Какой состав бронза имеет в процентном соотношении. Ее свойства и применение

Бронза — это сплав двух металлов. Он широко используется в разных сферах человеческой жизни: от автомобилестроения до дизайна интерьера.

Из чего состоит бронза?

Это медь, сплавленная с оловом. Также для ее изготовления вместо последнего может быть использован алюминий, марганец, бериллий и другие элементы. Кроме того, в составе присутствуют различные примеси в малых количествах.

Также на основе меди создается латунь, для получения которой используется цинк.

В наше время существуют марки этого сплава, у которых разный состав. Бронза различных видов может сильно отличаться. Разные марки используются в различных целях.

Цвет этого сплава напрямую зависит от процентного соотношения меди и олова, из которых он состоит. С уменьшением количества первой и увеличением второго расцветка теряет красный и приобретает серый оттенок.

Когда впервые появилась бронза?

Этот сплав известен с очень древних времен. Его начали изготавливать и использовать намного раньше, чем железо. Только медь и олово входили в его состав. Бронза того времени не содержала примесей. Она была впервые получена около пяти тысяч лет назад, то есть в ІІІ тысячелетии до н. э. Период, когда использовался этот сплав, так и называется — «бронзовый век». Он длился до І тысячелетия до н. э., то есть до того времени, как люди научились добывать железо.

Бронза широко использовалась для изготовления всевозможных изделий, в том числе украшений, статуэток, оружия и посуды.

Бронза. Состав и применение

Из этого сплава изготавливают прокат: прутки, арматуру, листы, а также всевозможную другую продукцию, к примеру сетку, подшипники, какие-либо детали различной аппаратуры. Также бронза применяется в строительстве и архитектуре для изготовления памятников, элементов декора. Кроме того, этот сплав находит свое применение в сантехнике — из него делают трубы.

Основной группой являются оловянистые бронзы. Из названия понятно, что олово является одним из основных металлов, входящих в состав. Бронза такого вида делится на два вида: та, для обработки которой используется высокое давление, а также литейная.

К обрабатываемым давлением относится Бр. ОЦС 4-4-2,5. В ее состав входит олово в количестве от трех до пяти процентов, свинец (от 1,5 до 3,5 процентов), цинк (от трех до пяти процентов), а также немного железа (0,05%). Все остальное — медь.

В эту же группу входит бронза, состав которой включает в себя от шести до семи процентов олова, 0,1-0,25 процентов фосфора, а также 0,02% железа и столько же свинца. Это Бр. ОФ 6,5-0,15.

Следующая группа — литейная бронза. Добавки в виде железа не входят в ее состав. Бронза такого вида часто используется для изготовления художественных предметов, фасонных изделий и т. д.

Бр. ОЦС6-6-3 состоит из пяти-семи процентов олова, 5,5-6,8 процентов цинка и меди.

В состав Бр. ОЦСН3-7-5-1 входит 2,5-4,5 процента олова, 6,5-7,5 процента цинка, а также 4,6-5,4% свинца и 0,8-1,2% никеля.

Нередко в наше время олово стали заменять другими металлами, так как это дешевле. Такие сплавы формируют другие группы.

Бронза, не содержащая олова, зачастую не уступает по качеству. Такие ее виды широко применяют в автомобилестроении и прочих подобных отраслях.

Алюминиевые бронзы

Этот металл наиболее часто выступает в роли замены олова. Его количество в сплаве может составлять около 10 процентов. Бронза, состав и свойства которой известны с древних времен, немного отличается от алюминиевой. Она дороже стоит, так как олово, с древности использовавшееся для производства данного сплава, имеет более высокую стоимость, нежели алюминий.

Однако, хоть она и дешевле, алюминиевая бронза все же обладает высокой прочностью, антифрикционными свойствами. Из нее в основном изготавливают втулки, подшипники, червячные колеса и прочее.

Наиболее распространенной маркой этой группы бронз является Бр. АЖН10-4-4. Ее состав включает в себя 9,5-11 процентов алюминия, 3,5-5,5 процентов марганца и столько же железа. Остальное — медь.

Бериллиевые бронзы

В такого рода сплавах содержится около двух процентов бериллия.

Они обладают повышенной прочностью и твердостью, так как подвергаются специальной термической обработке, которая способствует повышению характеристик материала. Основное применение эти бронзы находят в сфере изготовления инструментов, таких как молотки, зубила и т. д.

Кремнистые бронзы

Эта группа сплавов содержит в своем составе 2-3 процента кремния. Они обладают устойчивостью к коррозии, а также хорошими литейными свойствами.

Из такого рода материала чаще всего изготавливают ленту, проволоку, пружинистые изделия и тому подобное.

Никелевые бронзы

В качестве примеси содержат никель. В число их основных особенностей входят вязкость, хорошая устойчивость к кислотам и высоким температурам.

Патинированная бронза

В наше время очень распространен также этот вид. Патинирование бронзы придает ей эффект старины и играет декоративную функцию. Но, кроме этого, оно также защищает материал от коррозии. Метод патинирования этого сплава схож с технологией чернения серебра. В итоге проведения процедуры получается черная бронза, состав которой не изменен.

Латунь

Состав бронзы и латуни имеет одну основную общую черту — основной составляющей является медь. Это также важнейший и широко используемый сплав на основе данного металла. Однако в качестве второго элемента в этом случае используется цинк, а не олово. Также в малом количестве присутствуют добавки в виде свинца, железа, кремния.

Какая добавка содержится в конкретной марке латуни, можно понять из маркировки, в которую после буквы Л (которая означает «латунь») введена еще одна, к примеру С (свинец) в обозначении ЛС59-1. Отсюда можно понять, что в сплаве содержится 59 процентов меди, 1 — свинца, а остальное — цинк.

Цвет латуни и ее свойства зависят от процента содержания в ней меди. Выделяют три основных группы: красная, желтая и белая. Красная содержит в своем составе более 80 процентов меди, этот вид латуни еще называется «томпак». Ее применяют для изготовления тонких листов.

В желтой процент меди ниже — 40-80%. Она в основном используется для производства ключей, гарнитур, также ее применяют в автомобилестроении.

Белая разновидность латуни содержит 20-40% меди. Она очень хрупкая, поэтому может быть сформирована только посредством литья.

что это такое? Состав сплава в процентах и свойства, алюминиевая и другие виды бронзы, ее применение

Металлы и сплавы

Бронза является одним из древнейших сплавов, который имеет долгую и богатую историю. Это один из первых подобных материалов, полученных еще на заре 3 тысячелетия до н. э. Роль бронзы и на сегодняшний день все еще остается довольно важной и весомой. В этой статье мы познакомимся поближе с данным сплавом, узнаем его состав и разберемся в том, где он чаще всего применяется.

Что это такое?

Прежде чем начинать разговор том, в каких областях чаще всего успешно применяется бронза, следует выяснить, что она собой представляет. Если подробно разбираться в определении и особенностях рассматриваемого материала, стоит выделить тот факт, что в составе сплава присутствуют такие важные компоненты, как медь и олово. Также бронза содержит и смесь других элементов, но в более скромных процентах. В итоге получается привлекательный и многокомпонентный сплав. Главную роль в его составе играет именно медь, а все остальное представлено легирующими элементами, без которых не обойтись в совершенствовании свойств и характеристик металла.

Бронза выглядит по-разному. Ее внешние параметры напрямую зависят от того, какие компоненты преобладают в ее составе. Так, традиционно известный сплав насыщенного красного оттенка свидетельствует о том, что в нем присутствует большой процент меди. Существуют и такие разновидности этого металла, которые имеют холодную

стальную расцветку, близкую к белой – подобный внешний вид указывает на то, что в сплаве имеется не более 35% медного компонента.

Плюсы и минусы

Рассматриваемый сплав популярен уже очень много лет. С годами его актуальность не снижается, что обусловлено множеством преимуществ, которые ему присущи. Рассмотрим основные положительные характеристики бронзы, делающие ее востребованной.

1. Данный металл может похвастаться богатым многообразием. Существует много разных типов бронзы, например, оловянная, серебряная, алюминиевая и многие другие разновидности, имеющие свои формулы и особенности. Такие материалы оказываются полезными в разных областях, они содержат различные элементы, оказывающие влияние на физические свойства и особенности эксплуатации металла.
2. Существующие бронзовые сплавы подразделяются на литьевые и деформируемые подвиды. То есть для решения «своих» определенных задач есть возможность получить металл, который будет легко поддаваться холодной ковке – процесс деформирования при нормальных температурных значениях. Также удастся получить сплав, который возможно отливать.
3. Весомым преимуществом является то, что качественные отливки из рассматриваемого сплава демонстрируют самую незначительную усадку – всего 0,5-1,5%. Данное свойство обуславливает широкое распространение и востребованность материала не только среди профессиональных скульпторов, но и в сфере изготовления специальных промышленных станков и приборов.
4. Бронза относится к материалам, которые можно использовать несколько раз. Сплав абсолютно спокойно переносит дальнейшие переплавки, если в них появляется необходимость. Данная процедура не вредит материалу, не оказывает негативного воздействия на его свойства.
5. Один из самых важных плюсов бронзы заключается в том, что она является безопасной и экологичной. Если по ходу производства подобного сплава были задействованы потенциально опасные компоненты, например, бериллий, то готовый продукт от этого все равно не будет токсичным. На сегодняшний день далеко не каждый материал может похвастаться такими важными качествами.
6. Бронзовый сплав обладает высокой коррозийной стойкостью. На него не может негативно повлиять ни городской загазованный воздух, ни морская вода. Под действием подобных внешних факторов материал не портится, не теряет былой привлекательности. Большинство кислот бронза совершенно «не боится» и не подвергается их отрицательному воздействию. Именно поэтому данный материал часто используется для производства специальной кислотоупорной аппаратуры.
7. Бронза отличается еще одним любопытным качеством – она является упругой. Сплав во многих случаях применяют для изготовления различных высокоточных пружинных деталей, которые рассчитаны на длительный срок службы.

Несмотря на внушительный список преимуществ, бронзовый сплав все же не лишен определенных недостатков. Главным из них можно назвать стоимость практичного материала. Медь, а тем более олово – это материалы, которые используют во многих ситуациях, но в получении они оказываются дорогостоящими.

Прочие подвиды рассматриваемого сплава, например, алюминиевый вариант, обходятся в разы дешевле, потому что в их составе в качестве легирующего элемента применяется более доступное сырье.

К минусам бронзового сплава можно отнести и не самые высокие показатели его теплопроводности. Однако названная отличительная черта тоже смогла найти свое применение – например, в производстве различных аксессуаров для ванных комнат.

Основные характеристики

Характеристики и свойства бронзового сплава зависят от 2-х основных факторов – состава и структуры. Как указывалось выше, химический состав рассматриваемого материала разрабатывается для того, чтобы сплав получил определенные механические свойства и эксплуатационные характеристики. Самыми важными из них можно назвать твердость, прочность и пластичность сплава. Корректировать и перестраивать первые 2 параметра возможно за счет изменения соотношения олова в составе. Так, его доля в содержании основного материала связана со степенью твердости и пластичностью.

На показатели твердости и прочности бронзы самое большое влияние оказывает количество бериллия в составе. Определенные марки сплава, в которых предусмотрен названный элемент, могут быть более прочными, нежели нержавеющая сталь. Чтобы добавить пластичности, бериллиевый сплав предварительно проходит этап закалки. При этом важную роль играют не количественные значения вносимых веществ, а степень выраженности свойств, которые запланировано получить в итоге.

То есть при равном количестве 2-х разных элементов, один из них способен поменять свойства и характеристики сплава в большей степени, нежели второй.

Структура бронзового сплава отвечает за вмещаемую способность материи в отношении разных элементов. Данную особенность можно рассмотреть подробнее на примере важного компонента – олова. К примеру, 1-фазная структура имеет не более 6-8% названного элемента. Если превысить его показатели количеством предела растворимости (достигает 15%), то сможет сформироваться 2-я фаза твердого раствора.

Однофазное сырье характеризуется более высокими показателями пластичности. Двухфазный бронзовый сплав оказывается более жестким, но при этом и более хрупким. Указанные технические характеристики сказываются на дальнейшем применении рассмотренных материалов: так, сырье первого типа больше подойдет для ковки, а двухфазные варианты станут лучшим решением для дальнейшего литья.

Каждый из видов бронзового сплава имеет свои отличительные особенности. Ознакомимся с ними на примере литьевого оловянного материала.

1. Степень плотности сплава зависит от процентного содержания олова – при его доле в 8-4% она будет составлять от 8,6 до 9,1 кг/куб. см.
2. Температура плавления будет находиться в зависимости от состава сплава и может составить от 880-1060 градусов Цельсия.
3. Уровень теплопроводности рассматриваемого материала может достигать 0,098-0,2 кал/см, что является скромным показателем.
4. Электропроводность достигает 0,087-0,176 мкОм*м. Данный показатель также является небольшим.
5. Степень интенсивности коррозии в условиях морской воды равна 0,04 мм/год. Если же сплав находится в обстановке открытого воздуха, то данное значение будет другим и составит 0,002 мм/год.

Если металл обладает подобными характеристиками, пользователям не придется переживать о том, что он начнет быстро ржаветь.

Обзор видов

Бронзовый сплав делится на несколько разных видов. Классификация материала происходит по нескольким основным признакам. Остановимся на каждом из них.

По химическому составу

Исходя непосредственно из химического состава бронзы, выделяют следующие ее разновидности.

• Оловянная. В составе материала данного подвида присутствует 3,5-7% олова. Сплав может похвастаться высокой прочностью, надежностью и упругостью после предварительно проведенной обработки давлением. Материал обладает отличными литейными качествами. Усадка может достигать 1% (как в случае с литейным чугуном).

Главный недостаток данного материала скрывается в появлении микроскопических пор по ходу кристаллизации отливки.

• Безоловянная. В данную категорию входят такие разновидности сплавов, в химическом составе которых нет дорогого олова. Вместо него включают более доступные и недорогие материалы.

• Алюминиевая. Максимально пластичный материал. Его литейные свойства оказываются более низкими, нежели у дорогой оловянистой бронзы, однако в составе отсутствуют микропоры. В составе предусмотрен никель, фосфор и железо – компоненты, улучшающие свойства алюминиевого сплава.

• Кремниевая. Высокопрочный подвид материала, устойчив к появлению коррозии, является электропроводным. Материал не боится низких или высоких температур, щелочной среды. Чтобы металл имел более высокие прочностные характеристики, химический состав дополнительно легируют марганцем и обрабатывают путем холодной деформации.

• Берилловый сплав разрешено подвергать термической обработке с применением закалки и искусственного старения. Основным недостатком данного вида можно считать высокую стоимость бериллия.

Из-за этого кремниевый бронзовый сплав применяется исключительно в производстве специальных узлов, которые должны отличаться высокой износостойкостью и долговечностью.

По обработке

Бронзовые сплавы разделяются, исходя из типов обработки.

• Деформируемая. В производстве деталей из бронзы используется такие популярные технологии, как ковка, протяжка, резка, фрезеровка.

• Литейная. Отдельный вид бронзового сплава. Детали, которые состоят из этого металла, изготавливают путем металлургии.

По структуре

Разные виды бронзовых сплавов разделяются и по своей структуре. Выделяют следующие варианты.

• Однофазные. Имеющиеся в таком металле компоненты в твердом растворе формируют только одну определенную фазу.
• Двухфазные. Продукцию получают при помощи литья, потому что деформируется она исключительно под воздействием высоких температурных показателей. Из двухфазного сплава возможно получить отливки максимально сложных и замысловатых конфигураций.

Область использования и маркировка

В настоящее время существует несколько разных марок бронзы. Они отличаются друг от друга непосредственно по составу, который определяет характеристики, параметры и область применения сплава. Чтобы ориентироваться было удобнее, разработана особая система маркировки, в которую включены буквенные и цифровые символы (отражают первые значения в названиях химических элементов).

Цифры в марках указывают на количество компонентов, предусмотренных в сплаве (в процентных долях). Правда, объем меди обычно не отражается в этих обозначениях.

Этот показатель принято высчитывать в качестве разницы между общим составом бронзы и числом дополнительных легирующих элементов.

В настоящее время бронзовый сплав применяется во многих сферах. Ознакомимся с их списком.

1. Сплав, в котором имеется всего 2% олова, прекрасно подойдет для ковки в условиях обычной температуры, поскольку отличается хорошей пластичностью. Составы, в которых концентрация этого элемента достигала 15%, широко применялись еще в древние времена – из них делали много разных предметов.
2. Качественную закаленную бронзу, в содержании которой имеется бериллий, часто используют в изготовлении пружинных деталей, рессор или мембран.
3. Материал, богатый на алюминий, чаще всего используется в неблагоприятных условиях (химическое производство, высокая влажность).
4. Сплавы с кремнием и цинком тягучие и подходят для производства предметов путем литья.
5. Применяется рассматриваемый материал для производства разной электротехники, поскольку не магнитится.
6. Из материала, не отличающегося теплопроводностью, изготавливают ванны, умывальники, сантехнические устройства, которые часто используются в домашних (и не только) условиях.
7. Бронзовый сплав также может применяться в автомобилестроении или авиастроении.

Как отличить в домашних условиях?

Бронза имеет достаточно разных отличий от других подобных металлов. Нет ничего сложного в искусстве «вычисления» данного материала. Разберем, как можно легко и просто отличить бронзу в домашних условиях.

• Бронза отличается от многих других сплавов высокой прочностью и жесткостью. Таким образом, металл легко отличить от меди или латуни. Достаточно буквально проверить материал «на зубок» – на поверхности бронзового сплава следов остаться не должно, как и в случае с надавливанием.

• Можно провести эксперимент с солевым раствором (200 г на 1 л воды). Медное изделие спустя 10-15 минут приобретет более насыщенный и броский оттенок, нежели бронзовая деталь.

• Прибегают к нагреву металла примерно до 600 градусов Цельсия (подобную температуру можно получить, используя специальную бензиновую горелку). Если поднести прибор, например, к латуни, на материале проявится темная пленка из оксида цинка. На бронзовом изделии она не будет видна.

• Если нагреть латунь, она будет гнуться. Если же такую операцию провести в отношении бронзы, она своих свойств и формы не поменяет. Если есть возможность и образец металла, его можно попробовать расплавить. Та же латунь станет гореть белым пламенем, раскидывая белоснежные хлопья, – таким образом происходит выгорание цинка.

• Отличить бронзу от латуни можно другим достоверным способом: поместите несколько стружек каждого из металлов в отдельные резервуары, а потом влейте туда разбавленную азотную кислоту (1 часть кислоты и 1 часть воды). Немного выждите, пока большая часть компонентов успеет раствориться. Далее нужно подогреть мензурки и довести растворы до состояния кипения. 30 минут нужно подержать их на маленьком огне. Жидкость, в которой находятся кусочки латуни, будет прозрачной, а в сосуде с бронзовой стружкой образуется белоснежный осадок из олова.

Как ухаживать?

Изделия, произведенные из бронзового сплава, нуждаются в правильном периодическом уходе. Пренебрегать им не следует. Рассмотрим подробнее, как надо грамотно ухаживать за подобными предметами.

1. Изделия из благородной бронзы смотрятся эффектно и привлекательно только в том случае, если являются хорошо очищенными, ухоженными. Следует регулярно удалять с поверхности предметов все появившиеся пыльные скопления и загрязнения. Для этого лучше всего использовать слегка увлажненную тряпочку. Изо всех сил тереть изделия не нужно – будьте аккуратны.
2. Чтобы изначальное лаковое покрытие продержалось на бронзовых изделиях как можно дольше, можно периодически мыть их со слабым мыльным раствором. Эти действия будут необходимы для того, чтобы на объектах не появлялись трещины либо разрушения лакового слоя.
3. Если вы являетесь большим любителем вещей, отполированных буквально до безупречного блеска, рекомендуется чистить бронзу с использованием специализированных порошков и реактивов. Неплохой репутацией может похвастаться, к примеру, особый очиститель для бронзы «Трилон».
4. Завершив работы по глубокой очистке изделий из бронзового сплава, поверхность металла желательно хорошенько отполировать. Лучше всего с этой задачей справится сухая шерстяная ткань.
5. Иногда для чистки бронзы используют сухой зубной порошок, предварительно разведенный в воде с добавлением нашатырного спирта. Нужен 1 стакан порошка, 1 чайная ложка спирта. Желательно использовать для чистки жесткую щетку.
6. Древним и традиционным способом очистки бронзы является такой вариант: использование воды, в которой предварительно варились бобовые культуры. Далее чистку тоже проводят с применением жесткой щеточки. После этого чистое изделие из металла надо еще раз ополоснуть и протереть сухой тканью дочиста.

Если для чистки бронзы запланировано использовать тряпку, лучше взять фланелевый вариант. Особенно тщательно и скрупулезно требуется вычищать места со складками и углублениями, поскольку именно здесь пыль и грязь копятся наиболее активно.

Чистку изделий следует проводить регулярно, чтобы на них не скапливались лишние включения.

О том, что такое бронза и где применяется, смотрите в следующем видео.

2. Химический состав древних бронз и других медных сплавов

Бронзами в тесном смысле этого слова называют сплавы меди с оловом в различных весовых отношениях, но с преобладанием меди. Присутствие других металлов, кроме олова, в древних бронзах следует рассматривать как побочные примеси. Такими примесями в упомянутых бронзах являются: цинк, свинец, сурьма, железо, серебро, иногда никель, кобальт, золото, а также другие металлы, очевидно попадавшие в сплав непосредственно из медных и оловянных руд в самом процессе плавки.

Цвет бронзы изменяется в зависимости от ее состава; с увеличением процентного содержания олова в сплаве цвет бронз переходит из розового и красного (90—99% меди) в желтый (до 85% меди), затем в белый (до 72% меди) и, наконец/в стально-серый (до 35% меди).

Бронзы могут иметь также и золотистые оттенки: напр., античная золотистая бронза содержит, по F. Wibel’ю, около 88% меди и. 12% олова..

Латунью, или желтою медью, называют сплав меди с различным содержанием цинка, обычно около 32%; латунь характеризуется красивым желтым цветом.

У народов античного мира, греков и римлян, медь и ее сплавы бронза и латунь назывались одинаково: des у римлян, χαλχός у греков.

Древние египтяне, по указанию Berthelot, ¹ называли медь и бронзу одним словом chomt.

Эти термины сохранились до нашего времени, иногда латунь, т. е. сплав меди с цинком, ошибочно называют желтой или зеленой медью, в отличие от красной или чистой меди.

Коринфская бронза (airin de Corinthe), по мнению Berthelot, ² была сплавом меди с золотом и серебром, Berthelot ³ указывает, что под названием орихалк в древности, вероятно, разумели все желтые сплавы, напоминающие своим блеском золото; об этом сплаве Платон говорит в своей «Атлантиде» как о драгоценном металле.

По Брандту, бронза, употреблявшаяся римлянами и в средние века, редко была сплавом только меди и олова, но обыкновенно содержала свинец в таком количестве, что надо считать его прибавленным умышленно. G. Richter указывает, что в античных бронзах более раннего происхождения содержание олова было меньше, чем в бронзах более позднего происхождения; напр., некоторые топоры из Трои содержали лишь от 3,87% до 5,70% олова. Бронзы из Микен уже содержат олова больше, от 10 до 13%. В греческих бронзовых сосудах содержание олова бывает обычно от 10 до 14%, а в монетах от 2 до 17%. В зеркалах содержание олова обычно выше, чем в других бронзах, а именно, от 19 до 32%.

Составные части	Проценты
Олово	4,36	5,52
Медь	82,72	72,09
Свинец	9,90	20,31
Железо	0,55	1,73
Цинк	1,86	0,67
Мышьяк	следы	следы

С давних времен китайцами и индусами изготовлялись музыкальные инструменты в форме тарелок, называющиеся там-там, гонгами и др., состоящие из сплава меди и 2.0% олова.

Особую группу среди древних бронз представляют китайские и японские художественные бронзы, отличающиеся своим составом от бронз других народов Азии и Европы.

Китайские и японские бронзы, замечательные по покрывающей их темной патине, содержат, по исследованию М. Morin, ⁴ свинец в количестве до 20%. Приводим из этой работы данные двух анализов бронз.

Некоторые китайские и японские бронзы бывают весьма хрупкими, разбивающимися при небольшом толчке.

Кроме бронз в прямом значении слова, японцы изготовляют другие медные сплавы, содержащие вместо олова драгоценные металлы: золото и серебро.

По исследованию проф. Roberts-Austen’a, ⁵ из этих сплавов, применяемых японскими художниками, наибольший интерес представляют два сплава: shaku do и shibu ichi. Первый из них, как показывают анализы, содержит до 4% золота; в schibu ichi содержание серебра доходит до 49%. Патины этих сплавов имеют весьма красивые цвета: на shaku do пурпурно-красный, а на shibu ichi — серый. Кроме того, японцы готовят особый сплав, называемый kuromi и содержащий медь, олово, кобальт и другие металлы.

В заключение приводим данные анализов различных древних: бронзовых предметов (табл. 1), сообщаемые G. Brinton Philips’ом; ⁶ анализы бронз с Кавказа, произведенные лабораторией Института исторической технологии, даны в таблице 2.

Таблица 1

Название предмета	Место нахождения	Дата предмета	Проценты						Примечание
			Сu	Sn	Pb	Fe	Со	As
Чаша	Луксор	XI египет. дин.	85,8	3,5	8,5	0,2	—	—	7% Sb
Гвозди	Мемфис	XXVI египет. дин.	74,6	0,9	21,3	0,3	—	—
Обломок	»	—	92,0	6,5	0,8	0,3	—	—
Чаша	Микены	—	99,4	—	0,2		—	0,2
Рукоятка меча	»	—	99,4	0,1	—	—	—	—
Обломок	Афины Акрополь	520 до н. э.	88,1	9,7	0,3	—	—	—
Топор-	Таормина	600 до н. э.	90,3	7,3	0,2	0,5	—	—
Зеркало	Карфаген	—	82,0	14,4	—	0,6	—	—
Часть светильника	Пикеринг в Йоркшире	—	83,8	10,2	5,3	0,4	—	—
Серп	Саратов	1600 до н. э.	91,5	—	—	6,2	0,3	—
Чаша	Цейлон	XII столетие	77,5	19,6	0,2	—	0,4	—
Зеркало	Китай	1000 н. э.	65,2	9,7	23,2	—	—	—
Ложка	Корея	900—1400 н. э.	77,2	21,5	—	0,7	—	—
Зеркало	Япония	1300 н. э.	73,2	10,8	14.5	—	—	—
Нож	Перу	—	96,8	3,0	—	0,3	—	—
			94,3	4,8	—	—	—	—
			96,2	3,7	—	—	—	—
Топор	Перу	—	93,7	5,0	—	—	—	—

Таблица 2. Примеры анализа древних бронз по данным Института исторической технологии (1933—1934 г.)

Название предмета	Район находки	Место находки	Датировка	Проценты								Примечание
				Си	Sn	Рb	Zn	Fe	Sb	Ag	As
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
Топор	Бассейн р. Кубани	Андрюковская	Конец III— нач. II тысяч. до н. э.	98,04	—	0,16	—	0,78	—	сл.	0,94,	Кроме того, в этих бронзах встречаются примеси некоторых других элементов
Кинжал	Сев. склон Центр. Кавказ	Фаскау	Конец II— нач. I тысяч. до н. э.	86,6	10,78.	0,45	—	0,58	сл.	сл.	сл.
Обломок топора	То же	Коллекция Бобринского	То же	85,71	11,72	0,47	сл.	0,11	—	сл.	сл.
Пряжка	То же	Кумбулта	Первый век н. э.	71,12	2,46	3,92	17,00	0,52	—	сл.	сл.
Меч	Центр. Закавказье	Ворнак	Конец II— нач. I тысяч. до н. э.	88,54	9,72	сл.	—	—	сл.	сл.	сл.
Наконечн. копья	То же	Цинондали	То же	96,4	—	0,69	—	—	3,05	б. сл.	сл.
Секира	То же	Арчадзор	То же	88,2	9,59	0,82	—	—	сл.	сл.	сл.
Наконечник посоха	То же	Ворнак	То же	89,2	9,05	0,48	сл.		есть	сл.	есть
Изображение идола	Сев. Урал	Палкана	Начало н. э.	95,1	1,13	0,10	—	—	сл.	сл.	сл.
Изображение зверя	То же	Чердынь	VI—VIII вв. н. э.	78,13	17,43	2,50	сл.	—	есть	сл.	сл.
Бляшка	Сев. Зауралье	Тазовская губа	То же	82,2	14,3	2,5	—	0,8	сл.	сл.	сл.
Бляха	То же	Остяцкий могильник	XVII—XVIII вв. н. э.	32,7	6,0	1,1	сл.	—	сл.	сл.	сл.

Как видно из приведенных примеров, состав древних бронз: представляет большое разнообразие.

Ледебур полагает, что эти «бронзы» представляют нечистую медь, в том виде, как она выплавлялась из руд, со всеми примесями.

Древние памятники из медных сплавов часто бывают весьма неоднородными в различных частях одного и того же предмета; кроме того, часто обнаруживаются поры и другие недостатки отливок: многие египетские бронзы имеют неметаллическую, сердцевину — сплавленное песчано-глинистое ядро, по терминологии Ратгена, представляющее прототип современных литейных шишек.

Новейшая художественная бронза отличается от бронзы древних европейских народов тем, что она содержит, кроме меди и олова, еще значительное количество (иногда до 35—40%) цинка, прибавляемого для удешевления сплава.

Говоря о химическом составе древних бронз и предметов из археологических раскопок, следует отметить различную окисляемость меди и олова в античных бронзах, находившихся в земле. Это явление впервые было замечено Berthelot в 1894 г. при анализе обломка браслета из сокровищницы Dahchoui’a (XII династии в Египте).⁷

Для анализа было взято металлическое вещество из центральной части предмета, наиболее удаленной от поверхностного слоя патины. Патина анализировалась отдельно.

Анализ не разрушенной металлической части отличается значительно меньшим содержанием олова. Berthelot объясняет это тем, что медь окислилась сильнее олова, поэтому содержание олова в неметаллической части объекта выше, чем в металле.

Данное Berthelot объяснение было подтверждено позднейшими исследованиями Е. С. Ельчанинова над бронзовыми стрелами,⁸ найденными на острове Березани (на Черном море), относящимися к VI или V веку до н. э. Оказалось, что части, подвергшиеся наибольшему разрушению, содержали олова сравнительно больше, чем менее разрушенные, т. е. под влиянием процессов медленных реакций при лежании в земле и действия почвенных вод медь потерялась в большей степени, чем олово.

Эту различную способность металлов к окислению следует иметь в виду при анализах древних бронз, чтобы не получить неправильного представления о первоначальном составе металла исследуемого предмета.

_____

¹ М. Berthelot, Les origines de ralchitnie, 1885 г., стр. 225.

² М. Berthelot, Stir le cuivre des aneiens, Annales de ehimie et de physique, 1887 г., стр. 14.

³ Bertlielot, Les origirtes de l’alchimie, 1885 г., стр. 226,

⁴ L. Knab, Traiteclesalliagesetaes depots nietalliques, Paris, 1892 г., стр. 157.

⁵ L. Knab, указ. раб.

⁶ American Anthropologist, 1922 г., т. 24, стр. 129.

⁷ J. de Morgan, Fouilles a Dahchour, 1894 г., стр. 139.

⁸ Журнал Русского химического общества, 1903 г., стр. 1277.

Первоисточник: 

Очерки по методике технологического исследования реставрации и консервации древних металлических изделий. Выпуск 130. ОГИ3. М-Л., 1935

Бронза сплав — это… Что такое Бронза сплав?

Бронза, сплав — (химич.) Так называются сплавы меди с оловом в различных пропорциях (медь в избытке), затем сплавы меди с оловом и цинком, а также некоторыми другими металлами или металлоидами (свинцом, марганцем, фосфором, кремнием и др., в небольших… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Бронза (сплав меди) — Бронза (франц. bronze, от итал. bronzo), сплав меди с разными химическими элементами, главным образом металлами (олово, алюминий, бериллий, свинец, кадмий, хром и др.). Соответственно, Б. называется оловянной, алюминиевой, бериллиевой и т.п. Б.… …   Большая советская энциклопедия

БРОНЗА — (франц. bronze, от итал. bronzo, от brunizzo коричневый). Сплав меди, олова и цинка, похожий, по внешнему виду, на золото. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. БРОНЗА сплав меди и олова, часто с примесью …   Словарь иностранных слов русского языка

БРОНЗА — сплав меди с различными цветными металлами. Типовой состав техн. Б. медь с оловом; для удешевления и придания специальных свойств к Б. прибавляют цинк, свинец, марганец, кремний, фосфор, алюминий, железо и другие металлы. Содержание этих примесей …   Технический железнодорожный словарь

бронза — Сплав на основе меди. Главные легирующие добавки: Sn, Al, Be, Si, Pb, Cr и др. элементы, исключая Zn и Ni. Соответственно б. наз. оловянной, алюминиевой, бериллиевой, кремнистой, марганцевой, хромистой и т.д. Содержание основных легирующих… …   Справочник технического переводчика

БРОНЗА — сплав на основе меди, в котором главными добавками являются олово, алюминий, бериллий, кремний, свинец, хром или др. элементы, за исключением цинка и никеля; Б. называется соответственно оловянистой, алюминиевой, бериллиевой и т. д. Сплав меди с… …   Большая политехническая энциклопедия

Бронза — Статуэтка, отлитая из бронзы Бронза  сплав меди, обычно с оловом как основным легирующим элементом, но применяются и сплавы с алюминием, кремнием …   Википедия

бронза — ы; ж. [франц. bronze] 1. Сплав меди с оловом и другими металлами (свинцом, алюминием и т.п.). Изделия из бронзы. Отлить бюст в бронзе. 2. собир. Художественные изделия из такого сплава. Коллекционировать бронзу. Выставка бронзы. 3. Разг.… …   Энциклопедический словарь

Бронза — (химич.). Так называются сплавы меди с оловом в различныхпропорциях (медь в избытке), затем сплавы меди с оловом и цинком, атакже некоторыми другими металлами или металлоидами (свинцом, марганцем,фосфором, кремнием и др., в небольших количествах) …   Энциклопедия Брокгауза и Ефрона

бронза — ы ж. bronze m., нем. Bronze < , ит. bronzo. 1. Сплав меди с оловом и некоторыми другими м металлами. Сл. 18. Смесь меди. олова и цинка. Украсить стол бронзою. САР 1806 1 316. Видел .. статуй древних из бронза. АК 1 222. Бронса, то есть медь,… …   Исторический словарь галлицизмов русского языка

Бронза. Технологическая справка: cultprosvet_mag — LiveJournal

«Введение железа в каком-либо народе означает конец
его дикого существования и начало образованности»
Юлий Цезарь, «Записки о галльской войне»

Бронза это сплав меди с оловом или мышьяком, обладающий значительно большей, по сравнению с медью, твёрдостью, прочностью и легкоплавкостью. Классическая оловянная бронза с трудом поддается обработке давлением, резанием или заточке, в основном она литейный металл. Оловянная бронза обладает несколько лучшими характеристиками с технологической точки зрения, при том, что ее потребительские свойства примерно идентичны мышьяковистой. Исторически раньше появилась — мышьяковистая (черная) бронза, а постепенное ее вытеснение оловянной началось после 3000 года до н.э., но из–за дефицита олова еще в течении долгого периода Египетская бронза, бронзы Крита и западной части Средиземноморья оставались «черными».

Литьё бронзы в Древнем Египте (Новое царство, около 1450 г. до н.э). [2, 72]

В чем же, с технологической точки зрения, «черная» бронза уступала оловянной? Во-первых, она при переплавке, существенно изменяла свои механические свойства в худшую сторону из-за чего долгое время продукты из повторно используемой бронзы стоили существенно дешевле, чем аналогичные — из “первородной”.
Рециклинг лома в эпоху «черной» бронзы (III тыс. до н.э.) [2, 68]
Понять причину вызывающую ухудшение качества переплавленного металла древние металлурги не могли, но оловянной бронзой подобного эффекта не возникало. Во-вторых, соединения мышьяка очень токсичны, отчего древние металлурги обладали целым букетом профессиональных заболеваний. Эта особенность древней металлургии нашла отражение во многих мифах и преданиях того периода, в которых металлурги, как правило, изображались хромыми, горбатыми, часто карликами, со скверным характером, косматыми и с отталкивающей внешностью. [2, 69-70]

Соотношение общепринятой хронологии цивилизации с важнейшими событиями в истории металлургии [2, 12]

Важным технологическим преимуществом бронзы являлось то, что температура плавления у нее даже ниже чем у меди. То есть 950°C у бронзы против 1084°C у меди.

Температурный уровень термообработки изделий и извлечения металлов из руд [2, 26]

Для древней металлургии даже разница в 130°C была чрезвычайно важной с технологической точки зрения. Плавильные печи были несовершенны, обеспечивать высокие температуры плавления в них было сложно. А  относительно не высокая температура плавления бронзы, позволяла осуществлять переплавку изделий из нее вне специализированных металлургических центров.

Температурный уровень производства основных материалов древности [2, 27]

По потребительским характеристикам бронза была тверже железа и не такой хрупкой, как пока ещё не изобретённая человечеством сталь. Но в отличие от железа, требовавшего долгой процедуры ковки, бронзовые изделия отливались, что сильно упрощало производство и стандартизацию готовых изделий.

Литейная форма для отливки 5 серпов, бронзовый век. Из коллекции музея УОЛЕ (Екатеринбург)

Каменная форма для отливки топоров (Сардиния)

Металл войны
Примером массового производства, может быть изготовление наконечников для стрел или копий.. Эксперимент, проведенный английскими археологами и специалистами по литью, показал что в литейной форме один мастер с несколькими квалифицированными помощниками мог отлить за неделю около 10 тыс. наконечников, шесть литейщиков могли за месяц отлить более 500 тыс. наконечников, переработав при этом до 2 т металла [1, 96].
С самого своего появления на свет бронза стала «металлом войны», а обладание бронзовым вооружением — необходимым условием для успешного ведения боевых действий. Именно бронза позволила создавать длинные прямые мечи, «тяжелые» воинские доспехи и прочее оружие, на порядок превосходившее медные и каменные аналоги.

Микенские тяжело вооруженные воины (Giuseppi Rave)

Олово
К сожалению, олово оказалось еще более редким металлом, чем медь. Содержание олова в земной коре составляет всего около 2 ppm (олово в 35 раз более редкий металл, чем медь и в 25 000 раз более редкий, чем железо). Первыми оловянными бронзами были бронзы Анатолии, связанные с добычей олова из месторождений Киликии и Тавроса. Однако, уже к XIX веку до н.э. небольшие месторождения олова Малой Азии уже были полностью выработаны и его приходилось ввозить из мест, иногда удаленных за тысячи километров от металлургических центров.

Рециклинг лома в эпоху оловянной бронзы (II тыс. до н.э.) [2, 75]

А что означал в условиях бронзового века дефицит олова? Без олова невозможно произвести качественную бронзу, без которой не вооружить армию, государство, не имеющее сильной армии, станет добычей лучше вооруженных соседей. Поэтому ведущие государства делали все возможное, чтобы охранять и контролировать торговлю оловом. Олово было стратегическим ресурсом, легшим в основу экономики бронзового века.

Литература

1. Черненко Е.В. — Скифские лучники. Киев. «Наукова думка». 1981 г. — с. 168 {24}


2. Черноусов П.И., Мапельман В.М., Голубев О.В. Металлургия железа в истории цивилизации. – М.: МИСиС, 2005г. — с. 413 {25}

(к оглавлению)

Бериллиевая бронза — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Разводной ключ с пометкой «BeCu», обозначающей, что он изготовлен из бериллиевой бронзы.

Бериллиевая бронза — сплав меди, содержащий 0,5—3 % бериллия и, в некоторых случаях, другие добавки. Бериллиевая бронза совмещает высокую прочность с немагнитными свойствами и отсутствием искрения. Она превосходно подвергается металлообработке, формовке и резанию. Она находит множество применений в инструментах для опасных сред, музыкальных инструментах, приборах для высокоточных измерений, пулях, и воздушно-космическом пространстве. Сплавы бериллия представляют токсическую опасность при вдыхании во время производства.

Бериллиевая бронза — это пластичный, пригодный для сварки и обработки сплав. Он устойчив к неокисляющим кислотам (например, к соляной или угольной), продуктам распада пластмасс, абразивному износу и истиранию. Она может подвергаться термической обработке для повышения прочности, износостойкости и электропроводности. Бериллиевая бронза достигает наибольшей прочности (до 1400 МПа) из всех сплавов на основе меди^[1]. Она имеет хорошую теплопроводность (107 Вт/м·К), превышающую теплопроводность инструментальной стали в 3-5 раз.

В твердой форме и в виде завершённых изделий, бериллиевая бронза не представляет никакой опасности для здоровья^[2]. Однако, вдыхание пыли или дыма, содержащих бериллий, может привести к серьезному заболеванию легких, бериллиозу. Это заболевание поражает в первую очередь легкие, ограничивая обмен кислорода между легкими и кровотоком. Международное агентство по изучению рака относит бериллий к первой группе канцерогенов человека. Национальная программа токсикологии также относит бериллий к канцерогенам.

Пример неискрящего инструмента из бериллиевой бронзы.

Бериллиевая бронза — это цветной сплав, используемый в пружинах, пружинной проволоке, датчиках нагрузки и других деталях, которые должны сохранять свою форму при многократных нагрузках и деформациях. Она имеет высокую электрическую проводимость, и используется в низкоточных контактах для батарей и электрических соединителей.

Неискрящая, но прочная и немагнитная, бериллиевая бронза отвечает требованиям директивы ATEX для зон 0, 1 и 2. Отвертки, плоскогубцы, гаечные ключи, зубила, ножи, и молотки из бериллиевой бронзы подходят для работы рядом с взрывоопасными веществами, например, на буровых вышках, угольных шахтах и зерновых элеваторах. Другой сплав, иногда используемый для производства неискрящих инструментов — алюминиевая бронза. По сравнению со стальными инструментами инструменты из бериллиевой бронзы дороже в производстве, уступают им в прочности и долговечности, но достоинства бериллиевой бронзы в опасных средах могут перевешивать недостатки.

Бериллиевая бронза также используется для производства:

• некоторых ударных инструментов для их последовательного тона и резонанса, особенно бубнов и треугольников;
• криогенного оборудования, используемого при очень низких температурах, такого как рефрижераторы растворения, из-за механической прочности и относительно высокой теплопроводности данного сплава в этом диапазоне температур;
• бронебойных пуль^[2], хотя такое использование необычно, потому что пули из стали стоят гораздо дешевле и имеют схожие свойства;
• набивок, используемых для создания RF-плотного (устойчивого к утечке радиочастоты), электронного уплотнения на дверях, используемых при испытании электромагнитной совместимости и безэховых камер.

Проволока из бериллиевой бронзы^[3] выпускается в нескольких формах: круглой, квадратной, плоской и фигурной, в мотках, в катушках и в виде прямых отрезков.

Сплав — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Сплав — макроскопически однородный металлический материал, состоящий из смеси двух или большего числа химических элементов с преобладанием металлических компонентов.

Сплавы состоят из основы (одного или нескольких металлов), малых добавок специально вводимых в сплав легирующих и модифицирующих элементов, а также из неудалённых примесей (природных, технологических и случайных).

Сплавы являются одним из основных конструкционных материалов. Среди них наибольшее значение имеют сплавы на основе железа и алюминия. В технике применяется более 5 тыс. сплавов.

По способу изготовления сплавов различают литые и порошковые сплавы. Литые сплавы получают кристаллизацией расплава смешанных компонентов. Порошковые — прессованием смеси порошков с последующим спеканием при высокой температуре. Компонентами порошкового сплава могут быть не только порошки простых веществ, но и порошки химических соединений. Например, основными компонентами твёрдых сплавов являются карбиды вольфрама или титана.

По способу получения заготовки (изделия) различают литейные (например, чугуны, силумины), деформируемые (например, стали) и порошковые сплавы.

В твердом агрегатном состоянии сплав может быть гомогенным (однородным, однофазным — состоит из кристаллитов одного типа) и гетерогенным (неоднородным, многофазным). Твёрдый раствор является основой сплава (матричная фаза). Фазовый состав гетерогенного сплава зависит от его химического состава. В сплаве могут присутствовать: твердые растворы внедрения, твердые растворы замещения, химических соединений (в том числе карбиды, нитриды, интерметаллиды) и кристаллиты простых веществ.

Свойства металлов и сплавов полностью определяются их структурой (кристаллической структурой фаз и микроструктурой). Макроскопические свойства сплавов определяются микроструктурой и всегда отличаются от свойств их фаз, которые зависят только от кристаллической структуры. Макроскопическая однородность многофазных (гетерогенных) сплавов достигается за счёт равномерного распределения фаз в металлической матрице. Сплавы проявляют металлические свойства, например: электропроводность и теплопроводность, отражательную способность (металлический блеск) и пластичность. Важнейшей характеристикой сплавов является свариваемость.

Сплавы, используемые в промышленности[править | править код]

Сплавы различают по назначению: конструкционные, инструментальные и специальные.

Конструкционные сплавы:

Конструкционные со специальными свойствами (например, искробезопасность, антифрикционные свойства):

Для заливки подшипников:

Для измерительной и электронагревательной аппаратуры:

Для изготовления режущих инструментов:

В промышленности также используются жаропрочные, легкоплавкие и коррозионностойкие сплавы, термоэлектрические и магнитные материалы, а также аморфные сплавы.

• Лахтин Ю. М.. Металловедение и термическая обработка металлов: Учебник для вузов. — 3-е. — М.: Металлургия, 1983. — 360 с.
• Геллер Ю. А., Рахштадт А. Г.. Материаловедение. — М.: Металлургия, 1975. — 445 с.
• Колачев Б. А., Ливанов В. А., Елагин В. И.. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов. — М.: Металлургия, 1972. — 480 с.