Selama ribuan tahun, manusia telah bereksperimen dengan pelbagai logam dan memperoleh lebih banyak aloi kekuatan tinggi daripadanya. Untuk ini, pelbagai unsur kimia digunakan. Zaman Gangsa ialah zaman di mana aloi timah dan tembaga (CuSn6) menjadi popular. Apakah bahan ini dan mengapa ia begitu popular?
Sejarah Zaman Gangsa
Terima kasih kepada peningkatan dalam pemprosesan logam seperti tembaga dan timah, pada 3000 SM. Zaman Gangsa bermula. Ia dicirikan oleh pengeluaran aktif aloi seperti gangsa, yang digunakan untuk membuat alat dan barang kemas.
Dalam industri metalurgi moden, selain tembaga dan timah, bahan seperti aluminium, fosforus, plumbum dan zink juga digunakan. Nama itu sendiri berasal daripada perkataan Parsi "berenj", yang diterjemahkan kepada "tembaga".
Adalah diketahui bahawa gangsa pertama dibuat daripada Cu dan arsenik dan dipanggil arsenik. Walau bagaimanapun, kerana ketoksikannya, ia sangat cepatditukar kepada piuter. Tidak menghairankan, tukang besi sering digambarkan sebagai hodoh dan dicacatkan. Malah, ia adalah. Sentuhan berpanjangan dengan arsenik mempunyai kesan yang sangat buruk pada tubuh mereka. Atas sebab ini, aloi tembaga dan timah dipanggil gangsa, kerana komponen inilah yang paling kerap terdapat di dalamnya.
Ciri-ciri gangsa
Kita semua tahu bahawa logam seperti tembaga sangat lembut, mulur dan sangat rapuh. Pada masa yang sama, ia mempunyai kekonduksian elektrik dan haba yang sangat tinggi. Aloi timah dan kuprum adalah bahan yang jauh melebihi ciri-ciri unsur kimia ini secara berasingan. Dalam erti kata lain, gangsa mempunyai kekerasan yang tinggi, kekuatan, tetapi pada masa yang sama ia agak boleh melebur.
Penemuan aloi ini memainkan peranan besar dalam industri metalurgi. Walaupun fakta bahawa banyak bahan lain telah dicipta kemudian, malah hari ini ia sangat popular kerana sifat mekanikalnya yang baik.
Keupayaan gangsa untuk menahan kakisan
Salah satu sifat terpenting aloi ialah rintangan kakisannya. Ini terutama berlaku untuk komposisi yang mengandungi kandungan mangan dan silikon yang ketara (lebih daripada 2%).
Telah didapati bahawa gangsa mempamerkan ketahanan kakisan yang tinggi jika bersentuhan dengan air (air marin dan air tawar), alkali dan asid pekat, sulfat dan klorida logam ringan, dan gas kering (gangsa tanpa timah).
Sudah tentu, secara umumsifat kakisan aloi bergantung kepada unsur pengaloian. Oleh itu, kandungan plumbum yang tinggi mengurangkan keupayaan untuk menahan kakisan, manakala nikel meningkatkan sifat ini.
Jenis gangsa
Unsur aloi, yang mungkin dalam komposisi aloi ini, boleh mengubah sifatnya dengan ketara, dan jenis gangsa juga bergantung padanya. Di samping itu, timah boleh digantikan oleh unsur lain. Sebagai contoh, BrAMTS-7-1 boleh ditafsirkan seperti berikut: 92% kuprum, 7% aluminium, 1% mangan. Jenama gangsa ini tidak mengandungi timah dan disebabkan ini ia mempunyai rintangan yang tinggi terhadap beban berselang-seli. Ia digunakan untuk membuat bolt, skru, nat dan bahagian untuk pemasangan hidraulik.
Contoh lain ialah gangsa pengecoran timah jenama BrO10S10. Ia mengandungi sehingga 83% kuprum, 9% timah, 8% plumbum dan sehingga 0.1% besi, silikon, fosforus dan aluminium. Ia direka bentuk untuk bahagian yang beroperasi di bawah tekanan khusus yang tinggi, seperti galas biasa.
Walaupun pada hakikatnya gangsa ialah aloi timah dan tembaga, dalam beberapa kes, unsur kimia seperti Sn tidak digunakan. Satu lagi contoh gangsa tanpa timah adalah tahan panas. Untuk pembuatannya, hanya tembaga 98-99% dan kadmium 1-2% digunakan. Contohnya ialah jenama BrKd1. Ia adalah gangsa kadmium tahan haba dengan rintangan haba yang tinggi dan kekonduksian elektrik. Ia boleh digunakan untuk pembuatan bahagian mesin kimpalan rintangan, pengumpul motor elektrik dan bahagian lain yang beroperasi pada suhu tinggi dan memerlukan yang baik.kekonduksian.
Satu lagi jenis aloi yang digunakan untuk membuat gasket dalam galas dan sesendal automotif ialah gangsa timah bermesin tekanan. Aloi kuprum dan timah mengandungi unsur pengaloian seperti plumbum (4%), zink (4%), aluminium (0.002%), besi (0.005%). Gred keluli dipanggil BroOTsS4-4-4. Terima kasih kepada peratusan unsur kimia ini aloi ini boleh diproses dengan tekanan dan pemotongan. Warna gangsa juga bergantung kepada kekotoran. Jadi, semakin kurang kuprum yang terkandung dalam aloi, semakin kurang jelas warnanya: lebih daripada 90% - merah, sehingga 80% - kuning, kurang daripada 35% - kelabu-keluli.
Gangsa berfungsi
Seperti yang dinyatakan sebelum ini, aloi timah dan kuprum adalah bahan yang agak tahan lama. Sukar untuk mengasah, memotong dan bekerja dengan tekanan. Secara umum, ini adalah bahan tuangan dengan pengecutan rendah - kira-kira satu peratus. Dan walaupun kecairan rendah dan kecenderungan untuk pengasingan, gangsa digunakan untuk membuat tuangan dengan konfigurasi yang kompleks. Pelakon seni tidak terkecuali.
Unsur aloi yang ditambah kepada aloi timah dan kuprum meningkatkan sifatnya dan mengurangkan harga. Sebagai contoh, mengaloi dengan plumbum dan fosforus meningkatkan pemprosesan gangsa, manakala zink meningkatkan rintangan kakisannya. Untuk tujuan tertentu, aloi cacat dibuat. Mereka mudah menukar penampilan mereka apabila menggunakan penempaan sejuk.
Skop permohonan
Sudah tentu, penggunaan gangsa tidak kehilangan popularitinya pada zaman kita. cenderahatiproduk, barang dalaman hiasan, hiasan untuk pintu pagar dan wiket … Di samping itu, aloi digunakan untuk pembuatan kelengkapan (pemegang, engsel, kunci) dan lekapan paip (keran, kelengkapan, gasket, faucet). Di kawasan perindustrian, gangsa juga mempunyai kawasan penggunaan yang luas. Jadi, aloi tuangan digunakan untuk membuat galas, gelang pengedap, sesendal.
Penggunaan gangsa secara meluas dipengaruhi terutamanya oleh sifat menghakisnya. Atas sebab ini, ia digunakan untuk pembuatan bahagian mekanisme yang beroperasi dalam hubungan berterusan dengan air. Keanjalan aloi yang tinggi memungkinkan untuk mengeluarkan spring dan bahagian instrumentasi daripadanya.
Peleburan Gangsa
Sudah tentu, setiap aloi mempunyai kebaikan dan keburukan. Gangsa adalah aloi yang terdiri daripada tembaga dan timah, dan oleh itu ia sangat bertolak ansur dengan sebarang pencairan semula. Ia boleh digunakan beberapa kali untuk tujuan yang sama sekali berbeza. Sebaliknya, jika gangsa mengandungi sejumlah besar kekotoran seperti magnesium, silikon, aluminium, maka sifat mekanikal mungkin berkurangan semasa pencairan semula.
Ini disebabkan oleh fakta bahawa unsur mengaloi yang meningkatkan ciri-ciri gangsa teroksida semasa lebur dan membentuk oksida refraktori, yang terletak di sepanjang sempadan kekisi kristal. Mereka memutuskan ikatan antara butir, menjadikan gangsa lebih rapuh.
Cara membezakan gangsa daripada loyang dan tembaga
Salah satu soalan yang paling biasa ialah perbezaannyaaloi ini daripada yang lain serupa dalam rupa. Sudah tentu, dalam industri dan dengan bantuan reagen khas, ini agak mudah. Tetapi bagaimana jika anda perlu menentukan bahan di rumah?
Mari kita mulakan dengan fakta bahawa aloi itu terdiri daripada timah dan kuprum. Jisim bahan ini dalam peratusan boleh berbeza. Lebih banyak tembaga, lebih cerah warnanya, tetapi disebabkan kandungan timah dalam aloi, ia akan menjadi susunan magnitud yang lebih berat daripada, sebagai contoh, Cu tulen.
Jika kita membandingkan gangsa dengan loyang, yang terakhir mempunyai warna yang lebih kekuningan. Tembaga itu sendiri sangat mulur, tetapi aloi berdasarkannya agak elastik dan keras. Anda juga boleh menentukan bahan yang ada di hadapan anda dengan memanaskan. Jadi, dalam loyang, di bawah pengaruh suhu tinggi, zink oksida dilepaskan dan produk memperoleh "plak" abu. Tetapi gangsa, apabila dipanaskan, tidak akan mengubah sifatnya.
Karya Seni
Agak kerap anda boleh menemui pelbagai patung dan patung gangsa. Banyak karya seni dicipta pada zaman purba dan pada Zaman Pertengahan.
Aloi yang mengandungi kuprum dan timah digunakan untuk membuat:
- Pagar dan pagar, yang bukan sahaja sangat cantik, tetapi juga tahan lama.
- Unsur struktur tangga.
- Cenderahati dan gubahan arca.
- Lekapan lampu hiasan: sconce dan candelier.
- Item untuk hiasan dalaman.
Untuk membuang air kecil yang perlukomposisi, mencipta model khas kayu, gipsum atau bahan polimer - pengacuan yang dipanggil. Rongga angka ini diisi dengan tanah liat dan dikeluarkan selepas tuang. Selepas pembuatan, permukaan boleh disadur dengan emas, nikel, krom atau perak.
Adalah sangat penting untuk diperhatikan bahawa, sebagai peraturan, aloi timah dan tembaga tanpa unsur pengaloian digunakan untuk membuat karya seni. Ini disebabkan fakta bahawa lebih banyak komponen sedemikian terdapat dalam gangsa, lebih besar pengecutannya, yang menjejaskan kualiti dan bentuk produk secara negatif.
