Por muitos milênios, o homem experimentou vários metais e obteve deles cada vez mais ligas de alta resistência. Para isso, uma variedade de elementos químicos foram usados. A Idade do Bronze é uma era durante a qual uma liga de estanho e cobre (CuSn6) se tornou popular. O que é esse material e por que foi tão popular?
História da Idade do Bronze
Graças ao aprimoramento no processamento de metais como cobre e estanho, em 3000 aC. começou a Idade do Bronze. Caracteriza-se pela produção ativa de uma liga como o bronze, que era usada para fazer ferramentas e joias.
Na indústria metalúrgica moderna, além do cobre e do estanho, também são utilizados materiais como alumínio, fósforo, chumbo e zinco. O próprio nome vem da palavra persa "berenj", que se traduz em "cobre".
Sabe-se que o primeiro bronze foi feito de Cu e arsênico e foi chamado de arsênico. No entanto, devido à sua toxicidade, é muito rapidamentemudou para estanho. Não surpreendentemente, os ferreiros eram frequentemente descritos como feios e mutilados. Na verdade, foi. O contato prolongado com arsênico teve um efeito muito ruim em seu corpo. Por esse motivo, uma liga de cobre e estanho é chamada de bronze, pois são esses componentes que estão mais frequentemente presentes nela.
Característica do bronze
Todos sabemos que um metal como o cobre é muito macio, dúctil e absolutamente frágil. Ao mesmo tempo, tem uma condutividade elétrica e térmica muito alta. Uma liga de estanho e cobre é um material que excede significativamente as características desses elementos químicos separadamente. Em outras palavras, o bronze tem alta dureza, resistência, mas ao mesmo tempo é bastante fusível.
A descoberta desta liga teve um grande papel na indústria metalúrgica. Apesar de muitos outros materiais terem sido inventados mais tarde, ainda hoje é muito popular devido às suas boas propriedades mecânicas.
A capacidade do bronze de resistir à corrosão
Uma das propriedades mais importantes de uma liga é sua resistência à corrosão. Isto é especialmente verdadeiro para aquelas composições em que há um conteúdo significativo de manganês e silício (mais de 2%).
Constatou-se que o bronze apresenta alta resistência à corrosão em contato com água (água marinha e doce), álcalis e ácidos concentrados, sulfatos e cloretos de metais leves e gases secos (bronze sem estanho).
Claro, em geralas propriedades de corrosão da liga dependem dos elementos de liga. Assim, um alto teor de chumbo reduz a capacidade de resistir à corrosão, enquanto o níquel aumenta essa propriedade.
Tipos de bronze
Elementos de liga, que podem estar na composição desta liga, podem alterar significativamente suas propriedades, e o tipo de bronze também depende deles. Além disso, o estanho pode ser substituído por outros elementos. Por exemplo, BrAMTS-7-1 pode ser decifrado da seguinte forma: 92% de cobre, 7% de alumínio, 1% de manganês. Esta marca de bronze não contém estanho e por isso tem uma alta resistência à carga alternada. É usado para fazer parafusos, porcas e peças para instalações hidráulicas.
Outro exemplo é o bronze de fundição de estanho da marca BrO10S10. Contém até 83% de cobre, 9% de estanho, 8% de chumbo e até 0,1% de ferro, silício, fósforo e alumínio. Ele é projetado para peças que operam sob altas pressões específicas, como mancais deslizantes.
Apesar do bronze ser uma liga de estanho e cobre, em alguns casos, um elemento químico como o Sn não é usado. Outro exemplo de bronze sem estanho é resistente ao calor. Para sua fabricação, são utilizados apenas cobre 98-99% e cádmio 1-2%. Um exemplo é a marca BrKd1. É um bronze de cádmio resistente ao calor com alta resistência ao calor e condutividade elétrica. Pode ser utilizado para a fabricação de peças de máquinas de solda por resistência, coletores de motores elétricos e outras peças que operem em altas temperaturas e exijam boascondutividade.
Outro tipo de liga usada para fazer gaxetas em rolamentos e buchas automotivos é o bronze estanho usinado sob pressão. Uma liga de cobre e estanho contém elementos de liga como chumbo (4%), zinco (4%), alumínio (0,002%), ferro (0,005%). O grau de aço é chamado BrOTsS4-4-4. É graças à porcentagem desses elementos químicos que essa liga pode ser processada por pressão e corte. A cor do bronze também depende das impurezas. Assim, quanto menos cobre a liga contém, menos pronunciada é a cor: mais de 90% - vermelho, até 80% - amarelo, menos de 35% - cinza-aço.
Bronze trabalhando
Como mencionado anteriormente, uma liga de estanho e cobre é um material bastante durável. É difícil afiar, cortar e trabalhar com pressão. Em geral, este é um material de fundição com baixo encolhimento - cerca de um por cento. E mesmo apesar da baixa fluidez e tendência à segregação, o bronze é utilizado para fazer fundições com configurações complexas. O casting de arte não é exceção.
Os elementos de liga que são adicionados a uma liga de estanho e cobre melhoram suas propriedades e reduzem o preço. Por exemplo, a liga com chumbo e fósforo melhora o processamento do bronze, enquanto o zinco aumenta sua resistência à corrosão. Para determinados fins, são feitas ligas deformadas. Eles mudam facilmente de aparência ao usar forjamento a frio.
Escopo de aplicação
Claro, o uso do bronze não perde sua popularidade em nosso tempo. Lembrançaprodutos, artigos decorativos para interiores, decorações para portões e postigos… Além disso, a liga é utilizada para a fabricação de ferragens (maçanetas, dobradiças, fechaduras) e encanamentos (torneiras, ferragens, gaxetas, torneiras). Em áreas industriais, o bronze também possui extensas áreas de uso. Assim, a liga de fundição é usada para fazer rolamentos, anéis de vedação, buchas.
O uso generalizado do bronze é particularmente afetado por suas propriedades corrosivas. Por esse motivo, é utilizado para a fabricação de peças de mecanismos que operam em constante contato com a água. A alta elasticidade da liga possibilita a fabricação de molas e peças de instrumentação a partir dela.
Fundição de Bronze
Claro, cada liga tem seus prós e contras. O bronze é uma liga que consiste em cobre e estanho e, portanto, tolera perfeitamente qualquer refusão. Ele pode ser usado várias vezes para propósitos completamente diferentes. Por outro lado, se o bronze contiver uma grande quantidade de impurezas como magnésio, silício, alumínio, as propriedades mecânicas podem diminuir durante a refusão.
Isso se deve ao fato de que os elementos de liga que melhoram as características do bronze são oxidados durante a fusão e formam óxidos refratários, que estão localizados ao longo dos limites da rede cristalina. Eles quebram a ligação entre os grãos, tornando o bronze mais quebradiço.
Como distinguir bronze de latão e cobre
Uma das dúvidas mais comuns é a diferençaesta liga de outras de aparência semelhante. Claro, dentro da indústria e com a ajuda de reagentes especiais, isso é bastante simples. Mas e se você precisar determinar o material em casa?
Vamos começar com o fato de que a liga é composta de estanho e cobre. As massas dessas substâncias em porcentagem podem ser diferentes. Quanto mais cobre, mais brilhante será a cor, mas devido ao teor de estanho na liga, será uma ordem de grandeza mais pesada que, por exemplo, Cu puro.
Se compararmos o bronze com o latão, este último tem uma tonalidade mais amarelada. O cobre em si é muito dúctil, mas as ligas baseadas nele são bastante elásticas e duras. Você também pode determinar qual material está à sua frente por aquecimento. Assim, no latão, sob a influência da alta temperatura, o óxido de zinco é liberado e o produto adquire uma “placa” cinzenta. Mas o bronze, quando aquecido, não altera suas propriedades.
Obras
Muitas vezes você pode encontrar várias estatuetas e estatuetas de bronze. Muitas obras de arte foram criadas nos tempos antigos e na Idade Média.
Ligas contendo cobre e estanho são usadas para fazer:
- Cercas e portões, que não são apenas incrivelmente bonitos, mas também duráveis.
- Elementos de estruturas de escadas.
- Lembranças e composições escultóricas.
- Luzes decorativas: arandelas e lustres.
- Itens para decoração de interiores.
Para irritar o necessáriocomposição, crie um modelo especial de madeira, gesso ou materiais poliméricos - a chamada moldagem. As cavidades desta figura são preenchidas com argila e removidas após a fundição. Após a fabricação, a superfície pode ser banhada a ouro, níquel, cromo ou prata.
É muito importante notar que, via de regra, uma liga de estanho e cobre sem elementos de liga é usada para fazer obras de arte. Isso se deve ao fato de que quanto mais tais componentes estiverem presentes no bronze, maior será sua retração, o que afeta negativamente a qualidade e a forma do produto.
