Il bronzo è una composizione in lega. La composizione chimica del bronzo

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

Molte persone sanno del bronzo solo che da esso vengono fuse sculture e monumenti. In effetti, questo metallo è immeritatamente privato dell'attenzione popolare. Dopotutto, non è stato un vano che nella storia dell'umanità ci sia stata persino un'età del bronzo, un'intera epoca durante la quale la lega ha occupato una posizione dominante. È uno dei pochi materiali utilizzati sia nell'industria che nell'arte. Le qualità possedute da una lega di rame e stagno sono semplicemente indispensabili in molte industrie. Viene utilizzato nella fabbricazione di strumenti, nell'ingegneria meccanica, nella fusione delle campane delle chiese e così via. Allo stesso tempo, oggi esiste un gran numero di qualità di metallo, ognuna delle quali ha determinate proprietà premodellate.

L'uso del bronzo in passato

La prima menzione di una lega di rame e stagno risale al 4° millennio aC. Questa svolta tecnologicagli storici ritengono che abbia permesso alla civiltà della Mesopotamia di assumere una posizione di primo piano in quel momento. Gli scavi archeologici effettuati nell'Iran meridionale testimoniano l'uso diffuso del bronzo per la fabbricazione di punte di freccia, pugnali, lance, asce e spade. Tra i reperti si trovano anche oggetti per interni, come mobili e specchi, oltre a brocche, anfore, vasi e piatti. La stessa lega veniva usata per coniare monete antiche e creare gioielli.

Il bronzo nel Medioevo inizia ad essere utilizzato attivamente in Europa. Da esso vengono ricavati oggetti massicci come cannoni e cupole delle chiese. In un periodo successivo, con lo sviluppo dell'ingegneria meccanica, anche un metallo così versatile non passò inosservato. Era apprezzato principalmente per le sue proprietà antifrizione e anticorrosione. Allo stesso tempo, va notato che il materiale utilizzato in precedenza era leggermente diverso da quello che è oggi il bronzo. La composizione della lega conteneva molte impurità minori, che ne degradavano notevolmente la qualità.

Composizione chimica del bronzo moderno

Oggi, nella scienza dei materiali, il bronzo è una lega di due metalli: rame e stagno, che possono essere usati in varie proporzioni. Per conferire al metallo le qualità desiderate, a questa coppia possono essere aggiunti zinco, fosforo, magnesio, piombo e silicio. La presenza di impurità casuali con l'ausilio delle moderne tecnologie è praticamente ridotta a zero.

Nella maggior parte dei casi, il rapporto tra rame e stagno in proporzioni comprese tra l'85 e il 15 percento è considerato accettabile. riduzione della quotala seconda componente al di sotto del segno indicato dà origine a una serie di problemi, il principale dei quali è la liquefazione. Questo termine è usato dai metallurgisti per riferirsi al processo di delaminazione della lega e alla sua solidificazione irregolare.

Influenza del colore della lega sulla sua qualità

Le persone informate possono imparare molto su un materiale solo guardando il colore che ha il bronzo. La composizione influisce direttamente su questo parametro. Come puoi immaginare, il rame conferisce alla lega una sfumatura rossa. Pertanto, ridurre la sua percentuale a favore di altri componenti significherà una transizione graduale del colore verso toni più tenui.

Con il consueto equilibrio di componenti (85% di rame), il bronzo diventa giallo. Questa è la varietà più comune da trovare. Dopo aver regolato il rapporto su un rapporto di 50:50 si ottiene una lega bianca. Ma affinché il bronzo diventi grigio, è necessario ridurre la quantità di rame al 35%.

Per quanto riguarda il cambiamento delle caratteristiche pratiche della lega durante la sperimentazione della sua composizione, la situazione è la seguente. La duttilità del materiale dipenderà direttamente dal contenuto di stagno in esso contenuto. Più piccolo è, più malleabile sarà il bronzo, ma questa affermazione è vera solo fino a un certo limite. Quindi, quando viene raggiunta la soglia del 50%, la lega diventa nuovamente morbida.

Bronzo nell'arte

Materiale robusto e durevole, pur avendo un punto di fusione abbastanza basso e una buona duttilità, non poteva che interessare i creativi, in particolare gli scultori. Già nel V-IV secolo aC in Grecia, era elaborato nei minimi dettaglitecnologia per la realizzazione di statue in bronzo, ancora attuale.

Consiste nel fatto che la statua di materiale ignifugo viene inizialmente sostituita da cera, che viene distrutta direttamente durante la colata. Per fare ciò, secondo il disegno, è necessario prima realizzare un modello in gesso e poi uno stampo per la colata. Il contenuto di cera si scioglie semplicemente quando esposto alla temperatura e al suo posto prende il bronzo, che si raffredda e si indurisce. Dopodiché, resta solo da elaborare e portare alla perfezione.

Metallo di artiglieria

Per la fabbricazione di cannoni, e successivamente di altro equipaggiamento militare, è sempre stato utilizzato il bronzo. La composizione della lega utilizzata per questi scopi, di norma, contiene il 90% di rame e solo il 10% di stagno.

Ciò è dovuto al fatto che il materiale per gli utensili deve essere molto resistente e avere un'elevata resistenza allo strappo. Il marchio di bronzo BrAZhMts10-3-1.5 possiede tali qualità. Oltre ai componenti principali, contiene 1-2% di manganese, che migliora le caratteristiche di antifrizione e temperatura.

Costruzione della campana della chiesa

Il suono delle campane deve essere melodico e il suo suono deve piacere all'orecchio a grande distanza. Stranamente, ma il bronzo ha tali talenti musicali. Per migliorare il suono della campana, è realizzata con una lega ad alto contenuto di stagno (dal 20 al 22%). A volte viene aggiunto anche dell'argento. Marchi di bronzo, utilizzati nella fabbricazione di campane e altri strumenti a percussione,sono completamente inadatti all'uso pratico in altri settori. Ciò è dovuto al fatto che una tale lega ha una struttura a grana fine e una maggiore fragilità.

Fosforo e bronzo alluminio

La prima lega composta da 90% di rame, 9% di stagno e 1% di fosforo fu usata da Künzel nel 1871. Era chiamato bronzo fosforoso e il materiale ha trovato la sua applicazione principalmente nell'ingegneria meccanica. Da esso vengono fuse varie parti della macchina, che sono soggette a un maggiore attrito. Il fosforo è necessario per aumentare l'elasticità e migliorare le proprietà anticorrosione. Il principale vantaggio di questo metallo è che riempie perfettamente tutti i recessi durante la colata.

Il bronzo alluminio, la cui composizione è caratterizzata da un alto contenuto di rame (fino al 95%), è molto simile nell'aspetto all'oro. Oltre alla bellezza, ha una serie di altri vantaggi innegabili. Ad esempio, l'aggiunta del 5% di alluminio consente alla lega di resistere all'esposizione a lungo termine ad ambienti aggressivi come l'elevata acidità.

Come materiale per la produzione di varie parti di macchine, questo metallo ha quasi universalmente sostituito il bronzo fosforoso nelle cartiere e nella produzione di polvere da sparo grazie alla sua maggiore resistenza allo strappo.

Silicio e bronzo al manganese

Il silicio viene aggiunto alla lega per aumentare la conduttività elettrica. Questa qualità viene utilizzata nella produzione di cavi telefonici. La composizione di riferimento del bronzo al silicio è la seguente: 97,12% rame, 1,14% stagno, 0,05% silicio.

Il più difficileil processo produttivo vanta una lega contenente manganese. L'intera procedura si svolge in più fasi. Innanzitutto, il ferromangan viene aggiunto al rame fuso. Quindi, dopo aver mantenuto il regime di temperatura specificato, viene aggiunto stagno e, se necessario, zinco. L'azienda inglese Bronce Company produce diversi gradi di bronzo al manganese con viscosità e durezza diverse. Tale lega può essere utilizzata in quasi tutti i settori.