Украшения из бронзы плюсы и минусы

История бронзы суть история человеческой цивилизации. Это первый сплав, полученный человеком еще на заре 3 тысячелетия до н. э. Изменялся его состав, совершенствовалась технология получения, но своего огромного значения он не утрачивал никогда.

Что такое бронза

Бронза – сплавы меди, где основным легирующим компонентом могут выступать различные металлы и неметаллы. Свойства сплавов заметно зависит от соотношения компонентов и их качеств, а также фазового состава расплава.

Металл обладает массой превосходных свойств как пользовательских, так и декоративных. И сегодня мы рассмотрим состав сплава, виды, марки бронзы и их применение, краткое описание свойств материала и его характеристики, а также отличие бронзы от латуни.

Хотите расплавить бронзу для изготовления изделий? Тогда это видео вам поможет:

Украшения из бронзы- признак достатка. ДизайнерскиУкрашения

Понятие и особенности

Так, марка БрАМЦ-7-1 означает, что речь идет о бронзе, в которой содержится 7% алюминия и 1% марганца. Соответственно, меди в сплаве содержится 92%, а олова нет вовсе, то есть, это марка безоловянной бронзы.

В зависимости от количества примесей сплав может иметь разный цвет. Материал, где доля меди составляет более 90%, имеет красноватый цвет, до 85% – желтый, а сплав с долей меди в 35% отличается серо-стальным цветом.

Но, что гораздо важнее, соотношение компонентов определяет свойства сплава. Так, красная бронза с долей олова в 2% отличается очень высокой пластичностью, ее можно ковать при нормальной температуре. А материал, содержащий 15% олова, становится твердым и прочным: в древности такой сплав использовали для изготовления оружия.

Эти свойства – пластичность и твердость в зависимости от сочетания ингредиентов и определили две самые важные исторические сферы применения сплава – искусство и война. Из бронзы отливали холодное оружие, пушечные ядра, сами орудия. Но она же использовалась для создания прекраснейших скульптур и украшений, составляющих достояние всего мира.

Современные сплавы имеют состав более сложный и включают самые необычные компоненты. Таким образом получают сплавы, пригодные для самых разных целей – от электротехники до водопроводов. Общее их свойство – основой остается медь.

2 медных сплава, однако, к бронзе отношения не имеют: это латунь – сплав меди с цинком, и мельхиор – с никелем. Латунь заметно уступает бронзам по коррозионной стойкости и твердости. Это сплав пластичный и сохраняет превосходную ковкость при самых разных составах. И если в искусстве предпочтение отдается бронзе, то в ювелирном деле латунь выигрывает.

Плюсы и минусы

Столь давняя известность и длительное использование материала может объясняться только массой его превосходных качеств. А также возможности эти качества изменить, используя в качестве легирующей добавки другой компонент.

• Разнообразие – одно из лучших свойств материала. Оловянные, алюминиевые, серебряные, бериллиевые бронзы применяются чрезвычайно широко в самых неожиданных сферах, поскольку добавка других металлов придают составу совершенно другие качества. Так, большинство бронзовых сплавов относительно плохо проводят электричество. Чего нельзя сказать о серебряной бронзе: при доле в какие-то 0,25% серебра сплав проводит ток не хуже меди.
• Бронзовые составы могут быть литьевыми и деформируемыми. То есть, для определенных целей можно получить сплав, подвергающийся холодной ковке – деформация при нормальной температуре, и сплав, который можно отливать.
• Бронзовые отливки дает минимальную усадку – от 0,5 до 1,5%. Это свойство объясняет популярность материала не только среди скульпторов, но и в сфере приборо- и станкостроения.
• Бронза – материал, который можно использовать и второй раз, и третий, и четвертый. Сплав отлично переносит повторные плавки.
• Сплав безопасен. Если при изготовлении его некоторые компоненты могут быть опасными – бериллий, например, то готовый материал совершенно нетоксичен.
• Она отличается исключительной коррозийной стойкостью: ни городской загазованный воздух, ни морская вода не вызывают деформации материала или снижения его качеств. Даже действию большинства кислот бронза не подвержена, поэтому часто используется при изготовлении кислотоупорной аппаратуры.
• Еще одно интересное качество многих сплавов – высокая упругость. Материал применяют при изготовлении разнообразных высокоточных пружин, отличающихся долговечностью.

К недостаткам сплава можно отнести его стоимость. Медь, а тем более олово – металлы хотя относительно распространенные, но дорогие в получении. Другие виды бронз – алюминиевая, например, стоит намного меньше, поскольку легирующим компонентом выступает более доступный по стоимости материал.

Можно назвать недостатком и низкую теплопроводность большинства сплавов. Однако это качество тоже нашло применение – при изготовлении аксессуаров для ванной или самих ванн и умывальников.

Разновидности

Различают бронзы по нескольким признакам, указывающим на состав и на более характерные свойства.

По составу выделяют:

• оловянные – сплавы могут быть двух- и многокомпонентными. Однако олово здесь остается вторым по массе ингредиентом;
• безоловянные – все остальные: алюминиевая, бериллиевая, кремниевая, свинцовая и так далее. Каждый из компонентов придает бронзе какие-то свойства. Так, бериллий обеспечивает материалу исключительную упругость и очень высокую износостойкость, а добавка кремния обеспечивает антифрикционные свойства.

По применению различают бронзы такие:

• деформируемые – сплавы легко поддаются ковке, их можно прокатывать, ковать, резать;
• литьевые – изделия получают методом литья, поскольку деформируется она только при высокой температуре. Из сплава получают отливки самой сложной конфигурации.

Более специфическое разделение бронз связано со структурой:

• однофазные – компоненты в твердом растворе образуют одну какую-то фазу;
• двухфазные в растворе появляются 2 фазы, что приводит обычно к радикальной смене свойств.

Про основные свойства, механические характеристики бронзы и отличие химического состава данного металла от латуни читайте ниже.

Источник: stroyres.net

Из чего состоит бронза и где применяется?

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.

Источник: vplate.ru

Бронза: что это, свойства сплава

Сплав с глубокими историческими корнями. Издавна из бронзы чеканили монеты, отливали колокола, создавали предметы искусства. Бронзовые медали вручают за почетное третье место. Материал с уникальными свойствами находит применение в различных сферах.

Описание

Бронза не относится к чистым металлам – это сплав. В состав обязательно входит медь, к которой обычно добавляется олово, но встречаются вариации с включением кремния, свинца, алюминия, бериллия и других элементов (кроме никеля, цинка).

Медно-цинковый сплав носит название латунь. Кроме цинка в латунный материал могут входить иные легирующие добавки. Однако эти сплавы не относятся к рассматриваемым здесь бронзам.

История бронзы

Бронза перевернула историю человечества, на место камня пришли металлы. Благодаря открытию сплава меди с мышьяком и его активного распространения в третьем тысячелетии до нашей эры человеческая цивилизация смогла сделать большой шаг вперед в совершенствовании приемов обработки природного сырья.

Так началось освоение приемов холодной ковки, как приема примитивной обработки металла.

Но на этом открытия не закончились, вскоре выяснилось, что сильное нагревание, например в костре, изменяет агрегатное состояние металла, а, остывая, он принимает очертания предмета, в который залит.

Это были первые шаги человечества на пути становления металлургии. Для плавки создавали специальные печи, способные поддерживать высокотемпературный режим. В основу конструкции положена уже хорошо знакомая людям гончарная печь.

Минералы мышьяка часто встречались в медных месторождениях, таким образом, при их плавлении сплавы рождались естественным образом. Это и была первая бронза, еще до того, как для ее получения начали использовать олово.

Открытие бронзы позволило не только улучшить качество орудий труда и оружия, но и позволило их значительно разнообразить, а, главное, ускорить процесс изготовления.

Структура и состав

По составу бронзы объединяют в две группы:

Важная информация

Процент содержания олова влияет на условия ковки, если меньше 2% — возможна холодная ковка, при увеличении этого параметра до 8% — при нагреве.

Когда доля олова выше 15%, твердый раствор переходит в двухфазное состояние. Появление 2 фаз приводит к тому, что ковкость материала сходит на нет, зато увеличивается твердость, что сопровождается некоторым возрастанием хрупкости. Получается литьевой сплав.

Что касается иных легирующих элементов, изменяющие характеристики бронз, на фазовый состав они влияют незначительно.

Основные свойства и характеристики

Свойства бронзы определяются химическим составом. Присутствие даже незначительного количество легирующих элементов изменяет физические характеристики сплава.

Так, например, добавление:

• олова, фосфора, железа способствует повышению коррозионной устойчивости, прочности и твердости;
• свинца делает материал более податливым при механической обработке;
• цинка, хрома улучшают литейные и жаропрочные характеристики;
• никеля, кремния, марганца, циркония способствует повышению упругости, способности к пластическому деформированию;
• бериллия — обеспечивает образование на поверхности сплава защитной пленки, предупреждающей окисление.

На свойства сплава влияет соотношение элементов. Незначительная добавка олова, всего в 2%, делает красную бронзу особо пластичной, такой материал поддается ковке в обычных условиях. Увеличение доли олова до 15% придает сплаву твердость и прочность. Это делает его пригодным для изготовления серьезных вещей, например, древнее оружие.

Полезная информация

Цвет сплава также проистекает из состава. Красноватый оттенок присущ бронзам, с долей меди превышающей 90%, желтый – до 85%, серо-стальной цвет сплав приобретает при снижении медного содержания до 35%.

Способы получения

Производство бронзы осуществляется с применением разных технологий. Классический метод предусматривает сплавление меди с легирующими элементами во вращающихся стальных или чугунных втулках.

При плавке специальных сплавов, не содержащих олова, самое главное – контролировать температуру и однородность расплавленной массы, которую разливают по формам.

Для вылавливания бронз содержащих бериллий либо кремний применяют индукционные электропечи, используя древесный уголь. В результате переплавки исходного сырья получаются «чушки» и слитки, которые в дальнейшем перерабатываются в промышленные изделия.

Способ производства сказывается на качестве бронзы. В индукционной печи происходят следующие процессы:

1. В разогретую печь засыпается древесный уголь. Допускается замещение флюсом.
2. Печь нагружают медью, которая должна расплавиться.
3. Затем расплав металла раскисляется с помощью фосфористой меди.
4. В расплав вносят легирующие вещества, равномерно увеличивая температуру отжига.
5. Расплавленные компоненты перемешивают и продолжают нагревание.
6. На последнем этапе, прежде чем отлить бронзу в формы, сплав повторно раскисляют.

Горячий сплав разливают по формам, идущим на пресс-обработку. Остывшие «чушки» извлекают из формы и документируют с указанием номера партии, массы, марки сплава, товарного знака производителя.

Виды бронзы

Помимо деления на группы в соответствии с химическим составом сплавы классифицируют по технологическому параметру.

В соответствии с этим признаком различают деформируемые и литейные бронзы:

• Деформируемый вид идет на механическую обработку. Подходит для шлифовки, ковки, резки. В составе такого сплава олова не более 5%, благодаря чему материал приобретает необходимую пластичность. Из него изготавливают строительную продукцию – листовой металл, проволоку, прутья, ленту.
• Литейный вид применяется для создания изделий путем литья.По преимуществу из этого материала производят такие литые изделия как арматура для трубопроводов, подшипниковые вкладыши, шестерни.

Маркировка

Понять, что это бронза можно ознакомившись с маркировкой изделия, по первым буквам «Бр». Затем идут буквы, служащие указателями того, какие легирующие металлы добавлены, цифрами обозначаются процентные доли.

Причем количество медной составляющей не указывается. Параметр можно вычислить, руководствуясь сведениями о других составляющих.

Например, БрО3Ц12С5 означает, что продукция содержит 3% олова, 12% цинка, 5% синца. А меди, соответственно, 100 – 20 = 80%. Если в маркировке отсутствует буква О, значит, это специальная бронза (безоловянная).

Где применяется

Сочетание пластичности и твердости изначально определило направления применения бронзы – искусство и военные нужды. Сплав шел на изготовление холодного оружия, литье пушек с ядрами-снарядами.

В то же время прекрасные бронзовые скульптуры и чудесные украшения являют собой достоянием всемирной культуры. Изготовление из бронзы декоративных элементов остается одним из направлений применения этого материала.

Для новых сплавов на медной основе характерен более сложный состав с включением непривычных добавок. Получаются материалы, которые находят применение в самых разных сферах – от электротехники до сантехники.

Даже относительный недостаток большинства бронз – низкая теплопроводность, находит применение. Это делает данный материал хорошим вариантов для изготовления аксессуаров и оборудования ванных комнат, санузлов.

Плюсы и минусы

Бронза обладает рядом бесспорных плюсов:

• разнообразие, благодаря переменности состава. Например, для большинства бронз характерна низкая теплопроводность, но добавление в сплав всего 0,25% серебра приближает его по этому показателю к чистой меди;
• разделение на литьевые и деформируемые виды — способ выбрать материал для отливки либо для холодной ковки;
• для бронзовой отливки характерна минимальная усадка, не превышающая 1,5%. А потому сплав востребован в приборо- и станкостроительных отраслях так же, как и у создателей художественных произведений;
• возможность нескольких повторных плавок, что позволяет использовать материал многократно;
• безопасность. Даже если некоторые легирующие добавки, например, бериллий, могут быть токсичными, но готовый сплав не представляет опасности;
• исключительная коррозионная стойкость. В воздушной среде коррозия протекает со скоростью всего 0,002 мм в год, в морской же воде «ускоряется» до 0,04 мм в год. Материал сохраняет исходные характеристики без потери эксплуатационных свойств в загазованной атмосфере городов, морской воде, даже под воздействием антифрикционных составов, кислот, что объясняет использование бронзы для изготовления кислотоупорного оборудования;
• хорошая упругость, присущая большому числу бронз, позволяет изготавливать из них высокоточные долговечные пружины.

Среди немногочисленных минусов сплава – высокая стоимость, поскольку медь, и еще в большей степени олово, которые нельзя назвать редкими элементами, но получение их обходится дорого.

Легирующие добавки оказывают решающее влияние на стоимость бронзы. Например, медно-алюминиевый сплав стоит гораздо меньше по сравнению с другими составами.

Цена

На формирование цен, по которой реализуются бронзы и изделия из нее, оказывает стоимость исходного сырья. Если наблюдается рост цен на медь и олово, то повышается и стоимость сплава, получаемого на основе этих элементов, а также производимой продукции. Более того, растет цена бронзового лома, поскольку он идет на переплавку.

Цена основных видов продукции — прутка, отливки, листа, находится в прямой зависимости от того, каков состав сплава. Ввиду постоянного изменения на рынке металлов, цены колеблются и требуют уточнения.

Владислав Суркин

В моём личном блоге я познакомлю вас с особенностями разных драгоценных камней, влиянием зодиакальных камней в отношении каждого знака зодиака, а также целебными свойствами некоторых из них.

Источник: 1kamni.ru