Bronzuri

Bronz cu staniu și bronz fosforat

Aceste aliaje de cupru și staniu au fost primele aliaje metalice dezvoltate de omenire, în urmă cu aproximativ patru mii de ani, și au fost folosite pentru monede, arme, unelte, bijuterii și ornamente. Ele au revoluționat modul de viață al omului, ceea ce i-a determinat pe arheologi să numească această perioadă Epoca Bronzului.

În timpurile moderne au fost dezvoltate bronzuri forjate cu 4-8% staniu, care sunt mai dure, mai rezistente și mai rigide decât bronzul forjat și, sub formă de benzi și sârme, sunt produse cu o combinație de rezistență ridicată la curgere și o bună rezistență la coroziune. Adăugarea unor cantități mici (0,01-0,45%) de fosfor crește duritatea, rezistența la oboseală și rezistența la uzură, ceea ce duce la utilizarea lor în aplicații precum arcuri, burdufuri, tuburi flexibile, elemente de fixare, elemente de fixare pentru zidărie, arbori, axe de supape, angrenaje și rulmenți.

Alegarea elementelor cu cupru, în acest caz staniu și fosfor, poate duce la o conductivitate electrică mai mică în comparație cu cuprul pur. Bronzul fosforos cel mai utilizat pe scară largă în scopuri electrice conține 0,2% fosfor și 5% staniu și are o conductivitate electrică de 15% IACS (cuprul este 100% IACS). Cu toate acestea, combinația dintre limita de curgere ridicată, care oferă o bună forță de contact, și o bună rezistență la coroziune face ca acest bronz să fie ideal pentru o gamă largă de conectori electrici de mici dimensiuni, întrerupătoare, arcuri purtătoare de curent și bare de rotor. Aceste proprietăți se păstrează la temperaturi de funcționare ridicate.

Bronzurile fosforice forjate cu plumb (3-4% plumb) combină proprietățile de mai sus cu o prelucrabilitate remarcabilă și o autolubrifiere semnificativă, autolubrifiere și aliniere în aplicații de rulmenți și o rezistență excelentă la gripare. Aplicațiile includ șaibe de împingere, bucșe de rulmenți, came, plăci de ambreiaj, elemente de fixare prelucrate complex și alte piese strunjite, piese de ceas și instrumente, angrenaje, pinioane, axe de pompe și supape și componente gravate.

Bronzurile fosforice cu conținuturi mai mari de staniu sunt disponibile în toate formele turnate obișnuite. Acestea au până la 13% staniu și 2,5% plumb (pentru prelucrabilitate) și nichel (pentru rezistență și duritate) și sunt utilizate pe scară largă pentru rulmenți și angrenaje.

Metal pentru clopote
Un bronz fosforos cu 20 până la 24% staniu a fost utilizat timp de secole pentru turnarea în nisip a clopotelor de toate tipurile, cum ar fi clopote de biserică, clopote de mână și clopote de navă. Clopotele sunt prelucrate și lustruite cu grijă pentru a da notele exacte cerute. În atmosferă, clopotele se vor patina încet, ceea ce protejează suprafața împotriva coroziunii ulterioare, ceea ce duce la o durată de viață foarte lungă.

Bronz cu aluminiu

Acestea sunt aliaje de cupru cu 5-12% aluminiu, unele având adaosuri de fier, nichel, mangan și siliciu, disponibile în formă turnată și prelucrată. Sunt mai rezistente decât bronzul sau bronzul de staniu, având o rezistență mai bună la coroziune datorită unei pelicule protectoare de alumină (Al2O3) dură, aderentă și protectoare. Au o culoare aurie atractivă, care se pătează foarte puțin în timp. Principala utilizare a bronzurilor de aluminiu este în aplicațiile pentru apa de mare, cum ar fi:

• Ajustaje
• Componente pentru pompe și supape
• Fitinguri pentru țevi
• Schimbătoare de căldură
• Rulmenți
• Propeli.

Pentru aplicații marine, acestea îndeplinesc specificațiile exigente Def Stan (Defence Standard) (anterior Naval Engineering Standard – NES) și sunt utilizate pe scară largă pentru aplicațiile MOD.

Durabilitatea și culoarea aurie fac din bronzul de aluminiu o propunere atractivă pentru arhitecți, de exemplu ca balustrade verticale turnate pentru Sackler Crossing din Kew Gardens, Londra. Aliajul utilizat pentru acest proiect a fost CuAl8Fe3; balustradele au fost șlefuite până la finisajul cerut și ceruite in situ.

Bronz de aluminiu cu nichel
Dintre aliajele de bronz de aluminiu, grupul de bronz de aluminiu cu nichel este cel mai utilizat pe scară largă. Aceste aliaje au o rezistență ridicată, rezistență la coroziune, uzură și galopaj și au fost adaptate de-a lungul timpului pentru a optimiza performanța. Ele pot oferi o combinație de proprietăți care oferă o alternativă economică la alte tipuri de sisteme de aliaje, iar printre aplicațiile lor se numără rulmenții trenului de aterizare din avioanele comerciale.

Publicația CDA Guide to Nickel Aluminium Bronze for Engineers oferă îndrumări practice pentru inginerii care doresc să precizeze, să proiecteze sau să producă componente din bronz de nichel-aluminiu pentru industria navală, aerospațială și alte sectoare.

Click aici pentru a vizualiza pagina publicației, cu secțiuni individuale disponibile pentru descărcare.

Click aici pentru a o descărca în întregime.

Bronz cu siliciu

Este un aliaj de cupru cu 3% siliciu și 1% mangan. Are o combinație bună de rezistență, ductilitate, rezistență la coroziune și sudabilitate. Este utilizat în aplicații arhitecturale, cum ar fi:

• Feronaje pentru uși
• Railiere
• Uși de biserică
• Cadrife de ferestre
• Cerceafuri
• Cerceafuri de perete
• Material de fixare pentru aplicații marine.

Legatul este un favorit ferm al sculptorilor și al metalurgiștilor datorită prelucrabilității, longevității și culorii atractive de bronz auriu.

Bronzul de siliciu este, de asemenea, utilizat pe scară largă pentru feronerie și elemente de fixare marine, cum ar fi șuruburi, cleme, șuruburi, piulițe, nituri și șuruburi U.

Bronz de mangan și bronz arhitectural

Prin compoziție, aceste aliaje sunt bronzuri, dar au căpătat denumirea de „bronz” datorită culorilor lor. Bronzul de mangan CuZn40Mn1Pb1 (CW720R) este o alamă utilizată pentru aplicații arhitecturale în care manganul duce la formarea unei culori maro ciocolatiu atractive.

Termenul „bronz arhitectural” se aplică uneori unei alămuri de aluminiu cu plumb CuZn41Pb1Al (CW620N) care, datorită aluminiului, dezvoltă un luciu auriu atractiv. La fel ca toate bronzurile, acest aliaj combină longevitatea cu un aspect estetic care se îmbunătățește în timp și conferă un sentiment de lux și prestigiu oricărei clădiri, atât în interior, cât și în exterior. Este disponibil sub formă de profile și bare dreptunghiulare și este utilizat pentru rame de ferestre, placări, uși și pereți cortină. De obicei, este finisat prin ceruire pentru a menține aspectul.