Бронза

Бронза — cплав міді з різними хімічними елементами, головним чином металами (олово, алюміній, берилій, свинець, кадмій, хром та ін.). Відповідно, бронза називається олов'яною, алюмінієвою, бериллієвою тощо. 

При введенні в мідь різноманітних елементів — легуванні — атоми домішки, що легує, збільшують деформацію і концентрацію дефектів її кристалічної решітки. Питомий опір бронз вище, ніж у чистої міді, вище межа міцності на розрив і твердість, менше відносне подовження перед розривом. Бронзи краще обробляються на металорізальних верстатах і мають більш високі ливарні властивості, ніж мідь.

Олов'яна бронза — найдавніший сплав, виплавлений людиною. У наші дні на практиці знайшли застосування бронзи, що містять до 14% олова. Олов'яні бронзи мають високі антифрикційні властивості, нечутливі до перегріву, морозостійкі, немагнітні. Головними недоліками олов'яних бронз є утворення пор у виливках, що веде до їх невисокої герметичності. 

Олов'яні бронзи легують цинком, свинцем, нікелем, фосфором. Фосфор утворює з'єднання з міддю, що впливає на характер кристалізаційних процесів у сплаві. Він вводиться в олов'яну бронзу як розкислювач і усуває тендітні включення окису олова. При вмісті в бронзі близько 1% фосфору її називають фосфористою. Легування фосфором збільшує механічні, технологічні, антифрикційні властивості олов'яних бронз. Введення нікелю сприяє підвищенню механічних та протикорозійних властивостей. Легування свинцем збільшує щільність бронз, покращує антифрикційні властивості та оброблюваність різанням, проте при цьому знижуються механічні властивості. Введення заліза сприяє підвищенню механічних властивостей бронзи, проте із збільшенням концентрації заліза різко знижуються корозійна стійкість та технологічні властивості.

Кремнисті бронзи — характеризуються високими антифрикційними, пружними властивостями, корозійною стійкістю. Кремнисті бронзи поступаються олов'яним за величиною усадки, але перевершують за корозійною стійкістю, механічними властивостями і щільністю виливки. При додаванні кремнію утворюється сплав на основі твердого розчину кремнію в міді, такий сплав добре обробляється тиском, пластичний. Кремнисті бронзи застосовують для виготовлення антифрикційних деталей, пружин, мембран приладів та обладнання.

Свинець у твердому стані практично не розчиняється у міді. Тому свинцеві бронзи після затвердіння складаються із кристалів міді із включеннями свинцю. Структура, що утворюється, забезпечує високі антифрикційні властивості і теплопровідність сплаву.

Високу механічну міцність має берилієва бронза. Вона відрізняється високою твердістю та пружністю, зносостійкістю та стійкістю до впливу корозійних середовищ, що забезпечує працездатність виробів при підвищених температурах. Берилієва бронза добре обробляється різанням та зварюється. Використовується для виготовлення деталей, що експлуатуються за підвищених швидкостей переміщення, навантажень, температури.

У кадмієвої бронзи при порівняно невеликому зниженні питомої електропровідності суттєво підвищено механічну міцність, твердість та стійкість до стирання. Кадмієву бронзу застосовують як контактний провод для електрифікованого транспорту та колекторних пластин в електричних машинах.

Завдяки високій хімічній стійкості бронз з них виготовляють арматуру (парову, водяну). З бронз виготовляють складні виливки, вкладиші підшипників. Для здешевлення до бронз додають кілька відсотків Zn. Цинк у таких кількостях розчиняється у міді та суттєво не впливає на структуру.