Bronze é uma composição de liga. A composição química do bronze

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

Muitas pessoas sabem sobre o bronze apenas que esculturas e monumentos são moldados a partir dele. Na verdade, este metal é imerecidamente privado de atenção popular. Afinal, não foi em vão que na história da humanidade houve até uma Idade do Bronze - toda uma era durante a qual a liga ocupou uma posição dominante. É um dos poucos materiais utilizados tanto na indústria como na arte. As qualidades de uma liga de cobre e estanho são simplesmente indispensáveis em muitas indústrias. É usado na fabricação de ferramentas, na engenharia mecânica, na fundição de sinos de igreja e assim por diante. Ao mesmo tempo, hoje há um grande número de classes de metal, cada uma com certas propriedades pré-modeladas.

O uso do bronze no passado

A primeira menção de uma liga de cobre e estanho remonta ao 4º milênio aC. Este avanço tecnológicoos historiadores acreditam, permitiu que a civilização da Mesopotâmia assumisse uma posição de liderança naquele momento. Escavações arqueológicas realizadas no sul do Irã testemunham o uso generalizado do bronze para a fabricação de pontas de flechas, punhais, lanças, machados e espadas. Entre os achados estão ainda itens de interior, como móveis e espelhos, além de jarras, ânforas, vasos e pratos. A mesma liga foi usada para cunhar moedas antigas e fazer joias.

Bronze na Idade Média começa a ser usado ativamente na Europa. Objetos maciços como canhões e cúpulas de igreja são feitos dele. Em um período posterior, com o desenvolvimento da engenharia mecânica, um metal tão versátil também não passou despercebido. Foi apreciado principalmente por suas propriedades anti-fricção e anti-corrosão. Ao mesmo tempo, deve-se notar que o material usado anteriormente era um pouco diferente do que o bronze é hoje. A composição da liga continha muitas impurezas menores, degradando significativamente sua qualidade.

Composição química do bronze moderno

Hoje, na ciência dos materiais, o bronze é uma liga de dois metais: cobre e estanho, que pode ser utilizada em várias proporções. Para dar ao metal as qualidades desejadas, zinco, fósforo, magnésio, chumbo e silício podem ser adicionados a este par. A presença de impurezas aleatórias com a ajuda de tecnologias modernas é praticamente reduzida a zero.

Na maioria dos casos, a proporção de cobre para estanho em proporções de 85 a 15 por cento é considerada aceitável. redução de açõeso segundo componente abaixo da marca indicada dá origem a vários problemas, sendo o principal deles a liquação. Este termo é usado pelos metalúrgicos para se referir ao processo de delaminação da liga e sua solidificação desigual.

Influência da cor da liga em sua qualidade

Pessoas informadas podem aprender muito sobre um material apenas observando a cor que o bronze tem. A composição afeta diretamente este parâmetro. Como você pode imaginar, o cobre dá à liga uma tonalidade vermelha. Portanto, reduzir sua porcentagem em favor de outros componentes significará uma transição gradual da cor para tons mais escuros.

Com o equilíbrio usual de componentes (85% de cobre), o bronze se funde em amarelo. Esta é a variedade mais comum de ser encontrada. Uma liga branca é obtida após ajustar a proporção para uma proporção de 50:50. Mas para que o bronze fique cinza, é necessário reduzir a quantidade de cobre para 35%.

Quanto à mudança nas características práticas da liga ao experimentar sua composição, a situação é a seguinte. A ductilidade do material dependerá diretamente do teor de estanho nele. Quanto menor, mais maleável será o bronze, mas essa afirmação só é verdadeira até certo limite. Assim, ao atingir a marca de 50%, a liga volta a ficar macia.

Bronze na arte

Material forte e durável, apesar de ter um ponto de fusão bastante baixo e boa ductilidade, não poderia deixar de interessar pessoas criativas, em particular escultores. Já nos séculos V-IV aC na Grécia, foi elaborado nos mínimos detalhestecnologia para fazer estátuas de bronze, que ainda é relevante hoje.

Consiste no fato de que a estátua de material resistente ao fogo é inicialmente substituída por cera, que é destruída diretamente durante a fundição. Para fazer isso, de acordo com o desenho, primeiro deve ser feito um modelo de gesso e depois um molde para fundição. O teor de cera simplesmente derrete quando exposto à temperatura, e o bronze toma seu lugar, que esfria e endurece. Depois disso, resta apenas processar e levar à perfeição.

Metal de artilharia

Para a fabricação de canhões e, posteriormente, de outros equipamentos militares, o bronze sempre foi usado. A composição da liga que é usada para esses fins, como regra, contém 90% de cobre e apenas 10% de estanho.

Isso se deve ao fato de que o material para as ferramentas deve ser muito forte e ter alta resistência ao rasgo. A marca de bronze BrAZhMts10-3-1.5 possui tais qualidades. Além dos componentes principais, contém 1-2% de manganês, o que melhora as características antifricção e temperatura.

Fabricação de sinos de igreja

O toque dos sinos deve ser melódico, e seu som deve agradar ao ouvido a grande distância. Curiosamente, mas bronze tem tantos talentos musicais. Para melhorar o som do sino, é feito de uma liga com alto teor de estanho (de 20 a 22%). Às vezes, alguma prata também é adicionada a ele. Marcas de bronze, que são utilizadas na fabricação de sinos e outros instrumentos de percussão,são completamente inadequados para uso prático em outras indústrias. Isso se deve ao fato de que tal liga possui uma estrutura de granulação fina e maior fragilidade.

Fósforo e bronze de alumínio

A primeira liga composta por 90% de cobre, 9% de estanho e 1% de fósforo foi usada por Künzel em 1871. Foi chamado de bronze fosforoso, e o material encontrou sua aplicação principalmente na engenharia mecânica. Várias peças da máquina são fundidas a partir dele, sujeitas a maior atrito. O fósforo é necessário para aumentar a elasticidade e melhorar as propriedades anticorrosivas. A principal vantagem deste metal é que ele preenche perfeitamente quaisquer reentrâncias durante a fundição.

Bronze de alumínio, cuja composição é caracterizada por um alto teor de cobre (até 95%), tem uma aparência muito semelhante ao ouro. Além da beleza, tem uma série de outras vantagens inegáveis. Por exemplo, a adição de 5% de alumínio permite que a liga resista à exposição de longo prazo a ambientes agressivos, como alta acidez.

Como material para a fabricação de várias peças de máquinas, este metal substituiu quase universalmente o bronze fosforoso em fábricas de papel e produção de pólvora devido à sua maior resistência ao rasgo.

Silicon e bronze manganês

Silicon é adicionado à liga para aumentar a condutividade elétrica. Esta qualidade é utilizada na produção de fios telefônicos. A composição de referência do bronze de silício é a seguinte: 97,12% de cobre, 1,14% de estanho, 0,05% de silício.

O mais difícilo processo de produção possui uma liga contendo manganês. Todo o procedimento ocorre em várias etapas. Primeiro, o ferromangan é adicionado ao cobre fundido. Então, tendo mantido o regime de temperatura especificado, adiciona-se estanho e, se necessário, zinco. A empresa inglesa Bronce Company fabrica vários graus de bronze de manganês com diferentes viscosidades e durezas. Essa liga pode ser usada em quase todas as indústrias.