Содержание
Отличие бронзы и латуни: характеристика сплавов, их сравнение и отличия
Бронза и латунь имеют очень большое внешнее сходство. Однако по своему химическому составу и характеристикам они существенно различаются.
Металлургическая промышленность четко разграничивает один сплав от другого.
А вот в бытовых условиях покупателю бывает очень трудно разобраться в этом, особенно когда приобретается достаточно дорогая бронзовая вещь. Поэтому крайне важно знать, как отличить бронзу от латуни.
Характеристика металлов
Бронза – это сплав меди и олова, кремния, бериллия, алюминия, свинца и других элементов. Однако только олово довольно часто применяют для того, чтобы получить качественную бронзу. Также существуют сплавы, в которых используется никель и/или цинк. Называются они шпиатр и представляют собой дешевый аналог бронзы.
В зависимости от того, какой металл присутствует в сплаве, различают бронзу:
- оловянную;
- бериллиевую;
- алюминиевую;
- кремниевую.
Благодаря такой разновидности материал делится на две большие группы – оловянную и безоловянную. Ранее существовала также мышьяковистая бронза, но широкого распространения она не получила.
Латунь также является сплавом, но здесь в качестве основного элемента выступает цинк в сочетании с медью, в который иногда могут добавлять никель, олово, свинец, марганец, железо или другие элементы. Уже в Древнем Риме были известны способы получения этого сплава.
Римляне научились плавить медь с цинковой рудой. Только лишь в 1781 году в Англии для получения латуни стал использоваться цинк в чистом виде.
Обратите внимание
В девятнадцатом веке благодаря особому цвету этот металл стал использоваться в качестве поддельного золота и это довольно быстро распространилось на многие страны.
В настоящее время такой сплав используют для того, чтобы получить биметалл сталь-латунь. Он обладает устойчивостью к образованию коррозии и истиранию, а также является довольно пластичным. Помимо того, что латунь используется в промышленности, ее разновидность, называемая томпак, довольно часто применяют для изготовления фурнитуры, художественных изделий и знаков отличия.
Сравнение двух металлов
Как было упомянуто выше, чтобы получить бронзу и латунь используется медь. Однако ее сочетание с оловом или цинком способствует получению сплавов, которые обладают различными свойствами и используются в различных областях.
Например, бронза считается материалом, который любят использовать скульпторы для изготовления бюстов, оград, памятников и других решений, требующих долговечности и красоты.
Латунь для таких целей практически не используют, ее лишь изредка применяют того, чтобы создать какие-либо художественные изделия.
Причина – в пластичности металла, он изнашивается довольно быстро, в то время как бронзовые памятники могут стоять веками.
Интересен тот факт, что бронзовые изделия с древних времен применяются в морском деле. Они замечательно выдерживают негативное воздействие соленой воды, тогда как латунь в чистом виде совершенно на это не способна. Чтобы добиться определенных свойств, требуется легирование алюминием, свинцом или оловом.
Внешний вид этих сплавов также немного отличается. Бронза обладает крупнозернистой структурой темно-коричневого цвета. Латунь же гораздо светлее, из-за своей характерной желтизны напоминает золото, а структура ее мелкозернистая.
Кроме того, оба сплава подразделяются на разные группы:
- латунь бывает двухкомпонентной и многокомпонентной;
- бронза – оловянной и безоловянной.
Отличие двух металлов
Разница между двумя этими сплавами заключается в следующем:
- Бронзу получают при сплавлении меди с оловом. Кроме того, этот сплав имеет в своем составе примеси таких металлов, как свинец, алюминий, бериллий, кремний и др. Латунь получается при сплавлении меди с цинком. Также в этот сплав добавляют железо, никель, марганец, свинец и др.
- Бронза является металлом темно-коричневого цвета с крупнозернистой структурой, тогда как латунь обладает желтым цветом, она довольно гладкая и мелкозернистая.
- Взаимодействуя с морской водой, бронзовые изделия совершенно не портятся, а вот латунные могут пострадать. Такое свойство сплавов учитывают при строительстве кораблей и изготовлении разнообразных рыболовных принадлежностей.
- Бронза делится на оловянную и безоловянную группу, а ее оппонент – на двухкомпонентную и многокомпонентную.
- Бронзовые изделия гораздо прочнее латунных и они гораздо устойчивее к износу.
- Бронза часто используется для изготовления оград, памятников и разнообразных металлических украшений интерьера. Латунь также применяется для изготовления различных украшений и элементов декора, но достаточно редко. Зато она используется для создания стали-латуни – довольно практичного биметалла, несклонного к образованию ржавчины.
Таким образом, бронзу от латуни отличить не так-то просто. В домашних условиях сделать это непросто, но возможно. Необходимо лишь внимательно рассмотреть оба сплава, которые находятся в одном месте. Если взять их в руки, то бронза будет гораздо тяжелее латуни, а цветом она гораздо темнее.
Латунь и бронза: отличия по виду и свойствам, как определить
Латунь и бронза — это сплавы из металла, в состав которых входит до 80 % меди. Это придает сплавам золотистый оттенок, поэтому у них схожий внешний вид. Однако латунь, в отличие от бронзы, не магнитится, так как у них разный химический состав. В промышленной металлургии металлы четко разграничиваются, но в домашних условиях бывает сложно их различить.
Медь как составляющая латуни и бронзы
Медь — цветной металл, имеет золотистый цвет с красным оттенком. По структуре мягкий и с легкостью поддается обработке. Обладая высокой электро- и теплопроводностью, используется для изготовления:
- кабелей;
- деталей для электроприборов;
- радиаторов.
Медь
Чтобы повысить уровень прочности меди и улучшить характерные показатели, а также снизить стоимость материала, при производстве в него добавляют определенное количество примесей других металлов, чаще всего латуни или цинка.
При повышенной влажности окружающий среды медь покрывается зеленоватым налетом — патиной. Металл не закаляют, так как он имеет свойство становиться твердым даже при холодной ковке.
Латунь имеет характерный золотистый оттенок и, в отличие от меди, менее интенсивно поддается окислению. У нее твердая структура, она более прочная, но не такая пластичная в работе. В состав латуни входит большое количество меди, а в зависимости от того, для чего сплав предназначается, в него добавляют немного свинца, олова, марганца, кремния.
Свойства бронзы и латуни
Латунь и бронза — цветные металлы с большим процентом содержания меди. Бронза с давних времен применялась в изготовлении ювелирных украшений, столовой посуды, монет, декоративных элементов интерьера.
Латунь из-за внешнего сходства с золотом раньше применялась для изготовления недорогих украшений, а также использовалась в декорировании интерьеров. Однако благодаря ее устойчивости к истиранию, повышенной стойкости к коррозии, а также пластичности латунь стали использовать и в промышленном производстве.
Латунь, если сравнивать ее с бронзой, отличается более низкой сопротивляемостью к различным реагентам, морской и соленой воде. Они способны за короткий срок привести сплав в негодность. Это ограничивает область применения латуни; например, ее не используют в судоходном строительстве, а также в пищевой промышленности.
Важно
Бронза — долговечный и довольно прочный сплав. Хорошая текучесть в расплавленном виде позволяет использовать ее в литейных технологиях. В зависимости от добавленных примесей сплав имеет свойство менять оттенки, от желтых до насыщенных красно-коричневых тонов. Это очень ценится при производстве предметов декора и интерьерных изделий.
Латунь
Бронза получается при соединении меди с оловом, а латунь производится с помощью сплавления меди и цинка. Бронзовые изделия, выполненные без каких-либо добавок, могут довольно длительный период находиться в контакте с морской водой. А вот латуни для такого использования понадобится легирование (добавление определённых примесей).
Бронза имеет высокую устойчивость к различным механическим воздействиям и считается прочным металлом.
Ее часто применяют для изготовления памятников и уличных скульптур, которые на протяжении многих лет подвергаются воздействию окружающей среды, но, несмотря на это, хорошо сохраняют свой изначальный вид.
А вот латунный сплав, хоть и используется для создания художественных элементов, но для подобных целей не подходит.
Как отличить латунь от бронзы в домашних условиях?
Неслучайно многие задаются вопросом: как отличить латунь от изделий из бронзы, ведь металлы имеют схожий внешний вид? Однако эти два сплава серьезно отличаются друг от друга по разным параметрам.
Внешний вид
Бронза, если в ее состав не входят другие металлы, имеет темно-коричневый оттенок, а на изломе — крупную зернистую структуру. Латунь без добавления примесей имеет яркий желтый цвет и мелкозернистую внутреннюю структуру на изломе.
Магнит
Из-за того, что в бронзовом сплаве присутствует свинец и олово, этот металл может слегка магнититься, а вот магнит на латунь не оказывает никакого воздействия.
Химическая методика
Для определения вида сплава могут помочь химические реактивы.
Для использования такой методики необходимо поместить стружку бронзы и латуни в разные емкости и добавить немного азотной кислоты в соотношении с водой 1:1.
Когда масса растворится, жидкость надо довести до кипения и выдержать 30 минут на маленьком огне. Раствор латуни при этом останется прозрачным, а вот бронза, наоборот, даст оловянный светлый осадок.
Сварочный аппарат
При нагревании сварочным аппаратом внешние характеристики бронзы остаются без изменений, а вот латунь имеет свойство гнуться. При перегреве она начинает гореть белым пламенем, при этом разбрасывая светлые хлопья, — таким образом выгорает входящий в ее состав цинк.
Термическая обработка
Если латунь подвергнуть нагреванию до 500 градусов, например, при помощи бензиновой горелки, то на поверхности сплава проявится оксид цинка в виде темной пленки, а вот поверхность бронзы будет иметь изначальный вид.
Есть много различных способов, которые позволяют без труда отличить латунь от бронзы в домашних условиях, но результаты их приблизительны и субъективны. А вот чтобы получить достоверный результат, можно обратится в спектральную лабораторию. Спектральный анализ поможет безошибочно различить сплавы.
Отличия бронзы от латуни
Латунь и бронза имеют различный химический состав и свойства, но внешний вид этих сплавов практически идентичен. Обычному человеку, не задействованному в промышленном производстве сплавов, отличить бронзу от латуни очень тяжело. Поэтому стоит разобраться, какие свойства характерны этим сплавам, в чем их отличия, и как определить из какого сплава изготовлен покупаемый предмет.
Отличия бронзы и латуни
Свойства бронзы и латуни
Бронза и латунь – это металлические сплавы, которые производятся на основе меди. Разница между ними заключается в основном легирующем материале. Это влияет на физические и химические свойства этих сплавов. Соответственно состав бронзы и латуни напрямую влияет на сферы применения этих материалов.
Бронза – это сплав на основе меди с добавлением таких легирующих материалов как олово, бериллий, кремний, алюминий и свинец. Также могут применяться другие компоненты, например, цинк или никель. В таком случае сплав называется шпиатр, он значительно дешевле, но также и уступает по физическим характеристикам.
Внешний вид бронзы
Существует несколько типов бронзовых сплавов, которые отличаются в зависимости от основного легирующего компонента. На сегодняшний день выделяют:
- оловянную;
- бериллиевую;
- кремневую;
- алюминиевую.
Также существует классификация в зависимости от наличия в составе олова. Исходя из этого выделяют оловянную бронзу – сплав меди и олова, и безоловянную. Также существует мышьяковый тип, но на сегодняшний день он не применяется в производстве.
Латунь представляет собой сплав меди и цинка, с возможным содержанием других компонентов: никель, свинец, олово, железо, марганец и других. Данный сплав известен с древних времен. Скорее всего, он был разработан римлянами, которые сплавляли медь с цинковой рудой. Цинк в чистом виде начали применять только в конце XVII века в Англии.
Латунь похожа на золото, из-за чего она часто использовалась для подделки золотых монет.
Совет
Благодаря мелкозернистой структуре, ее широко применяют в промышленности. На сегодняшний день стало популярным производство биметалла сталь-латунь. Готовый материал обладает повышенной устойчивостью к коррозии и физическому износу. При этом такой сплав довольно пластичный и легко поддается литью и физическими изгибу.
Внешний вид латуни
Существует разновидность под названием томпак, который применяется в художественном литье, изготовлении фурнитуры и знаков отличия.
Основные отличия сплавов
Несмотря на схожий внешний вид из-за использования меди в качестве основы, бронза и латунь имеют определенные отличия, что обосновывается добавлением олова и цинка. Благодаря этому сфера применения обоих материалов довольно широка и разнообразна.
Бронза довольно часто используется скульпторами. Она отлично подходит для производства памятников, скульптур, бюстов, оград и других художественных изделий. Она может сотни лет стоять, не изменяя формы и структуры. Латунь для таких целей используется довольно редко, что связано с высокой пластичностью этого сплава, которая негативно влияет на долговечность и износостойкость скульптур.
Латунь и бронза
Из-за своих свойств, одним из которых является устойчивость к соленной морской воде, бронза раньше широко использовалась в морском деле. Чтобы латунь обрела такое же свойство, необходимо добавить такие легирующие компоненты, как алюминий, олово или свинец.
Несмотря на внешнюю схожесть, имеются небольшие различия между бронзой и латунью, которые можно рассмотреть невооруженным глазом. Следует выделить основное – отличие бронзы и латуни по цвету. Бронза имеет темно-коричневый оттенок, латунь в свою очередь светлее, напоминая золото из-за желтоватого оттенка.
Следует выделить основные отличия этих двух сплавов:
Несмотря на многие отличия, определить в быту из какого сплава изготовлено изделие довольно сложно, но воспользовавшись несколькими методами можно справиться с этой задачей.
Как отличить латунь от бронзы в домашних условиях
Очень часто при покупке старой мебели, статуэток и других предметов возникает дилемма, из какого материала они изготовлены. На первый взгляд они ничем не отличаются, но при более детальном рассмотрении и использовании нескольких методов определения можно точно определить тип сплава.
На сегодняшний день существует несколько способов как отличить латунь и бронзу в домашних условиях:
Для начала нужно сделать немного металлической стружки, затем поместить ее в отдельные пробирки и залить 50% раствором. После растворения большей части, пробирки нужно нагреть. Жидкость с латунью останется прозрачной, а в жидкости с бронзой появиться белый осадок олова.
При отсутствии реактивов, можно воспользоваться раствором морской соли, поместив в нее стружку. Бронзовая стружка никак не изменится, а латунная поменяет внешний вид.
Также можно просто посмотреть на предмет. Если старый предмет не поддался изменениям и разрушению после многих лет, то это скорее всего бронза, так как она намного устойчивее к внешнему воздействию и менее подвержена износу.
Как различать латунь и бронзу — проверенные способы
Если идентифицировать чистую медь от ее сплавов – задача вполне посильная в домашних условиях, то уловить отличия между латунью и бронзой достаточно сложно. Основная причина тому – существование множества марок указанных соединений.
Например, латунь представляет сплав меди с цинком в качестве базового легирующего компонента. Но содержание Zn в соединении изменяется в широком диапазоне величин: 4 – 45%.
Естественно, что высокомедная латунь марки Л96 будет существенно отличаться от Л59-1.
Латунные шайбы марки Л96
Обратите внимание
Ситуация с бронзой даже более сложная. Это сплав на базе с оловом, а также прочих элементов, включая неметаллические (отличать от латуни сложно). Альтернативно, существует безоловянная бронза.
В подобных соединениях основной легирующей добавкой выступают: алюминий, бериллий, марганец, кремний или магний.
Результат – существование значительных различий в химическом составе металлических сплавов усложняет отождествление даже латуней или бронз между собой.
Втулки из безоловянной бронзы, марки БрА9Ж3
Как видно из 2-х верхних фотографий с изображениями деталей из латуни и бронзы — различить эти 2 металла (сплава) визуально практически невозможно, это по силам, пожалуй, лишь специалисту проработавшему всю жизнь с этими сплавами меди.
Единственный верный способ определить тип соединения остается спектральный анализ, с помощью анализатора, который помогает различать разные металлы и сплавы. Представленные далее методики отличия бронзы от латуни в домашних условиях следует воспринимать достаточно осторожно. Помните! Ни один из способов не дает гарантированного результата.
Смотрите схожие статьи:
Визуальный подход
Сплавы, обладающие высоким содержанием основного легирующего компонента, вполне доступно распознать по окраске. Методика, как визуально отличить латунь от бронзы состоит в следующем:
Поскольку на практике, соединения с высоким вхождением олова встречаются редко, то можно доверять следующему правилу. Латунь – золотисто-желтый оттенок, бронза – красноватый.
Чистая физика
Плотности медных сплавов – следующий критерий как отличить латунь от бронзы. Однако бытующее мнение, что весы дадут однозначный ответ, неверно. Подтверждение тому предоставляют плотности соединений:
- латунный прокат – 8.4 – 8.7;
- желтая латунь – 8.43;
- бронза – 7.4 – 8.9.
Все величины приведены в г/куб.см. Как видно, вес бронзы, аналогично цвету, сильно зависит от содержания олова. При его вхождении на уровне 8% — плотность соединения минимальна и ниже аналога у латуни.
Повышение содержания олова, приводит к утяжелению сплава. Результат, такая бронза весит больше латуни. Поэтому, использовать массу, как отличительный критерий медных сплавов, на практике не рекомендуется.
В данном видео изложен принцип расчета и определения металла исходя из веса и плотности:
Как отличить латунь от бронзы магнитом
Пределу человеческих заблуждений нет лимита. Большинство обывателей уверено, что магнит в состоянии дать однозначный ответ. Чтобы удостовериться так ли это, вернемся к химическому составу сплавов.
Из основных компонентов соединений: медь, олово, цинк, алюминий, железо и никель, только последняя пара обладает магнитными свойствами. Результат, притягиваться к магниту способны исключительно марки сплавов, содержащие Fe и Ni.
Это бронзы БрАЖ, например.
Наибольшей магнитной восприимчивостью обладает сплав БрАЖН -10-4-4, где общая доля железа и никеля составляет 7 – 11%. Однако, чтобы получить ощутимый эффект потребуется мощный магнит, к примеру неодимовый. Среди латуней, марки содержащие железо или никель – ЛАЖ и ЛАН, соответственно. Доля магнитных металлов в них 1 – 3%, что усложняет идентификацию даже неодимом.
Важно
Впрочем, слабые магнитные свойства некоторых марок медных сплавов и приводят к слухам, что это действенный способ отличить латунь от бронзы.
Итак, следует знать, что МАГНИТОМ отличить латунь от бронзы НЕЛЬЗЯ!
Видео — Латунь и ее магнитные свойства:
Термическая обработка
Температура 600- 650 °C – критическая для цинка. Металл окисляется при таком нагреве. Это реальный способ как визуально отличить бронзу от латуни в пламени горелки:
Остается найти только мощную горелку. Тут уже газовой плиты или пламени зажигалки будет недостаточно.
Видео — Плавка бронзы и латуни:
Химическая методика
Использование реактивов – эффективный, но разрушительный способ различить медные сплавы. Проходит химический анализ в несколько этапов:
Результат – емкость с латунью остается прозрачной, в бронзовом резервуаре выпадает оловянный осадок белого цвета. Естественно, для безоловянных сплавов технология не подходит.
Сварочный аппарат
Чем не средство, как отличить бронзу от латуни? Необходимо поймать дугу электродом на краю болванки. У бронзы процесс бездымный. Напротив, воздействие сварочной дугой электрода на латунную болванку приведет к выгоранию цинка. Процесс сопровождается появлением дыма белого цвета.
Спектральный анализ – единственный способ с гарантией результат
Многообразие химического состава медных сплавов, усложняет возможность точно идентифицировать тип соединения. Каждый из предложенных способов, как отличить латунь и бронзу не дает 100% гарантии. Поэтому, при необходимости получить точный ответ, лучше обратиться в пункт приема металлолома, имеющий спектральную лабораторию.
6. Сплавы на основе меди. Латуни и бронзы: маркировка, термическая обработка, применение
Медь имеет
гранецентрированную кубическую решетку.
Плотность меди 8,94 г/см3,
температура плавления 1083oС.
Характерным
свойством меди является ее высокая
электропроводность, поэтому она находит
широкое применение в электротехнике.
Технически чистая медь маркируется:
М00 (99,99 % Cu), М0 (99,95 % Cu), М2, М3 и М4 (99 % Cu).
Механические
свойства меди относительно низкие:
предел прочности составляет 150…200 МПа,
относительное удлинение – 15…25 %. Поэтому
в качестве конструкционного материала
медь применяется редко. Повышение
механических свойств достигается
созданием различных сплавов на основе
меди.
Различают две
группы медных сплавов: латуни
– сплавы
меди с цинком, бронзы
– сплавы меди с другими (кроме цинка)
элементами.
Латуни.
Латуни могут иметь
в своем составе до 45 % цинка. Повышение
содержания цинка до 45 % приводит к
увеличению предела прочности до 450 МПа.
Максимальная пластичность имеет место
при содержании цинка около 37 %.
При сплавлении
меди с цинком образуется ряд твердых
растворов (рис.21.2).
Рис.21.2. Диаграмма
состояния медь – цинк
Из диаграммы
состояния медь – цинк видно, что в
зависимости от состава имеются однофазные
латуни, состоящие из –
твердого раствора, и двухфазные ()
– латуни.
По способу
изготовления изделий различают латуни
деформируемые и литейные.
Деформируемые
латуни маркируются буквой Л, за которой
следует число, показывающее содержание
меди в процентах, например в латуни Л62
содержится 62 % меди и 38 % цинка.
Совет
Если кроме
меди и цинка, имеются другие элементы,
то ставятся их начальные буквы ( О –
олово, С – свинец, Ж – железо, Ф – фосфор,
Мц – марганец, А – алюминий, Ц – цинк).
Количество этих элементов обозначается
соответствующими цифрами после числа,
показывающего содержание меди, например,
сплав ЛАЖ60-1-1 содержит 60 % меди, 1 % алюминия,
1 % железа и 38 % цинка.
Однофазные –
латуни используются для изготовления
деталей деформированием в холодном
состоянии. Изготавливают ленты, гильзы
патронов, радиаторные трубки, проволоку.
Для изготовления
деталей деформированием при температуре
выше 500oС
используют ()
– латуни. Из двухфазных латуней
изготавливают листы, прутки и другие
заготовки, из которых последующей
механической обработкой изготавливают
детали. Обрабатываемость резанием
улучшается присадкой в состав латуни
свинца, например, латунь марки ЛС59-1,
которую называют “автоматной латунью”.
Латуни имеют
хорошую коррозионную стойкость, которую
можно повысить дополнительно присадкой
олова. Латунь ЛО70-1 стойка против коррозии
в морской воде и называется “морской
латунью“.
Добавка никеля и
железа повышает механическую прочность
до 550 МПа.
Литейные латуни
также маркируются буквой Л, После
буквенного обозначения основного
легирующего элемента (цинк) и каждого
последующего ставится цифра, указывающая
его усредненное содержание в сплаве.
Например, латунь ЛЦ23А6Ж3Мц2 содержит 23
% цинка, 6 % алюминия, 3 % железа, 2 % марганца..
Наилучшей жидкотекучестью обладает
латунь марки ЛЦ16К4. К литейным латуням
относятся латуни типа ЛС, ЛК, ЛА, ЛАЖ,
ЛАЖМц.
Литейные латуни не склонны к
ликвации, имеют сосредоточенную усадку,
отливки получаются с высокой плотностью.
Обратите внимание
Латуни являются
хорошим материалом для конструкций,
работающих при отрицательных температурах.
Бронзы
Сплавы меди с
другими элементами кроме цинка назаваются
бронзами.
Бронзы подразделяются
на деформируемые и литейные.
При маркировке
деформируемых бронз на первом месте
ставятся буквы Бр, затем буквы, указывающие,
какие элементы, кроме меди, входят в
состав сплава. После букв идут цифры,
показавающие содержание компонентов
в сплаве. Например, марка БрОФ10-1 означает,
что в бронзу входит 10 % олова, 1 % фосфора,
остальное – медь.
Маркировка литейных
бронз также начинается с букв Бр, затем
указываются буквенные обозначения
легирующих элементов и ставится цифра,
указывающая его усредненное содержание
в сплаве. Например, бронза БрО3Ц12С5
содержит 3 % олова, 12 % цинка, 5 % свинца,
остальное – медь.
Оловянные бронзы
При сплавлении меди с оловом образуются
твердые растворы. Эти сплавы очень
склонны к ликвации из-за большого
температурного интервала кристаллизации.
Благодаря ликвации сплавы с содержанием
олова выше 5 % имеют в структуре эвтектоидную
составляющую Э(),
состоящую из мягкой и твердой фаз.
Такое
строение является благоприятным для
деталей типа подшипников скольжения:
мягкая фаза обеспечивает хорошую
прирабатываемость, твердые частицы
создают износостойкость. Поэтому
оловянные бронзы являются хорошими
антифрикционными материалами.
Оловянные бронзы
имеют низкую объемную усадку (около 0,8
%), поэтому используются в художественном
литье.
Наличие фосфора
обеспечивает хорошую жидкотекучесть.
Оловянные бронзы
подразделяются на деформируемые и
литейные.
В деформируемых
бронзах
содержание олова не должно превышать
6 %, для обеспечения необходимой
пластичности, БрОФ6,5-0,15.
В зависимости от
состава деформируемые бронзы отличаются
высокими механическими, антикоррозионными,
антифрикционными и упругими свойствами,
и используются в различных отраслях
промышленности. Из этих сплавов
изготавливают прутки, трубы, ленту,
проволоку.
Литейные оловянные
бронзы,
БрО3Ц7С5Н1, БрО4Ц4С17, применяются для
изготовления пароводяной арматуры и
для отливок антифрикционных деталей
типа втулок, венцов червячных колес,
вкладышей подшипников.
Алюминиевые
бронзы, БрАЖ9-4,
БрАЖ9-4Л, БрАЖН10-4-4.
Важно
Бронзы с содержанием
алюминия до 9,4 % имеют однофазное строение
–
твердого раствора. При содержании
алюминия 9,4…15,6 % сплавы системы медь –
алюминий двухфазные и состоят из–
и–
фаз.
Оптимальными
свойствами обладают алюминиевые бронзы,
содержащие 5…8 % алюминия. Увеличение
содержания алюминия до 10…11 % вследствие
появления –
фазы ведет к резкому повышению прочности
и сильному снижению пластичности.
Дополнительное повышение прочности
для сплавов с содержанием алюминия
8…9,5 % можно достичь закалкой.
Положительные
особенности алюминиевых бронз по
сравнению с оловянными:
меньшая склонность
к внутрикристаллической ликвации;
большая плотность
отливок;
более высокая
прочность и жаропрочность;
меньшая склонность
к хладоломкости.
Основные недостатки
алюминиевых бронз:
значительная
усадка;
склонность к
образованию столбчатых кристаллов при
кристаллизации и росту зерна при нагреве,
что охрупчивает сплав;
сильное газопоглощение
жидкого расплава;
самоотпуск при
медленном охлаждении;
недостаточная
коррозионная стойкость в перегретом
паре.
Для устранения
этих недостатков сплавы дополнительно
легируют марганцем, железом, никелем,
свинцом.
Из алюминиевых
бронз изготавливают относительно
мелкие, но высокоответственные детали
типа шестерен, втулок, фланцев литьем
и обработкой давлением. Из бронзы БрА5
штамповкой изготавливают медали и
мелкую разменную монету.
Кремнистые
бронзы,
БрКМц3-1, БрК4, применяют как заменители
оловянных бронз.
Они немагнитны и
морозостойки, превосходят оловянные
бронзы по коррозионной стойкости и
механическим свойствам, имеют высокие
упругие свойства. Сплавы хорошо
свариваются и подвергаются пайке.
Благодаря высокой устойчивости к
щелочным средам и сухим газам, их
используют для производства сточных
труб, газо- и дымопроводов.
Свинцовые бронзы,
БрС30, используют как высококачественный
антифрикционный материал. По сравнению
с оловянными бронзами имеют более низкие
механические и технологические свойства.
Бериллиевые
бронзы, БрБ2,
являются высококачественным пружинным
материалом. Растворимость бериллия в
меди с понижением температуры значительно
уменьшается. Это явление используют
для получения высоких упругих и
прочностных свойств изделий методом
дисперсионного твердения.
Готовые
изделия из бериллиевых бронз подвергают
закалке от 800oС,
благодаря чему фиксируется при комнатной
температуре пересыщенные твердый
раствор бериллия в меди. Затем проводят
искусственное старение при температуре
300…350oС.
При этом происходит выделение дисперсных
частиц, возрастают прочность и упругость.
После старения предел прочности достигает
1100…1200 МПа.
Как отличить бронзу от латуни, как определить их по цвету
Предметы, изготовленные из медных сплавов, пользуются большой популярностью сегодня. Они имеют множество внешних сходств.
Определив, как отличить бронзу от латуни, можно правильно использовать изделия из указанных материалов.
Несмотря на то что они в одинаковой степени привлекательны внешне, всё же между ними прослеживается целый ряд отличий. В первую очередь, это касается их свойств и химического состава.
Сущность материалов
Указанные металлы сегодня широко востребованы в промышленной отрасли. Цвет латуни и бронзы отдельных марок может быть похожим. При этом они могут отличаться по некоторым своим свойствам. Бронза используется людьми на протяжении многих тысячелетий. Изначально делали бронзовые сплавы, в основе которых присутствовали олово и медь.
Металлургическая промышленность постепенно развивалась, и люди научились менять олово на иные элементы, такие как железо, например, или свинец. Также достойной альтернативой для него могли послужить кремний, алюминий либо бериллий и фосфор. В зависимости от того, какие именно основные материалы были использованы, бронза может быть:
Из первого типа отливали колокола, соответственно, его называли колокольным. Химический состав вещества может изменяться, но это напрямую отражается как на цвете материала, так и на его характеристиках.
Совет
Ключевым легирующим компонентом латуни служит цинк. Это медный сплав, включающий в себя марганец, железо, олово либо свинец. Все эти компоненты могут присутствовать в незначительной концентрации.
Необходимы они лишь для того, чтобы менять характеристики в ту или иную сторону. Производство латуни было известно даже жителям Древнего Рима.
Им удавалось создать такой материал, смешивая цинк и заранее расплавленную медь.
Наиболее эффективный способ производства удалось создать в Англии. Учёные смешивали цинк в чистом виде и расплавленную медь. Впервые такая технология была открыта в 1781 году.
Латунь характеризуется золотистым тоном. Благодаря хорошим декоративным свойствам, её долгое время использовали для производства украшений, которые в дальнейшем выдавали за золотые. Постепенно производителям удалось обратить внимание на прочие, не менее важные параметры латуни. Выяснилось, что она отличается:
- устойчивостью к коррозии;
- пластичностью;
- стойкостью к истиранию;
- твердостью;
- прочностью.
Рекомендуем: Биржи отходов вторсырья в России
Вот почему она сегодня, как и прежде, активно находит применение в декоративных изделиях, но на этом спектр ее использования не заканчивается. У неё имеются отличные литейные свойства. Соответственно, можно активно применять материал в тех или иных отраслях промышленности.
Медь выступает основой обоих металлов. Но отличия по свойствам и химическому составу принуждают использовать их в разных сферах применения. Бронза считается более долговечной и прочной. С древних времен из нее изготавливают скульптуры, колокола, интерьерные конструкции и ландшафтные объекты, составляющие части ограждений.
Для этого металла характерна хорошая текучесть после расплавки. Соответственно, на его основе удается формировать предметы даже с очень сложными формами. Кроме того, в состав материала можно добавлять различные элементы, чтобы менять цвет в определенном диапазоне, и прочие особенности. Это особенно важно при изготовлении декоративных изделий.
Латунь более пластичная. Она не такая стойкая к механическим повреждениям и прочная, как бронза. Этот металл более восприимчив к агрессивным компонентам. Структура его может повреждаться при систематическом воздействии морской воды, а потому в судостроении использовать его не рекомендуется.
Бронза же, наоборот, используется здесь успешно и достаточно активно.
Внутренняя структура указанных сплавов также имеет заметную разницу.
Структура и цвет
Чтобы определить, латунь или бронза были использованы для производства изделия, можно посмотреть на сплавы и их излом. Латунь более светлая по цвету и мелкозернистая на разрезе. Бронза же имеет крупнозернистую структуру и отличается темно-коричневым оттенком.
Материалы отличаются по целому ряду характеристик. К ним можно отнести следующие особенности:
- Применение олова в качестве легирующего элемента в бронзе, а цинка — в латуни. При этом базовым компонентом обоих металлов является медь.
- Бронза, в том числе имеющая традиционный химический состав, хорошо справляется с агрессивными компонентами, в том числе солёной водой моря.
- Для придания максимальной коррозионной стойкости вводят дополнительные легирующие элементы в состав латуни.
Рекомендуем: Отходы из пластика: покупка, продажа и переработка пластмассы
Область применения
Бронза более прочная. На ее основе можно создавать декоративные элементы повышенной прочности, способные прослужить долгое время. Она применяется для различных промышленных отраслей, когда необходимо изготовить надежные детали. Латунь чаще находит применение при изготовлении металлических элементов с высокой стойкостью к коррозии.
По сравнению с медью, бронза и латунь имеют более низкую температуру плавления. Это свойство можно использовать для изготовления своими руками различных изделий. Правда, при этом придется запастись соответствующими инструментами и оборудованием. Важно также придерживаться правил технологических операций и изучить технологию литья.
Бронза и латунь: отличия | Прием ЦВЕТМЕТА в Москве
Бронза и латунь – распространенные медные сплавы. Ряд марок таких составов схож друг с другом внешне, но их химические и физические характеристики имеют серьезные отличия.
Бронза – двойной (многокомпонентный) сплав из меди и не менее 2,5% легирующих добавок в виде олова, марганца, свинца, хрома, фосфора, алюминия, железа, бериллия или железа. Маркируются составы буквами «Бр» и сочетанием легирующих включений. «БрА5» — бронза, состоящая на 95% из меди и на 5% из алюминия.
Латунь – двойной (многокомпонентный) медный состав с включением цинка в виде легирующего модификатора, реже – никеля, свинца, железа или марганца.
Обратите внимание
Деформируемые латунные сплавы обозначаются буквой «Л» и цифрой, определяющей среднее % содержание меди (Cu), «Л70» — латунь с 70% Cu.
Легируемые деформируемые составы маркируются информацией о названии и количестве дополнительных примесей, ЛАЖ60-1-1 – латунь с 60% Cu, легированная алюминием (1%) и железом (1%).
Определяющие отличия между медными сплавами:
- Внешний вид. Бронза имеет красную, красно-желтую или темно-коричневатую поверхность с крупнозернистым строением, латунь отличается желтым отливом и мелкозернистым строением. Исключением являются бронзы с включением олова в 40-45% (серебристая) и в 33% (серебристо-белая).
- Реакция на соленую воду. Предметы из бронзы не портятся при длительном взаимодействии с морской водой, а из латуни — могут пострадать.
- Химическая реакция на азотную кислоту (HNO3). Чтобы определить сплав, из которого изготовлено изделие, необходимо: наскоблить пару грамм металлической стружки, поместить их в мензурку, добавить раствор HNO3 с водой (1:1) и довести смесь почти до кипения. Через 30 минут оценить результат: бесцветная жидкость – предмет из латуни, наличие белого осадка – из бронзы.
- Реакция на нагрев. Если нагреть оба состава до 600-650°С (бензиновая горелка), то латунь покроется оксидной пленкой сероватого цвета (налет цинка), а бронза останется в неизменном виде.
- Гибкость. Латунь гнется при усиленном давлении, но не ломается. Бронза в месте сгиба треснет.
- Присутствие цинка. К изделию подключается положительный полюс батарейки. На его поверхность кладется кусок фильтровальной бумаги, смоченной в серной кислоте (H2SO4). Поверх бумаги помещается полоска меди, которую следует подключить к отрицательному полюсу на 15 секунд. Фильтровальная бумага помещается на предметное стекло, сверху добавляется пару капель аммиака (NH3) и тиоционата ртути (Hg(SCN)2). Если бумага станет лилово-черной, значит в составе есть цинк и изделие произведено из латуни. В противном случае никаких реакций не будет.
Цена не является критерием, по которому можно со 100% результатом определить тип используемого сплава. Стоимость составов примерно на одном уровне. Оловянные бронзы стоят дороже кремниевых. Цена латуни зависит от концентрации меди в составе – чем ее больше, тем она дороже.
Бронза на порядок тяжелее латуни и прием лома бронзы осуществляется по более высокой цене. Если взять в руки металлические изделия равных объемов, то бронза будет ощутимо тяжелее. Другое отличие между сплавами – надежность. Бронза крепче.
Она имеет низкий коэффициент трения и обладает стойкостью к образованию коррозии. Латунь мягче и сильнее подвержена износу.
Это определяет сферу использования составов: бронзу применяют для создания высокохудожественных конструкций, узлов и механизмов, подвергающихся большим нагрузкам, а латунь в чистом виде подойдет для производства медалей, декоративных изделий, креплений и биметалла (сталь-латунь).
Бронза: особенности древнейшего сплава в истории человечества
История бронзы суть история человеческой цивилизации. Это первый сплав, полученный человеком еще на заре 3 тысячелетия до н. э. Изменялся его состав, совершенствовалась технология получения, но своего огромного значения он не утрачивал никогда.
Бронза – сплавы меди, где основным легирующим компонентом могут выступать различные металлы и неметаллы. Свойства сплавов заметно зависит от соотношения компонентов и их качеств, а также фазового состава расплава.
Металл обладает массой превосходных свойств как пользовательских, так и декоративных. И сегодня мы рассмотрим состав сплава, виды, марки бронзы и их применение, краткое описание свойств материала и его характеристики, а также отличие бронзы от латуни.
Хотите расплавить бронзу для изготовления изделий? Тогда это видео вам поможет:
Важно
Самый древний из известных составов включает в себя медь и олово, а также другие компоненты, содержание которых незначительно. Маркируется сплав в соответствии с составом, при этом доля меди не указывается, но может быть вычислена по содержанию других компонентов.
Так, марка БрАМЦ-7-1 означает, что речь идет о бронзе, в которой содержится 7% алюминия и 1% марганца. Соответственно, меди в сплаве содержится 92%, а олова нет вовсе, то есть, это марка безоловянной бронзы.
В зависимости от количества примесей сплав может иметь разный цвет. Материал, где доля меди составляет более 90%, имеет красноватый цвет, до 85% – желтый, а сплав с долей меди в 35% отличается серо-стальным цветом.
Но, что гораздо важнее, соотношение компонентов определяет свойства сплава. Так, красная бронза с долей олова в 2% отличается очень высокой пластичностью, ее можно ковать при нормальной температуре. А материал, содержащий 15% олова, становится твердым и прочным: в древности такой сплав использовали для изготовления оружия.
Эти свойства – пластичность и твердость в зависимости от сочетания ингредиентов и определили две самые важные исторические сферы применения сплава – искусство и война. Из бронзы отливали холодное оружие, пушечные ядра, сами орудия. Но она же использовалась для создания прекраснейших скульптур и украшений, составляющих достояние всего мира.
Современные сплавы имеют состав более сложный и включают самые необычные компоненты. Таким образом получают сплавы, пригодные для самых разных целей – от электротехники до водопроводов. Общее их свойство – основой остается медь.
2 медных сплава, однако, к бронзе отношения не имеют: это латунь – сплав меди с цинком, и мельхиор – с никелем. Латунь заметно уступает бронзам по коррозионной стойкости и твердости. Это сплав пластичный и сохраняет превосходную ковкость при самых разных составах. И если в искусстве предпочтение отдается бронзе, то в ювелирном деле латунь выигрывает.
Плюсы и минусы
Столь давняя известность и длительное использование материала может объясняться только массой его превосходных качеств. А также возможности эти качества изменить, используя в качестве легирующей добавки другой компонент.
- Разнообразие – одно из лучших свойств материала. Оловянные, алюминиевые, серебряные, бериллиевые бронзы применяются чрезвычайно широко в самых неожиданных сферах, поскольку добавка других металлов придают составу совершенно другие качества. Так, большинство бронзовых сплавов относительно плохо проводят электричество. Чего нельзя сказать о серебряной бронзе: при доле в какие-то 0,25% серебра сплав проводит ток не хуже меди.
- Бронзовые составы могут быть литьевыми и деформируемыми. То есть, для определенных целей можно получить сплав, подвергающийся холодной ковке – деформация при нормальной температуре, и сплав, который можно отливать.
- Бронзовые отливки дает минимальную усадку – от 0,5 до 1,5%. Это свойство объясняет популярность материала не только среди скульпторов, но и в сфере приборо- и станкостроения.
- Бронза – материал, который можно использовать и второй раз, и третий, и четвертый. Сплав отлично переносит повторные плавки.
- Сплав безопасен. Если при изготовлении его некоторые компоненты могут быть опасными – бериллий, например, то готовый материал совершенно нетоксичен.
- Она отличается исключительной коррозийной стойкостью: ни городской загазованный воздух, ни морская вода не вызывают деформации материала или снижения его качеств. Даже действию большинства кислот бронза не подвержена, поэтому часто используется при изготовлении кислотоупорной аппаратуры.
- Еще одно интересное качество многих сплавов – высокая упругость. Материал применяют при изготовлении разнообразных высокоточных пружин, отличающихся долговечностью.
К недостаткам сплава можно отнести его стоимость. Медь, а тем более олово – металлы хотя относительно распространенные, но дорогие в получении. Другие виды бронз – алюминиевая, например, стоит намного меньше, поскольку легирующим компонентом выступает более доступный по стоимости материал.
Можно назвать недостатком и низкую теплопроводность большинства сплавов. Однако это качество тоже нашло применение – при изготовлении аксессуаров для ванной или самих ванн и умывальников.
Разновидности
Различают бронзы по нескольким признакам, указывающим на состав и на более характерные свойства.
По составу выделяют:
- оловянные – сплавы могут быть двух- и многокомпонентными. Однако олово здесь остается вторым по массе ингредиентом;
- безоловянные – все остальные: алюминиевая, бериллиевая, кремниевая, свинцовая и так далее. Каждый из компонентов придает бронзе какие-то свойства. Так, бериллий обеспечивает материалу исключительную упругость и очень высокую износостойкость, а добавка кремния обеспечивает антифрикционные свойства.
По применению различают бронзы такие:
- деформируемые – сплавы легко поддаются ковке, их можно прокатывать, ковать, резать;
- литьевые – изделия получают методом литья, поскольку деформируется она только при высокой температуре. Из сплава получают отливки самой сложной конфигурации.
Более специфическое разделение бронз связано со структурой:
- однофазные – компоненты в твердом растворе образуют одну какую-то фазу;
- двухфазные в растворе появляются 2 фазы, что приводит обычно к радикальной смене свойств.
Про основные свойства, механические характеристики бронзы и отличие химического состава данного металла от латуни читайте ниже.
Свойства и характеристики
Более распространены в народном хозяйстве оловянные бронзы. Как правило, при описании свойств указывают параметры литьевых оловянных, поскольку этим способом получают большее количество изделий.
К основным техническим характеристикам сплава относят следующие качества:
- плотность – определяется массовой долей олова. Так, при его содержании от 8 до 4%, плотность изменяется от 8,6 до 9,1 кг/куб. см;
- в зависимости от состава сплава температуры плавления его изменяется от 880 до 1060 С;
- оловянная бронза тепло проводит плохо – от 0,098 до 0,2 кал/(см*с*С);
- теплоемкость составляет в среднем 0,385 кДж / (кг*К);
- электропроводность большинства бронз тоже не слишком велика и значительно меньше, чем у меди: величина удельного электросопротивления составляет 0,087– 0,176 мкОм*м;
- материал очень медленно корродирует и на воздухе, и при контакте с водой. Так, скорость коррозии на воздухе составляет 0,002 мм/год, а в морской воде – 0,04 мм в год.
О том, какие металлы и что еще входит в состав бронзы, какова ее формула и хим. содержание, узнаете ниже.
О том, как покрасить металл «под бронзу», расскажет данное видео:
- Свойства сплава – от цвета до жидкотекучести в расплавленном виде, зависят от двух главных факторов: качественного состава бронзы и его структуры. Качественный состав – это набор металлов или неметаллов, участвующих в создании сплава в ощутимом значимом количестве. Причем последнее определяется не собственно массой или объемом вещества, а выраженностью тех свойств, которые он создает. Добавка всего лишь 0,25% серебра значительно увеличивает электропроводность, а чтобы получить антифрикционные свойства добавить нужно не менее 4% кремния.
Состав указывается на маркировке, что позволяет правильно подобрать материал для тех или иных работ.
- Второй фактор менее известен – это структура сплава или твердого раствора. Дело в том, что в меди может раствориться только 15,8% олова, в то время как в сплаве его может быть заметно больше. Это и обуславливает появление сплавов с разной фазовой структурой.
- Однофазные – доля олова не превышает 6–8%, здесь существует только одна α-фаза. Такой состав отличается эластичностью и высокой ковкостью. Причем в бронзу с содержанием олова до 2%, можно ковать на холоде без нагрева, а с содержанием металла до 8% – при нагреве.
- Двухфазные – при превышении доли олова в 15%, то есть максимума растворимости, в твердом растворе появляются 2 фазы. При этом такое качество, как ковкость совершенно исчезает, а сплав начинает набирать твердости и некоторой хрупкости. Такой сплав используют для литья.
Дополнительные элементы, влияющие на свойства, на фазовый состав оказывает малое влияние.
Производство материала
Бронзу получают из чистых металлов или сплавов в чушках. Второй более распространен, так как дешевле и позволяет получить любые литьевые бронзы.
- загрузка – материал загружают в просушенные и нагретые графито-карборудные или графито-шамотные тигли. Лучше всего подходят электрические и электродуговые печи, так как с их помощью можно осуществить плавку как можно быстрее. Это важно, поскольку при сплавлении металлов велика вероятность поглощения газов расплавом;
- расплавление – в первую очередь плавят медь, а затем добавляют различные компоненты, улучшающие механические свойства сплава, и основные легирующие добавки;
- перегрев – расплав прогревают до 1200 С под слоем древесного угля. Если исходные металлы загрязнены, применяют жидкие солевые флюсы;
- дегазация – расплав очищают от газовых примесей путем продувки аргоном или азотом.
В 2016 году отмечен рост цен на медь – до 4%, и олово – до 10,3%. Соответственно, повышается стоимость продукции из бронзы и бронзового лома. Последний в октябре имел стоимость от 190 до 210 р. за кг.
Цена продукции – пруток, отливка, лист, зависит от состава сплава. Так, пруток разной марки можно приобрести и за 308, и за 803 р. за кг.
Далее затронута маркировка и применение бронзы.
Бронзовые сплавы, благодаря разнообразию своих свойств, находят самое разное применение.
- Самое известное – материал для скульптур и множества декоративных предметов: статуэток, пепельниц, светильников, решеток, украшения перил и прочего. Литьевая бронза позволяет получить самые сложные отливки, передающие буквально поры кожи.
- В ювелирном деле материал применяется заметно реже, хотя раньше составлял едва ли не основу женских украшений.
- Бронзовая фурнитура – накладные петли, замки, ручки, краны, смесители и даже сантехника. Сплав обеспечивает не только исключительную долговечность и стойкость к коррозии предметов, но и позволяет превратить их в изящнейший элемент декора.
- Из литейной бронзы разного состава получают множество деталей – шестерни, втулки, уплотнители, части аппаратуры, предназначенные работать под водой.
- Деформируемые бронзы находят применение в высокоточной технике.
- Другие виды сплавов используются в тех областях, где привычная оловянная бронза не применяется. Так, например, бериллиевая бронза обладает куда более высокой тепло- и электропроводностью, а потому активно используется в электротехнике.
Сплав превосходно показывает себя в условиях переменных динамических нагрузок. Поэтому из бериллиевой бронзы изготавливают детали навигационных самолетных приборов, схем автомобилей и прочее.
- Еще одно всем известное применение – фитинги самого разного рода. Для более активного использования в водоснабжении бронза является чересчур дорогостоящим материалом, однако наиболее ответственные узлы, а также многочисленные крепления изготавливают из медного сплава, поскольку он отличается чрезвычайной стойкостью к коррозии и подавляет активность бактерий.
Бронзы – самый старинный и известный сплав в истории человечества. Разнообразие его состава и свойств обеспечивает ему и сегодня самое широкое распространение.
О том, как отчистить изделия из бронзы, расскажет данный видеосюжет:
