Бронза — сплав меди¶

Бронза — группа сплавов меди преимущественно с оловом, а также с алюминием, кремнием, бериллием, свинцом и другими элементами; один из первых искусственных сплавов, освоенных человеком. Отличается от латуни тем, что в качестве основного легирующего компонента выступает не цинк, а олово или иные элементы. Твёрдость, износостойкость и коррозионная стойкость делают бронзу конструкционным материалом для машиностроения, а её историческая роль в переходе к металлическому веку — предметом археологии и истории техники.

¶Этимология

Слово «бронза» происходит от итал. bronzo, которое, по одной из версий, восходит к персидскому birinj («медь») или итальянскому диалектному berozo. В русский язык термин вошёл в XVIII веке вместе с развитием металлургической терминологии.

¶Состав и классификация

Классическая оловянная бронза содержит от 5 до 30 % олова, остальное приходится на медь. По химическому составу различают:

• Оловянные бронзы — Cu–Sn, основной исторический тип.
• Безоловянные (многокомпонентные) — с алюминием (алюминиевые бронзы Cu–Al), кремнием (кремнистые Cu–Si), бериллием (бериллиевые Cu–Be), свинцом (свинцовистые, используются как антифрикционные), никелем, марганцем и другими добавками.

Легирующие элементы придают сплаву специфические свойства: бериллиевые бронзы обладают высокой упругостью и применяются для пружин и электрических контактов; алюминиевые — повышенной прочностью и коррозионной стойкостью; свинцовистые — хорошей обрабатываемостью резанием.

¶История

¶Ранняя бронза

Первые бронзовые изделия датируются IV тысячелетием до н. э. Ранняя бронза возникала как побочный продукт плавки медных руд, содержащих олово или мышьяк. Мышьяковистые бронзы (Cu–As) предшествовали оловянным в некоторых регионах — в частности, в Анатолии и на Ближнем Востоке. Переход от медного века к бронзовому (бронзовый век) произошёл на Ближнем Востоке около 3300 г. до н. э., в Европе — около 2200 г. до н. э.

¶Бронзовый век в России

На территории России ранняя бронза появилась в III тысячелетии до н. э. в Поволжье и Приуралье, где развивались металлургические центры с использованием местных медных и оловянных руд. Памятники срубной и абашевской культур демонстрируют широкое распространение бронзовых орудий и оружия.

¶Античность и Средневековье

В Древнем Риме и Греции бронза применялась для скульптур, монет, оружия и утвари. Технология литья достигла высокого совершенства — известны бронзовые статуи, отлитые по методу утраченного воска. В Средние века бронза оставалась основным материалом для колоколов, артиллерийских орудий и декоративных изделий.

¶Свойства

Бронза устойчива к коррозии, в том числе морской воде, обладает низким трением и хорошо льётся. Многие бронзы деформируются без заметного упрочнения при охлаждении, поэтому подвергаются термической обработке.

¶Производство

Основной способ получения бронзовых изделий — литьё (в песчаные формы, по выплавляемым моделям, центробежное). Прокатка и ковка применяются для безоловянных бронз, обладающих большей пластичностью. В России крупнейшими производителями бронзовой продукции исторически были заводы Урала, Санкт-Петербурга и Подмосковья; в настоящее время выпуском бронзовых сплавов занимаются, в частности, «Кольская горно-металлургическая компания», «Уралредмет» и ряд других предприятий.

¶Применение

• Машиностроение — подшипники скольжения, втулки, шестерни, антифрикционные детали.
• Электротехника — пружины, контакты, токоведущие элементы (бериллиевые бронзы).
• Архитектура и искусство — скульптуры, памятники, колокола, кровельные изделия.
• Судостроение — гребные винты, детали, работающие в морской воде.
• Монетное дело — бронза применялась для чеканки монет с XIX века.

¶Интересные факты

• Патина — зеленоватая плёнка на старой бронзе — состоит в основном из карбоната и хлорида меди; она защищает металл от дальнейшей коррозии.
• Колокольная бронза содержит около 78 % меди, 22 % олова и небольшие добавки цинка и свинца — такой состав обеспечивает чистоту тона.
• Термин «бронзовый век» введён датским археологом Кристианом Юргенсомом Томсеном в 1836 году в рамках трёхсистемной периодизации каменного, бронзового и железного веков.

¶Источники

• Справочник химика: Бронзы
• Большая советская энциклопедия, ст. «Бронза»
• Термохимические свойства сплавов, под ред. Е. Ф. Литвинова
• Рыбаков Б. А. «Древности Хакасии»