Gangsa ialah komposisi aloi. Komposisi kimia gangsa

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 10:36

Ramai orang tahu tentang gangsa hanya bahawa arca dan monumen dilemparkan daripadanya. Malah, logam ini tidak sepatutnya mendapat perhatian ramai. Lagipun, tidak sia-sia bahawa dalam sejarah umat manusia bahkan terdapat Zaman Gangsa - seluruh era di mana aloi itu menduduki kedudukan dominan. Ia adalah salah satu daripada beberapa bahan yang digunakan dalam kedua-dua industri dan seni. Kualiti yang dimiliki oleh aloi tembaga dan timah adalah sangat diperlukan dalam banyak industri. Ia digunakan dalam pembuatan alat, dalam kejuruteraan mekanikal, melontar loceng gereja, dan sebagainya. Pada masa yang sama, hari ini terdapat sejumlah besar gred logam, setiap satunya mempunyai ciri pramodel tertentu.

Penggunaan gangsa pada masa lalu

Sebutan pertama aloi tembaga dan timah bermula sejak alaf ke-4 SM. Kejayaan teknologi iniahli sejarah percaya, membolehkan tamadun Mesopotamia mengambil kedudukan terkemuka pada masa itu. Penggalian arkeologi yang dijalankan di selatan Iran membuktikan penggunaan gangsa secara meluas untuk pembuatan mata anak panah, keris, lembing, kapak, dan pedang. Antara yang ditemui malah terdapat barangan dalaman, seperti perabot dan cermin, serta jag, amphora, pasu dan pinggan. Aloi yang sama digunakan untuk menempa syiling purba dan membuat barang kemas.

Gangsa pada Zaman Pertengahan mula digunakan secara aktif di Eropah. Objek besar seperti meriam dan kubah gereja dibuat daripadanya. Dalam tempoh kemudian, dengan perkembangan kejuruteraan mekanikal, logam serba boleh itu juga tidak disedari. Ia dihargai terutamanya kerana sifat anti-geseran dan anti-karatnya. Pada masa yang sama, perlu diingatkan bahawa bahan yang digunakan sebelum ini agak berbeza daripada gangsa hari ini. Komposisi aloi mengandungi banyak kekotoran kecil, dengan ketara merendahkan kualitinya.

Komposisi kimia gangsa moden

Hari ini, dalam sains bahan, gangsa ialah aloi dua logam: tembaga dan timah, yang boleh digunakan dalam pelbagai perkadaran. Untuk memberikan logam kualiti yang diingini, zink, fosforus, magnesium, plumbum dan silikon boleh ditambah kepada pasangan ini. Kehadiran kekotoran rawak dengan bantuan teknologi moden boleh dikurangkan kepada sifar.

Dalam kebanyakan kes, nisbah kuprum kepada timah dalam perkadaran 85 hingga 15 peratus dianggap boleh diterima. pengurangan sahamkomponen kedua di bawah tanda yang ditunjukkan menimbulkan beberapa masalah, yang utama adalah pencairan. Istilah ini digunakan oleh ahli metalurgi untuk merujuk kepada proses penembusan aloi dan pemejalannya yang tidak sekata.

Pengaruh warna aloi pada kualitinya

Orang yang berpengetahuan boleh belajar banyak tentang sesuatu bahan hanya dengan melihat warna yang ada pada gangsa. Komposisi secara langsung mempengaruhi parameter ini. Seperti yang anda fikirkan, tembaga memberikan aloi warna merah. Oleh itu, mengurangkan peratusannya memihak kepada komponen lain bermakna peralihan warna secara beransur-ansur kepada ton malap.

Dengan keseimbangan komponen biasa (85% kuprum), gangsa menghasilkan kuning. Ini adalah varieti yang paling biasa ditemui. Aloi putih diperoleh selepas melaraskan nisbah kepada nisbah 50:50. Tetapi agar gangsa bertukar kelabu, jumlah tembaga perlu dikurangkan kepada 35%.

Bagi perubahan ciri praktikal aloi apabila mencuba komposisinya, keadaannya adalah seperti berikut. Kemuluran bahan akan secara langsung bergantung kepada kandungan timah di dalamnya. Lebih kecil ia, lebih mudah ditempa gangsa itu, tetapi kenyataan ini hanya benar sehingga had tertentu. Jadi, apabila tanda 50% dicapai, aloi menjadi lembut semula.

Gangsa dalam seni

Material yang kuat dan tahan lama, walaupun mempunyai takat lebur yang agak rendah dan kemuluran yang baik, pastinya menarik minat orang kreatif, khususnya pengukir. Sudah dalam abad V-IV SM di Greece, ia telah diusahakan kepada perincian terkecilteknologi untuk membuat patung gangsa, yang masih relevan hari ini.

Ia terdiri daripada fakta bahawa patung bahan tahan api pada mulanya digantikan dengan lilin, yang dimusnahkan terus semasa tuangan. Untuk melakukan ini, mengikut lukisan, model plaster mesti dibuat terlebih dahulu, dan kemudian acuan untuk pemutus. Kandungan lilin hanya cair apabila terdedah kepada suhu, dan gangsa mengambil tempatnya, yang menyejuk dan mengeras. Selepas itu, ia hanya tinggal memproses dan menyempurnakan.

Logam artileri

Untuk pembuatan meriam, dan kemudian peralatan ketenteraan yang lain, gangsa sentiasa digunakan. Komposisi aloi yang digunakan untuk tujuan ini, sebagai peraturan, mengandungi 90% kuprum dan hanya 10% timah.

Ini disebabkan oleh fakta bahawa bahan untuk alatan mestilah sangat kuat dan mempunyai ketahanan koyak yang tinggi. Jenama gangsa BrAZhMts10-3-1.5 mempunyai kualiti sedemikian. Sebagai tambahan kepada komponen utama, ia mengandungi 1-2% mangan, yang meningkatkan ciri anti geseran dan suhu.

Membuat loceng gereja

Deringan loceng mestilah merdu, dan bunyinya mesti menyenangkan telinga pada jarak yang jauh. Cukup aneh, tetapi gangsa mempunyai bakat muzik seperti itu. Untuk meningkatkan bunyi loceng, ia diperbuat daripada aloi dengan kandungan timah yang tinggi (dari 20 hingga 22%). Kadang-kadang beberapa perak juga ditambah kepadanya. Jenama gangsa, yang digunakan dalam pembuatan loceng dan alat perkusi lain,tidak sesuai untuk kegunaan praktikal dalam industri lain. Ini disebabkan oleh fakta bahawa aloi sedemikian mempunyai struktur berbutir halus dan peningkatan kerapuhan.

Fosforus dan gangsa aluminium

Ali pertama yang terdiri daripada 90% kuprum, 9% timah dan 1% fosforus telah digunakan oleh Künzel pada tahun 1871. Ia dipanggil gangsa fosfor, dan bahan itu telah menemui aplikasinya terutamanya dalam kejuruteraan mekanikal. Pelbagai bahagian mesin dibuang daripadanya, yang tertakluk kepada peningkatan geseran. Fosforus diperlukan untuk meningkatkan keanjalan dan meningkatkan sifat anti-karat. Kelebihan utama logam ini ialah ia memenuhi mana-mana ceruk dengan sempurna semasa penuangan.

Aluminium gangsa, yang komposisinya dicirikan oleh kandungan tembaga yang tinggi (sehingga 95%), sangat serupa dengan rupa emas. Selain kecantikan, ia mempunyai beberapa kelebihan lain yang tidak dapat dinafikan. Sebagai contoh, penambahan 5% aluminium membolehkan aloi menahan pendedahan jangka panjang kepada persekitaran yang agresif seperti keasidan yang tinggi.

Sebagai bahan untuk pembuatan pelbagai bahagian mesin, logam ini hampir secara universal menggantikan gangsa fosfor dalam kilang kertas dan pengeluaran serbuk bedil kerana rintangan koyakan yang lebih tinggi.

Silikon dan gangsa mangan

Silikon ditambahkan pada aloi untuk meningkatkan kekonduksian elektrik. Kualiti ini digunakan dalam pengeluaran wayar telefon. Komposisi rujukan gangsa silikon adalah seperti berikut: 97.12% kuprum, 1.14% timah, 0.05% silikon.

Paling sukarproses pengeluaran mempunyai aloi yang mengandungi mangan. Seluruh prosedur berlaku dalam beberapa peringkat. Pertama, ferromangan ditambah kepada kuprum cair. Kemudian, setelah mengekalkan rejim suhu yang ditentukan, timah ditambah, dan jika perlu, zink. Firma Inggeris Bronce Company mengeluarkan beberapa gred gangsa mangan dengan kelikatan dan kekerasan yang berbeza. Aloi sedemikian boleh digunakan dalam hampir semua industri.