Бро́нза — сплав меди , обычно с оловом в качестве основного компонента, но к бронзам также относят медные сплавы с алюминием , кремнием , бериллием , свинцом и другими элементами, за исключением цинка (это латунь ), никеля (это мельхиор ), цинка и никеля (это нейзильбер ). Как правило, в любой бронзе в незначительных количествах присутствуют добавки: цинк , свинец , фосфор и другие.

Традиционную оловянную бронзу человек научился выплавлять ещё в начале бронзового века , и очень длительное время она широко использовалась. Даже с приходом века железа бронза не утрачивала своей важности.

Плотность бронзы в зависимости от марки (и включения примесей) составляет 7500-8700 кг/м³; температура плавления 1000  °C.

Этимология

Современные лингвисты выдвигают следующие гипотезы происхождения слова «бронза»:

• Романскую, согласно которой слово пришло в романские языки , либо от персидского «berenj», означающего « медь », либо от названия города Бриндизи , из которого этот материал доставлялся в Рим ;
• Протославянскую, согласно которой слово имеет протославянское происхождение, и буквально означает « металл», где слово «брань» используется в древнем значении «сражение» (общеславянские корень «bron», особенно характерный для южнославянских языков, и суффикс «za», который по всей вероятности обозначал либо непосредственно литой сплав, либо технологический процесс его отливки и остывания; как в случае с общеславянским же словом « железо » — «zelé(želě)-zo»), что так или иначе сохранилось практически во всех славянских языках, а в словенском языке слово «bron» (без каких-либо постфиксов) до сих пор означает бронзу;

История

Самые древние бронзовые изделия, датируемые 5-м тысячелетием до н. э., были обнаружены на Иранском нагорье и у деревни Плочник в Сербии. В России наиболее древние бронзовые артефакты были обнаружены русским археологом Николаем Веселовским в 1897 году в районе реки Кубань (так называемая Майкопская культура , вторая половина IV тысячелетия до н. э. ). Бронза майкопских курганов в основном представлена сплавом меди с мышьяком . Постепенно знания о прочном и пластичном металле распространились на Ближний Восток и Египет . Здесь, после перехода к оловянно-медному сплаву, бронза обрела положение одного из важнейших декоративных материалов.

Исторически первой бронзой был сплав меди с мышьяком — так называемая мышьяковистая бронза. По своим технофизическим свойствам мышьяковая бронза не уступала оловянной, а по разнообразию сортов, пригодных для тех или иных видов хозяйственной деятельности — от ответственных деталей до ювелирных изделий — даже превосходила её. Как явствует из археологических данных, в начале и даже в середине бронзового века мышьяковая бронза почти безраздельно господствовала на всём евразийском пространстве, за исключением, быть может, нескольких регионов, богатых «оловянным камнем» (современные Англия, Притяньшанье) или одновременно медными и свинцовыми рудами (Этрурия на северо-западе современной Италии).

Повсеместное вытеснение к концу бронзового века мышьяковой бронзы более дорогими сортами, в том числе оловянной, по-видимому, было связано сразу с несколькими причинами, в зависимости от региона действовавшими совместно или порознь. Среди них:

• высокая токсичность производства мышьяковой бронзы, с неизбежностью приводившая к инвалидизации металлургов и кузнецов со стажем (этот факт отразился в античном образе бога металлургии Гефеста);
• непригодность мышьяковой бронзы для металлургического передела: металлургический брак из такой бронзы, равно как и сломанные изделия из неё, переплавке на сортовой металл не подлежали, так как при переплавке часть мышьяка просто испарялась или выделялась в виде шлака, и бронза становилась очень хрупкой, и в лучшем случае могли быть использованы для изготовления бижутерии или неответственных деталей;
• выработка за многие века поверхностно залегающих, богатых медью и мышьяком месторождений теннантита и других блеклых руд , наиболее удобных для выделки мышьяковой бронзы (использование других источников мышьяка и меди значительно усложняло процесс и делало его более дорогостоящим).

Поэтому с развитием гужевого транспорта, а вместе с ними и международных экономических связей, во многих регионах стало выгоднее импортировать немышьяковые сорта бронзы, чем производить собственную мышьяковую. А с развитием крупного промышленного производства самым массовым видом бронзы стала оловянная, которую лишь в последнее столетие стали теснить конкуренты на основе ранее недоступных заменителей олова. По некоторым свойствам такие (безоловянные) бронзы превосходят оловянные. Например, алюминиевые, кремниевые и особенно бериллиевые бронзы — по механическим свойствам, алюминиевые — по коррозионной стойкости, кремнецинковые — по текучести. Алюминиевая бронза благодаря красивому золотисто-жёлтому цвету и высокой коррозионной стойкости иногда также применяется как заменитель золота для изготовления бижутерии и монет . Прочность алюминиевой и бериллиевой бронз может быть дополнительно увеличена при помощи специальной термической обработки.

Классической маркой бронзы, применяемой издревле и до сих пор для литья колоколов, является колокольная бронза: 80 % меди и 20 % олова с разбросом соотношения 3 %. Его недостатком является повышенная хрупкость, которой способствует большое содержание олова.

Оловянная бронза

Оловянная бронза — классический вид бронзы, сплав меди с оловом (медь преобладает), один из первых освоенных человеком сплавов металлов . Она обладает значительно большей, по сравнению с чистой медью (освоенной ранее бронзы), твёрдостью , достаточной прочностью и более легкоплавка. Открытие бронзы сыграло огромную роль в освоении металлов человеком. Олово в любых марках оловяннистой бронзы всегда является вторым по количеству и основным легирующим компонентом сплава (тогда как медь — первым); третье место отводится дополнительным добавкам: свинцу , цинку , мышьяку .

Оловянная бронза (кроме марок с низким содержанием олова — т. н. деформируемой бронзы ) с трудом поддаётся обработке давлением ( ковка , штамповка , прокатка и пр.), резанию и заточке . Благодаря этому бронза в целом — литейный сплав, и по литейным качествам не уступает любому другому сплаву. Она обладает очень малой усадкой — 1 %, тогда как усадка латуней и чугуна составляет около 1,5 %, а стали — более 2 %. Поэтому, несмотря на склонность к ликвации и сравнительно невысокую текучесть, бронзы успешно применяют для получения сложных по конфигурации отливок, включая художественное литьё.

Бронзы обладают высокой антикоррозионной стойкостью и хорошими антифрикционными свойствами. Этим обусловливается применение бронз в химической промышленности для изготовления литой арматуры , а также в качестве антифрикционного материала в других отраслях.

Оловянные бронзы могут быть дополнительно легированы цинком , никелем , фосфором , свинцом , мышьяком и другими металлами . Цинка добавляют не более 10 % (в этом количестве он почти не изменяет свойств бронз, но делает их дешевле); бронза с добавлением цинка называется «адмиралтейской бронзой» и обладает повышенной коррозионной стойкостью в морской воде. Свинец и фосфор улучшают антифрикционные свойства бронзы и её обрабатываемость резанием и давлением.

Пушечная бронза

Пушечным металлом называют разновидность оловянной бронзы — сплав меди, олова и цинка, используемого для отливки орудий (89-86 % Cu , 9-12 % Sn , 2 % Zn ). Пушечные бронзы содержат в два раза меньше олова против бронз колокольных.

Безоловянные бронзы

Бронзами также могут называть некоторые другие подобные традиционной бронзе сплавы меди, в которых олово отсутствует. Самые известные из них — латунь (сплав Cu - Zn ) и константан ( Cu - Ni ), бронзой не являющиеся, и алюминиевая бронза . В прошлом ( Древний Рим , к примеру) латунь и константан носили собирательное название шпиатр и считались подделкой .

Существуют также многокомпонентные бронзы — сплавы с алюминием , кремнием , бериллием , свинцом и другими элементами.

Также необходимо упомянуть сплавы меди и фосфора . Они не могут служить машиностроительным материалом, поэтому их нельзя отнести к бронзам. Однако они являются товаром на мировом рынке и предназначаются в качестве лигатуры при изготовлении многих марок фосфористых бронз, а также и для раскисления сплавов на медной основе.

Марки сплавов

Этот раздел слишком короткий . Пожалуйста, и дополните его.

Бронза - это огромное семейство сплавов, обладающих разными свойствами в зависимости от своего состава. Поэтому в СССР разработана система обозначений состава конкретной бронзы. Зарубежные обозначения марок бронзы строятся подобным образом, с указанием элементов из таблицы Менделеева

Сначала пишутся буквы Бр , а затем другие буквы, соответствующие металлу сплава. После каждой буквы ставят цифру концентрации в %. Если легирующего вещества менее 1% - цифру не ставят.

Например: БрО6Ц6С3

Металл	Буква	Элемент
Алюминий	А	Al
Железо	Ж	Fe
Марганец	Мц	Mn
Олово	О	Sn
Свинец	С	Pb
Фосфор	Ф	P
Цинк	Л	Zn
Никель	Н	Ni
Кремний	К	Si

Использование

Этот раздел слишком короткий . Пожалуйста, и дополните его.

Без бронзы невозможно обойтись в машиностроении, авиастроении и судостроении. Благодаря ей изготавливаются: станки, спецтехника. Она легче некоторых других металлов со сравнимой прочностью, изделия из бронзы долговечны и не подвержены воздействию солёной/морской воды. Из бронзы делают те детали, которые принимают на себя максимальную нагрузку. Небольшие изделия из сплава изнашиваются сравнительно не быстро (относительно других металлов).

Бронзографит (спечённый материал, состоящий из бронзы и частиц графита) используют для изготовления втулок для подшипников скольжения.

См. также

Примечания

Литература

• // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб. , 1890—1907.

Ссылки