錫青銅とリン青銅

銅と錫の合金は、約4000年前に人類が最初に開発した金属合金で、貨幣、武器、道具、宝石、装飾品に使用されています。

現代では、錫を4～8％含む錬青銅が開発され、錬青銅よりも硬くて丈夫で、帯や線の形で、高い降伏強度と優れた耐食性を組み合わせて生産されています。 少量（0.01～0.45%）のリンを添加すると、硬度、耐疲労性、耐摩耗性が向上し、スプリング、ベローズ、フレキシブルチューブ、ファスナー、石工固定具、シャフト、バルブスピンドル、ギア、ベアリングなどの用途に使われます

銅との合金元素、この場合は錫とリンは純銅と比較して電気伝導度が低くなることがあります。 電気用として最も広く使われているリン青銅は、0.2%のリンと5%のスズを含み、電気伝導度は15%IACSです(銅は100%IACS)。 しかし、良好な接触力を与える高い降伏強度と良好な耐食性の組み合わせにより、この青銅は小型の電気コネクタ、スイッチ、通電バネ、ローターバーなどに幅広く使用されています。

鍛造用鉛入りリン青銅（鉛3～4％）は、上記の特性に加え、優れた被削性、著しい自己潤滑性、ベアリング用途でのセルフシーティングとアライメント、優れた耐焼付性などの特性を兼ね備えています。 用途としては、スラストワッシャー、ベアリングブッシュ、カム、クラッチプレート、複雑な機械加工のファスナーやその他の回転部品、時計や楽器部品、ギア、ピニオン、ポンプやバルブスピンドル、刻印部品などがあります。

スズ含有量の高いリン青銅は、すべての一般的な鋳型で利用可能です。 スズ13％、鉛2.5％（加工性）、ニッケル（強度と硬度）であり、ベアリングやギアに広く使われています。

Bell Metal
スズ20～24％のリン青銅は、教会の鐘、ハンドベル、船の鐘などあらゆる種類の鐘を砂型で作るために数世紀に渡って使用されてきました。 鐘は必要な音を出すために慎重に機械加工され、研磨される。 大気中では、ベルはゆっくりと褐変し、さらなる腐食から表面を保護するため、非常に長い耐用年数を実現することができます。

Bronze bells being cast
Bells at Whitechapel Foundry (Courtesy Whitechapel Foundry)

Aluminium Bronze

銅と5～12％のアルミニウム、一部鉄・ニッケル・マンガン・ケイ素を含む合金は鋳物と鍛造で利用される。 アルミナ膜（Al2O3）が硬く付着しているため、黄銅や錫青銅よりも強度があり、耐食性に優れています。 色は魅力的な黄金色で、経年による変色はほとんどない。

  • ファスナー
  • ポンプおよびバルブ部品
  • 管継手
  • 熱交換器
  • ベアリング
  • プロペラなどの海水用途に主に使用されています。
1500mm バタフライバルブ アルミニウムブロンズ (Courtesy Severn Leeds Valve)
1500mm バタフライバルブ アルミニウムブロンズ (Courtesy Severn Leeds Valve)

海洋アプリケーションでは、厳しいディフェンススタン（防衛標準）仕様（以前の海軍技術標準 – NES）に合致し、MODアプリケーションで広く使用されている。

Bronze propeller
95 tonne bronze propeller

耐久性と黄金色は、アルミニウムブロンズを、たとえばロンドンのキューガーデンのサックラー交差点用の直立手すりとして、建築家に魅力的に提案するものにしています。 このプロジェクトで使用された合金はCuAl8Fe3で、手すりは必要な仕上げまで研磨され、その場でワックスがかけられました。

Aluminium bronze balustrades on Sackler Crossing, Kew Gardens, UK
Aluminium bronze balustrades on Sackler Crossing, Kew Gardens, UK (Courtesy Copper Alloys Ltd)

Nickel Aluminium Bronze
Aluminum bronze alloys のうち、ニッケルアルミニウム合金グループが最も広く用いられています。 これらの合金は、高い強度、耐腐食性、耐摩耗性、耐かじり性を持ち、性能を最適化するために長い間適応されてきました。

CDAが発行した「エンジニアのためのニッケルアルミブロンズガイド」は、海洋、航空宇宙、その他のセクターのニッケルアルミブロンズコンポーネントの指定、設計、製造を希望するエンジニアのための実用的なガイダンスを提供しています。

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Silicon Bronze

これは銅に3%のシリコンと1%のマンガンを添加した合金です。 強度、延性、耐食性、溶接性などを兼ね備えています。

  • ドア金具
  • 手すり
  • 教会のドア
  • 窓枠
  • 蝶番
  • ウォールタイ
  • 船舶用のファスナー材料など建築用途で使用されます。

この合金は加工しやすく、寿命が長く、魅力的なゴールデンブロンズ色なので、彫刻家や金属職人に広く愛されています。

シリコンブロンズは、ボルト、クランプ、スクリュー、ナット、リベット、U ボルトなどの船舶用ハードウェアやファスナーにも広く使用されています。

Silicon bronze rigging toggle for mast support
Silicon bronze rigging toggle for mast support

Manganese Bronze and Architectural Bronze

これらの合金は組成的には真鍮であるが、その色から「青銅」の名前が付けられたものである。 マンガン青銅 CuZn40Mn1Pb1 (CW720R) は建築用途に使われる黄銅で、マンガンが魅力的なチョコレート色を形成します。

建築用青銅という言葉は、鉛入りアルミニウム黄銅 CuZn41Pb1Al (CW620N) にも使われることがあって、アルミニウムにより、魅力的な黄金光沢を放ちます。 他の黄銅と同様、この合金は長寿命であると同時に、時間とともに向上する美的魅力を兼ね備え、建物の内外に豪華さと威厳を感じさせます。 形材と角材があり、窓枠、クラッド、ドア、カーテンウォールに使用されます。 外観を維持するためにワックスで仕上げるのが一般的です

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