במשך אלפי שנים, האדם התנסה במתכות שונות והשיג מהן עוד ועוד סגסוגות בעלות חוזק גבוה. לשם כך, נעשה שימוש במגוון של יסודות כימיים. תקופת הברונזה היא תקופה שבה סגסוגת של בדיל ונחושת (CuSn6) הפכה לפופולרית. מהו החומר הזה ומדוע הוא היה כל כך פופולרי?
היסטוריה של תקופת הברונזה
הודות לשיפור בעיבוד מתכות כמו נחושת ודיל, בשנת 3000 לפני הספירה. החלה תקופת הברונזה. הוא מאופיין בייצור פעיל של סגסוגת כמו ברונזה, ששימשה לייצור כלים ותכשיטים.
בתעשיית המתכות המודרנית, בנוסף לנחושת ולפח, משתמשים גם בחומרים כמו אלומיניום, זרחן, עופרת ואבץ. השם עצמו מגיע מהמילה הפרסית "berenj", שמתורגמת ל"נחושת".
ידוע שהברונזה הראשונה נוצרה מ-Cu וארסן ונקראה ארסן. עם זאת, בשל הרעילות שלו, זה מהר מאודשונה לדיל. באופן לא מפתיע, נפחים הוצגו לעתים קרובות כמכוערים ומושחתים. למעשה, זה היה. למגע ממושך עם ארסן הייתה השפעה רעה מאוד על גופם. מסיבה זו, סגסוגת של נחושת ופח נקראת ברונזה, שכן הרכיבים הללו נמצאים בה לרוב.
אופייני לברונזה
כולנו יודעים שמתכת כמו נחושת היא מאוד רכה, רקיעה ושבירה לחלוטין. יחד עם זאת, יש לו מוליכות חשמלית ותרמית גבוהה מאוד. סגסוגת של פח ונחושת היא חומר העולה באופן משמעותי על המאפיינים של יסודות כימיים אלו בנפרד. במילים אחרות, לברונזה יש קשיות גבוהה, חוזק, אך יחד עם זאת הוא די מתיך.
לגילוי הסגסוגת הזו היה תפקיד גדול בתעשיית המתכות. למרות העובדה שמאוחר יותר הומצאו חומרים רבים אחרים, גם היום הוא פופולרי מאוד בשל תכונותיו המכניות הטובות.
היכולת של ברונזה לעמוד בפני קורוזיה
אחת התכונות החשובות ביותר של סגסוגת היא העמידות בפני קורוזיה. זה נכון במיוחד עבור אותם קומפוזיציות שיש בהן תוכן משמעותי של מנגן וסיליקון (יותר מ-2%).
נמצא שברונזה מציגה עמידות גבוהה בפני קורוזיה במגע עם מים (מים ומים מתוקים), אלקליות וחומצות מרוכזות, סולפטים וכלורידים מתכת קלה, וגזים יבשים (ברונזה ללא פח).
כמובן, באופן כלליתכונות הקורוזיה של הסגסוגת תלויות ביסודות הסגסוגת. לפיכך, תכולת עופרת גבוהה מפחיתה את היכולת להתנגד בפני קורוזיה, בעוד שניקל מגדיל תכונה זו.
סוגי ברונזה
יסודות סגסוגת, שעשויים להיות בהרכב של סגסוגת זו, יכולים לשנות באופן משמעותי את תכונותיו, וגם סוג הברונזה תלוי בהם. בנוסף, ניתן להחליף את הפח באלמנטים אחרים. לדוגמה, ניתן לפענח את BrAMTS-7-1 באופן הבא: 92% נחושת, 7% אלומיניום, 1% מנגן. מותג ברונזה זה אינו מכיל פח ובשל כך יש לו עמידות גבוהה לעומס מתחלף. הוא משמש לייצור ברגים, ברגים, אומים וחלקים להתקנות הידראוליות.
דוגמה נוספת היא ברונזה מיציקת פח של המותג BrO10S10. הוא מכיל עד 83% נחושת, 9% בדיל, 8% עופרת ועד 0.1% ברזל, סיליקון, זרחן ואלומיניום. הוא מיועד לחלקים הפועלים תחת לחצים ספציפיים גבוהים, כגון מיסבים רגילים.
למרות העובדה שברונזה היא סגסוגת של בדיל ונחושת, במקרים מסוימים, לא נעשה שימוש ביסוד כימי כמו Sn. דוגמה נוספת לברונזה ללא פח היא עמידה בחום. לייצורו משתמשים רק בנחושת 98-99% וקדמיום 1-2%. דוגמה לכך היא המותג BrKd1. זהו ברונזה קדמיום עמיד בחום עם עמידות גבוהה בחום ומוליכות חשמלית. זה יכול לשמש לייצור חלקים של מכונות ריתוך התנגדות, אספנים של מנועים חשמליים וחלקים אחרים הפועלים בטמפרטורות גבוהות ודורשים טובמוליכות.
סוג נוסף של סגסוגת המשמשת לייצור אטמים במיסבי רכב ותותבים הוא ברונזה מפח בעיבוד לחץ. סגסוגת של נחושת ופח מכילה אלמנטים מסגסוגים כמו עופרת (4%), אבץ (4%), אלומיניום (0.002%), ברזל (0.005%). דרגת הפלדה נקראת BrOTsS4-4-4. הודות לאחוז היסודות הכימיים הללו ניתן לעבד את הסגסוגת הזו בלחץ וחיתוך. צבע הברונזה תלוי גם בזיהומים. לכן, ככל שהסגסוגת מכילה פחות נחושת, הצבע פחות בולט: יותר מ-90% - אדום, עד 80% - צהוב, פחות מ-35% - פלדה אפורה.
ברונזה עובד
כפי שהוזכר קודם לכן, סגסוגת של פח ונחושת היא חומר עמיד למדי. קשה לחדד, לחתוך ולעבוד בלחץ. ככלל, מדובר בחומר יציקה עם התכווצות נמוכה - כאחוז אחד. וגם למרות הנזילות הנמוכה והנטייה להפרדה, נעשה שימוש בברונזה לייצור יציקות עם תצורות מורכבות. ליהוק אמנות אינו יוצא מן הכלל.
יסודות סגסוגת שמתווספים לסגסוגת של פח ונחושת משפרים את תכונותיו ומורידים את המחיר. לדוגמה, סגסוגת עם עופרת וזרחן משפרת את עיבוד הברונזה, בעוד שאבץ מגביר את עמידות הקורוזיה שלו. למטרות מסוימות, סגסוגות מעוותות נעשות. הם משנים בקלות את המראה שלהם בעת שימוש בפרזול קר.
היקף היישום
כמובן, השימוש בברונזה לא מאבד מהפופולריות שלו בזמננו. מַזכֶּרֶתמוצרים, פריטי פנים דקורטיביים, עיטורים לשערים ושערים… בנוסף, הסגסוגת משמשת לייצור אביזרי (ידיות, צירים, מנעולים) וגופי אינסטלציה (ברזים, אביזרים, אטמים, ברזים). באזורי תעשייה גם לברונזה תחומי שימוש נרחבים. אז, סגסוגת יציקה משמשת לייצור מיסבים, טבעות איטום, תותבים.
השימוש הנרחב בברונזה מושפע במיוחד מתכונותיו המאכלות. מסיבה זו, הוא משמש לייצור חלקים של מנגנונים הפועלים במגע מתמיד עם מים. האלסטיות הגבוהה של הסגסוגת מאפשרת לייצר ממנה קפיצים וחלקי מכשור.
מסת ברונזה
כמובן שלכל סגסוגת יש את היתרונות והחסרונות שלה. ברונזה היא סגסוגת המורכבת מנחושת ופח, ולכן היא סובלת בצורה מושלמת כל התכה מחדש. ניתן להשתמש בו מספר פעמים למטרות שונות לחלוטין. מצד שני, אם הברונזה מכילה כמות גדולה של זיהומים כמו מגנזיום, סיליקון, אלומיניום, אז התכונות המכניות עלולות לרדת במהלך ההמסה מחדש.
זה נובע מהעובדה שהיסודות המתגמלים המשפרים את מאפייני הברונזה מתחמצנים במהלך ההיתוך ויוצרים תחמוצות עקשן, הממוקמות לאורך גבולות סריג הגביש. הם שוברים את הקשר בין הגרגרים, מה שהופך את הברונזה לשבירה יותר.
איך להבחין ברונזה מפליז ונחושת
אחת השאלות הנפוצות ביותר היא ההבדלסגסוגת זו מאחרות דומות במראה. כמובן שבתוך התעשייה ובעזרת ריאגנטים מיוחדים זה די פשוט. אבל מה אם אתה צריך לקבוע את החומר בבית?
בוא נתחיל מזה שהסגסוגת מורכבת מפח ונחושת. המסות של חומרים אלה באחוזים יכולות להיות שונות. ככל שיותר נחושת, הצבע יהיה בהיר יותר, אך בשל תכולת הפח בסגסוגת, הוא יהיה כבד בסדר גודל מאשר, למשל, Cu טהור.
אם נשווה ברונזה עם פליז, לזו האחרונה יש גוון צהבהב יותר. הנחושת עצמה היא מאוד רקיעה, אבל סגסוגות המבוססות עליה הן אלסטיות וקשות למדי. אתה יכול גם לקבוע איזה חומר לפניך על ידי חימום. אז, בפליז, תחת השפעת טמפרטורה גבוהה, תחמוצת אבץ משתחררת והמוצר רוכש "פלאק" אפרפר. אבל ברונזה, כאשר היא מחוממת, לא תשנה את תכונותיה.
יצירות אמנות
לעיתים קרובות אתה יכול למצוא פסלוני ברונזה שונים ופסלונים. יצירות אמנות רבות נוצרו בימי קדם ובימי הביניים.
סגסוגות המכילות נחושת ופח משמשות לייצור:
- גדרות ושערים, שהם לא רק יפים להפליא, אלא גם עמידים.
- אלמנטים של מבני מדרגות.
- מזכרות ויצירות פיסוליות.
- גופי תאורה דקורטיביים: פמוטים ונברשות.
- פריטים לקישוט פנים.
כדי לעצבן את הדרושהרכב, ליצור דגם מיוחד של עץ, גבס או חומרים פולימריים - מה שנקרא דפוס. החללים של דמות זו ממולאים בחימר ומוסרים לאחר היציקה. לאחר הייצור, המשטח יכול להיות מצופה זהב, ניקל, כרום או כסף.
חשוב מאוד לציין שככלל משתמשים בסגסוגת של פח ונחושת ללא אלמנטים מתגשרים להכנת יצירות אמנות. זאת בשל העובדה שככל שיש יותר רכיבים כאלה בברונזה, כך התכווצותו גדולה יותר, מה שמשפיע לרעה על איכות וצורת המוצר.
