Бронз — определение, състав и основни видове сплави от мед и калай

Бронзът е метална сплав. Бронзът е предимно мед, към която е добавено малко калай (обикновено между 5 и 20 % калай), за да стане по-здрава. В зависимост от вида и предназначението на сплавта съставът може да варира — към медта се добавят и други елементи (алуминий, олово, силиций, фосфор и др.), които променят механичните свойства, корозионната устойчивост и обработваемостта.

Когато дадена сплав се нарича бронз, обикновено се има предвид сплавта на мед и калай. Когато за наименованието на сплавта се използват две думи и едната от тях е Бронз, това означава, че сплавта е направена предимно от мед. Другата дума ни казва какъв друг метал е бил комбиниран с медта, за да се получи тя.

Други бронзови отличия са:

• Алуминиев бронз — обикновено съдържа няколко процента алуминий и е известен с висока здравина, добра корозионна устойчивост (особено в морска вода) и устойчива оксидационна повърхност. Използва се за зъбни колела, втулки и винтови работни детайли.
• Оловен бронз — включва добавки на олово, които подобряват обработваемостта и самоомазнителните свойства; широко се използва за лагерни втулки, плъзгащи повърхности и части, подложени на триене.
• Силициев бронз — съдържа силиций, което подобрява леенето и корозионната устойчивост; използва се за тръбопроводи, арматура и изделия, изискващи добра корозионна защита.
• Фосфорен бронз

Фосфорният бронз е специален тип бронз с добавка на фосфор (в малки количества), който повишава износоустойчивостта и устойчивостта на умора. Често се използва за пружини, електропроводими контакти, пружинни елементи и фино механични детайли.

Физични и механични свойства

Бронзът има по-висока твърдост и износоустойчивост в сравнение с чистата мед. Плътността му обикновено е в диапазона 7,5–8,9 g/cm³ в зависимост от съставните елементи. Топлопроводимостта и електропроводимостта са по-ниски от тези на чистата мед, но сплавите притежават по-добра механична якост и устойчивост на деформация. Някои бронзови сплави (например алуминиев бронз) могат да се подложат и на термична обработка за допълнително втвърдяване, докато други се усилват чрез студено деформирoване и последващо отпускане.

Производство и обработка

Бронзовите сплави се произвеждат чрез топене и леене, след което могат да бъдат ковани, валцовани или изтеглени. Леените бронзови части осигуряват добра форма и детайлност, докато ковките и валцованите продукти дават по-добри механични характеристики. Много бронзови сплави имат добра обработваемост с резе, особено тези с добавен олово. Заваряването и запояването са възможни при подходящ избор на процедура и пълнител — например заваряване със силициев бронзов прът е често използвано при реставрация и производство.

Приложения

Бронзът се използва в широк спектър от изделия:

• морски пропелери, винтове и фитинги заради корозионната устойчивост;
• лагери, втулки и плъзгащи елементи (особено оловните бронзови сплави);
• пружини, електрически контакти и фини механични части (фосфорен бронз);
• метални монети, статуи, паметници и орнаменти — заради добрия външен вид и образуване на патина;
• музикални инструменти (например чинели) — поради специфични акустични свойства;
• инженерни детайли като зъбни колела и корпуси за машини.

Корозия и поддръжка

Повърхността на бронза реагира с околната среда и може да образува защитен слой (патина) от оксиди и карбонати, който често защитава метала от по-нататъшна корозия. Някои бронзови сплави имат отлична устойчивост към морска вода, докато други могат да развият локална корозия при агресивни среди. Поддръжката включва почистване и, при нужда, нанасяне на защитни покрития.

Разлика между бронз и месинг

Често бронзът се бърка с месинг. Важно е да се знае, че това са различни сплави: бронзът е сплав на мед обикновено с калай или други добавки, докато месингът е сплав на мед и цинк. Тези сплави имат различни свойства, външен вид и приложения — месингът е по-пластичен и лесно обработваем, докато бронзът често предлага по-голяма износоустойчивост и корозионна защита.

Исторически бележки

Бронзът има дълга история — периодът, когато човечеството започва масово да използва бронз за оръжия и инструменти, е известен като Бронзовата епоха. Приложението на бронзови сплави е допринесло значително за технологичното развитие на древните общества и до днес остава важен инженеринг материал.

Бронзът е универсален материал с много разновидности, всяка оптимизирана за конкретни свойства и приложения. Изборът на правилната бронзова сплав зависи от изискванията за здравина, корозионна устойчивост, обработваемост и цена.

Въпроси и отговори

В: От какво е направен бронзът?

В: Защо към бронза се добавя калай?

В: Какво е сплав?

В: Какви са някои други видове бронз?

В: По какво се различава бронзът от месинга?

В: Колко калай обикновено се добавя в бронза?

В: Кой е основният компонент на бронза?

Търсене по буква