Историята на човека не би била пълна без известно споменаване на бронза, който е метал, образуван предимно от мед, смесен с калай, и който получава името си от тази епоха – епохата на бронза. Точката на топене е съществена характеристика, която определя употребата му в изкуствата и скулптурите, индустрии, и производството на машини и конструкции. Конкретно, тази статия предоставя подробности за точката на топене на бронза, различни фактори, които го влияят, неговата оценка, и неговото приложение.
Композиция от бронз
Бронзът не е само един вид метал, това е общ термин за серия от сплави. Най-често срещаният състав включва:
- Мед (Cu): Типично 88-90% от сплавта.
- Калай (сн): Като цяло около 10-12% но вариациите са възможни.
- Цинк (Zn): Често се включва, за да предложи сила и да намали разходите.
- Водя (Pb): Използва се в сътрудничество с алуминий в малки количества за подобряване на деформирания характер на сплавите.
- Фосфор (П): Подобрява защитата от износване и повишава твърдостта на инструмента.
Други компоненти, включително, но не само, цинк, олово, алуминий, или фосфор може също да бъде включен за следните предвидени характеристики. Тези добавки допълнително влияят върху фазовата трансформация, и съответно промяна в точката на топене и механичните свойства на сплавта.
Точка на топене на бронз
The бронз няма подходяща точка на топене поради вариации в състава на материала. въпреки това, те са в диапазона от 950°C – 1050°C. Може да причини 1742°F – 1922°F. Така, следните фактори играят важна роля при определяне на точната точка на топене:
1. Съотношение на мед към калай
В повечето случаи, повишаването на съдържанието на калай в сплавта води до намаляване на точката на топене на материала. Добавя се калай, за да се намали общата точка на топене на метала; чистата мед има много висока точка на топене от 1085°C (1985°F). Калайът дава на материала по-високи нива на топене, което улеснява работата с различни методи.
Следователно е важно човек да разбере цялостно относителната пропорция между мед и калай, за да получите желаните топлинни и якостни характеристики на бронзовата сплав.
2. Допълнителни легиращи елементи
Има още известно понижаване на точката на топене като цинк и олово може лесно да се използва. Леко се повишава от алуминий и фосфор. Процесът на легиране на основната съставка има пряко влияние и върху топлинните характеристики, като леярските качества на бронзовата сплав.
По този начин, става възможно да се постигнат необходимите функционални свойства в контекста на тяхното използване в индустрията.
3. Чистота на материалите
Може да е замърсен от примеси, които му придават различни характеристики на топене, което прави температурата на топене по-ниска. Примесите, които могат да се открият в твърдото вещество, причиняват отклонения на типовете заглаждане, и намалете точката на топене.
Пречистената сплав е най-добрата по отношение на поведението на топене и механичните свойства поради по-малкото вариации в системата. Освен това пречистването на сплавта е друга практика, която се извършва рутинно за елиминиране на такива нежелани фази.
4. Вид бронз
Други бронзови сплави, например, алуминиевият бронз има малко по-различни точки на топене. например, забелязано е, че докато алуминиевият бронз е разновидност на бронза, тогава разликата в точката на топене между алуминиевия бронз и бронза е ужасно малка.
Изборът от бронзов тип определя единствено пригодността по отношение на различни дисциплини, включително изкуство и инженерство. Изглежда, че развитието на сплавите прави ролята на бронза още по-разнообразна днес.
5. Условия на околната среда
Това се дължи на малки смущаващи променливи като налягане, което може да причини малки промени в температурите на топене, както се вижда при експериментите. Други фактори, свързани с околната среда, като налягането на въздуха извън експеримента, също могат леко да повлияят на скоростта на топене в условията на експеримента.
Можем да вземем мерки по време на обработката, за да позволим на „контрола на околната среда“ да произвежда последователни и точни резултати от отливането. Съвременните методи за претопяване непрекъснато отчитат различни фактори, за да осигурят най-добрия резултат.
Измерване на точката на топене
Точката на топене на бронза се определя чрез лабораторни методи като напр:
- Диференциална сканираща калориметрия (DSC): Ултразвукова велометрия (UV) следи топлината, докато се трансформира от твърдо в течно състояние в сплавта.
- Техники за термичен анализ: Включва нагряване на проба и измерване на температурата, от която пробата започва да се топи.
- Пирометрични измервания: Високотемпературните термодвойки позволяват записването на точна температура по време на процеса на нагряване.
- Оптична пирометрия: Безконтактните устройства, използвани в инфрачервеното термично изображение, осигуряват много точни измервания на температурните нива.
- Тест за електрическо съпротивлениеж: Записва промените в електрическото съпротивление, докато сплавта преминава през своя фазов преход, за да стане разтопена.
Сравнение на точката на топене на бронза с други сплави
Ето малко сравнение на точката на топене на бронза с други сплави:
| Сплав | Точка на топене (°C) | Имоти |
| бронз | 950-1050 | Издръжлив, устойчиви на корозия, и подходящ за скулптури и инструменти |
| Месинг | 900-940 | Ковък, по-ниска точка на топене, използвани в декоративни приложения |
| Чиста мед | 1085 | Отлична електропроводимост, по-мек и по-малко издръжлив |
| Стомана | 1370-1510 | Силен, висока точка на топене, изисква защита от корозия |
| Алуминий | 463-671 | Лек, по-ниска точка на топене, по-малко издръжливи в среда с висок стрес |
Историческо значение на точката на топене на бронза
Проблемите с точката на топене на бронза повлияха на човешката история повече от много други неща. В ранния период, известен като бронзовата епоха (Приблизително между 3300- 1200 пр.н.е), тези общества са използвали бронз за производство на инструменти, оръжия, и орнаменти, защото имаше по-ниска точка на топене от камъка и медта. Така, тези промени са прогресия на по-ранни цивилизации и по някакъв начин отражение на ранна индустриална революция, тъй като е свързана с металургията.
- Позволява създаването на голям брой инструменти и оръжия с помощта на оборудване.
- Разрешени търговски и стопански дейности с основно металургична насоченост.
- Те също така насърчават развитието на няколко специализирани гилдии, свързани със занаятчиите.
- Доставих материал, който беше едновременно здрав и красив.
- Технологично, това беше огромен скок от каменната ера.
Приложения, засегнати от точката на топене на бронза
Беше важно да се разбере топенето на бронз за последващата му употреба и тази информация беше от съществено значение.
1. Кастинг
Бронзът също има един от най-ниските и лесно управляеми диапазони на точка на топене, което го прави подходящ за отливане. Бронзът е в списъка на много художници и производители от доста време, използван при направата на скулптури, инструменти, и други луксозни предмети.
- Леене по изгубен восък: Това е стар процес, при който се прави модел от восък и след това се покрива с пясък, преди разтопен бронз да се излее отгоре, което води до реплика на восъчния модел.
2. Машини и инструменти
Бронзът има други изключителни качества като твърдост и устойчивост на корозия, което го прави популярен във втулките на лагери и други машинни части. например, важно е да се знае до известна степен точката на топене. Така, ние можем да гарантираме характеристиките на материала по време на процеса на ремонт.
3. Скулптури и изкуство
Точката на топене определя условията за работа с бронз, позволявайки на художниците да проектират сложни скулптури и скулптури на Шърман, които ще издържат изпитанието на времето.
4. Морски приложения
Морските сплави от бронз, използвани в корабите, съдържат алуминий или силикон за борба с ефектите от корозията в морската вода. Това се отразява на дейностите им по производство и ремонт в корабостроителната индустрия и в морските конструкции.
5. Музикални инструменти
Бронзът се използва особено в камбани и чинели, където основното свойство на звука е от съществено значение. Друго нещо е, свойствата на сплавта позволяват да се контролира нейният състав и точка на топене, което от своя страна влияе върху качеството на звука.
Напредък в технологията за бронз
Металурзите в съвременния свят са разширили използването на бронза, като са повлияли и контролирали неговата точка на топене и други характеристики чрез промяна на вида и степента на легиране, както и обработката и обработката на формоване.
● Високотехнологични приложения
Бронзът сега се използва в индустрии като космическата индустрия и повечето електроника поради изискването му да се топи и отлива точно. например, фосфорният бронз се прилага в оперативни електрически съединители и пружини поради превъзходната си проводимост, както и характеристиките на устойчивост на износване.
● Екологични съображения
В днешно време можем по-често да рециклираме, защото неговите компоненти могат да бъдат преработвани и използвани отново и отново без големи фалшификации.
Предизвикателства при взаимодействието с бронзовата епоха
Въпреки своите предимства, работата с бронз представлява някои предизвикателства:
- Окисляване: Проблемът, свързан с бронзовите компоненти по време на процеса на топене, е, че те, особено медната част, се окисляват, което не е желателно.
- Хомогенност на сплавта: Еднородност се постига чрез обръщане на голямо внимание на температурата и разбъркване по време на процеса на топене на материалите заедно.
- Консумация на енергия: Въпреки че изисква по-малко енергия от стоманата за топене, енергийните разходи не могат да бъдат пренебрегнати в средствата за широкомащабно производство.
Бъдещето на бронза
С развитието на материалознанието, употребите на бронз също са непрекъснато разточителни в различни аспекти. Учените разкриха възможни разработки в подобрения BrC с по-добри характеристики, например с повишена специфична якост и устойчивост на корозия.
Заключение
Точката на топене на бронза е една от характеристиките, които определят неговата история, използване, и изобретения в технологиите. Поради тази причина човек трябва да е запознат с това какво го кара да се топи и как този процес може да бъде регулиран за индустриите, както и за занаятчиите. Като всеки друг метал, бронзът все още търси нови роли в съвременния свят на технологиите, докато неговата точка на топене е една от константите, които винаги са жизненоважни.
често задавани въпроси (Често задавани въпроси)
- Каква е средната точка на топене на метала, известен като бронз?
Бронзът има относително висока точка на топене, която варира между 950 и 1050 градуси по Целзий, всичко заради легиращите елементи.
- Как съдържанието на калай в бронза влияе върху точката му на топене?
При увеличаване съдържанието на калай в бронза, точката на топене на материала намалява. Това го прави лесно за кастинг индустрията да го използва в своите проекти.
- Можем ли да използваме повторно бронза след точката му на топене?
да, можем да рециклираме бронз. Рециклирането внася примеси и ние контролираме да запазим метала с топенето и механичните свойства на сплавта.
- Има ли някакъв специален вид бронз с относително висока точка на топене?
да, някои от сплавите като алуминиев бронз предлагат по-добри точки на топене и са подходящи за приложения с висока нужда от топлина.
