Bronz je slitina m?di a cinu , p?ipadn? i v malem mno?stvi jinych kov? jako nap?. hliniku, manganu, olova (krom? zinku, kdy se slitina nazyva mosaz ). Star?i ?esky nazev pro bronz je sp?? .

Historie [ editovat | editovat zdroj ]

Bronz a jeho vlastnosti byly objeveny ji? v prav?ku. Pro dominantni pou?iti p?i vyrob? nastroj?, zbrani, ozdob i jinych p?edm?t? se dokonce jedna epocha prav?ku nazyva dobou bronzovou . Objev bronzu znamenal velky technologicky pokrok ve vyrob? nastroj? , zbrani a v nemale mi?e i ?perk?. Proti ?istym kov?m se bronz toti? vyzna?uje vy??i tvrdosti . Dnes se bronz vyu?iva jen pro specialni u?ely a v socha?stvi .

Druhy bronz? [ editovat | editovat zdroj ]

Cinovy bronz [ editovat | editovat zdroj ]

Cinovy bronz obsahuje nejvy?e 33 % cinu, p?i?em? sou?et (Cu + Sn) ma byt nejmen? 99 %. Cinove bronzy pou?ivane technicky maji cinu men?. Struktura cinoveho bronzu je slo?ita a jen obti?n? se dosahne rovnova?neho stavu . Slitiny obsahujici a? asi 16 % Sn se skladaji p?i 520  °C z tuheho roztoku α . Pod touto teplotou se rozpustnost cinu v m?di zmen?uje, pod 500 °C v?ak nenastavaji tem?? ?adne zm?ny. Vlivem zna?neho rozp?ti mezi likvidem a solidem nastava p?i normalnim chladnuti zna?ne odlu?ovani v krystalech α, a vyrovnani struktury difuzi se dosahne jen dlouhodobym ?ihanim p?i 550 °C a? 750 °C. Slitiny obsahujici men? ne? 10 % cinu (asi do 8 % cinu) lze zpracovat tva?enim , slitiny s deseti nebo vice procenty cinu se zpracovavaji litim. Hustota technicky pou?itelnych tva?enych cinovych bronz? je asi 8,8 kg/dm ³ , u bronz? litych asi 8,6 kg/dm ³ . Elektricka vodivost je mala, nebo? cin ji zna?n? sni?uje. U bronz? s 5 % cinu je konduktivita asi 10 m/Ωmm ² (10 S.m/mm ² ), u bronz? s 15 % Sn asi 5 m/Ωmm ² . Odolnost cinovych bronz? proti korozi je dobra, tem?? jako u m?di. Cinove bronzy se pou?ivaji ve slevarenstvi a na vyrobu kluznych lo?isek .

Tva?eny cinovy bronz [ editovat | editovat zdroj ]

Tva?ene cinove bronzy mivaji nej?ast?ji 6?9 % cinu. P?i vyrob? bronzu dochazi ?asto k oxidaci (okysli?eni), co? se nep?izniv? projevuje na jejich vlastnostech a je dobre ne?adouci kyslik odstranit. Odkysli?uji se obvykle fosforem (bronz fosforovy), nej?ast?ji fosforovou m?di P?Cu (42 3018 asi s 10 % P). Sta?i p?isada n?kolika setin procenta . Nejlep?i vlastnosti ma fosforovy bronz, ktery ma po odkysli?eni co nejmen? fosforu. Jen tam, kde se po?aduje co nejv?t?i tvrdost a odolnost proti opot?ebeni (pru?iny, trubky na lo?iskova pouzdra apod.), m??e byt a? asi 0,3 % fosforu. Plechy a pasy se valcuji za tepla z desek, jejich? obsah fosforu smi byt nejvy?e 0,15 %. Proto je vhodn?j?i valcovani za studena. Desky se p?ed valcovanim homogenizuji ?ihanim. Po valcovani se musi plechy op?t vy?ihat a rychle ochladit. Vyrab?ji se plechy tlou??ky a? 0,1 mm. Perov? tvrde plechy z bronzu Cu?Sn 6, ktere jsou ur?eny k zhotovovani kontakt? , musi byt kovov? ?iste. Proto se musi plechy ?ihat za nep?istupu vzduchu nebo se po ?ihani mo?i ve z?ed?ne kyselin? dusi?ne . Bronzove draty se vyrab?ji a? do pr?m?ru 0,03 mm. Cinove bronzy odolavaji velmi dob?e opot?ebeni. Oh?evem bronzu tva?eneho za studena na 300 °C pomalu klesa pevnost , nejv?t?i m?kkosti se dosahne ?ihanim na 650 a? 700 °C. Cinove bronzy se pou?ivaji nej?ast?ji ve stavu litem. Struktura litych bronz? je zna?n? nestejnom?rna, proto?e chladnuti po odliti je pom?rn? rychle. Bronzy se vyrab?ji v kelimkovych nebo plamennych pecich . Do roztavene m?di se p?idava oh?aty cin. Taveninu je t?eba chranit p?ed u?inky vzduchu vrstvou pra?koveho d?ev?neho uhli . Odkysli?uje se fosforem, pop?. ho??ikem , k?emikem , manganem aj.

Hlinikovy bronz [ editovat | editovat zdroj ]

Hlinikovy bronz obsahuje nej?ast?ji 5 % Al. Hlinik zv?t?uje pevnost a tvrdost. Je-li hliniku asi do 9 %, rozpou?ti se v m?di a struktura slitiny se sklada pouze z krystal? α. P?i v?t?im obsahu Al vznikaji take k?ehke krystaly γ' (Cu9Al4) a slitina je tvrd?i a k?eh?i. Na vlastnosti hlinikovych bronz? se strukturou slo?enou z krystal? (α+γ') ma zna?ny vliv rychlost chladnuti. Po rychlem ochlazeni z 900 °C ma slitina velkou pevnost (asi 80  kp /mm ² = cca 800  MPa ), ale nepatrnou ta?nost a kontrakci.

Tva?ena slitina Cu?Al 5 ma m?rnou hmotnost asi 8,2 kg/dm ³ a m?rnou elektrickou vodivost asi 7 m/Ωmm ² (tj. m?rny elektricky odpor cca 0,14 Ωmm ² /m). Je velmi odolna proti korozi, ?aru odolava asi do 800 °C. Krom? podvojnych slitin se pou?ivaji i hlinikove bronzy s dal?imi p?isadovymi prvky. Maji vysokou odolnost proti kyselinam a louh?m , pou?ivaji se proto v agresivnim prost?edi. Vyrab?ji se z nich take potrubi a kohouty pro p?eh?atou paru.

Manganovy bronz [ editovat | editovat zdroj ]

Manganove bronzy se u?ivaji hlavn? jako materialy na m??ici odpory. Resistin , obsahujici asi 15 % manganu , ma m?rny elektricky odpor asi 0,5 Ωmm ² /m. Znam?j?i je manganin (Cu?Mn 13?Ni, podle ?SN 42 3056). Jeho m?rny odpor je asi 0,43 Ωmm ² /m, teplotni sou?initel odporu asi 1,5×10 ^?5 a m?rna termoelektricka sila proti m?di je velmi nizka (1 a? 2 V na 1 °C). Po spravnem um?lem vystarnuti z?stava hodnota odporu stalou ve velmi uzkych mezich po mnoho desetileti. Manganinove odpory se hodi proto na nejp?esn?j?i m??ici odpory ( etalony , kompenza?ni m??eni apod.) i k m??eni malych hodnot nap?ti . Um?lym starnutim se odstrani vliv tva?eni za studena a do­sahne se ustaleni struktury. Um?le starnuti spo?iva v oh?evu na 400 °C po dobu 1 hodiny v neutralnim ovzdu?i (v argonu nebo dusiku ) za vy??iho tlaku. Timto opat?enim se ma omezit vypa?ovani manganu z povrchu dratu, ktere se za?ina projevovat ji? od 350 °C. Po pomalem vychladnuti se drat mo?i, aby se odstranila povrchova vrstva ochuzena o mangan, a pak se drat ulo?i na n?kolik m?sic?. Timto nov?j?im zp?sobem um?leho starnuti se ziska je?t? men?i hodnota teplotniho ?initele odporu ne? p?i star?im zp?sobu um?leho starnuti (oh?ev na 140 °C po 24 hodin).

Manganin se dlouhodob? pou?iva na odporove tlakove senzory pro tlaky v rozsahu 0,1 a? 40 GPa. Jejich princip spo?iva ve zm?n? odporu slitiny p?sobenim tlaku . Tlakovy sou?initel je asi 2,7×10 ^?11  Pa ^?1 , neboli 2,7 % na 1 gigapascal (po um?lem starnuti). ^[1] ?iste kovy se k tomuto u?elu nehodi, proto?e jejich odpor se p?ili? m?ni s teplotou.

Isabelin obsahuje 13 % manganu, 3 % hliniku a zbytek tvo?i m??. Obsah hliniku znesnad?uje m?kke pajeni . Podobne slo?eni i vlastnosti ma novokonstant (12 % manganu, 4 % hliniku, 1,5 % ?eleza a zbytek m??). Pozoruhodne jsou slitiny, je? obsahuji p?i 20 nebo vice procentech manganu p?es 9 % Al. Jsou to tzv. Heuslerovy slitiny, ktere jsou feromagneticke , a?koli neobsahuji ?adne ?elezo .

Niklovy bronz [ editovat | editovat zdroj ]

Jako odporove slitiny na m??ici odpory se pou?ivaji take bronzy niklove . Je to p?edev?im konstantan (Cu?Ni 45?Mn, podle ?SN 42 3065). M?rny elektricky odpor konstantanu se ve zna?nem teplotnim rozsahu m?ni velmi nepatr­n?, a to tak, ?e ho zpo?atku pon?kud ubyva. Teplotni sou?initel elektrickeho odporu mezi 0 a 100 °C je asi 5×10 ^?5 . Nejvy??i teplota p?i pou?iti konstantanu nema p?esahnout 500 °C. Konstantan se pou?iva zejmena na r?zne regula?ni a men? naro?ne m??ici odpory. Je te? materialem na termoelektricke ?lanky, nebo? ma proti m?di velkou termoelektrickou silu 40 V/°C. Pro tuto vlastnost v?ak nelze konstantanu pou?it v p?istrojich na p?esne m??eni velmi malych elektrickych nap?ti. Podobne slitiny s men?im obsahem niklu, nazyvane nikelin (nap?. typu Cu?Ni 30?Mn podle ?SN 42 3064, s 30 % Ni), jsou vhodne do 400 °C. Jejich m?rny odpor je men?i, asi 0,4 Ωmm ² /m. Levn?j?i jsou slitiny obsahujici i zinek , maji v?ak hor?i ?asovou stalost odporu a chemickou odolnost. Podobna slitina ma nap?. slo?eni: 55 % Cu, 30 % Ni, 15 % Zn. Tyto slitiny se hodi k men? naro?nemu pou?iti (spou?t?ci odpory aj.). Nikl zv?t?uje tvrdost bronzu a jeho odolnost proti korozi. Z niklo­vych bronz? se vyrab?ji kondenza?ni trubky pro agresivni vody. Pevnost slitiny se zv?t?uje p?isadou ?eleza . Je-li ve slitin? velky obsah niklu, trubky maji barvu sv?tlou, jako st?ibro .

Niklove bronzy s p?isadou k?emiku jsou vytvrzovatelne (cuprodur). Vytvrzeny cuprodur ma velkou pevnost a ta?nost nejen za normalni teploty, ale i za teploty vy??i, a zejmena za teplot velmi nizkych, a? ?200 °C. Jeho elektricka vodivost je 11 a? 26 m/Ωmm ² (vy??ich hodnot se dosahuje u slitiny vytvrzene). Cuprodur je velmi odolny proti korozi a dob?e tvarny. Hodi se i na ?rouby a matice pro velmi nizke teploty.

Elektrovodny bronz [ editovat | editovat zdroj ]

Elektrovodne bronzy se pou?ivaji na sd?lovaci vedeni, na elektrody bodovych a ?vovych sva?ovacich stroj? apod. Jako telegrafnich ?ili po?tovnich bronz? (42 3019) se ?asto pou?iva slitin s kadmiem , ktere maji p?i zna?ne pevnosti i dobrou vodivost. Nap?iklad kadmiovy bronz s 1 % Cd dosahuje tva?enim za studena pevnosti asi 70 kp/mm ² p?i vodivosti asi 45 m/ Ωmm ² ; je to asi 80 % vodivosti m?di. Kadmium je zarove? dobrym odkysli?ovadlem.

Velke po?adavky na pevnost a zejmena na odolnost proti opot?ebeni p?i dostate?ne vodivosti jsou u elektrod pro sva?ovaci stroje bodove i ?vove. Nale?ita pevnost a odolnost proti opot?ebeni musi byt zachovana i p?i vy??ich teplotach. Na elektrody pro sva?ovani oceli se pou?iva bronz? Cu?Ag 4?Cd (42 3290), ktere maji vodivost asi 48m/Ωmm ² a svou pevnost a odolnost proti opot?ebeni si udr?uji asi do 300 °C. Jinou vhodnou slitinou je vytvrzovatelny chromovy bronz asi s 1 % Cr , s obdobnymi vlastnostmi. Vytvrzuje se zakalenim z teploty asi 900 °C a um?lym starnutim p?i 450 °C po 2 hodiny. Bronzy obsahujici asi 2,5 % kobaltu a 0,5 % berylia se hodi pro provozni tep­loty do 400 °C. Jsou take vytvrzovatelne, maji asi polovi?ni vodivost ne? m??, jsou v?ak zna?n? drahe. Velmi dob?e se osv?d?uji elektrody ze spekaneho wolframoveho pra?ku, napu?t?neho m?di (80 % W+ + 20 % Cu), ktere v?ak nepat?i mezi bronzy. Do teto kategorie take spada tzv. trolejovy bronz , jen? je pou?ivan pro vystavbu trolejovych vedeni u?ivanych v doprav?.

Beryliovy bronz [ editovat | editovat zdroj ]

Beryliove bronzy se mohou uplatnit tam, kde jsou vysoke po?adavky na mechanicke vlastnosti p?i velke vodivosti. Obvykle se nepou?iva slitin podvojnych; krom? 0,5 a? 2,3 % berylia obsahuji take nikl , ?elezo , kobalt , chrom aj. Beryliove bronzy jsou vytvrzovatelne. P?i 864 °C se v m?di rozpou?ti asi 2,7 % Be, za normalni teploty v?ak men? ne? 0,2 %. Vytvrzuji se ochlazenim z 800 °C ve vod? (po n?m? m??e nasledovat tva?eni za studena) a um?lym starnutim p?i 300 °C po 2 a? 3 hodiny.

Vytvrzeny perovy bronz ma pevnost asi 140 kp/mm ² p?i ta?nosti asi 3 %. Krom? velke pevnosti, a to i za vy??ich teplot, jsou beryliove bronzy zna?n? odolne proti korozi a proti opot?ebeni, maji vysokou mez unavy i v korodujicim prost?edi, vysokou mez te?eni, jsou nemagneticke a dob?e elektricky vodive. Velmi dobrou vodivost ma nap?. slitina se 2 % Ni a 0,5 % Be. Hodi se hlavn? na pru?iny pracujici v koroznim prost?edi, na ventily ?erpadel na louhy, na kuli?ky korozivzdornych kuli?kovych lo?isek (asi 2 % Be + Ni), na nastroje, ktere p?i narazu nesm?ji jisk?it (asi 2 % Be), na velmi namahane elektrody bodovych a ?vovych sva?e?ek apod.

Olov?ny bronz [ editovat | editovat zdroj ]

Olov?ne bronzy jsou slitiny m?di s olovem , jeho? byva nejvy?e asi 38 %. a pop?. s dal?imi kovy, hlavn? s cinem; n?kdy se p?idava i Ni, Zn nebo Mn, ktere maji zlep?it stejnom?rnost struktury. Olov?ne bronzy slou?i hlavn? jako kovy lo?iskove . V tuhem stavu je rozpustnost olova v m?di nepatrna a pro zna?ny rozdil m?rnych hmotnosti obou kov? m??e nastat odm??ovani olova. U lo?iskovych kov? se po?aduje, aby v pevne zakladni m?d?ne hmot? bylo olovo jemn? rozptyleno. Z olov?nych bronz? se bu? odlevaji cele lo?iskove panve nebo se jimi vylevaji panve ocelove. Olov?ne bronzy s p?isadou cinu a a? 10 % Pb se hodi jak na vylevani op?rnych ocelovych panvi, tak na odlitky celych panvi, kde?to olov?nych bronz? bez cinu, s 20 a? 40 % Pb, da se pou?it jen na vylevani op?rnych ocelovych panvi. Vylevane panve, obvykle tenkost?nne, s velmi tenkou vystelkou z olov?neho bronzu. Jsou lep?i ne? plnost?nne, nebo? spojuji velkou pevnost ocelove op?rne panve s dobrymi kluznymi vlastnostmi olov?neho bronzu a krom? toho se uspo?i ne?elezne kovy. Panve vylite olov?nym bronzem se pou?ivaji pro velmi namahana lo?iska, kde je m?rny tlak v?t?i ne? 100 kp/cm ² . Nejvy??i p?ipustne m?rne tlaky jsou 300 a? 400 kp/cm ² , n?kdy i vice, nejv?t?i obvodove rychlosti do 10 m/s.

?erveny bronz [ editovat | editovat zdroj ]

?ervene bronzy jsou slitiny m?di, cinu, zinku a ?asto te? olova, ktere zlep?uje obrobitelnost. Jsou ur?eny na vyrobu odlitk? pou?ivanych tam, kde se nehodi ?eda litina pro malou odolnost proti korozi apod.

Arsenovy bronz [ editovat | editovat zdroj ]

V prav?ku a starov?ku byla vyrab?na arsenovy bronz (te? arsenova m?? ), ktera byl tvrd?i ne? ?ista m?? a srovnatelny s bronzem. Jeho pou?ivani bylo prokazano nap?. na lokalit? Giza na osidleni stavitel? pyramid . Arsenovy bronz se pou?ival na nastroje, zatimco cinovy bronz byl jako vzacn?j?i pou?ivan p?edev?im na nadoby. ^[2]

Dal?i druhy bronz? [ editovat | editovat zdroj ]

Zvla?tnim druhem bronzu je d?lovina , slitina m?di a 10 % cinu ur?ena k vyrob? hou?evnatych odlitk? d?lovych hlavni historickych zbrani.

Jinou zvla?tni slitinou je take zvonovina ur?ena pro vyrobu kostelnich zvon? .

Reference [ editovat | editovat zdroj ]

Souvisejici ?lanky [ editovat | editovat zdroj ]

• D?lovina
• Zvonovina
• Lo?isko
• M??
• Doba bronzova

Externi odkazy [ editovat | editovat zdroj ]

• Obrazky, zvuky ?i videa k tematu bronz na Wikimedia Commons
• Slovnikove heslo bronz ve Wikislovniku