Bronza — vario ir alavo lydinys: apibrėžimas, tipai ir savybės
Bronza yra metalo lydinys, kurio pagrindą sudaro varis. Dažniausiai bronza gaminama pridedant alavo (įprastai 5–20 %), tačiau gali būti priedų ir kitų elementų. Alavas padidina kietumą ir atsparumą dilimui, todėl bronza dažnai naudojama ten, kur reikalingas stipresnis užgrūdintas varis.
Sudėtis ir pavadinimas
Kai lydinys vadinamas bronza, paprastai turimas omeny vario ir alavo lydinys. Jei pavadinime yra žodis „bronza“, tai reiškia, kad medžiagos pagrindą sudaro varis, o kitas žodis nurodo antrinį legiruojantį metalą ar priedą (pvz., „aliuminio bronza“ reiškia vario lydinį, kuriame pagrindinis priedas yra aliuminis).
Pagrindiniai bronzos tipai
- Aliuminio bronza
- Švininė bronza
- Silicio bronza
- Fosforo bronza
Žemiau trumpai aprašyti šių tipų ypatumai ir paskirtys:
- Aliuminio bronza – aliuminis didina briaunų atsparumą korozijai ir mechaninį stiprumą. Tinka laivų dalims, propeleriams, tvirtinimo elementams ir konstrukcijoms, kur reikalinga didesnė mechaninė ištvermė bei geroji atsparumo jūriniam korozijai savybė.
- Švininė bronza – į kompoziciją pridedamas švinas gerina apdirbamumą tekinant ir frezuojant, todėl tokie lydiniai dažnai naudojami guoliams, krumpliaračiams ir detalėms, kur reikalingas geras apdirbamumas. Dėl švino kiekio gali būti mažesnis atsparumas tam tikroms aplinkoms.
- Silicio bronza – silikonas (silicis) pagerina korozijos atsparumą ir liejimo savybes. Dažnai naudojama jūrinėse konstrukcijose, vamzdžiuose, elektros kontaktuose ir meninėje liejinio gamyboje (statulos, dekoratyvinės detalės).
- Fosforo bronza – fosforas didina dilimo atsparumą ir elastingumą, todėl tokius lydinius naudoja spyruoklėms, kontaktams, guoliams ir kitiems elementams, kuriems reikalingas lankstumas ir atsparumas dilimui.
Savybės
- Mechaninės savybės: bronza dažnai kietesnė ir tvirtesnė už gryną varį. Standumas ir tempimo stipris priklauso nuo legiruojančių elementų ir šiluminės apdorojimo.
- Atsparumas korozijai: daugeliui bronzos rūšių būdingas geras atsparumas korozijai, ypač jūrinėje aplinkoje – kai kurios bronzos formuoja apsauginę patiną.
- Elektrinė ir šiluminė varža: bronza turi mažesnę elektros laidumą nei grynas varis, bet vis tiek tinka tam tikriems elektros komponentams; šiluminis laidumas taip pat yra mažesnis nei vario.
- Apdirbamumas: kai kurioms bronzos rūšims (pvz., švininėms) geras apdirbamumas, kitos geriau liejamos ar kalamos.
- Atsparumas dilimui: legiruojant tinkamais priedais (fosforu, aliuminiu ir kt.), bronza pasižymi gera dilimo atsparumo charakteristika, todėl naudojama guoliams ir krumpliaračiams.
Panaudojimas
Bronza plačiai naudojama: statuloms ir meninėms skulptūroms, laikrodžių ir muzikos instrumentų detalėms, varpams (dėl gero akustinio skambesio), guoliams, krumpliaračiams, vamzdžiams ir jūrinėms konstrukcijoms, elektros kontaktams, spyruoklėms ir įrankiams. Istoriškai bronza buvo svarbi ir leido pavadinti „Bronzos amžių“ — epochą, kai medžiagos technologija leido gaminti tvirtesnius įrankius ir ginklus.
Kaip bronza skiriasi nuo žalvario
Bronzos nereikėtų painioti su žalvariu, kuris yra kitoks vario ir cinko lydinys. Pagrindiniai skirtumai:
- Žalvaris paprastai turi geltoną spalvą ir geresnį formavimo bei dekoratyvų potencialą;
- Bronza dažnai yra raudonesnė arba rudos spalvos ir pasižymi geresniu atsparumu dilimui bei specifinėmis mechaninėmis savybėmis;
- Skirtingos taikymo sritys: žalvaris – apdailos elementai, jungtys, vamzdynai; bronza – guoliai, laivų dalys, meno liejiniai, dalys veikiamos didelių apkrovų.
Gamyba ir perdirbimas
Bronza dažniausiai gaminama liejant (smėlio ar investiciniais metodais), bet taip pat galima kaltis, kalti ar frezuoti. Kai kurie lydiniai reikalauja šiluminio apdorojimo (pvz., atkaitinimo) optimalioms mechaninėms savybėms pasiekti. Bronza yra perdirbama medžiaga — ją galima lydyti ir pakartotinai naudoti, todėl atliekų perdirbimas svarbus tiek ekonominiu, tiek aplinkosauginiu požiūriu.
Santrauka: bronza yra universali vario pagrindo medžiaga su įvairiomis rūšimis ir savybėmis, pritaikoma nuo meninių liejinių iki techninių dalių, turinti gerą korozijos ir dilimo atsparumą. Ji skiriasi nuo žalvario savo sudėtimi ir charakteristikomis.
Istorija
Bronza buvo pirmasis lydinys, kurį naudojo žmonės. Pirmoji tauta, naudojusi bronzą, buvo Egiptas apie 3500 m. pr. m. e. Tai davė bronzos amžiaus pavadinimą.
Bronza yra stipresnė nei vien varis ar alavas. Bronza tarnauja ilgiau nei varis. Gryną varį gali oksiduoti oras, taip pat vanduo. Kai varį oksiduoja oras arba vanduo, jis tampa žalias ("vario oksido" spalva) ir suyra.
Kai žmonės išmoko gaminti ir apdirbti geležį, baigėsi bronzos amžius ir prasidėjo geležies amžius. Geležį galima pagaminti kietesnę už bronzą, bet ji yra jautri korozijai (žr. rūdys). Geležis taip pat greičiau dėvisi nei bronza, kai skirtingos dalys juda viena prieš kitą. Geležis yra labai paplitusi ir lengvai pagaminama. Dėl šios priežasties geležis kainuoja mažiau nei bronza. Dėl šios priežasties geležis dabar naudojama ten, kur anksčiau buvo naudojama bronza.
Naudoti šiandien
Iš bronzos vis dar gaminama daug mašinų dalių. Bronzą naudojame, kai detalė turi ilgai išsilaikyti vandenyje ir ore arba nesusidėvėti. Iš jos daugiausia gaminamos siurblių dalys, guoliai, varpeliai, elektros komponentai, krumpliaračiai, vožtuvai ir kiti dalykai.
Bronzinės dalys paprastai liejamos liejykloje. Išlietos bronzinės dalys taip pat gali būti apdirbamos tekinimo ar frezavimo staklėmis arba gręžiamos. Bronza paprastai neapdirbama plaktuku kaip geležis.
Klausimai ir atsakymai
K: Iš ko pagaminta bronza?
A.: Bronza daugiausia sudaryta iš vario ir nedidelio kiekio alavo.
K: Kodėl į bronzą dedama alavo?
A: Alavo į bronzą dedama tam, kad ji būtų tvirtesnė.
K: Kas yra lydinys?
A: Lydinys yra dviejų ar daugiau metalų mišinys.
K: Kokios yra kitos bronzos rūšys?
A: Kitos bronzos rūšys yra aliuminio bronza, švininė bronza, silicio bronza ir fosforo bronza.
K: Kuo bronza skiriasi nuo žalvario?
A: Bronza yra vario ir alavo lydinys, o žalvaris yra vario ir cinko lydinys.
K: Kiek alavo paprastai dedama į bronzą?
A: Paprastai į bronzą dedama nuo 5 % iki 20 % alavo.
K: Kokia yra pagrindinė bronzos sudedamoji dalis?
A: Pagrindinė bronzos sudedamoji dalis yra varis, o alavo pridėta nedaug.
