Bronza ir atradicionālais vara{0}}sakausējumsko galvenokārt nosaka tā sakausējums aralva (Sn)-vēsturiski galvenā atšķirība no misiņa (vara-cinka sakausējuma) un citiem vara sakausējumiem. Papildus klasiskajam alvas-vara sastāvam modernā bronza ietver plašu sakausējumu saimi, kas var ietvert papildu elementus (piemēram, alumīniju, niķeli, svinu, silīciju), lai uzlabotu specifiskas īpašības.
Vēsturiskā nozīme: Viens no pirmajiem mākslīgajiem{0}}sakausējumiem, bronza radīja revolūciju civilizācijā ("bronzas laikmets"), pateicoties tās izcilajai cietībai un izturībai salīdzinājumā ar tīra vara vai akmens instrumentiem.
Galvenā definīcija: Lai gan tradicionālā bronza ir vara -alvas sakausējums (parasti 85–95% Cu + 5–15% Sn), mūsdienu standarti sakausējumus bieži klasificē kā "bronzu", ja tie ir izgatavoti no vara- un tiem piemīt bronzai līdzīgas īpašības (piemēram, alumīnija bronza, fosfora bronzas saturs, pat bez ievērojama fosfora bronzas satura).
Mehāniskās īpašības: parasti cietāks, stiprāks un nodilumizturīgāks- nekā misiņš; nodrošina izcilu izturību pret koroziju (īpaši jūras vai skarbā vidē), labu elastību un izcilu apstrādājamību kontrolētos sastāvos.
Funkcionālā daudzpusība: sakausējuma elementi ir pielāgoti veiktspējai:
Svins (Pb) uzlabo apstrādājamību (piem., svina bronza gultņiem).
Alumīnijs (Al) uzlabo izturību un izturību pret koroziju (piemēram, alumīnija bronza kuģu aparatūrai).
Fosfors (P) palielina cietību un nodilumizturību (piemēram, fosfora bronza atsperēm un elektriskajiem kontaktiem).
Bronza tiek plaši izmantota visās nozarēs, sākot no vēsturiskiem artefaktiem un mākslas līdz rūpnieciskām iekārtām, kosmosa komponentiem un jūras lietojumiem, pateicoties tās unikālajam spēka, izturības pret koroziju un apstrādājamību līdzsvaram.
Bronzas virsmas krāsa irdabiski silts, sarkanbrūns-līdz zeltaini{1}}brūns nokrāsakā-izliets vai pulēts. Tomēr šī krāsa laika gaitā mainās un mainās atkarībā no trim galvenajiem faktoriem:sakausējuma sastāvs, vides iedarbība, unvirsmas apstrāde.
Svaiga/pulēta bronza: Jaunlietai vai pulētai bronzai ir bagātīgs, spožs izskats-no tumši sarkanbrūna-(augsts vara saturs, ~90% Cu) līdz zeltaini-brūnai (augstāks alvas saturs, ~10–15% Sn). Alvas saturs padara krāsu gaišāku: vairāk alvas rada bālāku, zeltainu toni, savukārt mazāk alvas rada tumšāku, vara{7}}līdzīgāku nokrāsu.
Patīnas veidošanās: Ja tiek pakļauta gaisa, mitruma vai ķīmisko vielu iedarbībai, bronza veidojas apatina-plāns, aizsargājošs oksīda slānis, kas maina savu krāsu mēnešiem vai gadiem:
Sākotnējā stadija: varš oksidējoties (Cu₂O un CuO), veidojas blāva, tumši brūna plēve.
Nobriedusi patina: atkarībā no vides:
Zaļa/zila{0}}zaļa patina: Ikoniskais "verdigris" (vara karbonāta hidroksīds) veidojas mitrā vai jūras vidē (piemēram, āra statujas, piemēram, Brīvības statuja).
Brūna/melna patina: Attīstās sausā iekštelpu vidē, radot dziļu, antīku apdari.
Patina tiek augstu novērtēta tās estētiskās pievilcības dēļ un darbojas kā barjera pret turpmāku koroziju, saglabājot pamatā esošo metālu.
Sakausējuma piedevas: citi elementi maina pamatkrāsu:
Alumīnija bronza: virsma ir dzeltenīgi{0}}brūna līdz zeltainai.
Niķeļa bronza: ir sudrabaini{0}}brūna vai pelēcīga nokrāsa.
Fosfora bronza: saglabā siltu sarkanbrūnu{0}}brūnu krāsu, kas ir līdzīga tradicionālajai bronzai.
Virsmas apstrāde: Pulēšana saglabā spilgtu, metālisku apdari; ķīmiskā apstrāde vai vaskošana var paātrināt vai saglabāt noteiktas patinas krāsas dekoratīviem vai funkcionāliem nolūkiem.
Rezumējot, bronzas virsmas krāsa ir dinamiska, -sākot ar siltu metāliski brūnu nokrāsu un pārvēršas par raksturīgu patinu, ko nosaka kompozīcija un vide.
Bronza nav atsevišķs sakausējums, bet gan vara{0}}sakausējumu saime, kuru sastāvs atšķiras atkarībā no veida un pielietojuma. Thetradicionālā bronza(vara -alvas sakausējums) ir visikoniskākais, savukārt mūsdienu bronzas izstrādājumi ietver papildu elementus, lai optimizētu veiktspēju. Tālāk ir sniegts detalizēts izplatīto bronzas veidu un to ķīmisko sastāvu sadalījums (pēc svara procentiem, masas%):
Galvenās sastāvdaļas: varš (Cu) + alva (Sn) (bez cinka-atšķirības no misiņa).
Tipisks sastāvs:
Standarta specifikācijas: ASTM B505 (ASV), EN 1982 (Eiropa), JIS H5111 (Japāna).
Piemērs: C90300 (88% Cu, 10% Sn, 2% Pb) – izplatīta svina alvas bronza gultņiem un buksēm.
Atslēgu piedeva: Fosfors (P) – uzlabo cietību, nodilumizturību un atsperu īpašības.
Tipisks sastāvs:
Standarta specifikācijas: ASTM B103/B103M, EN 12164.
Piemērs: C51000 (95% Cu, 5% Sn, 0,1% P) – izmanto atsperēm, elektriskajiem kontaktiem un mūzikas instrumentiem.
Atslēgu piedeva: Alumīnijs (Al) – nodrošina izcilu izturību, izturību pret koroziju un karstumizturību.
Tipisks sastāvs:
Standarta specifikācijas: ASTM B148, EN 1982.
Piemērs: C61400 (85% Cu, 11% Al, 4% Fe) – ideāli piemērots jūras aparatūrai, vārstiem un kosmosa komponentiem.
Atslēgu piedeva: Silīcijs (Si) – uzlabo izturību, metināmību un izturību pret koroziju (līdzīgi alumīnija bronzai, bet elastīgāks).
Tipisks sastāvs:
Standarta specifikācijas: ASTM B98, EN 12163.
Piemērs: C65500 (94% Cu, 3% Si, 1,5% Mn) – izmanto arhitektūras aparatūrai, stiprinājumiem un kuģu piederumiem.
Atslēgu piedeva: Svins (Pb) — priekšroka tiek dota apstrādājamībai un eļļošanai augsta{0}}nodiluma gadījumos.
Tipisks sastāvs:
Standarta specifikācijas: ASTM B505, JIS H5111.
Piemērs: C93200 (83% Cu, 10% Sn, 7% Pb) – populāra "gultņu bronza" buksēm, zobratiem un bīdāmām sastāvdaļām.
Šī kompozīcijas daudzveidība padara bronzu par daudzpusīgu sakausējumu saimi, kas piemērota izmantošanai, sākot no mākslas un vēsturiskām kopijām līdz augstas veiktspējas{0}}rūpnieciskām un kuģniecības sastāvdaļām.
