Сравнение бронзы и меди
Содержание:
26.06.2018 12:29 |
Разобраться в вопросах отличия меди от бронзы можно, если сравнить основные свойства металлов, происхождение, сферу применения. Медь в виде самородков и крупинок без посторонних примесей была открыта в каменном веке. Она использовалась людьми для производства ножей, оружия, посуды, кувшинов, чаш, предметов обихода и различных приспособлений. После открытия бронзы — сплава олова и меди, популярность последней еще более возросла, но с появлением железа добыча снизилась. С открытием электричества металл вернул себе былую популярность. В качестве отличного проводника электричества она активно применяется в современной промышленности.
Свойства и характеристики меди
При взаимодействии с кислородом воздуха на поверхности образуется оксидная пленка желто-красного цвета. В чистом виде металл отличается достаточной пластичностью и мягкостью. Твердость материала повышается с добавлением примесей олова, в результате чего появилась бронза — древнейший сплав, созданный древним человеком. Свинец и цинк, добавленный к бронзе, делают последнюю более текучей и мягкой. Из данного вида металла методом литья получают корабельные винты, скульптуры, медали.
В отличие от железа он не имеет магнитных свойств, однако отличается высокими показателями электропроводности и теплопроводности, что объясняет широкий спектр применения. С добавлением примесей данные свойства снижаются. Тугоплавкий, но не очень твердый металла характеризует высокая температура кипения, плавления, плотность.
В вопросах процесса коррозии она проявляет высокую стойкостью. Например, при взаимодействии с водой железо окисляется быстрее. Химическая активность металла невысока, в условиях сухого воздуха окисления не происходит. Амфотерность или двойственность выражается в способности проявлять характеристики, в зависимости от условий, параметры основания или кислоты. Металл легко прокатывается в листы и ленты, протягивается в тонкую проволоку толщиной тысячные доли миллиметра.
Важные отличия
Медь и бронза имеют большое сходство по цвету. При сдаче лома проводится оценка сплавов в лабораторных условиях. Провести разграничения, при необходимости, несложно, если учитывать характерные особенности бронзового сплава. К ним относится:
- более пластичная медь имеет красно-розовый или красно-коричневый оттенок, цвет бронзы зависит от доминантного элемента: магния, бериллия, алюминия, которые придают ей красновато-золотые, серовато-коричневые, розовые, желто-розовые оттенки;
- при воздействии солевого раствора предметы из меди изменяют цвет, темнеют, а бронза сохраняет свой оттенок неизменным;
- по свойствам эластичности медная проволока или пластина просто гнется руками, при сверлении образуется витиеватая стружка, при сверлении твердого и хрупкого сплава образуются сколотые опилки, тонкие и мелкие;
- изделия из бронзы, в зависимости от состава, согнуть достаточно сложно, по прочности они могут превосходить даже сталь;
- в процессе естественного патинирования медные изделия покрываются зеленоватым налетом при длительном контакте с воздухом, для бронзовых изделий данная реакция не характерна.
Латунь и бронза имеют различный химический состав и свойства, но внешний вид этих сплавов практически идентичен. Обычному человеку, не задействованному в промышленном производстве сплавов, отличить бронзу от латуни очень тяжело. Поэтому стоит разобраться, какие свойства характерны этим сплавам, в чем их отличия, и как определить из какого сплава изготовлен покупаемый предмет.
Свойства бронзы и латуни
Бронза и латунь – это металлические сплавы, которые производятся на основе меди. Разница между ними заключается в основном легирующем материале. Это влияет на физические и химические свойства этих сплавов. Соответственно состав бронзы и латуни напрямую влияет на сферы применения этих материалов.
Бронза – это сплав на основе меди с добавлением таких легирующих материалов как олово, бериллий, кремний, алюминий и свинец. Также могут применяться другие компоненты, например, цинк или никель. В таком случае сплав называется шпиатр, он значительно дешевле, но также и уступает по физическим характеристикам.
Внешний вид бронзы
Существует несколько типов бронзовых сплавов, которые отличаются в зависимости от основного легирующего компонента. На сегодняшний день выделяют:
Также существует классификация в зависимости от наличия в составе олова. Исходя из этого выделяют оловянную бронзу – сплав меди и олова, и безоловянную. Также существует мышьяковый тип, но на сегодняшний день он не применяется в производстве.
Латунь представляет собой сплав меди и цинка, с возможным содержанием других компонентов: никель, свинец, олово, железо, марганец и других. Данный сплав известен с древних времен. Скорее всего, он был разработан римлянами, которые сплавляли медь с цинковой рудой. Цинк в чистом виде начали применять только в конце XVII века в Англии.
Латунь похожа на золото, из-за чего она часто использовалась для подделки золотых монет.
Благодаря мелкозернистой структуре, ее широко применяют в промышленности. На сегодняшний день стало популярным производство биметалла сталь-латунь. Готовый материал обладает повышенной устойчивостью к коррозии и физическому износу. При этом такой сплав довольно пластичный и легко поддается литью и физическими изгибу.
Внешний вид латуни
Существует разновидность под названием томпак, который применяется в художественном литье, изготовлении фурнитуры и знаков отличия.
Основные отличия сплавов
Несмотря на схожий внешний вид из-за использования меди в качестве основы, бронза и латунь имеют определенные отличия, что обосновывается добавлением олова и цинка. Благодаря этому сфера применения обоих материалов довольно широка и разнообразна.
Бронза довольно часто используется скульпторами. Она отлично подходит для производства памятников, скульптур, бюстов, оград и других художественных изделий. Она может сотни лет стоять, не изменяя формы и структуры. Латунь для таких целей используется довольно редко, что связано с высокой пластичностью этого сплава, которая негативно влияет на долговечность и износостойкость скульптур.
Латунь и бронза
Из-за своих свойств, одним из которых является устойчивость к соленной морской воде, бронза раньше широко использовалась в морском деле. Чтобы латунь обрела такое же свойство, необходимо добавить такие легирующие компоненты, как алюминий, олово или свинец.
Несмотря на внешнюю схожесть, имеются небольшие различия между бронзой и латунью, которые можно рассмотреть невооруженным глазом. Следует выделить основное – отличие бронзы и латуни по цвету. Бронза имеет темно-коричневый оттенок, латунь в свою очередь светлее, напоминая золото из-за желтоватого оттенка.
Следует выделить основные отличия этих двух сплавов:
- Бронза производится способом сплавления меди и олова, с возможным добавлением различных примесей. Латунь получают путем производства сплава меди и цинка, но также, как и бронза, она может иметь в составе дополнительные компоненты.
- Бронза отличается крупнозернистой структурой, латунь, в свою очередь, мелкозернистая и довольно гладкая. Увидеть структуру можно рассмотрев металлические изделия на изломе.
- Бронза имеет темно-коричневый оттенок, латунь – желтоватый.
- Бронза устойчива к воздействию агрессивной внешней среды, латунь же может разрушаться даже под воздействием морской воды. В этом заключается разнообразие сфер применения сплавов.
- Изделия из бронзы намного прочнее и тяжелее латунных, а также отличаются повышенной износостойкостью.
- Благодаря своим свойствам, в промышленности бронза используется намного чаще, но латунь применяется в составе биметалла сталь-латунь, свойства которого превышают свойства бронзы.
Несмотря на многие отличия, определить в быту из какого сплава изготовлено изделие довольно сложно, но воспользовавшись несколькими методами можно справиться с этой задачей.
Как отличить латунь от бронзы в домашних условиях
Очень часто при покупке старой мебели, статуэток и других предметов возникает дилемма, из какого материала они изготовлены. На первый взгляд они ничем не отличаются, но при более детальном рассмотрении и использовании нескольких методов определения можно точно определить тип сплава.
На сегодняшний день существует несколько способов как отличить латунь и бронзу в домашних условиях:
- Определение на глаз. Для этого нужно иметь изделия из двух сплавов, чтобы можно было сравнить их. Взяв их в руки можно четко определить, что бронза намного тяжелее латуни. При хорошем освещении и чистой поверхности можно детально рассмотреть цвет поверхности. Бронза гораздо темнее, а латунь желтее.
- Если вы имеете несколько идентичных предметов невысокой стоимости, можно повредить один из них. С бронзой сделать это тяжелее, так как она значительно прочнее. Разломав предмет следует взглянуть на излом. Латунь имеет мелкозернистую и гладкую структуру.
- Наиболее достоверный способ отличия – это воздействие реактивами. Но для этого нужно иметь определенное оборудование, опыт работы с реактивами и азотную кислоту.
Для начала нужно сделать немного металлической стружки, затем поместить ее в отдельные пробирки и залить 50% раствором. После растворения большей части, пробирки нужно нагреть. Жидкость с латунью останется прозрачной, а в жидкости с бронзой появиться белый осадок олова.
При отсутствии реактивов, можно воспользоваться раствором морской соли, поместив в нее стружку. Бронзовая стружка никак не изменится, а латунная поменяет внешний вид.
Также можно просто посмотреть на предмет. Если старый предмет не поддался изменениям и разрушению после многих лет, то это скорее всего бронза, так как она намного устойчивее к внешнему воздействию и менее подвержена износу.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Теплопроводность латуни и бронзы
В таблице приведены значения теплопроводности латуни, бронзы, а также медно-никелевых сплавов (константана, копели, манганина и др.) в зависимости от температуры — в интервале от 4 до 1273 К.
Теплопроводность латуни, бронзы и других сплавов на основе меди при нагревании увеличивается. По данным таблицы, наибольшей теплопроводностью из рассмотренных сплавов при комнатной температуре обладает латунь Л96. Ее теплопроводность при температуре 300 К (27°С) равна 244 Вт/(м·град).
Также к медным сплавам с высокой теплопроводностью можно отнести: латунь ЛС59-1, томпак Л96 и Л90, томпак оловянистый ЛТО90-1, томпак прокатный РТ-90. Кроме того, теплопроводность латуни в основном выше теплопроводности бронзы. Следует отметить, что к бронзам с высокой теплопроводностью относятся: фосфористая, хромистая и бериллиевая бронзы, а также бронза БрА5.
Медным сплавом с наименьшей теплопроводностью является марганцовистая бронза — ее коэффициент теплопроводности при температуре 27°С равен 9,6 Вт/(м·град).
Теплопроводность медных сплавов всегда ниже теплопроводности чистой меди при прочих равных условиях. Кроме того, теплопроводность медно-никелевых сплавов имеет особенно низкое значение. Самым теплопроводным из них при комнатной температуре является мельхиор МНЖМц 30-0,8-1 с теплопроводностью 30 Вт/(м·град).
| Сплав | Температура, К | Теплопроводность, Вт/(м·град) |
|---|---|---|
| Медно-никелевые сплавы | ||
| Бериллиевая медь | 300 | 111 |
| Константан зарубежного производства | 4…10…20…40…80…300 | 0,8…3,5…8,8…13…18…23 |
| Константан МНМц40-1,5 | 273…473…573…673 | 21…26…31…37 |
| Копель МНМц43-0,5 | 473…1273 | 25…58 |
| Манганин зарубежного производства | 4…10…40…80…150…300 | 0,5…2…7…13…16…22 |
| Манганин МНМц 3-12 | 273…573 | 22…36 |
| Мельхиор МНЖМц 30-0,8-1 | 300 | 30 |
| Нейзильбер | 300…400…500…600…700 | 23…31…39…45…49 |
| Латунь | ||
| Автоматная латунь UNS C36000 | 300 | 115 |
| Л62 | 300…600…900 | 110…160…200 |
| Л68 латунь деформированная | 80…150…300…900 | 71…84…110…120 |
| Л80 полутомпак | 300…600…900 | 110…120…140 |
| Л90 | 273…373…473…573…673…773…873 | 114…126…142…157…175…188…203 |
| Л96 томпак волоченый | 300…400…500…600…700…800 | 244…245…246…250…255…260 |
| ЛАН59-3-2 латунь алюминиево-никелевая | 300…600…900 | 84…120…150 |
| ЛМЦ58-2 латунь марганцовистая | 300…600…900 | 70…100…120 |
| ЛО62-1 оловянистая | 300 | 99 |
| ЛО70-1 оловянистая | 300…600 | 92…140 |
| ЛС59-1 латунь отожженая | 4…10…20…40…80…300 | 3,4…10…19…34…54…120 |
| ЛС59-1В латунь свинцовистая | 300…600…900 | 110…140…180 |
| ЛТО90-1 томпак оловянистый | 300…400…500…600…700…800…900 | 124…141…157…174…194…209…222 |
| Бронза | ||
| БрА5 | 300…400…500…600…700…800…900 | 105…114…124…133…141…148…153 |
| БрА7 | 300…400…500…600…700…800…900 | 97…105…114…122…129…135…141 |
| БрАЖМЦ10-3-1,5 | 300…600…800 | 59…77…84 |
| БрАЖН10-4-4 | 300…400…500 | 75…87…97 |
| БрАЖН11-6-6 | 300…400…500…600…700…800 | 64…71…77…82…87…94 |
| БрБ2, отожженая при 573К | 4…10…20…40…80 | 2,3…5…11…21…37 |
| БрКд | 293 | 340 |
| БрКМЦ3-1 | 300…400…500…600…700 | 42…50…55…54…54 |
| БрМЦ-5 | 300…400…500…600…700 | 94…103…112…122…127 |
| БрМЦС8-20 | 300…400…500…600…700…800…900 | 32…37…43…46…49…51…53 |
| БрО10 | 300…400…500 | 48…52…56 |
| БрОС10-10 | 300…400…600…800 | 45…51…61…67 |
| БрОС5-25 | 300…400…500…600…700…800…900 | 58…64…71…77…80…83…85 |
| БрОФ10-1 | 300…400…500…600…700…800…900 | 34…38…43…46…49…51…52 |
| БрОЦ10-2 | 300…400…500…600…700…800…900 | 55…56…63…68…72…75…77 |
| БрОЦ4-3 | 300…400…500…600…700…800…900 | 84…93…101…108…114…120…124 |
| БрОЦ6-6-3 | 300…400…500…600…700…800…900 | 64…71…77…82…87…91…93 |
| БрОЦ8-4 | 300…400…500…600…700…800…900 | 68…77…83…88…93…96…100 |
| Бронза алюминиевая | 300 | 56 |
| Бронза бериллиевая состаренная | 20…80…150…300 | 18…65…110…170 |
| Бронза марганцовистая | 300 | 9,6 |
| Бронза свинцовистая производственная | 300 | 26 |
| Бронза фосфористая 10% | 300 | 50 |
| Бронза фосфористая отожженая | 20…80…150…300 | 6…20…77…190 |
| Бронза хромистая UNS C18200 | 300 | 171 |
Примечание: Температура в таблице дана в градусах Кельвина!
Температура плавления латуни
Температура плавления латуни рассмотренных марок изменяется в интервале от 865 до 1055 °С. Наиболее легкоплавкой является марганцовистая латунь ЛМц58-2 с температурой плавления 865°С. Также к легкоплавким латуням можно отнести: Л59, Л62, ЛАН59-3-2, ЛКС65-1,5-3 и другие.
Наибольшую температуру плавления имеет латунь Л96 (1055°С). Среди тугоплавких латуней по данным таблицы можно также выделить: латунь Л90, ЛА85-0,5, томпак оловянистый ЛТО90-1.
| Латунь | t, °С | Латунь | t, °С |
|---|---|---|---|
| Л59 | 885 | ЛМц55-3-1 | 930 |
| Л62 | 898 | ЛМц58-2 латунь марганцовистая | 865 |
| Л63 | 900 | ЛМцА57-3-1 | 920 |
| Л66 | 905 | ЛМцЖ52-4-1 | 940 |
| Л68 латунь деформированная | 909 | ЛМцОС58-2-2-2 | 900 |
| Л70 | 915 | ЛМцС58-2-2 | 900 |
| Л75 | 980 | ЛН56-3 | 890 |
| Л80 полутомпак | 965 | ЛН65-5 | 960 |
| Л85 | 990 | ЛО59-1 | 885 |
| Л90 | 1025 | ЛО60-1 | 885 |
| Л96 томпак волоченый | 1055 | ЛО62-1 оловянистая | 885 |
| ЛА67-2,5 | 995 | ЛО65-1-2 | 920 |
| ЛА77-2 | 930 | ЛО70-1 оловянистая | 890 |
| ЛА85-0,5 | 1020 | ЛО74-3 | 885 |
| ЛАЖ60-1-1 | 904 | ЛО90-1 | 995 |
| ЛАЖМц66-6-3-2 | 899 | ЛС59-1 | 900 |
| ЛАН59-3-2 латунь алюминиево-никелевая | 892 | ЛС59-1В латунь свинцовистая | 900 |
| ЛАНКМц75-2-2,5-0,5-0,5 | 940 | ЛС60-1 | 900 |
| ЛЖМц59-1-1 | 885 | ЛС63-3 | 885 |
| ЛК80-3 | 900 | ЛС64-2 | 910 |
| ЛКС65-1,5-3 | 870 | ЛС74-3 | 965 |
| ЛКС80-3-3 | 900 | ЛТО90-1 томпак оловянистый | 1015 |
Температура плавления бронзы
Температура плавления бронзы находится в диапазоне от 854 до 1135°С. Наибольшей температурой плавления обладает бронза АЖН11-6-6 — она плавится при температуре 1408 К (1135°С). Температура плавления этой бронзы даже выше, чем температура плавления меди, которая составляет 1084,6°С.
К бронзам с невысокой температурой плавления можно отнести: БрОЦ8-4, БрБ2, БрМЦС8-20, БрСН60-2,5 и подобные.
| Бронза | t, °С | Бронза | t, °С |
|---|---|---|---|
| БрА5 | 1056 | БрОС8-12 | 940 |
| БрА7 | 1040 | БрОСН10-2-3 | 1000 |
| БрА10 | 1040 | БрОФ10-1 | 934 |
| БрАЖ9-4 | 1040 | БрОФ4-0.25 | 1060 |
| БрАЖМЦ10-3-1,5 | 1045 | БрОЦ10-2 | 1015 |
| БрАЖН10-4-4 | 1084 | БрОЦ4-3 | 1045 |
| БрАЖН11-6-6 | 1135 | БрОЦ6-6-3 | 967 |
| БрАЖС7-1,5-1,5 | 1020 | БрОЦ8-4 | 854 |
| БрАМЦ9-2 | 1060 | БрОЦС3,5-6-5 | 980 |
| БрБ2 | 864 | БрОЦС4-4-17 | 920 |
| БрБ2,5 | 930 | БрОЦС4-4-2,5 | 887 |
| БрКМЦ3-1 | 970 | БрОЦС5-5-5 | 955 |
| БрКН1-3 | 1050 | БрОЦС8-4-3 | 1015 |
| БрКС3-4 | 1020 | БрОЦС3-12-5 | 1000 |
| БрКЦ4-4 | 1000 | БрОЦСН3-7-5-1 | 990 |
| БрМГ0,3 | 1076 | БрС30 | 975 |
| БрМЦ5 | 1007 | БрСН60-2,5 | 885 |
| БрМЦС8-20 | 885 | БрСУН7-2 | 950 |
| БрО10 | 1020 | БрХ0,5 | 1073 |
| БрОС10-10 | 925 | БрЦр0,4 | 965 |
| БрОС10-5 | 980 | Кадмиевая | 1040 |
| БрОС12-7 | 930 | Серебряная | 1082 |
| БрОС5-25 | 899 | Сплав ХОТ | 1075 |
Примечание: температуру плавления и кипения других металлов можно найти в этой таблице.
Отправить ответ