Pronks on sulami koostis. Pronksi keemiline koostis

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Paljud inimesed teavad pronksist vaid seda, et sellest on valatud skulptuure ja monumente. Tegelikult jääb see metall rahva tähelepanu alt teenimatult ilma. Lõppude lõpuks ei olnud asjata, et inimkonna ajaloos oli isegi pronksiaeg - terve ajastu, mille jooksul sulam domineeris. See on üks väheseid materjale, mida kasutatakse nii tööstuses kui ka kunstis. Vase ja tina sulami omadused on paljudes tööstusharudes lihts alt asendamatud. Seda kasutatakse tööriistade valmistamisel, masinaehituses, kirikukellade valamisel jne. Samal ajal on tänapäeval olemas suur hulk metalliliike, millest igaühel on teatud, eelnev alt modelleeritud omadused.

Pronksi kasutamine minevikus

Esmakordselt mainiti vase ja tina sulamit 4. aastatuhandest eKr. See tehnoloogiline läbimurreAjaloolased usuvad, et võimaldas Mesopotaamia tsivilisatsioonil tol ajal juhtpositsiooni võtta. Lõuna-Iraanis läbi viidud arheoloogilised väljakaevamised annavad tunnistust pronksi laialdasest kasutamisest nooleotste, pistodade, odade, kirveste ja mõõkade valmistamiseks. Leidude hulgas on isegi sisustusesemeid, nagu mööbel ja peeglid, aga ka kannud, amforad, vaasid ja taldrikud. Sama sulamit kasutati iidsete müntide vermimiseks ja ehete valmistamiseks.

Keskajal pronksi hakatakse Euroopas aktiivselt kasutama. Sellest valmistatakse selliseid massiivseid esemeid nagu suurtükid ja kirikukuplid. Hilisemal perioodil, masinaehituse arenedes, ei jäänud ka selline mitmekülgne metall tähelepanuta. Seda hinnati peamiselt selle hõõrde- ja korrosioonivastaste omaduste tõttu. Samas tuleb märkida, et varem kasutatud materjal erines mõnevõrra sellest, mis on tänapäeval pronks. Sulami koostis sisaldas palju väiksemaid lisandeid, mis halvendasid oluliselt selle kvaliteeti.

Moodsa pronksi keemiline koostis

Tänapäeval on materjaliteaduses pronks kahe metalli: vase ja tina sulam, mida saab kasutada erinevates vahekordades. Metallile soovitud omaduste andmiseks võib sellele paarile lisada tsinki, fosforit, magneesiumi, pliid ja räni. Kaasaegsete tehnoloogiate abil on juhuslike lisandite olemasolu praktiliselt viidud nullini.

Enamasti peetakse vastuvõetavaks vase ja tina suhet 85–15 protsenti. osakaalu vähendamineteine komponent märgitud märgist allpool tekitab mitmeid probleeme, millest peamine on lihvimine. Seda terminit kasutavad metallurgid sulami delaminatsiooni ja selle ebaühtlase tahkumise protsessi kohta.

Sulami värvi mõju selle kvaliteedile

Teadlikud inimesed saavad materjali kohta palju teada, kui vaatavad pronksi värvi. Kompositsioon mõjutab seda parameetrit otseselt. Nagu võite arvata, annab vask sulamile punase varjundi. Seetõttu tähendab selle protsendi vähendamine muude komponentide kasuks värvide järkjärgulist üleminekut tuhmimatele toonidele.

Tavalise komponentide tasakaaluga (85% vaske) annab pronks kollaseks. See on kõige levinum sort. Valge sulam saadakse pärast suhte reguleerimist suhtele 50:50. Kuid selleks, et pronks muutuks halliks, on vaja vähendada vase kogust 35% -ni.

Mis puutub sulami praktiliste omaduste muutumisse selle koostisega katsetades, siis on olukord järgmine. Materjali elastsus sõltub otseselt selles oleva tina sisaldusest. Mida väiksem see on, seda tempermalmist pronks on, kuid see väide peab paika ainult teatud piirini. Seega, kui 50% piir on saavutatud, muutub sulam uuesti pehmeks.

Pronks kunstis

Tugev ja vastupidav materjal, millel on küll altki madal sulamistemperatuur ja hea elastsus, ei suutnud jätta huvi loomeinimestele, eelkõige skulptoritele. Juba V-IV sajandil eKr Kreekas töötati see peensusteni läbitehnoloogia pronkskujude valmistamiseks, mis on aktuaalne ka tänapäeval.

See seisneb selles, et tulekindlast materjalist kuju asendatakse algselt vahaga, mis hävib vahetult valamise käigus. Selleks tuleb joonise järgi esm alt valmistada kipsmudel ja seejärel vorm valamiseks. Vahasisaldus lihts alt sulab temperatuuri mõjul ja asemele tuleb pronks, mis jahutab ja kõveneb. Pärast seda jääb üle vaid töödelda ja täiuslikkuseni viia.

Kahurivägi

Kahurite ja hiljem ka muu sõjavarustuse valmistamisel on alati kasutatud pronksi. Nendel eesmärkidel kasutatava sulami koostis sisaldab reeglina 90% vaske ja ainult 10% tina.

Selle põhjuseks on asjaolu, et tööriistade materjal peab olema väga tugev ja suure rebenemiskindlusega. Sellised omadused on pronksist BrAZhMts10-3-1,5 kaubamärgil. Lisaks põhikomponentidele sisaldab see 1-2% mangaani, mis parandab hõõrdumise ja temperatuuri omadusi.

Kirikukella tegemine

Kellade helin peab olema meloodiline ja selle heli peab meeldima kõrva kaugelt. Kummaline küll, aga pronksil on sellised muusikalised anded. Kella heli parandamiseks on see valmistatud suure tinasisaldusega (20–22%) sulamist. Mõnikord lisatakse sellele ka veidi hõbedat. Pronksi kaubamärgid, mida kasutatakse kellade ja muude löökpillide valmistamisel,on täiesti sobimatud praktiliseks kasutamiseks teistes tööstusharudes. See on tingitud asjaolust, et sellisel sulamil on peeneteraline struktuur ja suurem rabedus.

Fosfor ja alumiiniumpronks

Esimest sulamit, mis koosnes 90% vasest, 9% tinast ja 1% fosforist, kasutas Künzel 1871. aastal. Seda nimetati fosforpronksiks ja materjal on leidnud oma rakenduse peamiselt masinaehituses. Sellest valatakse mitmesuguseid masinaosi, mis on allutatud suurenenud hõõrdumisele. Fosfor on vajalik elastsuse suurendamiseks ja korrosioonivastaste omaduste parandamiseks. Selle metalli peamine eelis on see, et see täidab valamise ajal suurepäraselt kõik süvendid.

Alumiiniumpronks, mille koostist iseloomustab kõrge vasesisaldus (kuni 95%), on välimuselt väga sarnane kullaga. Lisaks ilule on sellel mitmeid muid vaieldamatuid eeliseid. Näiteks 5% alumiiniumi lisamine võimaldab sulamil taluda pikaajalist kokkupuudet agressiivse keskkonnaga, näiteks kõrge happesusega.

Erinevate masinaosade valmistamise materjalina on see metall oma suurema rebenemiskindluse tõttu peaaegu üldiselt asendanud fosforpronksi paberivabrikutes ja püssirohu tootmisel.

Räni ja mangaanpronks

Elektrijuhtivuse suurendamiseks lisatakse sulamile räni. Seda kvaliteeti kasutatakse telefonijuhtmete tootmisel. Ränipronksi võrdluskoostis on järgmine: 97,12% vaske, 1,14% tina, 0,05% räni.

Kõige raskemtootmisprotsessis on mangaani sisaldav sulam. Kogu protseduur toimub mitmes etapis. Esiteks lisatakse sulavasele ferromangaani. Seejärel, säilitades kindlaksmääratud temperatuurirežiimi, lisatakse tina ja vajadusel tsinki. Inglise firma Bronce Company toodab mitut sorti erineva viskoossuse ja kõvadusega mangaanpronksi. Sellist sulamit saab kasutada peaaegu kõigis tööstusharudes.