Бронза

Бронза, сплав (химич.) - Так називаються сплави міді з оловом в різних пропорціях (мідь в надлишку), потім сплави міді з оловом і цинком, а також деякими іншими металами або металоїдами (свинцем, марганцем, фосфором, кремнієм та ін., в невеликих кількостях). Присутність сторонніх металів у цій бронзі (сплавах міді з оловом) часом випадковий характер і обумовлюється неповної чистотою вихідного матеріалу (деякі зразки античної бронзи), але звичайно прибавка відомого кількості тих або інших речовин проводиться свідомо, з певною метою, і тоді така бронза отримує особливі назви (марганцовая бронза, фосфорна бронза і т. д.). Від збільшення олова мідь стає більш легкоплавку, твердої, пружною, а отже, звучною, здатної до полірування, але менш тягучою, а тому бронза, головним чином, йде на виливок різних предметів. Якості бронзи залежать від складу, способів приготування та подальшої обробки. Якщо сплави міді з оловом, що містять від 7% до 15% цього останнього і найбільш вживані в практиці, піддати повільному охолодженню, то відбувається поділ сплаву і частина, багатша міддю, застигає раніше; таке явище, зване ліквацією бронзи, служить великою перешкодою при литві великих бронзових предметів; його до певної міри можна усунути збільшенням деяких речовин (напр. фосфористої міді, цинку) або, швидко охолоджуючи відлиті предмети (назад, домішка свинцю обумовлює більш легке поділ сплаву, так що слід уникати збільшення цього останнього понад 3%). При загартуванню бронзи відбувається явище, абсолютно протилежне тому, яке спостерігається для стали: бронза стає м'якою і до певної міри куванням.

Колір бронзи, зі збільшенням процентного вмісту олова, переходить з червоного (90% - 99% міді) в жовтий (85% міді), білий (50%) і сталево-сірий (до 35% міді). Що стосується тягучість, то при 1% - 2% олова сплави кування на холоду, але менш, ніж чиста мідь; при 5% олова бронзу можна кувати тільки при температурі червоного розжарювання, а при вмісті понад 15% олова гнучкість зовсім пропадає; сплави з дуже великим відсотком олова знову стають кілька м'якими і вязкімі.Сопротівленіе розриву залежить здебільшого від складу, частиною від агрегатного стану, що обумовлюють способом охолодження; при повній однорідності і однаковому складі, бронза з дрібнокристалічним будовою має більшу здатність опору. Питома вага бронзи звичайно більше, ніж середнє з питомої ваги складових частин, і змінюється від проковки і більш-менш швидкого охолодження. За дослідженнями Ріша (Riche), сплав, що відповідає формулі SnCu 3, має найбільший уд. вага 8,91 (отже, при його утворенні відбувається найбільше стиснення); будова його кристалічна, колір синюватий; при повільному охолодженні він залишається абсолютно однорідним; по всій видимості, тут є певна хімічна сполука. Подібними ж властивостями володіє сплав SnCu 4. Під впливом вологості і вуглекислоти повітря і тому подібних причин, на бронзі, з плином часу, з'являється іноді чудовий блакитно-зелений наліт, або шар основних мідних солей, настільки цінується в бронзових предметах знавцями і носить назву Aerugo nobilis, Patina, Verde antico. Patina охороняє бронзу від подальшої зміни; чи має вплив на швидкість появи її складу бронзи - питання спірне; відомо, що освіта patina можна прискорити штучним чином, але тільки на шкоду красі. Не так давно було піднято питання з приводу того, що бронзові статуї в великих містах (Лондоні, Берліні) або прямо чорніють, або ж утворилася на них зелена patina поступово набуває більш темний, майже чорний колір. Комісія, зібрана з цього приводу в Берліні, вирішила, що таке явище залежить від димної і курній атмосфери великих міст, де будівлі опалюються переважно кам'яним вугіллям, що містить сірчисті з'єднання. Для збереження статуй рекомендують чистити їх розчином спермацету в бензині.

Антична бронза була відома людям набагато раніше латуні (див.); в дуже віддалений часи нею, як відомо, користувалися для вичинки зброї, монет, різних прикрас і т. п. (бронзовий вік). Бронзу отримували тоді виплавкою мідних і олов'яних руд, а тому в античній бронзі нерідко містяться, у вигляді домішки, залізо, кобальт, нікель, свинець, цинк, срібло та ін. Найбільш старовинна бронза, золотистого кольору, містить приблизно 88% міді і 12% олова (F. Wibel, "Die Cultur der Bronzezeit Nord- und Mitteleuropas", Кіль, 1865).

Гарматний, або артилерійський, метал складається (в круглих цифрах) з 90-91 год. Міді і 9-10 ч. Олова (містить також іноді невеликі кількості цинку і свинцю). Сплави з таким складом дуже схильні до ліквації. Уд. вага артилерійського металу, що містить 10% олова, дорівнює 8,87. Бронза для знарядь повинна відрізнятися твердістю, в'язкістю, пружністю, володіти великим опором розриву і можливої ​​індиферентність по відношенню до ським агентам; цим вимогам задовольняють сплави зазначеного складу, але тільки до певної міри. Так звана сталева бронза Ухаціуса (Stahl-bronze) містить 8% олова. Для збільшення опору розриву таку бронзу піддають сильному тиску, заганяючи за допомогою гідравлічного преса в висвердлений жерло гармати сталевий конус більшого діаметра.

Дзвоновий метал відрізняється від попереднього великим вмістом олова; середній склад його: 78% міді і 22% олова; уд. вага 8,368. Вміст срібла в деяких дзвонах становить випадкову або зайву домішка: помилково думають, що срібло збільшує милозвучність дзвонів. Сплав міді з оловом зазначеного складу володіє всіма тими властивостями, які можна вимагати від хорошого дзвони, т. Е. Звучністю, достатньою твердістю і міцністю (протидією розриву). У зламі він дрібнозернистий, жовтувато-сірого кольору, легкоплавок, крихкий. Відомий тон дзвони залежить від його форми, виливки і складу. Сплави, що йдуть на виготовлення музичних ударних інструментів і для китайських там-там або гонг-гонг, мають склад, подібний дзвоновому металу. Особлива милозвучність китайських інструментів досягається швидким охолодженням сплаву (загартуванням) і тривалої проковуванням.

Нова статуйная бронза. Вживання для ливарних робіт бронзи, що складається тільки з міді та олова, крім порівняльної дорожнечі представляє чимало й інших незручностей: така бронза досить трудноплавка, не так добре відливається в форму, при затвердінні легко піддається ликвации, що невигідно відбивається на зовнішньому вигляді відлитих предметів і на освіті рівномірного шару мідних солей (patina); притому вона важко піддається обробці різцем. Ці незручності можуть бути усунені відомим зміною складу бронзи, а тому в даний час при литві статуй частина олова в бронзі замінюють цинком. Сплави з 10% -18% цинку і 2% - 4% олова відрізняються гарним червонувато-жовтим кольором, добре виконують найменші поглиблення форми, досить в'язки для обробки і набувають від дії атмосферних впливів гарний зелений наліт (patina). Більший вміст олова робить бронзу занадто крихкою, а від зайвої збільшення цинку вона втрачає свій колір і покривається негарним темним нальотом металевих з'єднань. Від домішки свинцю бронза стає більш здатною до обробки, але вже при кількостях понад 3% сплави досить легко піддаються ликвации. За Д'Арсі, найбільш придатна для відливання статуй бронза, що складається з 82% міді, 18% цинку, 3% олова і 1,5% свинцю. Нормальна бронза Ельстер містить 86⅔% міді, 6⅔% олова, 3⅓% свинцю і 3⅓% цинку.

Фосфорна бронза, запропонована Кюнцель в 1871 р, складається з 90% міді, 9% олова і 0,5% - 0,6% фосфору; вживається для відливання гармат, дзвонів, статуй, підшипників, різних частин машин і т. п. Надбавка фосфору (у вигляді фосфорної міді або олова) збільшує пружність бронзи, опір розриву і твердість; розплавлений метал легко відливається і добре виконує поглиблення форми. Змінюючи вагові відносини складових частин, можна надати сплавів бажані властивості: зробити їх м'якими як мідь або в'язкими як залізо, і твердими як сталь; від ударів і поштовхів будова фосфористої бронзи не змінюється; при вмісті фосфору понад 0,5% колір її золотистий.

Алюмінієва бронза (див.) - сплави міді з алюмінієм, що містять від 5% до 10% цього останнього і 90% - 95% міді. Колір бронзи, при утриманні 5% алюмінію, дуже схожий на золото; крім краси, вона відрізняється багатьма іншими чудовими якостями (між іншим, сплави з 8% - 5% алюмінію вельми тягучі). У торгівлі є алюмінієва бронза п'яти сортів, з різним ступенем тягучість і протидії розриву; вона добре чинить опір окисленню і дії морської води, набагато краще, ніж інші сплави. Домішка кремнію змінює колір і властивості алюмінієвої бронзи. Як матеріал для виготовлення різних частин машин, вона витісняє на паперових фабриках і порохових заводах фосфорну бронзу ( "Jahresber. Üb. D. Leist. D. Ehem. Tecbnol.", 1890, 359).

Кремінна бронза володіє таким же опором розриву, як фосфористая бронза і відрізняється великою електропровідністю, вживається для телефонних дротів. Вейлеровская кремнієва бронза (для телефонних дротів) містить, з аналізу Гамп, 97,12% міді, 1,62% цинку, 1,14% олова і 0,05 кремнію.

Марганцовая бронза виходить сплавом марганцевистого чавуну (ферромангана) з міддю, потім, з міддю і цинком або ж з міддю, цинком і оловом. Bronce Company в Англії виготовляє п'ять сортів її, які відрізняються один від одного за своїми властивостями (твердості, в'язкості, опору розриву) і застосовуються для різних цілей (Heinzerling, "Abriss d. Chem. Technologie", 1888).

Крім цих сортів бронзи, існують ще багато інших сплави, що мають різні застосування; така, напр., бронза для дзеркал, медалей, монет, підшипників і різних частин машин і т. д.

Докладна стаття про бронзі, із зазначенням літератури предмета, мається на керівництві: Kerl і Stohmann (Maspratt), "Handbuch d. technisch. Chemie "(3 вид., См. Від. Kupfer, 4-е изд. Ще не доведено до кінця).

Замовити бронзу по телефону + 38050-334-43-45 (Ірина)