Շատ հազարամյակներ շարունակ մարդը փորձեր է կատարել տարբեր մետաղների հետ և դրանցից ավելի ու ավելի շատ բարձր ամրության համաձուլվածքներ ստացել։ Դրա համար օգտագործվել են մի շարք քիմիական տարրեր. Բրոնզի դարաշրջանը մի դարաշրջան է, որի ընթացքում հայտնի դարձավ անագի և պղնձի համաձուլվածքը (CuSn6): Ի՞նչ է այս նյութը և ինչու՞ էր այն այդքան տարածված:
Բրոնզի դարի պատմություն
Մետաղների մշակման բարելավման շնորհիվ, ինչպիսիք են պղնձը և անագը, մ.թ.ա. 3000թ. սկսվեց բրոնզի դարը: Այն բնութագրվում է այնպիսի համաձուլվածքի ակտիվ արտադրությամբ, ինչպիսին բրոնզն է, որն օգտագործվում էր գործիքների և զարդերի պատրաստման համար։
Ժամանակակից մետալուրգիական արդյունաբերության մեջ, բացի պղնձից և անագից, օգտագործվում են նաև այնպիսի նյութեր, ինչպիսիք են ալյումինը, ֆոսֆորը, կապարը և ցինկը։ Անունն ինքնին առաջացել է պարսկերեն «բերենջ» բառից, որը թարգմանվում է որպես «պղինձ»:
Հայտնի է, որ առաջին բրոնզը պատրաստվել է Cu-ից և մկնդեղից և կոչվել է մկնդեղ։ Այնուամենայնիվ, իր թունավորության պատճառով այն շատ արագ էփոխվել է պյուտերի։ Զարմանալի չէ, որ դարբինները հաճախ պատկերվում էին որպես տգեղ և անդամահատված։ Իրականում դա եղել է։ Երկարատև շփումը մկնդեղի հետ շատ վատ է ազդել նրանց օրգանիզմի վրա։ Այդ պատճառով պղնձի և անագի համաձուլվածքը կոչվում է բրոնզ, քանի որ հենց այդ բաղադրիչներն են առավել հաճախ առկա դրանում։
Բրոնզի հատկանիշը
Մենք բոլորս գիտենք, որ պղնձի նման մետաղը շատ փափուկ է, ճկուն և բացարձակապես փխրուն: Միևնույն ժամանակ, այն ունի շատ բարձր էլեկտրական և ջերմային հաղորդունակություն։ Անագի և պղնձի համաձուլվածքը նյութ է, որը զգալիորեն գերազանցում է այդ քիմիական տարրերի առանձին բնութագրերը: Այսինքն՝ բրոնզն ունի բարձր կարծրություն, ամրություն, բայց միևնույն ժամանակ բավականին հալվող է։
Այս համաձուլվածքի հայտնաբերումը մեծ դեր խաղաց մետալուրգիական արդյունաբերության մեջ։ Չնայած այն հանգամանքին, որ շատ այլ նյութեր հետագայում հայտնագործվեցին, նույնիսկ այսօր այն շատ տարածված է իր լավ մեխանիկական հատկությունների շնորհիվ:
Բրոնզի կարողությունը դիմակայել կոռոզիային
Հալվածքի ամենակարևոր հատկություններից մեկը կոռոզիոն դիմադրությունն է: Սա հատկապես վերաբերում է այն կոմպոզիցիաներին, որոնցում կա մանգանի և սիլիցիումի զգալի պարունակություն (ավելի քան 2%)։
Հայտնաբերվել է, որ բրոնզը ջրի (ծովային և քաղցրահամ ջուր), խտացված ալկալիների և թթուների, թեթև մետաղների սուլֆատների և քլորիդների, ինչպես նաև չոր գազերի (անթագ բրոնզներ) հետ շփման ժամանակ ցուցաբերում է բարձր կոռոզիոն դիմադրություն։
Իհարկե, ընդհանրապեսհամաձուլվածքի կոռոզիոն հատկությունները կախված են համաձուլվածքի տարրերից։ Այսպիսով, կապարի բարձր պարունակությունը նվազեցնում է կոռոզիային դիմակայելու ունակությունը, մինչդեռ նիկելը մեծացնում է այս հատկությունը:
Բրոնզի տեսակներ
Լեգիրող տարրերը, որոնք կարող են լինել այս համաձուլվածքի բաղադրության մեջ, կարող են էապես փոխել նրա հատկությունները, որոնցից է կախված նաև բրոնզի տեսակը։ Բացի այդ, թիթեղը կարող է փոխարինվել այլ տարրերով: Օրինակ, BrAMTS-7-1-ը կարելի է վերծանել հետևյալ կերպ՝ 92% պղինձ, 7% ալյումին, 1% մանգան։ Այս ապրանքանիշի բրոնզը չի պարունակում թիթեղ, և դրա շնորհիվ այն ունի բարձր դիմադրություն փոփոխական բեռի նկատմամբ: Այն օգտագործվում է պտուտակներ, պտուտակներ, ընկույզներ և հիդրավլիկ կայանքների համար մասեր պատրաստելու համար:
Մեկ այլ օրինակ է BrO10S10 ապրանքանիշի թիթեղաձուլական բրոնզը: Այն պարունակում է մինչև 83% պղինձ, 9% անագ, 8% կապար և մինչև 0,1% երկաթ, սիլիցիում, ֆոսֆոր և ալյումին։ Այն նախատեսված է այն մասերի համար, որոնք աշխատում են բարձր հատուկ ճնշման տակ, օրինակ՝ առանցքակալների:
Չնայած այն հանգամանքին, որ բրոնզը անագի և պղնձի համաձուլվածք է, որոշ դեպքերում Sn-ի նման քիմիական տարր չի օգտագործվում։ Անագ բրոնզի մեկ այլ օրինակ ջերմակայուն է: Դրա արտադրության համար օգտագործվում է միայն պղինձ 98-99% և կադմիում 1-2%: Օրինակ է BrKd1 ապրանքանիշը: Այն ջերմակայուն կադմիումային բրոնզ է՝ բարձր ջերմակայունությամբ և էլեկտրական հաղորդունակությամբ: Այն կարող է օգտագործվել դիմադրողական եռակցման մեքենաների մասերի, էլեկտրաշարժիչների կոլեկտորների և բարձր ջերմաստիճաններում աշխատող այլ մասերի արտադրության համար, որոնք պահանջում են լավհաղորդունակություն։
Մի այլ տեսակի համաձուլվածք, որն օգտագործվում է ավտոմոբիլային առանցքակալների և թփերի միջադիրներ պատրաստելու համար, ճնշման մեքենայացված անագ բրոնզն է: Պղնձի և անագի համաձուլվածքը պարունակում է այնպիսի համաձուլվածքներ, ինչպիսիք են կապարը (4%), ցինկը (4%), ալյումինը (0,002%), երկաթը (0,005%): Պողպատի դասը կոչվում է BrotsS4-4-4: Այս քիմիական տարրերի տոկոսի շնորհիվ է, որ այս խառնուրդը կարող է մշակվել ճնշման և կտրման միջոցով: Բրոնզի գույնը նույնպես կախված է կեղտից։ Այսպիսով, որքան քիչ պղինձ է պարունակում համաձուլվածքը, այնքան ավելի քիչ է արտահայտված գույնը՝ ավելի քան 90%՝ կարմիր, մինչև 80%՝ դեղին, 35%-ից պակաս՝ մոխրագույն պողպատ։
Բրոնզե աշխատանք
Ինչպես արդեն նշվեց, անագի և պղնձի համաձուլվածքը բավականին դիմացկուն նյութ է: Դժվար է սրելը, կտրելը, ճնշմամբ աշխատելը։ Ընդհանուր առմամբ, սա ձուլման նյութ է ցածր նեղացումով `մոտ մեկ տոկոս: Եվ նույնիսկ չնայած ցածր հոսունությանը և տարանջատման հակմանը, բրոնզն օգտագործվում է բարդ կոնֆիգուրացիաներով ձուլվածքներ պատրաստելու համար: Արվեստի քասթինգը բացառություն չէ։
Լեգիրման տարրեր, որոնք ավելացվում են անագի և պղնձի համաձուլվածքին, բարելավում են դրա հատկությունները և նվազեցնում գինը: Օրինակ, կապարի և ֆոսֆորի հետ համաձուլումը բարելավում է բրոնզի մշակումը, մինչդեռ ցինկը բարձրացնում է դրա կոռոզիոն դիմադրությունը: Որոշակի նպատակների համար պատրաստվում են դեֆորմացված համաձուլվածքներ: Նրանք հեշտությամբ փոխում են իրենց տեսքը սառը դարբնագործության ժամանակ։
Կիրառման շրջանակը
Իհարկե, բրոնզի օգտագործումը մեր ժամանակներում չի կորցնում իր ժողովրդականությունը։ Հուշանվերապրանքներ, ինտերիերի դեկորատիվ իրեր, դարպասների և խցիկների դեկորացիաներ… Բացի այդ, համաձուլվածքն օգտագործվում է կցամասերի (բռնակներ, ծխնիներ, կողպեքներ) և սանտեխնիկայի (ծորակներ, կցամասեր, միջադիրներ, ծորակներ) արտադրության համար: Արդյունաբերական տարածքներում բրոնզն ունի նաև օգտագործման լայն տարածքներ: Այսպիսով, ձուլման համաձուլվածքն օգտագործվում է առանցքակալների, կնքման օղակների, թփերի պատրաստման համար։
Բրոնզի լայն կիրառման վրա հատկապես ազդում են նրա քայքայիչ հատկությունները: Այդ իսկ պատճառով այն օգտագործվում է ջրի հետ մշտական շփման մեջ գործող մեխանիզմների մասերի արտադրության համար: Համաձուլվածքի բարձր առաձգականությունը հնարավորություն է տալիս նրանից պատրաստել զսպանակներ և գործիքների մասեր։
Բրոնզաձուլություն
Իհարկե, յուրաքանչյուր խառնուրդ ունի իր դրական և բացասական կողմերը: Բրոնզը համաձուլվածք է, որը բաղկացած է պղնձից և թիթեղից, և, հետևաբար, այն հիանալի հանդուրժում է ցանկացած վերաձուլում: Այն կարող է օգտագործվել մի քանի անգամ բոլորովին այլ նպատակներով: Մյուս կողմից, եթե բրոնզը պարունակում է մեծ քանակությամբ կեղտեր, ինչպիսիք են մագնեզիումը, սիլիցիումը, ալյումինը, ապա հալման ժամանակ մեխանիկական հատկությունները կարող են նվազել։
Սա պայմանավորված է նրանով, որ բրոնզի բնութագրերը բարելավող համաձուլվածքային տարրերը հալման ժամանակ օքսիդանում են և ձևավորում հրակայուն օքսիդներ, որոնք գտնվում են բյուրեղային ցանցի սահմանների երկայնքով։ Նրանք կոտրում են հատիկների միջև կապը՝ բրոնզը դարձնելով ավելի փխրուն։
Ինչպես տարբերել բրոնզը արույրից և պղնձից
Ամենատարածված հարցերից մեկը տարբերությունն էայս համաձուլվածքը մյուսներից նման է արտաքին տեսքով: Իհարկե, արդյունաբերության շրջանակներում և հատուկ ռեակտիվների օգնությամբ սա բավականին պարզ է: Բայց ի՞նչ, եթե անհրաժեշտ է տանը որոշել նյութը:
Սկսենք նրանից, որ համաձուլվածքը բաղկացած է անագից և պղնձից։ Այս նյութերի զանգվածները տոկոսներով կարող են տարբեր լինել։ Որքան շատ պղինձ, այնքան ավելի վառ կլինի գույնը, սակայն համաձուլվածքում անագի պարունակության պատճառով այն մեծության կարգով ավելի ծանր կլինի, քան, օրինակ, մաքուր Cu-ն։
Եթե համեմատենք բրոնզը արույրի հետ, ապա վերջինս ավելի դեղնավուն երանգ ունի։ Պղինձն ինքնին շատ ճկուն է, բայց դրա վրա հիմնված համաձուլվածքները բավականին առաձգական են և կարծր: Դուք կարող եք նաև որոշել, թե որ նյութն է ձեր առջև տաքացնելով: Այսպիսով, արույրի մեջ, բարձր ջերմաստիճանի ազդեցության տակ, ցինկի օքսիդ է արտազատվում, և արտադրանքը ձեռք է բերում մոխրի «վահանակ»: Բայց բրոնզը, երբ տաքացվում է, չի փոխի իր հատկությունները։
Արվեստի գործեր
Բավական հաճախ կարող եք գտնել տարբեր բրոնզե արձանիկներ և արձանիկներ: Արվեստի բազմաթիվ գործեր ստեղծվել են հին ժամանակներում և միջնադարում։
Պղինձ և անագ պարունակող համաձուլվածքներ պատրաստելու համար օգտագործվում են՝
- Ցանկապատեր և դարպասներ, որոնք ոչ միայն աներևակայելի գեղեցիկ են, այլև դիմացկուն։
- Սանդուղքների կառուցվածքների տարրեր.
- Հուշանվերներ և քանդակագործական կոմպոզիցիաներ.
- Դեկորատիվ լուսատուներ՝ պատյաններ և ջահեր.
- Իրեր ներքին հարդարման համար.
Որպեսզի փշաքաղվի անհրաժեշտըկոմպոզիցիա, ստեղծել փայտի, գիպսի կամ պոլիմերային նյութերի հատուկ մոդել՝ այսպես կոչված համաձուլվածքներ: Այս գործչի խոռոչները լցվում են կավով և ձուլելուց հետո հանվում։ Արտադրությունից հետո մակերեսը կարելի է պատել ոսկով, նիկելով, քրոմով կամ արծաթով։
Շատ կարևոր է նշել, որ արվեստի գործեր պատրաստելու համար, որպես կանոն, օգտագործվում է անագի և պղնձի համաձուլվածք՝ առանց համաձուլվածքի տարրերի։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ որքան շատ նման բաղադրիչներ կան բրոնզի մեջ, այնքան մեծանում է նրա կծկումը, ինչը բացասաբար է անդրադառնում արտադրանքի որակի և ձևի վրա։
