Что сплавляют с медью в бронзе

Что сплавляют с медью в бронзе, 5 букв — сканворды и кроссворды

Ответ на вопрос в сканворде (кроссворде) «Что сплавляют с медью в бронзе», 5 (пять) букв (первая — о, последняя — о):

Другие определения (вопросы) к слову «олово» (231)

1. хим. (химическое) химический элемент с атомным номером 50, обозначается химическим символом Sn, белый блестящий металл

Значение слова

О́ЛОВО, -а, средний род
Химический элемент, мягкий, ковкий серебристо-белый металл.

О́лово (химический символ — Sn, от латинского Stannum ) — химический элемент 14-й группы (по устаревшей классификации — главной подгруппы четвёртой группы, IVA), пятого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 50.
Относится к группе лёгких металлов.

chispa1707

Бронзами в тесном смысле этого слова называют сплавы меди с оловом в различных весовых отношениях, но с преобладанием меди. Присутствие других металлов, кроме олова, в древних бронзах следует рассматривать как побочные примеси. Такими примесями в упомянутых бронзах являются: цинк, свинец, сурьма, железо, серебро, иногда никель, кобальт, золото, а также другие металлы, очевидно попадавшие в сплав непосредственно из медных и оловянных руд в самом процессе плавки.

Цвет бронзы изменяется в зависимости от ее состава; с увеличением процентного содержания олова в сплаве цвет бронз переходит из розового и красного (90—99% меди) в желтый (до 85% меди), затем в белый (до 72% меди) и, наконец/в стально-серый (до 35% меди).

Бронзы могут иметь также и золотистые оттенки: напр., античная золотистая бронза содержит, по F. Wibel'ю, около 88% меди и. 12% олова..

Латунью, или желтою медью, называют сплав меди с различным содержанием цинка, обычно около 32%; латунь характеризуется красивым желтым цветом.

У народов античного мира, греков и римлян, медь и ее сплавы бронза и латунь назывались одинаково: des у римлян, χαλχός у греков.

Древние египтяне, по указанию Berthelot, 1 называли медь и бронзу одним словом chomt.

Эти термины сохранились до нашего времени, иногда латунь, т. е. сплав меди с цинком, ошибочно называют желтой или зеленой медью, в отличие от красной или чистой меди.

Коринфская бронза (airin de Corinthe), по мнению Berthelot, 2 была сплавом меди с золотом и серебром, Berthelot 3 указывает, что под названием орихалк в древности, вероятно, разумели все желтые сплавы, напоминающие своим блеском золото; об этом сплаве Платон говорит в своей «Атлантиде» как о драгоценном металле.

По Брандту, бронза, употреблявшаяся римлянами и в средние века, редко была сплавом только меди и олова, но обыкновенно содержала свинец в таком количестве, что надо считать его прибавленным умышленно. G. Richter указывает, что в античных бронзах более раннего происхождения содержание олова было меньше, чем в бронзах более позднего происхождения; напр., некоторые топоры из Трои содержали лишь от 3,87% до 5,70% олова. Бронзы из Микен уже содержат олова больше, от 10 до 13%. В греческих бронзовых сосудах содержание олова бывает обычно от 10 до 14%, а в монетах от 2 до 17%. В зеркалах содержание олова обычно выше, чем в других бронзах, а именно, от 19 до 32%.

Составные части	Проценты
Олово	4,36	5,52
Медь	82,72	72,09
Свинец	9,90	20,31
Железо	0,55	1,73
Цинк	1,86	0,67
Мышьяк	следы	следы

С давних времен китайцами и индусами изготовлялись музыкальные инструменты в форме тарелок, называющиеся там-там, гонгами и др., состоящие из сплава меди и 2.0% олова.

Особую группу среди древних бронз представляют китайские и японские художественные бронзы, отличающиеся своим составом от бронз других народов Азии и Европы.

Китайские и японские бронзы, замечательные по покрывающей их темной патине, содержат, по исследованию М. Morin, 4 свинец в количестве до 20%. Приводим из этой работы данные двух анализов бронз.

Некоторые китайские и японские бронзы бывают весьма хрупкими, разбивающимися при небольшом толчке.

Кроме бронз в прямом значении слова, японцы изготовляют другие медные сплавы, содержащие вместо олова драгоценные металлы: золото и серебро.

По исследованию проф. Roberts-Austen'a, 5 из этих сплавов, применяемых японскими художниками, наибольший интерес представляют два сплава: shaku do и shibu ichi. Первый из них, как показывают анализы, содержит до 4% золота; в schibu ichi содержание серебра доходит до 49%. Патины этих сплавов имеют весьма красивые цвета: на shaku do пурпурно-красный, а на shibu ichi — серый. Кроме того, японцы готовят особый сплав, называемый kuromi и содержащий медь, олово, кобальт и другие металлы.

В заключение приводим данные анализов различных древних: бронзовых предметов (табл. 1), сообщаемые G. Brinton Philips'ом; 6 анализы бронз с Кавказа, произведенные лабораторией Института исторической технологии, даны в таблице 2.

Таблица 1

Название предмета	Место нахождения	Дата предмета	Проценты						Примечание
			Сu	Sn	Pb	Fe	Со	As
Чаша	Луксор	XI египет. дин.	85,8	3,5	8,5	0,2	—	—	7% Sb
Гвозди	Мемфис	XXVI египет. дин.	74,6	0,9	21,3	0,3	—	—
Обломок	»	—	92,0	6,5	0,8	0,3	—	—
Чаша	Микены	—	99,4	—	0,2	—	0,2
Рукоятка меча	»	—	99,4	0,1	—	—	—	—
Обломок	Афины Акрополь	520 до н. э.	88,1	9,7	0,3	—	—	—
Топор-	Таормина	600 до н. э.	90,3	7,3	0,2	0,5	—	—
Зеркало	Карфаген	—	82,0	14,4	—	0,6	—	—
Часть светильника	Пикеринг в Йоркшире	—	83,8	10,2	5,3	0,4	—	—
Серп	Саратов	1600 до н. э.	91,5	—	—	6,2	0,3	—
Чаша	Цейлон	XII столетие	77,5	19,6	0,2	—	0,4	—
Зеркало	Китай	1000 н. э.	65,2	9,7	23,2	—	—	—
Ложка	Корея	900—1400 н. э.	77,2	21,5	—	0,7	—	—
Зеркало	Япония	1300 н. э.	73,2	10,8	14.5	—	—	—
Нож	Перу	—	96,8	3,0	—	0,3	—	—
			94,3	4,8	—	—	—	—
			96,2	3,7	—	—	—	—
Топор	Перу	—	93,7	5,0	—	—	—	—

Таблица 2. Примеры анализа древних бронз по данным Института исторической технологии (1933—1934 г.)

Название предмета	Район находки	Место находки	Датировка	Проценты								Примечание
				Си	Sn	Рb	Zn	Fe	Sb	Ag	As
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
Топор	Бассейн р. Кубани	Андрюковская	Конец III— нач. II тысяч. до н. э.	98,04	—	0,16	—	0,78	—	сл.	0,94,	Кроме того, в этих бронзах встречаются примеси некоторых других элементов
Кинжал	Сев. склон Центр. Кавказ	Фаскау	Конец II— нач. I тысяч. до н. э.	86,6	10,78.	0,45	—	0,58	сл.	сл.	сл.
Обломок топора	То же	Коллекция Бобринского	То же	85,71	11,72	0,47	сл.	0,11	—	сл.	сл.
Пряжка	То же	Кумбулта	Первый век н. э.	71,12	2,46	3,92	17,00	0,52	—	сл.	сл.
Меч	Центр. Закавказье	Ворнак	Конец II— нач. I тысяч. до н. э.	88,54	9,72	сл.	—	—	сл.	сл.	сл.
Наконечн. копья	То же	Цинондали	То же	96,4	—	0,69	—	—	3,05	б. сл.	сл.
Секира	То же	Арчадзор	То же	88,2	9,59	0,82	—	—	сл.	сл.	сл.
Наконечник посоха	То же	Ворнак	То же	89,2	9,05	0,48	сл.	есть	сл.	есть
Изображение идола	Сев. Урал	Палкана	Начало н. э.	95,1	1,13	0,10	—	—	сл.	сл.	сл.
Изображение зверя	То же	Чердынь	VI—VIII вв. н. э.	78,13	17,43	2,50	сл.	—	есть	сл.	сл.
Бляшка	Сев. Зауралье	Тазовская губа	То же	82,2	14,3	2,5	—	0,8	сл.	сл.	сл.
Бляха	То же	Остяцкий могильник	XVII—XVIII вв. н. э.	32,7	6,0	1,1	сл.	—	сл.	сл.	сл.

Как видно из приведенных примеров, состав древних бронз: представляет большое разнообразие.

Ледебур полагает, что эти «бронзы» представляют нечистую медь, в том виде, как она выплавлялась из руд, со всеми примесями.

Древние памятники из медных сплавов часто бывают весьма неоднородными в различных частях одного и того же предмета; кроме того, часто обнаруживаются поры и другие недостатки отливок: многие египетские бронзы имеют неметаллическую, сердцевину — сплавленное песчано-глинистое ядро, по терминологии Ратгена, представляющее прототип современных литейных шишек.

Новейшая художественная бронза отличается от бронзы древних европейских народов тем, что она содержит, кроме меди и олова, еще значительное количество (иногда до 35—40%) цинка, прибавляемого для удешевления сплава.

Говоря о химическом составе древних бронз и предметов из археологических раскопок, следует отметить различную окисляемость меди и олова в античных бронзах, находившихся в земле. Это явление впервые было замечено Berthelot в 1894 г. при анализе обломка браслета из сокровищницы Dahchoui'a (XII династии в Египте). 7

Для анализа было взято металлическое вещество из центральной части предмета, наиболее удаленной от поверхностного слоя патины. Патина анализировалась отдельно.

Анализ не разрушенной металлической части отличается значительно меньшим содержанием олова. Berthelot объясняет это тем, что медь окислилась сильнее олова, поэтому содержание олова в неметаллической части объекта выше, чем в металле.

Данное Berthelot объяснение было подтверждено позднейшими исследованиями Е. С. Ельчанинова над бронзовыми стрелами, 8 найденными на острове Березани (на Черном море), относящимися к VI или V веку до н. э. Оказалось, что части, подвергшиеся наибольшему разрушению, содержали олова сравнительно больше, чем менее разрушенные, т. е. под влиянием процессов медленных реакций при лежании в земле и действия почвенных вод медь потерялась в большей степени, чем олово.

Эту различную способность металлов к окислению следует иметь в виду при анализах древних бронз, чтобы не получить неправильного представления о первоначальном составе металла исследуемого предмета.

1 М. Berthelot, Les origines de ralchitnie, 1885 г., стр. 225.

2 М. Berthelot, Stir le cuivre des aneiens, Annales de ehimie et de physique, 1887 г., стр. 14.

3 Bertlielot, Les origirtes de l'alchimie, 1885 г., стр. 226,

4 L. Knab, Traiteclesalliagesetaes depots nietalliques, Paris, 1892 г., стр. 157.

Бронза металл. Описание, особенности и применение бронзы

Известные скульпторы древней Греции Мирон и Поликлет работали с бронзой. Из этого материала сделана и римская статуя Марка Аврелия на коне датирована 2-ым веком нашей эры.

Уже тогда мастера умели филигранно работать с бронзой, используя ее для создания предметов искусства. Однако, «бронзовым веком» названы не времена античности, а период с 3500 до 1200 годов до нашей эры.

Именно тогда люди открыли свойства медной руды. Наши предки заметили, что в огне камень плавится. Это и стало началом новой эры. Человечество отказалось от каменных орудий, заменив их металлическими. Древки стрел, посуда, украшения, — все это древние люди делали из античной бронзы.

Свойства бронзы

Сейчас состав бронзы, как и тысячелетия назад, представляет собой соединение олова и меди. Оба металла содержатся в медной руде.

Для приготовления бронзы, олова всегда требуется меньше, чем красноватого металла. Избирательно могут быть введены в состав и марганец, кремний, фосфор, цинк. Последний, к примеру, добавляют дабы избежать разделения сплава при его охлаждении.

Из бронзы изготавливают множество статуэток, шкатулок, пепельниц и в наше время

В формах для отливки медь застывает быстрее, отделяясь от олова. Здесь-то на помощь и приходит цинк, заставляющий сплав затвердевать равномерно. Примеси были и в бронзе, изготовляемой древними людьми. Но, тысячелетия назад дополнительные металлы попадали в сплав случайно.

Наши предки не умели тщательно отделять олово и медь от руды, поэтому плавили все вместе. Слова «бронза» появилось только во времена Римской империи. Один из ее городов назывался Брундизий. В него торговцы свозили медь. С Британских островов на продажу доставляли олово.

Жители города стали специализироваться на производстве сплава, именовав его в честь Брундизия. Этот город, кстати, стоит и поныне. Теперь он принадлежит Италии и зовется Бриндизи.

Ювелиры любят изготавливать из бронзы реплики, или, говоря проще, копии старинных изделий, хранящихся в музеях мира. Сплав олова с медью не драгоценный, но именно из него сделано около половины украшений доисторической и античной эпох.

Одевая реплику древнего колье или браслета, человек приобщается к истокам культуры. Мастера ювелирного дела часто золотят бронзу. Покрытие защищает ее от коррозии и подчеркивает красоту камней, если они есть в изделии.

Если же сплав не дополняют позолотой, то делают это намеренно. На воздухе металл окисляется и покрывается мутной пленкой зеленоватого цвета с прожилками. Она называется патина и придает изделию старинный или, как сегодня принято выражаться, винтажный вид.

В советские времена, кстати, славился магазин комиссионных товаров на столичной улице Дмитрова. В нем реализовывали старинные изделия из бронзы австрийского производства.

Чаще всего, это были пепельницы, статуэтки животных, украшения. В послевоенные годы, солдаты, вернувшиеся на родину с заграничных полей брани, привезли с собой немало таких изделий.

Не зная истинной цены трофеев, служивые продавали их за бесценок и были весьма удивлены, когда открывшийся в 70-е годы салон стал отдавать бронзовые штучки с молотка за тысячи рублей. Предметы покупали коллекционеры и любители антикварных интерьеров.

Применение бронзы

Бронзу и сейчас часто используют для изготовления предметов интерьера: — дверных ручек, кранов, ваз, витых подставок для цветочных горшков и бронзовых смесителей, и так далее. Колокольный звон был бы не так красив, если бы их отливали не из сплава олова с медью, а какого-то другого состава.

В смеси для отливки колоколов много, практически половина, олова. Именно в таких пропорциях сплав становится максимально упругим и звучным.

Звучны и выстрелы артиллерийских орудий. Снаряды для них так же отливают из бронзы. Она содержит лишь 8% олова. Это делает металл вязким, устойчивым к разрыву, твердым. Бронзу вообще часто используют там, где нужно наделать шуму.

Чего стоят одни ударные инструменты, к примеру, так называемые тарелки на барабанных установках.

Интересно! Удельный вес сплава всегда тяжелее среднего веса своих составляющих. Кстати, чем быстрее сплав бронзы охлаждают, тем она тяжелее. Вес обуславливается степенью сжатия вещества.

Стоит отметить, что последнее время появились и безоловянные бронзы. Производители ищут новые составы из-за дороговизны олова по сравнению с альтернативными добавками.

Медь смешивают с марганцем, железом, свинцом. Среди сплавов без добавления олова особо ценят бериллиевые и алюминиевые. Им можно придать дополнительную прочность с помощью обработки высокими температурами, чего оловянная бронза не терпит.

Все бронзы устойчивы к химическим воздействиям, поэтому пригождаются при производстве арматур, в том числе эксплуатируемых в условиях высокой влажности.

Есть медный сплав и в автомобилях. Вкладки подшипников зачастую именно бронзовые. Чтобы изготовить любую деталь из сплава требуются формы для отлива. Их еще называют модели-матрицы. Для мелких элементов они делаются из воска.

Для крупных деталей форма должна быть разборной, составляться из нескольких частей. Поэтому при производстве масштабных бронзовых изделий используют обычно пластиковые матрицы.

На последок, заметим, что не будучи драгоценным именно бронзовый сплав «отвоевал» право идти на медали за третьи места в различных соревнованиях.

Бронза имеет такое колоссальное значение в истории человечества, что не грех изготавливать золотые награды за первые, серебряные за вторые, и бронзовые за третье позиции на пьедесталах почета.

Бронза – состав, свойства и производство сплава

Бронза как материал для изготовления изделий различного назначения используется человеком с древнейших времен. И в наше время данный сплав не утратил своей высокой популярности: его активно используют как производственные предприятия, изготавливающие из него элементы различных механизмов и конструкций, так и домашние мастера, решившие заняться художественным литьем. Однако прежде чем приступать к работе с этим медным сплавом, необходимо внимательно изучить его характеристики, а также познакомиться с методами его обработки.

Бронзовые прутки, производимые для дальнейшего использования в различных сферах промышленности, могут быть в поперечном сечении круглыми, квадратными или шестигранными

Характеристики и преимущества

Бронза, которая является цветным металлом, представляет собой сплав на основе меди. Наибольшее распространение еще с древнейших времен получили бронзы, в химическом составе которых, кроме меди, содержится олово. Вместо олова в бронзе различных марок могут содержаться такие элементы, как бериллий, железо, алюминий, свинец, кремний и др.

Содержание химических элементов в литейных бронзах регламентируется ГОСТ 493-79, 613-79

Высокая популярность, которой бронза пользуется уже на протяжении многих веков, объясняется такими ее достоинствами, как:

• высокая твердость и прочность, если сравнивать данный металл с медью (к слову, некоторые марки бронзы, в частности бериллиевые, по своим прочностным характеристикам превосходят даже высококачественную сталь);
• более низкая, если сравнивать с медью, температура плавления;
• хорошая текучесть в расплавленном состоянии, что позволяет успешно использовать бронзу для выполнения литья;
• исключительно высокая устойчивость к коррозии;
• износостойкость, которая сохраняется даже при длительной эксплуатации изделий из бронзы в условиях повышенного трения.

Конечно, есть у бронзовых сплавов и недостатки. Перечислим наиболее значимые из них.

• Не слишком высокая пластичность бронзы ограничивает возможность изготовления изделий из нее методом пластической деформации (прокатки, ковки, штамповки и др.).
• Бронза из-за некоторых своих характеристик плохо обрабатывается резанием.
• Изделия из бронзы, в частности инструменты, изготовленные из нее, плохо затачиваются.

Бронзу используют для изготовления трущихся и сильно нагруженных деталей, способных работать в пресной и морской воде

По названию определенной марки бронзового сплава можно определить, какой элемент, кроме меди, входит в его химический состав. Так, бронза, в составе которой содержится олово, называется оловянной, сплав с содержанием бериллия – это бериллиевая бронза, алюминия – алюминиевая и т.д.

Как уже говорилось выше, наибольшее распространение получили оловянные бронзы, которые из-за того, что из них изготавливали и продолжают изготавливать колокола, часто называются колокольными. В классическом составе бронзовых сплавов данного типа содержится 80% меди (±3%) и 20% олова (также ±3%). Для придания такой бронзе улучшенных характеристик в ее состав могут добавляться легирующие элементы – свинец, никель, мышьяк и фосфор.

Температура обработки и технологические особенности оловянных бронз

В зависимости от своего химического состава бронза может быть однокомпонентной, в которой присутствует только один добавочный металл, и многокомпонентной – с несколькими дополнительными элементами. Естественно, что бронзы, для изготовления которых использовалось несколько элементов, отличаются улучшенными характеристиками.

В производстве многокомпонентных сплавов различают понятия первичной и вторичной бронзы. Сплав первого типа, часто используемый в качестве сырья, содержит в своем составе только медь и олово. Первичная бронза применяется для производства вторичных сплавов, для чего в нее добавляют необходимые легирующие элементы.

Бронзовые сплавы (литейные отмечены «звездочкой»)

Согласно историческим данным, полученным в результате многих археологических раскопок, бронзовые изделия начали использоваться человеком еще в IV тысячелетии до н.э. Неслучайно достаточно длительный период в развитии человечества называется бронзовым веком. Те, кто сегодня пытается изготовить что-либо из бронзы в домашних условиях, сталкивается с теми же проблемами, что и древний человек, который производил из нее изделия различного назначения.

Производство по классической технологии

Для того чтобы изготовить такой металл, как бронза, необходимо расплавить в специальной емкости не только медь, но и легирующую добавку. Выполнять такую плавку в домашних условиях можно при помощи различных нагревательных устройств – муфельной или индукционной печи, горна, газовой горелки и др.

Для расплава в серийных производствах используют индукционные тигельные печи (ИТПЭ)

Для того чтобы исключить такой процесс из производства бронзы, необходимо в смесь расплавленных металлов добавить фосфористую медь, количество фосфора в которой не превышает 10%.

Использование такого недорогого раскислителя, как фосфорная медь, при применении которого образуется газообразный фосфорный ангидрит, хотя и способствует эффективному удалению из меди неметаллических включений, приводит к тому, что значительно ухудшается такая характеристика металла, как электропроводность. Избежать этого позволяет использование более дорогостоящих раскислителей, основу которых составляют такие элементы, как литий, кальций и калий. Поверхность расплавленной меди активно взаимодействует с окружающим воздухом, что приводит к интенсивному окислению данного металла. Сделать так, чтобы процесс окисления был менее интенсивным, позволяет измельченный древесный уголь, которым покрывают поверхность создаваемого сплава.

Расплавить газовой горелкой бронзу для колокола не получится, но для небольшой статуэтки или втулки вполне реально

Классическая технология производства бронзы состоит из следующих этапов.

• Медь плавят под слоем флюса или древесного угля, разогревая печь до температуры 1100°.
• Для качественного раскисления в сплав добавляют фосфористую медь, количество которой по отношению к массе исходных компонентов не должно превышать 10%.
• После полного расплавления меди в нее добавляют олово, если необходимо получить однокомпонентный сплав, или несколько элементов для производства многокомпонентной бронзы.
• Полученный сплав, чтобы добиться однородности его структуры, прогревают до температуры 1200°.
• Чтобы удалить из состава сплава вредные примеси, к числу которых относятся сера, висмут, марганец, сурьма, алюминий, железо, кремний, соединения кислорода и водорода, выполняют его рафинирование, заключающееся в окислении основного компонента.
• Улучшение механических свойств бронзы осуществляют при помощи такой операции, как модифицирование.
• Сделать из расплавленного металла изделие требуемой формы позволяет такая технологическая операция, как разлив (выполняется при температуре 1300°).

Как производятся бронзы без олова

Чтобы сделать бронзу алюминиевого типа, необходимо учесть ряд моментов. Так, медь и алюминий, составляющие основу такого сплава, отличаются разной плотностью, что часто приводит к их расслоению в составе бронзы. Именно поэтому литейное производство сплавов данного типа имеет особенности, которые заключаются в следующем.

• Медь, как и в случае производства оловянной бронзы, расплавляется и раскисляется под слоем флюса.
• В состав меди, находящейся в полностью расплавленном состоянии, вводятся дополнительные элементы, затем сплав тщательно перемешивается.
• Чтобы улучшить свойства будущей бронзы, в состав сплава повторно вводятся раскислители.
• После вторичного раскисления в расплавленную медь добавляют алюминий.
• Поверхность расплавленного металла, чтобы снизить интенсивность его окисления при взаимодействии с окружающим воздухом, покрывается слоем флюса, в качестве которого может быть использован измельченный древесный уголь.
• На заключительном этапе сплав рафинируется при помощи хлористого марганца, модифицируется посредством ванадия, бора или вольфрама, а только затем заливается в предварительно подготовленные литейные формы.

Отбор пробы позволяет контролировать процесс литтья бронзовых сплавов

Отдельного внимания заслуживает процесс производства бериллиевых бронз, для получения которых используют индукционные печи и тигли из графита. Следует иметь в виду, что при выплавке бронз данного типа в окружающую атмосферу выделяются токсичные пары, что требует использования в процессе производства мощной вентиляционной системы. Более того, выполнять литье таких бронз лучше всего в изолированных помещениях.

Результатом производства бронзы любого типа являются чушки, вес каждой из них может доходить до 42 кг

Все чушки, полученные в результате отдельной выплавки, относятся к одной партии сплава, общий вес которой не ограничивается. На всю партию бронзы, в которой может содержаться различное количество чушек, выдается документ, в котором отражается основная информация о представленной продукции:

• товарный знак предприятия-производителя;
• марка представленного в партии сплава;
• общий вес и номер партии;
• количество чушек, которые ее составляют;
• результаты проведенного химического анализа сплава.

Сферы применения различных бронзовых сплавов

Изделия, изготовленные из бронзы различных марок, активно используются в разных отраслях промышленности, а также в быту. В частности, из сплавов подобного типа изготавливаются: