ברונזה הוא הרכב סגסוגת. ההרכב הכימי של ברונזה

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

אנשים רבים יודעים על ברונזה רק שיוצקים ממנה פסלים ומונומנטים. למעשה, ממתכת זו נשללת באופן לא ראוי מתשומת לב פופולרית. הרי לא בכדי הייתה בתולדות האנושות אפילו תקופת הברונזה - תקופה שלמה שבה הסגסוגת תפסה עמדה דומיננטית. זהו אחד החומרים הבודדים המשמשים הן בתעשייה והן באמנות. התכונות של סגסוגת של נחושת ופח הן פשוט הכרחיות בתעשיות רבות. הוא משמש לייצור כלים, בהנדסת מכונות, יציקת פעמוני כנסיות וכן הלאה. יחד עם זאת, כיום יש מספר רב של דרגות מתכת, שלכל אחת מהן תכונות מסוימות שעוצבו מראש.

השימוש בברונזה בעבר

האזכור הראשון של סגסוגת של נחושת ופח מתוארך לאלף הרביעי לפני הספירה. פריצת הדרך הטכנולוגית הזוהיסטוריונים מאמינים, אפשרו לציוויליזציה של מסופוטמיה לתפוס עמדה מובילה באותה תקופה. חפירות ארכיאולוגיות שבוצעו בדרום איראן מעידות על השימוש הנרחב בברונזה לייצור ראשי חץ, פגיונות, חניתות, גרזנים וחרבות. בין הממצאים יש אפילו פריטי פנים, כמו רהיטים ומראות, וכן כדים, אמפורות, אגרטלים וצלחות. אותה סגסוגת שימשה לטביעת מטבעות עתיקים וליצור תכשיטים.

ברונזה בימי הביניים מתחילה להיות בשימוש פעיל באירופה. ממנו עשויים חפצים מסיביים כמו תותחים וכיפות כנסיות. בתקופה מאוחרת יותר, עם התפתחות הנדסת המכונות, מתכת כה רבגונית לא נעלמה מעיניהם. זה זכה להערכה בעיקר בזכות תכונותיו נגד חיכוך ואנטי קורוזיה. יחד עם זאת, יש לציין שהחומר בו השתמשו קודם לכן היה שונה במקצת מזה שהוא ברונזה כיום. הרכב הסגסוגת הכיל זיהומים קלים רבים, מה שפגע משמעותית באיכותה.

הרכב כימי של ברונזה מודרנית

כיום, במדעי החומרים, ברונזה היא סגסוגת של שתי מתכות: נחושת ופח, שניתן להשתמש בהן בפרופורציות שונות. כדי להעניק למתכת את האיכויות הרצויות, ניתן להוסיף לזוג זה אבץ, זרחן, מגנזיום, עופרת וסיליקון. נוכחותם של זיהומים אקראיים בעזרת טכנולוגיות מודרניות מצטמצמת למעשה לאפס.

ברוב המקרים, היחס בין נחושת לפח בפרופורציות של 85 עד 15 אחוזים נחשב מקובל. הפחתת מניותהרכיב השני מתחת לסימון המצוין מעורר מספר בעיות, שהעיקרית שבהן היא ליקוי. מונח זה משמש מתכות כדי להתייחס לתהליך של דה למינציה של סגסוגת והתמצקותו הלא אחידה.

השפעת צבע הסגסוגת על איכותו

אנשים מעודכנים יכולים ללמוד הרבה על חומר רק על ידי התבוננות בצבע שיש לברונזה. ההרכב משפיע ישירות על פרמטר זה. כפי שניתן לנחש, נחושת מעניקה לסגסוגת גוון אדום. לכן, הפחתת האחוז שלו לטובת רכיבים אחרים משמעה מעבר הדרגתי של צבע לגוונים עמומים יותר.

עם האיזון הרגיל של רכיבים (85% נחושת), ברונזה יצוק צהוב. זהו הזן הנפוץ ביותר שניתן למצוא. סגסוגת לבנה מתקבלת לאחר התאמת היחס ליחס של 50:50. אבל כדי שהברונזה תהפוך לאפורה, יש צורך להפחית את כמות הנחושת ל-35%.

באשר לשינוי במאפיינים המעשיים של הסגסוגת בעת ניסויים בהרכבה, המצב הוא כדלקמן. משיכות החומר תהיה תלויה ישירות בתכולת הפח שבו. ככל שהיא קטנה יותר, הברונזה תהיה ניתנת לגיבוש, אבל הצהרה זו נכונה רק עד גבול מסוים. לכן, כאשר מגיעים ל-50%, הסגסוגת הופכת שוב לרכה.

ברונזה באמנות

חומר חזק ועמיד, למרות שיש לו נקודת התכה נמוכה למדי וגמישות טובה, לא יכול היה אלא לעניין אנשים יצירתיים, בפרט פסלים. כבר במאות ה-V-IV לפני הספירה ביוון, הוא עובד עד לפרטים הקטנים ביותרטכנולוגיה להכנת פסלי ברונזה, שרלוונטית עד היום.

זה מורכב מהעובדה שהפסל מחומר עמיד באש מוחלף בתחילה בשעווה, שנהרסת ישירות במהלך היציקה. לשם כך, על פי השרטוט, יש להכין תחילה דגם גבס ולאחר מכן תבנית ליציקה. תכולת השעווה פשוט נמסה בחשיפה לטמפרטורה, וברונזה תופסת את מקומה, שמתקררת ומתקשה. לאחר מכן, נותר רק לעבד ולהביא לשלמות.

מתכת ארטילרית

ליצור תותחים, ואחר כך ציוד צבאי אחר, מאז ומתמיד נעשה שימוש ברונזה. הרכב הסגסוגת המשמשת למטרות אלו, מכיל, ככלל, 90% נחושת ורק 10% בדיל.

זה נובע מהעובדה שהחומר לכלים חייב להיות חזק מאוד ובעל עמידות גבוהה לקרעים. למותג הברונזה BrAZhMts10-3-1.5 יש איכויות כאלה. בנוסף לרכיבים העיקריים, הוא מכיל 1-2% מנגן, המשפר את מאפייני אנטי החיכוך והטמפרטורה.

יצירת פעמוני כנסייה

צלצול הפעמונים חייב להיות מלודי, והצליל שלו חייב לרצות את האוזן ממרחק רב. באופן מוזר, אבל לברונזה יש כישרונות מוזיקליים כאלה. כדי לשפר את צליל הפעמון, הוא עשוי מסגסוגת עם תכולה גבוהה של פח (מ-20 עד 22%). לפעמים מוסיפים לו גם קצת כסף. מותגי ברונזה, המשמשים לייצור פעמונים וכלי הקשה אחרים,אינם מתאימים לחלוטין לשימוש מעשי בתעשיות אחרות. זאת בשל העובדה שלסגסוגת כזו יש מבנה עדין ופריכות מוגברת.

זרחן ואלומיניום ברונזה

הסגסוגת הראשונה המורכבת מ-90% נחושת, 9% בדיל ו-1% זרחן הייתה בשימוש על ידי Künzel ב-1871. זה נקרא ברונזה זרחנית, והחומר מצא את יישומו בעיקר בהנדסת מכונות. חלקי מכונות שונים יצוקים ממנו, אשר נתונים לחיכוך מוגבר. זרחן הכרחי כדי להגביר את הגמישות ולשפר את תכונות האנטי קורוזיה. היתרון העיקרי של מתכת זו הוא שהיא ממלאת בצורה מושלמת את כל השקעים במהלך היציקה.

ברונזה מאלומיניום, שהרכבה מאופיין בתכולה גבוהה של נחושת (עד 95%), דומה מאוד במראה לזהב. בנוסף ליופי, יש לו עוד מספר יתרונות שאין להכחישה. לדוגמה, הוספת 5% אלומיניום מאפשרת לסגסוגת לעמוד בחשיפה ארוכת טווח לסביבות אגרסיביות כגון חומציות גבוהה.

כחומר לייצור של חלקי מכונות שונים, מתכת זו החליפה ברונזה זרחתית כמעט בכל העולם במפעלי נייר ובייצור אבק שריפה בשל עמידות גבוהה יותר לקרעים.

ברונזה סיליקון ומנגן

סיליקון מתווסף לסגסוגת כדי להגביר את המוליכות החשמלית. איכות זו משמשת בייצור חוטי טלפון. הרכב הייחוס של ברונזה סיליקון הוא כדלקמן: 97.12% נחושת, 1.14% פח, 0.05% סיליקון.

הכי קשהתהליך הייצור מתהדר בסגסוגת המכילה מנגן. ההליך כולו מתרחש במספר שלבים. ראשית, פרומנגן מתווסף לנחושת מותכת. לאחר מכן, לאחר ששמר על משטר הטמפרטורה שצוין, מוסיפים פח, ואם יש צורך, אבץ. חברת Bronce Company האנגלית מייצרת מספר דרגות של ברונזה מנגן עם צמיגות וקשיות שונות. ניתן להשתמש בסגסוגת כזו כמעט בכל התעשיות.