Bronz

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Prejsť na: navigácia, hľadanie

Bronz je zliatina medi s cínom, olovom, hliníkom a ďalšími prvkami. Pretože existuje viac variantov, v technickej praxi sa používa ako súhrnný názov množné číslo - bronzy.

Hlavnou prísadou zliatiny nikdy nie je zinok, vtedy sa zliatina nazýva mosadz.

História[upraviť | upraviť zdroj]

bronzový fragment sochy Marca Aurelia

Bronz je jedna z prvých zliatin vytvorená a využívaná človekom. Obdobie, keď sa začala využívať je po nej aj pomenované - bronzová doba. Zliatiny medi človek vyrábal skôr, ako dokázal získať čistú meď.

Rozdelenie bronzov[upraviť | upraviť zdroj]

Bronzy sa delia podľa počtu zložiek a hlavnej prísady na

  1. dvojzložkové bronzy:
    1. cínové bronzy
    2. olovené brony
    3. hliníkové bronzy
    4. a ďalšie
  2. viaczložkové bronzy:
    1. napríklad cínovo-olovený bronz
    2. červený bronz

Podľa účelu sa bronzy rozdeľujú na

  1. tvárnené a
  2. zlievárenské

Cínové bronzy[upraviť | upraviť zdroj]

Cínové bronzy obsahujú do 20 % cínu. Pri maximálnom podiele majú najvyššiu pevnosť, pri podiele okolo 5 až 7 % cínu majú zase najväčšiu ťažnosť. Štruktúra bronzov do hranice 5 až 7 % Sn je homogénna pri vyššom podiele heterogénna. Cínové bronzy majú dobrú odolnosť proti korózii v atmosfére, morskej vode aj prehriatej pare. Napádajú ich však niektoré kyseliny (dusičná, sírová), hydroxid sodný a amoniak. Vo vlhkom prostredí ich korodujú aj suché plyny (kyslík, chlór, fluór, oxid siričitý).

Homogénne bronzy sa tvárnia za studena, alebo za tepla. Pri tvárnení za studena možno niektoré z nich spevniť až na 900 MPa.

Hliníkové bronzy[upraviť | upraviť zdroj]

Hliníkové bronzy obsahujú do 10 % hliníka, ale aj 2 až 8 % ďalších prísad (mangán, nikel, železo), ktoré zlepšujú ich vlastnosti. Majú rovnomerné chemické zloženie, dobrú zabiehavosť a veľkú hutnosť, ale aj sklon k stĺpikovej kryštalizácii. Pri podiele okolo 10 % hliníka majú najvyššiu pevnosť, pri podiele okolo 7 % hliníka majú zase najväčšiu ťažnosť. Hliníkové bronzy majú lepšiu odolnosť proti korózii ako cínové a mosadze, pretože si vytvárajú ochrannú povrchovú vrstvu z oxidov medi a hliníka.Výnimku tvoria zliatiny s 5 až 8 % hliníka. Dobre odolávajú korózii v atmosfére, morskej vode aj niektorým kyselinám vrátane kyseliny sírovej. Rozpúšťajú sa však v kyseline dusičnej a alkáliách.

Vzhľadom na kryštalizáciu sa musia pred tvárnením za studena tvárniť aj za tepla. Niektoré brozny je možné kaliť a popúšťať.

Medzi hliníkové bronzy patrí aj tzv. severské zlato, zliatina používaná na výrobu mincí.

Olovené bronzy[upraviť | upraviť zdroj]

Olovené bronzy sú dvoj- a viaczložkové, cínovo-olovené bronzy sú trojzložkové. Oba základné kovy majú rozdielne teploty tavenia, v pevnom stave sa navzájom nerozpúšťajú a dokonca tvoria aj v rozpustenom stave dve taveniny. Pri pomalom ochladzovaní by vznikli veľké oblasti s vylúčeným olovom, preto sa musia rýchlo ochladzovať. Majú výborné klzné vlastnosti, preto sa používajú na klzné ložiská, avšak kvôli nízkym mechanickým vlastnostiam len ako ich výstelky. Preto sa niekedy hovorí, že sú samomazné, t. j. nepotrebujú olej. Príkladom sú napr. šachtové ložiská v scaneroch a tlačiarňach alebo v chvostových pílach.

Červené bronzy[upraviť | upraviť zdroj]

Červené bronzy sú viazložkové, vždy s prísadou zinku. Majú výborné technologické vlastnosti a dobré klzné vlastnosti.

Ostatné bronzy[upraviť | upraviť zdroj]

Medzi ostatné bronzy patria:

  • kremíkové bronzy - obsahujú do 4 % kremíka, mangán, alebo nikel.
  • mangánové bronzy - obsahujú až 30 % mangánu, prípadne s prísadou niklu.
  • niklové bronzy
  • kadmiové bronzy - s prísadou do 1 % kadmia, používaný na špeciálne účely v elektrotechnike.

Výrobky z bronzov[upraviť | upraviť zdroj]

V nasledujúcej tabuľke sú uvedené príklady výrobkov z bronzov. V prvom stĺpci je označenie bronzu chemickou značkou a percentuálnym podielom zložky.

zloženie bronzu výrobky
Cu-Sn1 skrutky, rúrky výmenníkov tepla
Cu-Sn3 dierované a tlakové sitá
Cu-Sn5 tesniace krúžky, labyrintové puzdra
Cu-Sn6 kovové tkanivá, membrány manometrov, klzné ložiská
Cu-Sn10 vence ozubených kolies, súčiastky čerpadiel
Cu-Sn12 armatúry (do 3 MPa)
Cu-Al5 výrobky pre chemický a potravinársky priemysel
Cu-Al9-Fe3 armatúry (do 20 MPa)
Cu-Al10-Fe-Ni4 ozubené kolesá, sedlá ventilov, puzdra, pastorky
Cu-Pb20 výstelky puzdier a klzných plôch
Cu-Sn10-Pb10 ložiská a výstelky pre vysoké rýchlosti a hrubú prevádzku
Cu-Ni2-Si elektrické vodivé súčiastky
Cu-Mn13-Ni odpory do 200 °C
Cu-Ni30-Fe-Mn kondenzátory námorných plavidiel
Cu-Ni45-Mn odpory do 500 °C, termočlánky (konštantán)

Zdroje[upraviť | upraviť zdroj]

  • MACEK, Karel; ZUNA, Petr; ZILVAR, Václav. Náuka o materiáli 3 pre 4. ročník SPŠ strojníckych. Bratislava : Alfa, 1989.