Perunggu adalah komposisi paduan. Komposisi kimia perunggu

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Banyak orang tahu tentang perunggu hanya bahwa patung dan monumen dibuat darinya. Faktanya, logam ini tidak pantas kehilangan perhatian populer. Lagi pula, tidak sia-sia bahwa dalam sejarah umat manusia bahkan ada Zaman Perunggu - seluruh era di mana paduan menempati posisi dominan. Ini adalah salah satu dari sedikit bahan yang digunakan dalam industri dan seni. Kualitas yang dimiliki oleh paduan tembaga dan timah sangat diperlukan di banyak industri. Ini digunakan dalam pembuatan alat-alat, dalam teknik mesin, pengecoran lonceng gereja, dan sebagainya. Pada saat yang sama, saat ini ada sejumlah besar nilai logam, yang masing-masing memiliki sifat tertentu yang telah dimodelkan sebelumnya.

Penggunaan perunggu di masa lalu

Penyebutan pertama dari paduan tembaga dan timah berasal dari milenium ke-4 SM. Terobosan teknologi inisejarawan percaya, memungkinkan peradaban Mesopotamia mengambil posisi terdepan saat itu. Penggalian arkeologi yang dilakukan di Iran selatan membuktikan meluasnya penggunaan perunggu untuk pembuatan mata panah, belati, tombak, kapak, dan pedang. Di antara temuan itu bahkan ada barang-barang interior, seperti furnitur dan cermin, serta kendi, bejana, vas, dan piring. Paduan yang sama digunakan untuk mencetak koin kuno dan membuat perhiasan.

Perunggu di Abad Pertengahan mulai aktif digunakan di Eropa. Benda-benda besar seperti meriam dan kubah gereja dibuat darinya. Di kemudian hari, dengan perkembangan teknik mesin, logam serbaguna seperti itu juga tidak luput dari perhatian. Itu dihargai terutama karena sifat anti-gesekan dan anti-korosinya. Pada saat yang sama, perlu dicatat bahwa bahan yang digunakan sebelumnya agak berbeda dari perunggu saat ini. Komposisi paduan mengandung banyak kotoran kecil, yang secara signifikan menurunkan kualitasnya.

Komposisi kimia perunggu modern

Saat ini, dalam ilmu material, perunggu adalah paduan dua logam: tembaga dan timah, yang dapat digunakan dalam berbagai proporsi. Untuk memberikan logam kualitas yang diinginkan, seng, fosfor, magnesium, timbal dan silikon dapat ditambahkan ke pasangan ini. Kehadiran kotoran acak dengan bantuan teknologi modern praktis dikurangi menjadi nol.

Dalam kebanyakan kasus, rasio tembaga dengan timah dalam proporsi 85 hingga 15 persen dianggap dapat diterima. pengurangan sahamkomponen kedua di bawah tanda yang ditunjukkan menimbulkan sejumlah masalah, yang utamanya adalah pencairan. Istilah ini digunakan oleh ahli metalurgi untuk merujuk pada proses delaminasi paduan dan pemadatannya yang tidak merata.

Pengaruh warna paduan pada kualitasnya

Masyarakat dapat belajar banyak tentang suatu materi hanya dengan melihat warna perunggu. Komposisi secara langsung mempengaruhi parameter ini. Seperti yang Anda duga, tembaga memberi paduan warna merah. Oleh karena itu, mengurangi persentasenya demi komponen lain akan berarti transisi warna secara bertahap ke nada yang lebih redup.

Dengan keseimbangan komponen yang biasa (85% tembaga), perunggu berwarna kuning. Ini adalah varietas yang paling umum ditemukan. Paduan putih diperoleh setelah menyesuaikan rasio dengan rasio 50:50. Tetapi agar perunggu menjadi abu-abu, perlu untuk mengurangi jumlah tembaga menjadi 35%.

Adapun perubahan karakteristik praktis paduan ketika bereksperimen dengan komposisinya, situasinya adalah sebagai berikut. Daktilitas bahan akan langsung tergantung pada kandungan timah di dalamnya. Semakin kecil, perunggu akan semakin mudah dibentuk, tetapi pernyataan ini hanya berlaku sampai batas tertentu. Jadi, ketika tanda 50% tercapai, paduan menjadi lunak kembali.

Perunggu dalam seni

Bahan yang kuat dan tahan lama, meskipun memiliki titik leleh yang cukup rendah dan keuletan yang baik, tidak bisa tidak menarik minat orang-orang kreatif, khususnya pematung. Sudah di abad V-IV SM di Yunani, itu dikerjakan dengan detail terkecilteknologi pembuatan patung perunggu, yang masih relevan sampai sekarang.

Terdiri dari fakta bahwa patung dari bahan tahan api awalnya diganti dengan lilin, yang langsung dihancurkan selama pengecoran. Untuk melakukan ini, menurut gambar, model plester harus dibuat terlebih dahulu, dan kemudian cetakan untuk pengecoran. Kandungan lilin hanya meleleh saat terkena suhu, dan perunggu menggantikannya, yang mendingin dan mengeras. Setelah itu tinggal mengolah dan menyempurnakannya.

Logam artileri

Untuk pembuatan meriam, dan kemudian peralatan militer lainnya, perunggu selalu digunakan. Komposisi paduan yang digunakan untuk tujuan ini biasanya mengandung 90% tembaga dan hanya 10% timah.

Hal ini dikarenakan bahan untuk perkakas harus sangat kuat dan memiliki ketahanan sobek yang tinggi. Merek perunggu BrAZhMts10-3-1.5 memiliki kualitas seperti itu. Selain komponen utama, mengandung 1-2% mangan, yang meningkatkan karakteristik anti-gesekan dan suhu.

Pembuatan lonceng gereja

Dering lonceng harus merdu, dan suaranya harus menyenangkan telinga dari jarak jauh. Anehnya, tetapi perunggu memiliki bakat musik seperti itu. Untuk meningkatkan suara bel, itu terbuat dari paduan dengan kandungan timah yang tinggi (dari 20 hingga 22%). Terkadang beberapa perak juga ditambahkan ke dalamnya. Merek-merek perunggu, yang digunakan dalam pembuatan lonceng dan instrumen perkusi lainnya,sama sekali tidak cocok untuk penggunaan praktis di industri lain. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa paduan tersebut memiliki struktur berbutir halus dan meningkatkan kerapuhan.

Fosfor dan aluminium perunggu

Paduan pertama yang terdiri dari 90% tembaga, 9% timah, dan 1% fosfor digunakan oleh Künzel pada tahun 1871. Itu disebut perunggu fosfor, dan bahan tersebut telah menemukan aplikasinya terutama dalam teknik mesin. Berbagai bagian mesin dilemparkan darinya, yang mengalami peningkatan gesekan. Fosfor diperlukan untuk meningkatkan elastisitas dan meningkatkan sifat anti-korosi. Keuntungan utama dari logam ini adalah dapat mengisi semua ceruk dengan sempurna selama pengecoran.

Perunggu aluminium, yang komposisinya ditandai dengan kandungan tembaga yang tinggi (hingga 95%), sangat mirip dengan emas. Selain kecantikan, ia memiliki sejumlah keunggulan lain yang tak terbantahkan. Misalnya, menambahkan 5% aluminium memungkinkan paduan tahan terhadap paparan jangka panjang terhadap lingkungan agresif seperti keasaman tinggi.

Sebagai bahan untuk pembuatan berbagai bagian mesin, logam ini hampir secara universal menggantikan perunggu fosfor di pabrik kertas dan produksi bubuk mesiu karena ketahanan sobeknya yang lebih tinggi.

Silikon dan perunggu mangan

Silikon ditambahkan ke paduan untuk meningkatkan konduktivitas listrik. Kualitas ini digunakan dalam produksi kabel telepon. Komposisi referensi perunggu silikon adalah sebagai berikut: 97,12% tembaga, 1,14% timah, 0,05% silikon.

Yang paling sulitproses produksi membanggakan paduan yang mengandung mangan. Seluruh prosedur berlangsung dalam beberapa tahap. Pertama, ferromangan ditambahkan ke tembaga cair. Kemudian, setelah mempertahankan rezim suhu yang ditentukan, timah ditambahkan, dan jika perlu, seng. Perusahaan Inggris Bronce Company memproduksi beberapa tingkatan perunggu mangan dengan viskositas dan kekerasan yang berbeda. Paduan seperti itu dapat digunakan di hampir semua industri.