Tipy

Bronz – vlastnosti, typy, použití, dekódování značení bronzových slitin

Bronz je vícesložková sloučenina sestávající z mědi s přídavkem různých kovů a nekovů. Bronz byl objeven v 5. tisíciletí př. n. l. a aktivně se začal používat ve 4. tisíciletí př. n. l., které je spojováno s počátkem doby bronzové. Během této doby lidé vytvořili mnoho bronzových slitin s různými legujícími prvky: hliníkem, olovem, fosforem, beryliem, manganem, křemíkem, železem, chromem, cínem.

Druhy bronzu

Bronz je klasifikován podle přítomnosti cínu v jeho složení, schopnosti podstoupit mechanickou deformaci a typu hlavního legujícího prvku. V závislosti na složení se bronz vyrábí ve dvou kategoriích:

Cín. Tato kategorie zahrnuje slitiny, které obsahují více než 4 % cínu. Výrobky z cínových bronzů se vyznačují minimálním smrštěním během odlévání, snadno se zpracovávají a jsou odolné proti opotřebení.
Bez plechu. Cín v něm není, ale z hlediska fyzikálních a mechanických vlastností není horší než slitiny cínu a v některých ohledech je předčí.

Podle vyrobitelnosti se bronz dělí na:

Deformovatelný. Materiál lze mechanicky zpracovávat bez omezení, včetně ražení, ohýbání, kování a perforace. Obsahuje maximálně 6 % cínu, což vysvětluje přítomnost potřebných plastických vlastností polotovarů.
Slévárna. Určeno pro odlévání tvarových kovových výrobků se složitými profily. Jeho použití umožňuje získat díly pro stroje a mechanismy pracující v kontaktu s agresivními médii, v podmínkách tření a opotřebení.

Rozsah použití bronzových kovových výrobků závisí na typu přísady použité při jejich výrobě:

Beryliový bronz. Vyznačuje se dobrými pružinovými vlastnostmi, tepelnou odolností, odolností proti korozi, zachovává si původní vlastnosti i při teplotách pod bodem mrazu.
Hliníkový bronz. Jeho klíčovými vlastnostmi jsou hustota, nízká měrná hmotnost, odolnost vůči chemicky aktivním látkám a negativnímu vlivu atmosférických jevů.
Křemíkový bronz. Mezi výhody křemíkových sloučenin patří elasticita, jsou také nemagnetické a při úderu nejiskří.
Olověný bronz. Mezi výhody patří nízký koeficient tření, odolnost vůči tepelnému a rázovému zatížení.
Cínový bronz. Kombinuje všechny výše uvedené vlastnosti a je jedním z nejoblíbenějších ve všech oblastech průmyslu.

Fyzikálně-chemické vlastnosti

Pokud jde o vzhled, bronzové, mosazné, měděné a hliníkové výrobky mají mnoho podobných vlastností. Bronzové výrobky se ve srovnání s mosazí vyznačují větší odolností proti abrazivnímu opotřebení. Měděný kov má vyšší tepelnou a elektrickou vodivost, a pokud porovnáte bronz s hliníkem, bude mít vyšší hustotu.

Vlastnosti produktu jsou přímo ovlivněny jeho chemickým složením. Zavedení i malého množství legujících látek mění fyzikální vlastnosti kovu.

Vliv legujících složek:

cín, fosfor a železo – zvyšují odolnost proti korozi, pevnost a tvrdost;
olovo – zvyšuje poddajnost materiálu pro řezání a řezání;
zinek a chrom jsou zodpovědné za vlastnosti odlévání a tepelnou odolnost;
nikl, křemík, mangan a zirkonium – zvyšují elasticitu a schopnost plastické deformace;
Berylium – vytváří na povrchu výrobků ochranný film, který zabraňuje oxidaci.

Výrobní metody

Při výrobě bronzu se používá několik technologií. Klasická metoda zahrnuje tavení mědi a přídavných prvků v rotačních pouzdrech z oceli nebo litiny. V procesu tavení bezcínových slitin je nejdůležitějším parametrem kontrola teploty a rovnoměrnosti taveniny, která se nalévá do forem. Slitiny berylia a křemíku se taví v elektrických indukčních pecích na dřevěné uhlí. Konečným produktem tavení surovin je výroba prasat a ingotů, které se používají k dalšímu zpracování.

Přečtěte si více

Cystoskopie močového měchýře u mužů a žen: co to je, příprava a jak se to dělá

Rozsah aplikace

Válcovaný bronz je žádaný v mnoha oblastech lidské činnosti. Jeho oblíbenost je dána širokým sortimentem a velkým výběrem standardních velikostí kovových výrobků. Nejběžnější typy válcovaných bronzových kovů:

Pouzdra jsou spotřebním materiálem ve strojírenství a výrobě přístrojů. Používají se jako kluzná ložiska pro domácí spotřebiče a různá zařízení, včetně čerpadel, parních turbín, válcoven kovů, převodovek, generátorových soustrojí. Ve strojírenství se používají k vybavení těžkých strojů, bagrů a buldozerů.
V závislosti na průměru se kruhy dodávají ve svitcích a ve formě profilů. Používají se při výrobě součástí a náhradních dílů pro mechanismy a zařízení v železničním, automobilovém a strojírenském průmyslu.
Bronzové trubky mají dobrou propustnost. Jsou nenahraditelné při vytváření systémů zásobování vodou, vytápění, ale i palivových systémů, odvodu odpadních vod a vody, větrání a klimatizace. Manometrické trubky se používají při výrobě pružinových výrobků pro přesné přístroje.
Drát se používá pro poloautomatické svařování a také k výrobě svařovacích elektrod, vinutí, kabelů a drátů. Používá se k výrobě šperků a bižuterie, tkaných sítí pro filtrování a čištění plynů, kapalin a suspenzí a k dělení materiálů s sypkou strukturou na frakce.
Páska slouží jako polotovar pro elastické citlivé prvky při výrobě přístrojů. Díky své vnější atraktivitě nacházejí bronzové válcované výrobky uplatnění při vytváření interiérových a architektonických dekorací.
Tyče se čtvercovým a šestihranným průřezem se používají jako polotovary pro spojovací prvky a kování – šrouby, matice, vruty, nýty.

Dekódování značení bronzových slitin

Značení každého druhu bronzu používá písmena a číslice pro zakódování informací charakterizujících typ slitiny, označení legujících složek a nečistot v sestupném pořadí. Písmena označují typ legující složky a čísla udávají její průměrný obsah v procentech.

Například značka BrOCS4-4-2,5 je bronz (Br) legovaný cínem (O), zinkem (C) a olovem (C). Slitina obsahuje 4 % cínu a zinku a 2,5 % olova. Procento mědi v této slitině bude tedy 100 – (4 + 4 + 2,5) = 89,5 %.

Deformovatelné bronzy se nejprve označují písmenem a poté čísly, například jako u slitiny BrOF2-0,25. U slévárenských jakostí se za označením každého legujícího prvku uvádí jeho objem v procentech. Příkladem je slévárenská slitina BrA10Zh3Mts2, kde:

Br je bronz;
A10 – 10 % hliníku;
Ž3 – 3 % železa;
Mts2 – 2% manganu.

Rozdíly mezi bronzovými slitinami

Každý typ bronzu má jedinečnou sadu vlastností, které jsou určeny obsahem chemických prvků.

BrB2. Mezi cenné vlastnosti patří poddajnost při svařování a pájení stříbrnými pájkami, vysoká elektrická a tepelná vodivost a absence jisker. To umožňuje jeho použití k výrobě nástrojů používaných pro práci ve výbušných podnicích – v dolech, lomech, závodech na zpracování ropy a plynu.
BrAZh9-4. Hliníkovo-železné bronzy se vylepšují tepelným zpracováním, kalením a popouštěním, v důsledku čehož se zvyšuje plasticita materiálu, tvrdost a odolnost proti oděru.
BrAZhN10-4-4. Kov, legovaný hliníkem, niklem a železem, se vyznačuje tepelnou odolností, pevností v tahu, odolností vůči povětrnostním vlivům, nízkou elektrickou vodivostí a odolností proti erozi.
BrOF. Používá se v průmyslové výrobě kovových výrobků lisováním, tažením a válcováním za studena pod tlakem. Hlavní vlastností jakostí BrOF je odolnost proti korozi.
BrOTs4-3Nespornou výhodou cínozinkových bronzů je jejich vynikající deformovatelnost. Snadno se zpracovávají za studena i za tepla.
BrOTsS4-4-2,5Výhodami deformovatelných slitin jsou vynikající antikorozní, antifrikční a pružné vlastnosti a flexibilita při soustružení a frézování.
BrOTsS5-5-5. Bronzové odlitky s univerzálními výkonnostními parametry se perfektně řežou, nebojí se tření a tepelných účinků, snadno se taví a rovnoměrně plní formy jakékoli konfigurace.
BrAZhMts. Měď s přísadami hliníku, železa a manganu si zachovává svou původní pevnost při zahřívání a dlouhodobém vystavení agresivnímu prostředí, včetně mořské vody, roztoků většiny kyselin a zásad, ropných produktů a organických látek.