Klasifikacija in označevanje brona
Bron je treba razumeti kot kovinsko zlitino na osnovi bakra, ki so ji dodane legirne komponente, povečanje trdote končnega materiala. V obliki ligature se najpogosteje uporabljajo kositer, krom, svinec, nikelj, aluminij in druge kovine. Fizikalne lastnosti bronaste zlitine, kot tudi njena barva in trdota, bodo imele različne značilnosti, ki so odvisne od odstotne sestave komponent ligature.
Bron, ki ima izrazito rdeč odtenek, je sestavljen iz povečane količine bakra, in če ima zlitina sivkast odtenek jekla, se vsebnost bakra v njej zmanjša na 30-35%. Bron je zahtevan material, ki se uporablja v različnih gospodarskih in industrijskih sferah.
Posebnosti
bronasta zlitina sestoji iz bakra in ligature, ki je lahko v obliki kovin in nekovin - stopnje brona so odvisne od te sestave. S tehnološkimi poskusi in znanstvenimi raziskavami so bila ugotovljena optimalna razmerja med bronasto osnovo in njenimi komponentami. Najpogosteje uporabljeni dodatki so:
- berilij;
- aluminij;
- cink;
- kositer;
- silicij;
- fosfor;
- železo;
- mangan;
- svinec;
- nikelj.
Po zgodovinskih dokazih, prvi bronasti material je nastal pred 3000 leti in je bil sestavljen iz bakra in kositra. V majhnih deležih daje kositer pretopljeni snovi trdoto, prožnost in olajša sam proces taljenja. Kositer ima takšne lastnosti, če njegova koncentracija v materialu ne presega 4-4,8%. Če vzamete kositer približno 5% ali več, bo končna zlitina izgubila prožnost, pri koncentraciji kositra nad 20% pa bo nastali material krhek. Če bakru pri ponovnem taljenju dodamo berilij, bo rezultat trden material s povečano fizikalno in kemično odpornostjo.
Izdelke iz takšne kovinske zlitine je mogoče rezati ali variti s katero koli vrsto varjenja.
Pri kombinaciji bakra s silicijem in cinkom končni material bo imel dobro plastičnost, kar je kot nalašč za litje izdelkov. Končni izdelki imajo povečano odpornost proti obrabi in med obdelavo ne iskrijo. Poleg tega ima bron, legiran s silicijem in cinkom, visoko stopnjo odpornosti na toplotno stiskanje kovine.
Če bakru dodamo svinec, dobimo kovino, ki ima protikorozijske lastnosti, je odporna proti drsenju in trenju, je trpežna in jo je težko taliti.
Kombinacija bakra z aluminijem je mogoče pridobiti material, ki bo imel visoko gostoto, zmanjšan indeks zdrsa, povečano odpornost proti tvorbi rje in odpornost na kemično agresivna okolja. Takšna kovina je primerna za rezanje. Če bakru dodamo fosfor, potem bo v kombinaciji z nekaterimi drugimi ligaturnimi sestavki ta sestavina zmanjšala kisle indikatorje zlitine.
Ko bakru dodamo kakršno koli ligaturo, se njegova lastnost, kot je sposobnost prevajanja toplote, v veliki meri poslabša. Več kot je ligatur v sestavi zlitine, slabši je indikator stopnje toplotne prevodnosti.
Kar se tiče videza bronaste zlitine, bo kovina z vsebnostjo do 90% bakra v njej imela rdeč odtenek, z vsebnostjo bakra do 85% pa bo material dobil rumen odtenek.
Opaziti je, da če je zlitina sestavljena le iz 50% bakra, potem bo material iz nje bele barve jekla, in da bi dobili črno barvo, se koncentracija bakra zmanjša na 35%. Sčasoma vsi bakreni materiali spremenijo svojo barvo: potemni pod vplivom temperaturnih sprememb, kislin, soli, alkalij različnih koncentracij.
Osnovna klasifikacija zlitin
V skladu s tem, koliko komponent je vključenih v sestavo bronaste zlitine, je bron konvencionalno razdeljen na dvokomponentni (kovina in ligatura, sestavljena iz 1 komponente) oz večkomponentni. Poleg tega so bronasti materiali razdeljeni na brez kositra in kositrove spojine. Zmesi brez kositra ne vsebujejo kositra. Njihova razvrstitev je narejena ob upoštevanju vrste kovine namesto kositra, ki opravlja funkcijo ligature.
Kositer
Z dodajanjem kositra bakru lahko dobite livna zlitina. Toda poleg visokega indeksa taljenja ima ta sestava tudi dobro trdoto. Pogosto se takšni kovini dodajo tudi cink, svinec in fosfor. Takšna glavna zlitina daje končnemu materialu odpornost proti koroziji in ga naredi še bolj primernega za taljenje in livarska dela.
v zlitini kositra fosfor deluje kot kovinski dezoksidator, cink pa zaradi nizke cene zniža stroške materiala in nima posebnega vpliva na lastnosti nastale kovine. Da bi prihranili denar, je dovoljeno vključiti do 10% cinka v kositrne zlitine. Razredi kositrnega brona so primerni za strojno obdelavo in poliranje. Končni izdelki iz kositra bodo zelo odporni proti obrabi.
Uporablja se bronasta zlitina, ki vsebuje do 8% primesi kositra vtiskovanje, valjanje in kovanje. Iz takega materiala so izdelane žice, palice različnih oblik, pa tudi pločevina. Uporablja se zlitina, kjer kositer zavzema do 20% v obliki ligature za izdelavo litih izdelkov. V procesu litja takšen bron popolnoma napolni kalup in se hkrati neznatno skrči. Takšen material omogoča izdelavo izdelkov kompleksnih oblik, pa tudi predmetov umetniškega pomena.
Poleg tega se kositrna brona uporablja za izdelavo komponent in mehanizmov, ki bodo delovali v morski vodi.
Aluminij
Aluminij se pogosto uporablja v bronastih zlitinah. Ligatura vsebuje od 6 do 12% takega materiala. Bronaste aluminijeve zlitine so lahko sestavljene iz ene komponente (aluminij) ali številnih dodatkov, če so v zlitini prisotni tudi železo, nikelj in mangan. Dodatek aluminija k bronu zmanjša gostoto končnega materiala, zato se lahka zlitina pogosto uporablja v ladjedelništvu in vesoljski industriji.
Material z dodatkom aluminija ima visoko torno trdnost, zato se zlitina uporablja tudi za izdelavo delov strojnih orodij, enot toplotne opreme in cestnih vozil.
Kremenast
Bronu lahko dodate silicij v razmerju 3 do 5 %. Končna zlitina po svojih protikorozijskih lastnostih presega zlitine kositra, ima pa tudi visoko mehansko stabilnost in elastičnost. Poleg tega zlitine s silicijem niso magnetizirane in so primerne za električno varjenje in spajkanje.
Končni izdelki iz bakra s silicijem imajo visoko odpornost na agresivna kemična okolja v obliki kislin in alkalij ter plinov. Tak material se uporablja za izdelavo plinovodov ali kanalizacijskih sistemov.
Silicijev bron je lahko dodatno legiran z manganom.
mangan
Zahtevan v različnih panogah bronasta zlitina, ki vsebuje mangan v svoji sestavi: od 4 do 5%. Material ima značilne lastnosti: visoka trdnost, fleksibilnost in odpornost proti koroziji. Iz takšnih zlitin so izdelani deli za različne mehanizme. Ko je vsebnost mangana v bronasti zlitini večja od 1%, se trdota materiala poveča, vendar se viskoznost in taljivost snovi zmanjšata.
Poleg tega je zlitine z manganom težko variti.
Svinec
Ko bakru dodamo svinčeno komponento, dobimo zlitino visoke trdnosti, odporno proti obrabi. Uporablja se pri izdelavi ležajev, ki se vrtijo dolgo časa, pod visokim pritiskom in pri visokih hitrostih. Bron s svinčeno ligaturo se uporablja za izdelavo delov naprav, ki delujejo v agresivnih kemičnih okoljih, material se uporablja za zaščito pred sevanjem, pri izdelavi streliva, stekla, kot različni barvni pigmenti za tiskarske barve.
berilij
Adicija berilija bakru tvori bronasto zlitino, ki je znana po povečanih lastnostih trdnosti, prožnosti in fluidnosti. Poleg tega ima material ima dobro električno prevodnost in je prevodnik toplote. Zlitina je odporna proti koroziji, iz nje se proizvajajo izdelki v obliki vzmeti in kompleksni mehanizmi, material se uporablja v elektrotehniki pri izdelavi izdelkov iz optičnih vlaken in mikrovezij.
Bronasta zlitina z berilijem vam omogoča, da iz njega naredite najmanjše podrobnosti, ki se lahko uporabljajo v instrumentaciji, računalniški in telefonski tehnologiji, multimedijskih napravah itd. Norma vsebnosti berilija v zlitini se giblje od 0,7-2,5%.
Po posebni toplotni obdelavi je zlitina utrjena, kar ji daje lastnosti povečane trdote.
Označevanje
Za razlikovanje med bronastimi zlitinami je bila uvedena določena oznaka. Tako dobro, kot obstajajo posebne tabele za tehnične namene, po katerem lahko tehnolog določi, katero znamko brona naj uporabi za izvedbo določene naloge, razjasni tabelarične podatke o sestavi zlitine, njenih fizikalnih in kemijskih lastnostih ter možnostih uporabe.
Obstoječe znamke brona se med seboj razlikujejo po sestavi ligature kot odstotek bakra. Označevanje bronastih zlitin ima abecedno in številčno oznako. Na primer, dešifriranje takšne blagovne znamke lahko pomeni, da bodo črke v imenu ustrezale kemičnim elementom, številke pa bodo poročale o deležih odstotka ligature. V skladu z GOST digitalni podatki ne vsebujejo navedb vsebnosti bakra v zlitini, saj je jasno, da je glavna sestavina.
Toda vse norme ligature morajo biti v skladu z uveljavljenimi državnimi standardi.
Bronasta zlitina je označena s kratico Br. Sledi črka, ki označuje glavno sestavino ligature, nato pa preostale sestavne dele.Kar zadeva številke, so razvrščene v padajočem vrstnem redu, kar označuje odstotek komponent ligature. Na primer, bronasta znamka BRAZHN 10-4-5 je zlitina bakra z aluminijem, železom in nikljem. Poleg tega je aluminij v sestavi zlitine 10%, železo - 4%, nikelj - 5%. Ostalo je baker.
Ko stopnja bronaste zlitine ni znana, Material je podvržen kemijski in fizikalni analizi. Natančni podatki so potrebni za delavce, ki morajo določiti težo obdelovanca s specifično težo zlitine. Vsaka jeklarna ima svoj tehnični laboratorij, ki pomaga pri reševanju tovrstnih težav.
Bron - kakšna kovina in kje se uporablja - si oglejte spodnji video.