Mosaz a bronz: rozdíly, složení, což je lepší, vlastnosti

Otázka, jak rozlišit bronz od mosazi, zajímá mnoho lidí, a to ne náhodou, protože výrobky vyrobené z těchto slitin mědi mají velmi podobný vzhled. Pokud se však rozhodnete použít výrobky z těchto materiálů pro určitý účel, měli byste tyto dva kovy rozlišovat, protože se v mnoha parametrech značně liší.

Tyto busty jsou si velmi podobné, ale jsou vyrobeny z různých slitin mědi.

Co je bronz a mosaz

Bronz a mosaz jsou slitiny na bázi mědi. Jednotlivé značky těchto slitin jsou si navíc barevně velmi podobné, ale jejich vlastnosti se mohou značně lišit. Abyste se dobře orientovali v otázce, kdy použít mosaz a kdy bronz, je nutné se blíže seznámit s jejich vlastnostmi a chemickým složením.

Chemické složení jednoduchých mosazí

Chemické složení cínových bronzů (kliknutím zvětšíte)

Materiál jako bronz používá lidstvo již několik tisíciletí a jeho popularita neklesá. Zpočátku se člověk naučil vyrábět bronzové slitiny, jejichž základem chemického složení je měď a cín. Později, s rozvojem hutního průmyslu, začali vyrábět bronzy, ve kterých byl cín nahrazen jinými chemickými prvky – hliníkem, olovem, železem, křemíkem, beryliem, fosforem atd. První typ bronzu se začal nazývat cínový (často se jim říká zvonové bronzy, protože se z nich dříve vyráběly zvony) a druhý – bezcínový. Změna chemického složení bronzu vede ke změně nejen jeho vlastností, ale i jeho barvy.

Mosaz je také slitina mědi, ale hlavním legujícím prvkem v ní je zinek. Chemické složení různých druhů mosazi může obsahovat prvky jako nikl, olovo, železo, cín, mangan atd., ale jejich obsah je nevýznamný a je nezbytný pouze k tomu, aby hotová slitina získala určité vlastnosti. Je známo, že staří Římané uměli mosaz vyrábět a získávali ji smícháním roztavené měděné a zinkové rudy. Efektivnější výrobní technologie, která zahrnuje smíchání roztavené mědi a čistého zinku, byla vyvinuta v Anglii v roce 1781.

Fyzikální vlastnosti jednoduchých mosazí (kliknutím zvětšíte)

Fyzikální vlastnosti cínových bronzů (kliknutím zvětšíte)

Mosaz, která se vyznačuje krásnou světle zlatou barvou, se po dlouhou dobu používala k výrobě dekorativních předmětů, včetně těch, které byly vydávány za zlato. Výrobci si však nemohli nevšimnout dalších, neméně významných vlastností této slitiny, mezi které patří vysoká odolnost proti korozi a oděru, plasticita v kombinaci s poměrně vysokou tvrdostí a pevností.

Proto se mosaz, která má také dobré slévárenské vlastnosti, aktivně používá nejen pro dekorativní účely, ale také pro výrobu produktů úspěšně používaných v různých průmyslových odvětvích.

Srovnávací charakteristiky

Základem bronzu a mosazi, jak je uvedeno výše, je stejný kov – měď. Rozdíl mezi těmito slitinami spočívá v jejich chemickém složení a tedy i ve vlastnostech, které mají. Rozdíly mezi těmito slitinami mědi přirozeně určují oblasti jejich použití.

Vzhledem k tomu, že bronz je ve srovnání s mosazí odolnější a trvanlivější materiál, vyrábějí se z něj již od starověku zvony, sochařské kompozice, prvky plotů, krajinářské a interiérové konstrukce. Důležité je také, že mnoho druhů této slitiny se vyznačuje dobrou tekutostí v roztaveném stavu. To umožňuje odlévat z nich výrobky i velmi složitých konfigurací. Přidáním různých chemických prvků do chemického složení bronzu lze jeho barvu měnit v poměrně širokém rozmezí, což má velký význam i při výrobě dekorativních výrobků.

Soudě dle barvy je tento kroužek hodinek spíše ze žluté mosazi (bronz by byl červenější). Povrch se snadno poškrábe – což je také známka mosazi.

Mosaz se od bronzu liší vyšší plasticitou a v důsledku toho nižší pevností a odolností proti opotřebení, což omezuje použití této slitiny v mnoha oblastech. Mosaz je navíc méně odolná vůči agresivnímu prostředí, zejména slané mořské vodě, což neumožňuje použití mosazných výrobků v lodním stavitelství, kde se bronz velmi aktivně a úspěšně používá.

Znatelný rozdíl je také v barvě těchto slitin a v jejich vnitřní struktuře. Každý zkušený odborník vám řekne, jak rozlišit mosaz od bronzu: stačí se podívat na lom výrobků vyrobených z těchto slitin. Mosaz má na lomu světlejší barvu a jasně vyjádřenou jemnozrnnou strukturu, zatímco bronz lze snadno identifikovat podle tmavě hnědé barvy lomu a hrubozrnné vnitřní struktury.

Zlomená bronzová spojka

Abychom shrnuli vše výše uvedené, můžeme zdůraznit následující rozdíly mezi mosazí a bronzem.

1. Hlavním legujícím prvkem v bronzu je cín a v mosazi zinek. Obě slitiny jsou založeny na stejném kovu – mědi.
2. Bronz (i s klasickým chemickým složením) výborně odolává agresivnímu prostředí, zejména slané mořské vodě. Aby se mosaz stala odolnější vůči korozi, je nutné do takové slitiny přidat další legující prvky.
3. Pevnostní a antifrikční vlastnosti bronzu jsou také lepší než u mosazi. Tyto vlastnosti výrazně rozšiřují oblast použití bronzových slitin, z nichž se vyrábějí nejen odolné a trvanlivé dekorativní prvky, ale také kritické součásti pro použití v různých průmyslových odvětvích. Mosaz se častěji používá k výrobě bimetalických prvků („ocel – mosaz“), které vykazují vysokou odolnost vůči vzniku a rozvoji korozních procesů.
4. Bronzové výrobky mají tmavě hnědou barvu a při rozlomení velkou zrnitost, zatímco mosazné výrobky mají žlutozlatou barvu a jemnozrnnou strukturu. Tento rozdíl v barvě a vnitřní struktuře usnadňuje určení, z jaké slitiny je výrobek vyroben.
5. Bronz, stejně jako mosaz, ačkoli jejich základem je kov, jako je měď, se dělí do zcela odlišných kategorií. Bronz tedy může být cínový nebo bezcínový, zatímco mosaz může být dvou- nebo vícesložková.

Porovnání vlastností mosazi a bronzu

Bronz a mosaz, jejichž bod tání je nižší než bod tání mědi, lze použít k výrobě různých výrobků doma. K tomu je však samozřejmě nutné zásobit se vhodným vybavením a důkladně prostudovat technologii a pravidla pro provádění takové technologické operace, jako je odlévání.

Bronz a mosaz jsou slitiny, které obsahují měď. Kovy mají podobnou barvu, ale liší se svými vlastnostmi. Abyste lépe pochopili, kdy je lepší použít bronz a kdy mosaz, je třeba se seznámit s jejich vlastnostmi podrobným studiem jejich chemického složení. Dále v článku popíšeme, jak slitiny vypadají a jak se od sebe liší barvou, hmotností a lomovým vzorem.

Bronz – co to je?

Přestože člověk používá bronz již mnoho tisíc let, jeho popularita neklesla. Naši předkové se zpočátku naučili vyrábět bronzy, které obsahovaly měď a cín. Říkalo se jim „cínové“ nebo „zvonové“, protože se z nich vyráběly zvony.

S růstem průmyslové výroby a rozvojem metalurgie byl cín nahrazen jinými legujícími kovy: železem, olovem, hliníkem, beryliem, křemíkem, fosforem. Takové bronzy se začaly nazývat „bezcínové“. Aktualizace chemického složení způsobila jak změnu vlastností samotné slitiny, tak i její barvy.

Mosaz – co to je

Mosaz je také slitina mědi, ale s hlavním legujícím prvkem zinek. Chemické složení jednotlivých jakostí je obohaceno o cín, železo, olovo, nikl a mangan. V procentuálním vyjádření je však podíl těchto prvků nevýznamný a je určen pouze účelem dodat hotovým slitinám určité vlastnosti.

Mosaz se svou krásnou světle zlatou barvou se již dlouho používá k výrobě šperků a dekorativních předmětů. Podobnost s ušlechtilým kovem byla tak nápadná, že obchodníci často vydávali mosazné předměty za zlato. Naštěstí si průmyslníci včas všimli dalších, neméně významných vlastností této slitiny: vynikajících slévárenských vlastností, odolnosti proti oděru, plasticity v kombinaci s vysokým koeficientem tvrdosti. Díky tomu je dnes mosaz nejen krásnou dekorací, ale také součástí, bez které se moderní průmysl neobejde.

Zajímavé! Dokonce i starověcí Římané se naučili pracovat s mosazí a získávali cenné slitiny smícháním zinkové rudy s roztavenou mědí. O stovky let později, v roce 1781, byla v Anglii vyvinuta na tehdejší dobu revoluční výrobní technologie založená na smíchání zinku očištěného od nečistot s mědí.

Kritéria pro porovnávání kovů

Každý kov v periodické tabulce má své jedinečné vlastnosti, které určují jeho vhodnost pro specifické úkoly. Pochopení rozdílů v těchto vlastnostech umožňuje specialistům vybrat ten či onen materiál pro aktuální projekty.

Struktura

Jak již bylo zmíněno výše, bronz a mosaz jsou založeny na stejném kovu – mědi. Rozdíl spočívá v chemickém složení a vlastnostech, které tyto kovy mají. Právě tyto rozdíly určují oblasti použití těchto slitin.

Poznámka! Bronz i mosaz se dělí do kategorií. Bronz může být pocínovaný nebo bezcínový a mosaz může být dvousložková nebo vícesložková.

Внешний вид

Zajímavou otázkou je, jak rozlišit bronz od mosazi podle vzhledu. I když barva zdaleka není nejdůležitějším kritériem, díky ní často můžete určit, jaký druh kovu máte před sebou.

V závislosti na množství legujících přísad se odstíny liší od velmi světlých až po sytě tmavé. Ve většině případů se mosaz od bronzu liší charakteristickým zlatavým odstínem. Rozdíly v barvě mezi bronzem a mosazí jsou znázorněny na fotografii.

Hmotnost

Protože bronz i mosaz jsou kovy, při jejich srovnávání se jako základ pro měrnou hmotnost nejčastěji používá voda. Bronz byl naměřen jako jeden z nejtěžších kovů s hustotou v rozmezí 7400–8900 kg/m3. U mosazi se její měrná hmotnost pohybuje v rozmezí 8400–8730 kg/m3 v závislosti na jejím chemickém složení.

Odolnost proti korozi

Na rozdíl od mosazi má bronz i v klasickém elementárním složení vyšší odolnost proti korozi. Důsledky kontaktu se solnými roztoky jsou pro bronzové základy téměř nepostřehnutelné. Pro zvýšení odolnosti mosazi proti korozi je však nutné do slitiny zavést další legující prvky.

Důležité! Bronz má ve srovnání s mosazí větší pevnost a odolnost vůči korozi. Mosaz je však díky malému množství nečistot a zároveň zvýšenému obsahu zinku plastičtější.

Elektrická vodivost

Elektrická vodivost je schopnost média nebo fyzického tělesa vést elektrický proud. Přestože obě slitiny jsou vyrobeny z mědi, která je v elektrické vodivosti druhá hned po stříbru, jsou tyto vlastnosti nízké kvůli přítomnosti dalších prvků. V důsledku toho má mosaz pouze 28 % stejné vodivosti jako měď. A některé bronzy mají 10 až 95 % stejného ukazatele mědi.

Tepelná vodivost

Schopnost fyzikálních těles vést tepelnou energii z teplejších do chladnějších částí určitou rychlostí je důležitá pro rozvoj mnoha odvětví národního hospodářství. Tepelně vodivé materiály se široce používají při instalaci zařízení pro registraci teploty: chladicích modulů, teplotních indikátorů, mikrokontrolérů, zesilovačů smyčkových vodičů atd.

Protože mosaz má vyšší tepelnou vodivost, je vhodnější ji používat při stabilním tepelném zatížení.

Bod tání

Obě slitiny jsou klasifikovány jako nízkotavitelné slitiny. V závislosti na chemickém složení se bod tání bronzu pohybuje v rozmezí 315–1080 stupňů a mosazi 810–1030 stupňů. Specifické vlastnosti mosazi a bronzu se berou v úvahu při výrobě tvarovaných skořepin pro výrobky. První z nich je vhodnější pro dekorativní účely a druhá pro odolnější projekty.

Tvrdost

Tento termín označuje schopnost materiálu odolávat různým typům deformací, když je do něj vloženo tvrdší těleso. Na Brinellově stupnici tvrdosti dosahuje bronz 40 až 420 bodů a mosaz 55 až 73. Protože je bronz křehčí, je mnohem obtížnější s ním pracovat. A naopak: mosaz je tvrdší a snáze zpracovatelný materiál.

Trvanlivost

Dlouhodobá životnost materiálů je důležitým faktorem pro jakýkoli projekt. V této souvislosti je mosaz vhodnější než bronz. Ne nadarmo se tato slitina stala známou jako „věčný kov“ díky své vysoké odolnosti proti opotřebení.

Obrobitelnost

Takto se označuje schopnost materiálu odolávat všem typům mechanického zpracování: frézování, ražení, soustružení atd. Zároveň je typ mechanického zpracování významně ovlivněn ukazatelem obrobitelnosti každého kovu. Vypočítává se porovnáním původního materiálu se standardem, který má ukazatel 100 %.

U bronzu a mosazi je to pod 100: v závislosti na chemickém složení a typu zpracování – od 20 do 90. Obecně jsou tyto ukazatele vyšší u mosazi.

Tvařitelnost

Mosazné slitiny jsou mnohem poddajnější než bronz. Tato vlastnost je rozhodující při výběru materiálu pro výrobu šperků a dekorativních předmětů. Z hlediska tvarování, řezání a pilování je práce s mosazí mnohem snazší.

Svařitelnost

Mosaz je vhodnější pro svařování. Její slitiny s obsahem zinku do 20 % jsou dobře svařitelné, od 20 % a vyššího se vyznačují uspokojivou svařitelností. Zatímco odlitky z mosazi mají spíše slabé vlastnosti.

Pokud jde o bronzové slitiny, ty při zatížení často praskají, takže jejich svařitelnost je neuspokojivá. Na druhou stranu, olovnato-fosforové bronzy se úspěšně zpracovávají metodou automatického obloukového svařování – SMAW.

Výtěžnost

Podle definice se jedná o maximální napětí, při kterém kov podlehne deformaci. Při srovnání podobných mechanických vlastností má mosaz mez kluzu v rozmezí 35–680 mPa, zatímco bronz má podobnou hodnotu 69–800 mPa. A i přes relativně nízkou mez kluzu se bronz úspěšně používá k výrobě složitých odlitků, včetně uměleckých odlitků.

Pevnost v tahu

Tento ukazatel určuje maximální namáhání, kterému kov odolá. Obě slitiny vykazují poměrně vysoký koeficient pevnosti v tahu. U bronzů je tedy pevnost v tahu v PSI: 35 000 pro cín, 47 000–140 000 pro fosfor, 8000 147–000 18 pro hliník. U mosazi se typické hodnoty pohybují od 000 150 do 000 XNUMX.

Vzhledem k těmto vlastnostem může mnoho průmyslových odvětví tyto slitiny používat k různým účelům.

Pevnost ve smyku

Tento parametr se někdy nazývá „smykové zatížení“, tj. deformace kovu nastává při jeho smykovém působení. V této kategorii je bronz mírně horší než mosaz. Údaje jsou v tomto pořadí: 35 000–47 000 oproti 35 000–48 000 liber na čtvereční palec.

Cena

Cena slitin na moderním trhu je přibližně na stejné úrovni. Při analýze průměrné tržní ceny se bere v úvahu následující:

• množství čisté mědi ve slitině;
• kvalitativní obsah nečistot (přítomnost neželezných kovů: zinek, mosaz, cín atd.);
• fyzikální a technické vlastnosti a mechanické charakteristiky slitin;
• zvýšená poptávka po mosazi v důsledku jejího použití při výrobě příslušenství, instalatérských prací, válcovaných trubek atd.;
• umělecká hodnota (pokud je předmět předán do zastavárny nikoli jako šrot, ale jako samostatná jednotka).

Aplikace

Vzhledem k tomu, že bronz má lepší pevnostní a antifrikční vlastnosti, rozšiřuje se i oblast použití bronzových slitin. Z tohoto kovu se vyrábějí nejen odolné dekorativní předměty, ale také důležité součástky pro různá průmyslová odvětví. Mosaz se častěji používá při výrobě vysoce odolných bimetalických součástí, které jsou lhostejné ke korozním procesům.

Jak rozeznat bronz od mosazi doma

Pro identifikaci těchto slitin doma můžete použít níže uvedené metody. V každém případě to bude mnohem levnější než laboratorní testy.

Topení

Metoda využívající plynový hořák, s nímž se dosahuje vysokých teplot – až 600 °C. Experimenty by měly být prováděny v chráněné místnosti – garáži nebo dílně. Po umístění výrobku nad oheň lze konstatovat: vzhled bronzového polotovaru se nezmění. Zatímco povrch mosazného polotovaru ztmavne.

Pomocí magnetu

Některé bronzové slitiny se železem a niklem ve svém složení jsou mírně magnetické. Pro kontrolu je však lepší použít speciální silný magnet – neodym. Mosaz se naopak vyznačuje antimagnetickými vlastnostmi.

Chemické zpracování

Někdy se test provádí pomocí chemických činidel. Tato metoda je účinnější a přesnější. Postup je následující:

1. Aby se nepoškodil základní kov, třísky se opatrně odstraňují pilkou na kov.
2. Smíchejte vodu s kyselinou dusičnou ve stejném poměru.
3. Hobliny se nasypou do žáruvzdorné nádoby a zalijí se kyselým roztokem.
4. Po úplném rozpuštění umístěte nádobu na oheň, přiveďte obsah k varu a nechte na ohni půl hodiny.
5. Výskyt bílého sedimentu naznačuje přítomnost bronzu.

Rada! Místo kyseliny můžete použít vysoce koncentrovaný solný roztok. Bronzové hobliny nezmění svůj vzhled, ale mosaz ztmavne.

Svařovací stroj

Rozlišení mosazi od bronzu není obtížné, pokud máte po ruce svářečku. Po svaření mosazné slitiny zinek shoří a na povrchu obrobku zůstává charakteristický bělavý povlak. A i během svařování můžete pozorovat uvolňování bílého kouře. Ale při svařování bronzu nebude vidět ani bílý kouř, ani popelavě bílý povlak.

Vrtání

Roli svářečky může plnit elektrická vrtačka, která je k dispozici v každé domácnosti. Při vrtání mosazných výrobků se tvoří elastické spirálovité třísky. Podobné akce s bronzovými polotovary umožňují získat menší a křehčí třísky. To je dáno tím, že bronz je méně plastický než mosaz.

Určení podle povahy zlomeniny

Velmi často lze kovy rozlišit při detailní prohlídce místa zlomu. Pevnější bronz se tak snadno nedeformuje – je nutné vyvinout sílu pomocí řezacího zařízení.

Pokud lom vypadá jako hladká oblast s jemnozrnnou strukturou bělavého nebo světle žlutého odstínu, jedná se o mosazný výrobek. Pokud povrch dodatečně seškrábnete nožem, získáte lehký sypký prach. Bronz se odlamuje v celých kusech a má hrubozrnný lom načervenalého odstínu.

Stanovení podle hmotnosti

Mnoho odborníků tvrdí, že rozdíl mezi slitinami je okamžitě cítit. Stačí porovnat výrobky podle hmotnosti. Vzhledem k tomu, že olovo a cín jsou poměrně těžké kovy, bronzové výrobky budou o něco těžší než mosazné.

Důležité! Vzhledem k tomu, že hmotnost výrobku je ovlivněna hustotou spojů, není vždy vhodné používat hmotnost jako jasné kritérium. Například bronz s nízkým obsahem cínu bude lehčí než jeho mosazný protějšek.

Definice podle zvuku

Pokud udeříte kladivem do mosazi, uslyšíte zvonivý, vysokofrekvenční zvuk. Ale u bronzu je to tlumenější, nízkofrekvenční zvuk.

Který kov je lepší vybrat

Přestože je bronz považován za odolnější materiál, mosaz má své výhody:

1. Díky své vysoké plasticitě se slitina úspěšně používá ve stavebnictví a silničním průmyslu, lodním průmyslu a šperkařství.
2. Práce s mosazí je snadná, jednoduchá a mimořádně efektivní, protože se dobře hodí k mechanickému zpracování a odlévání.
3. Co se týče důležitosti, mosaz je druhá po zlatě a stříbru, takže je vhodná pro výrobu šperků a prvků nádherné výzdoby.
4. Kov neztrácí svůj původní reprezentativní vzhled po celá léta.

Schopnost rozlišovat slitiny obsahující měď je důležitá pro ty, kteří se věnují sběratelství neželezných kovů. Abyste při předávání předmětů rozpoznali bronz od mosazi, aniž byste přišli o peníze, musíte pochopit rozdíl mezi těmito kovy. Jak to udělat, bylo popsáno výše v článku.