БРО́НЗА

БРО́НЗА (франц. bronze, от итал. bron­zo), сплав на ос­но­ве ме­ди, ле­ги­рую­щи­ми до­бав­ка­ми ко­то­ро­го яв­ля­ют­ся оло­во, алю­ми­ний, крем­ний, бе­рил­лий и др. хи­мич. эле­мен­ты, за ис­клю­че­ни­ем цин­ка и ни­ке­ля (сплав ме­ди с цин­ком на­зы­ва­ет­ся ла­ту­нью, с ни­ке­лем – мед­но-ни­ке­ле­вым спла­вом). В за­ви­си­мо­сти от ле­ги­рую­ще­го эле­мен­та раз­ли­ча­ют со­от­вет­ствен­но Б. оло­вян­ную, алю­ми­ние­вую, крем­ние­вую, бе­рил­лие­вую и др. Б. име­ет зо­ло­ти­сто-жёл­тый цвет, од­на­ко при окис­ле­нии по­верх­но­ст­но­го слоя при­об­ре­та­ет ок­ра­ску от зе­лё­ной до гус­то-ко­рич­не­вой или чёр­ной. Б. об­ла­да­ет вы­со­ки­ми твёр­до­стью и проч­но­стью, хо­ро­ши­ми ан­ти­фрик­ци­он­ны­ми и ли­тей­ны­ми свой­ст­ва­ми, лег­ко об­ра­ба­ты­ва­ет­ся ре­за­ни­ем. Б. под­раз­де­ля­ют­ся на де­фор­ми­руе­мые (вы­пус­ка­ют­ся в ви­де лент, по­лос, про­во­ло­ки) и ли­тей­ные (для из­го­тов­ления ли­тых фа­сон­ных де­та­лей и кон­струк­ций пром. на­зна­че­ния, де­ко­ра­тив­но-при­клад­ных из­де­лий, скульп­ту­ры).

Оло­вян­ные Б. обыч­но со­дер­жат 2,5–20% Sn. Хо­ро­шо об­ра­ба­ты­ва­ют­ся ре­за­ни­ем, пая­ют­ся, ху­же сва­ри­ва­ют­ся. Вы­со­кая кор­ро­зи­он­ная стой­кость ли­тей­ных Б. обу­слов­ли­ва­ет их при­ме­не­ние для из­го­тов­ле­ния па­ро­во­дя­ной ар­ма­ту­ры, ра­бо­таю­щей под дав­ле­ни­ем. Де­фор­ми­руе­мые Б., об­ла­даю­щие вы­со­ки­ми уп­ру­ги­ми свой­ст­ва­ми и со­про­тив­ле­ни­ем ус­та­ло­сти, ис­поль­зу­ют­ся для из­го­тов­ле­ния пло­ских пру­жин в точ­ной ме­ха­ни­ке, элек­тро­тех­ни­ке, хи­мич. ма­ши­но­строе­нии и др. об­лас­тях пром-сти. На­ря­ду с оло­вян­ны­ми по­лу­чи­ли рас­про­стра­не­ние Б., ле­ги­ро­ван­ные др. эле­мен­та­ми, час­то пре­вос­хо­дя­щие оло­вян­ные по мн. свой­ст­вам. Алю­ми­ние­вые Б. со­дер­жат 5–12% Al. Алю­ми­ний при до­бав­ле­нии к ме­ди зна­чи­тель­но улуч­ша­ет ме­ха­нич. свой­ст­ва по­след­ней. Твёр­дость алю­ми­ние­вых Б. мож­но из­ме­нять пу­тём за­кал­ки и от­пус­ка. При­ме­ня­ют для из­го­тов­ле­ния вы­со­ко­проч­ных и кор­ро­зи­он­но­стой­ких де­та­лей и кон­ст­рук­ций (сёд­ла кла­па­нов, час­ти на­со­сов и тур­бин, шес­тер­ни и др.), пред­на­зна­чен­ных для ра­бо­ты как при обыч­ной, так и по­вы­шен­ной темп-рах (до 500 °C). Крем­ни­стые Б. со­дер­жат до 3% Si; об­ла­да­ют вы­со­ки­ми ме­ха­нич. (осо­бен­но уп­ру­ги­ми) свой­ст­ва­ми, из­но­со­стой­ко­стью. Для фа­сон­ных от­ли­вок при­ме­ня­ют­ся ред­ко, т. к. ли­тей­ные свой­ст­ва крем­ни­стых Б. ни­же, чем оло­вян­ных и алю­ми­ние­вых. Их ис­поль­зу­ют вме­сто бо­лее до­ро­гих оло­вян­ных Б. при из­го­тов­ле­нии ан­ти­фрик­ци­он­ных де­та­лей, а так­же для за­ме­ны бе­рил­лие­вых Б. при про­из-ве пру­жин, мем­бран и др. де­та­лей при­бо­ров, ра­бо­таю­щих в пре­сной и мор­ской во­де. Бе­рил­лие­вые Б. со­дер­жат 1,6–2,6% Ве; ха­рак­те­ри­зу­ют­ся чрез­вы­чай­но вы­со­ки­ми пре­де­ла­ми уп­ру­го­сти, проч­но­сти, а так­же твёр­до­стью и кор­ро­зи­он­ной стой­ко­стью в со­че­та­нии с по­вы­шен­ны­ми со­про­тив­ле­ния­ми ус­та­ло­сти, пол­зу­че­сти и из­но­су. Бе­рил­лие­вые Б. яв­ля­ют­ся те­п­ло­стой­ки­ми ма­те­риа­ла­ми, ус­той­чи­во ра­бо­таю­щи­ми при темп-ре до 500 °C. Об­ла­да­ют вы­со­кой те­п­ло- и элек­тро­про­вод­но­стью; при уда­рах не об­ра­зу­ют искр. Они хо­ро­шо сва­ри­ва­ют­ся то­чеч­ной и ро­ли­ко­вой свар­кой. При­ме­ня­ют­ся для из­го­тов­ле­ния де­та­лей от­ветств. на­зна­че­ния: уп­ру­гих эле­мен­тов точ­ных элек­трон­ных при­бо­ров (кон­так­ты, разъ­ё­мы, пло­ские пру­жи­ны, мем­бра­ны); де­та­лей, ра­бо­таю­щих на из­нос (ку­лач­ки, шес­тер­ни, чер­вяч­ные пе­ре­да­чи); под­шип­ни­ков, ра­бо­таю­щих при вы­со­ких ско­ро­стях, боль­ших дав­ле­ни­ях и по­вы­шен­ных темп-рах; ин­ст­ру­мен­тов для ра­бо­ты во взры­во­опас­ных сре­дах – в шах­тах, на га­зо­вых за­во­дах.

Осо­бую груп­пу со­став­ля­ют Б., об­ла­даю­щие по­вы­шен­ной жа­ро­проч­но­стью (спла­вы ме­ди с хро­мом, же­ле­зом, ко­баль­том и др.) и вы­со­кой те­п­ло- и элек­тро­про­вод­но­стью (спла­вы ме­ди с хро­мом, цир­ко­ни­ем, со­вме­ст­но с ко­баль­том и ни­ке­лем).

Историческая справка

Судя по раз­ра­бот­кам ря­да ис­сле­до­ва­те­лей, пер­вые мно­го­числ. се­рии из­де­лий из Б. с ис­кусств. при­ме­сью мышь­я­ка по­яв­ля­ют­ся в нач. 4-го тыс. до н. э. в Цир­кум­пон­тий­ской ме­тал­лур­ги­че­ской про­вин­ции. Оло­вян­ные Б. вхо­дят в упот­реб­ле­ние в осн. с 3-го тыс., а рас­цвет их при­ме­не­ния при­хо­дит­ся на 2-е тыс., осо­бен­но там, где на­хо­ди­лись круп­ные, лег­ко дос­туп­ные ме­сто­ро­ж­де­ния оло­вян­ных руд (Ев­ро­пей­ская ме­тал­лур­ги­че­ская про­вин­ция, Вос­точ­но-Ази­ат­ская ме­тал­лур­ги­че­ская про­вин­ция). С 3-го тыс. до н. э. ши­ро­ко ис­поль­зо­ва­лись и мно­го­ком­по­нент­ные спла­вы на мед­ной ос­но­ве с ис­кусств. при­ме­ся­ми мышь­я­ка, сурь­мы, оло­ва, свин­ца, се­реб­ра и не­ко­то­рых др. эле­мен­тов. Эпо­ха в ис­то­рии че­ло­ве­че­ст­ва, ко­гда Б. яв­ля­лась осн. ма­те­риа­лом для из­го­тов­ле­ния ору­жия, ору­дий тру­да, ук­ра­ше­ний и др. из­де­лий (брон­зо­вый век), за­кон­чи­лась в нач. 1-го тыс. до н. э., сме­нив­шись же­лез­ным ве­ком.

Для из­го­тов­ле­ния слож­ных по фор­ме из­де­лий ис­поль­зо­ва­ли Б., бо­лее на­сы­щен­ную при­ме­ся­ми, что де­ла­ло рас­плав лег­ко­те­ку­чим, но рез­ко по­вы­ша­ло хруп­кость за­стыв­ше­го ме­тал­ла. Та­кой ма­те­ри­ал при­го­ден для ук­ра­ше­ний, но не для ору­дий. По­это­му в древ­них ору­жии и ору­ди­ях тру­да, как пра­ви­ло, при­месь мышь­я­ка не пре­вы­ша­ла 5–7%, оло­ва – 10–12%, а в ук­ра­ше­ни­ях сум­ма при­ме­сей к ме­ди дос­ти­га­ла 25–30% и бо­лее. Ко­ло­ко­ла, а позд­нее и ору­дий­ные ство­лы, от­ли­ва­ли из оло­вян­ной Б. (ко­ло­коль­ная Б. со­дер­жа­ла до 20% Sn, а ору­дий­ная – до 10%).