Кремниевая и марганцевая бронза
Кремний добавляют в сплав для повышения электропроводности. Это ее качество используется при производстве телефонных проводов. Эталонный состав кремниевой бронзы выглядит следующим образом: 97,12% меди, 1,14% олова, 0,05% кремния.
Самым сложным процессом получения может похвастаться сплав с содержанием марганца. Вся процедура проходит в несколько этапов. Сначала ферроманган добавляют в расплавленную медь. Затем, выдержав заданный температурный режим, добавляется олово, а при необходимости цинк. Английская фирма Bronce Company изготовляет несколько сортов марганцевой бронзы, обладающей различной вязкостью и твердостью. Применяться подобный сплав может практически во всех отраслях производства.
Как выглядел боевой топор на Руси?
Так или иначе, это оружие на Руси было весьма популярно. Еще в письменных свидетельствах, датируемых VIII веком, есть упоминания об этом виде боевого снаряжения. Огромное количество найденных топоров было изготовлено в промежутке с IX по XIII век. Связано это было с технологическим скачком, пришедшимся на указанный период. Количество найденных в захоронениях и древних городищах топоров поражает. До наших дней дошло более полутора тысяч экземпляров. Среди них есть и очевидно боевые топоры, такие как чеканы, и универсальные, пригодные как для войны, так и для мирной работы.
Найденные экземпляры весьма разнятся размерами. Условно их можно разделить на двуручные и одноручные, так же как и мечи. Маленькие топоры в хозяйственном применении могли быть орудием бондарей и столяров. Большие же использовались плотниками и лесорубами.
Часто в фильмах боевые топоры изображаются огромными, практически неподъемными, с чудовищно широкими лезвиями. Это, конечно, очень эффектно смотрится на экране, но имеет мало общего с действительностью. На самом деле никто не стал бы использовать в бою такую бессмысленно тяжелую и неповоротливую махину. Найденные в дружинных захоронениях славянские боевые топоры достаточно компактны и отличаются небольшим весом. Длина рукояти такого оружия в среднем составляет около 80 см, длина лезвия варьирует от 9 до 15 см, ширина – от 10 до 12, вес – в пределах полукилограмма. И это вполне разумно. Такие габариты достаточны, они обеспечивают оптимальное сочетание силы удара и маневренности. Разрубить доспехи и нанести смертельную рану – на это вполне способны выполненные и в таких вот скромных, «некинематографичных» пропорциях боевые топоры. Своими руками создавать себе ненужные трудности, утяжеляя эффективное оружие? Ни один воин не станет делать подобной глупости. Более того, находки археологов доказывают, что дружинники пользовались и еще более легкими топориками, весом от 200 до 350 грамм.
Основные разновидности
Все выпускаемые современной отечественной промышленностью топоры классифицируются на две большие группы:
- с прямым лезвием;
- с округлым.
Первый тип инструментов используется в основном для рубки дров. Топоры с округлым лезвием применяются чаще всего для художественной отделки разного рода деревянных изделий. Такие инструменты также называют ремесленными тесаками. Также округлую форму лезвия часто имеют топоры, предназначенные для использования на лесоповале и для рубки мяса.
В старину изготовлением такого инструмента на Руси занимались в основном кузнецы. Сегодня продукция этого типа, конечно же, производится в основном поточным промышленным методом. Однако и в наши дни в продаже можно встретить топоры ручной работы, отличающиеся привлекательным дизайном и при этом достаточно удобные в использовании.
Любимое оружие краснокожих
После того как в XVI веке порох стал вытеснять холодное оружие, судьба боевого топора была предрешена. Его все чаще и чаще стали рассматривать в качестве ритуального или парадного оружия. При этом мастера-оружейники стали делать гибриды топора. Например, топор-пистолет, дуло последнего находилось в торце топорища, служившего стволом и рукоятью. Но все эти попытки осовременить боевой топор были тщётны. Уже к XVII веку он вышел в Европе из боевого употребления, оставшись инструментом дровосеков и плотников. Однако для приунывших европейских кузнецов вскоре открылись новые перспективы. Дикари в Африке и индейцы в Северной и Южной Америке по-прежнему воевали холодным оружием. Вот у них-то стальные топоры шли на ура. На языках индейцев она называлась так: на делаварском — «томахикен», на Массачусетсом — «томехоган», на могиканском — «туммахакан». В восприятии белых колонистов эти термины объединились в один — «томагавк». В XVI веке кто-то из французских купцов решил привезти индейцам ставшие ненужными в Европе топоры. Это были образцы, схожие с знаменитыми Францисками. Обменяв их на ценный мех, индейцы сразу получили преимущества перед соседними племенами. Позднее и те стали брать стальные колуны у бледнолицых. Томагавки настолько полюбились краснокожим, что они научились их ловко бросать на расстояние до 20 метров. Распространение получили три вида томагавка: «испанский», в виде мини-алебарды; «французский» с лезвием-«лепестком»; английский «классический» топорик. Последний больше всего использовался равнинными индейцами. Каждый уважающий себя воин старался придать томагавку уникальные черты: украшал мехом, бисером, заклёпками и даже скальпами. Метать такой утяжеленный топор было неудобно, но в ближнем бою — вполне терпимо. Зато по внешнему виду томагавка индейцы судили о боевом опыте соплеменника. Именно индейцы доказали белым, что те рано отказались от топора. Поэтому уже в период Войны за независимость США и Гражданской войны топор был на вооружении американской армии.
Загадки истории, неолит, камень, палка, оружие, топор, инструмент, зубило
Это интересно: История туалетной бумаги — распишем во всех подробностях
Царственный доктор
Посетив европейские страны в годы Великого посольства, Петр I вернулся на родину не только с желанием создать мощный флот и подвергнуть коренным изменениям быт своих подданных, но и с живым интересом к медицине, в особенности – к стоматологии.
Находясь в Голландии, царь посещал лекции по анатомии в Лейденском университете, научился вскрывать нарывы, делать хирургические прорезы и перевязывать раны. По воспоминаниям современников, Петр I со временем стал настолько искусно лечить зубы, что стремился опробовать приобретенный навык буквально на всех – начиная от придворных и заканчивая простыми жителями столицы.
Государь даже постоянно носил при себе два набора инструментов: математический и хирургический со щипцами для зубов. В Кунсткамере (первом музее, который основал Петр Великий) до сих пор хранится «Реестр зубам», удаленным лично царем. Количество «экспонатов» превышает 60 штук!
Стоит отметить, что до Петра стоматологии в Российском государстве фактически не существовало. Были лишь так называемые зубоволоки, специалисты, способные удалять зубы и ставить примитивные пломбы. Однако им народ не слишком доверял. Ситуация начала меняться, когда охваченный новым увлечением Петр Первый привез в Россию голландского врача Н.Л. Бидлоо, ставшего первым руководителем Московской госпитальной школы. В 1718 году царь открыл «инструментальную избу» для изготовления хирургических инструментов, среди которых были и зубоврачебные.
Состав бронзы
Бронза – это двойной или многокомпонентный сплав, состоящий из меди и других элементов, улучшающих основные свойства металла, кроме цинка. Такие элементы называются легирующими. В составе бронзы их более 2,5% по массе. В качестве легирующих компонентов применяются марганец, олово, бериллий, свинец, кремний, хром, фосфор, железо, алюминий и другие элементы. Маркируют сплавы сочетанием «Бр», буквами, которые обозначают основные легирующие компоненты и цифрами, указывающими их содержание. Например: БрО5 – оловянная бронза, БрА5 – алюминиевая бронза. Химический состав бронзовых сплавов и их марки определены соответствующими ГОСТ. Купить бронзу вы можете на нашем сайте.
Бронза на основе меди и олова – это один из наидревнейших сплавов, полученных человеком. В III тысячелетии до нашей эры в Месопотамии и Южном Иране появились изделия из бронзы. Все, необходимое для быта человека, в древности изготавливалось из этого сплава. Археологи обнаружили оружие (кинжалы, топоры, наконечники стрел, мечи), мебель и предметы интерьера (зеркала), а также посуду (кувшины, вазы, тарелки). Кроме того, из бронзы изготавливали монеты и всевозможные украшения. Около V-IV веков до нашей эры античные скульпторы Греции научились отливать крупные бронзовые статуи, кстати, эта технология актуальна и сегодня. В средние века бронза использовалась для производства пушек и артиллерийских снарядов. Издавна из этого сплава отливали колокола. Изменяя состав и размер отливки, мастера создавали колокола с удивительным звучанием.
Боевые топорики
Давайте ознакомимся с наиболее популярными видами.
-
Лабрис – пользовался популярностью во времена античности. Это двусторонний топор, которые имел симметричные лезвия.
- Бродэкс – массивная скандинавская секира, действенное орудие воина, путешествующего по земле.
- Сагарис – был популярен у скифов и их соседей, представляет собой маленький топор с утяжеленным обухом.
- Франциска – орудие французов и немцев, отличие только в длине рукоятки.
Древность
Древний топор.
Каменный век – время зарождения истории боевых топориков. Ни для кого не секрет, что именно палка и камень стали первым орудием древнего человека. Палка – дубинка, булыжник – острое рубило, вот результаты эволюции. Важным моментов стало объединение этих материалов.
Изначально камень крепили к палке подручными средствами: жилами животного или лианой. Таким инструментом удавалось сделать несколько ударов, но не более. Позже крепление проводилось через дырку, просверленную в камне, такое оружие годилось и в военных целях.
Бронзовый век
Топор лабрис.
Греция стала местом процветания древних боевых топоров, делали их при помощи сверления. Было специальное отверстие внутри, предназначенное для рукоятки.
Лабрис – это топорик с двумя головами, который стал крайне популярен среди греков. Довольно распространены иллюстрации, на которых изображается Зевс, главный среди богов, именно с таким оружием в руке. Существует несколько групп, на которые делят лабрис:
- Культовые – их объемы не были рассчитаны для столкновения в битвах.
- Боевые – по объемам был такой же, как и обыкновенный топорик, однако лезвия находились с обеих сторон головы.
Эпоха древнего Рима
Известным оружием того времени стал франциска – его рукоять была длиною около метра и позволяла драться как одной рукой, так и двумя, также его применяли для метания.
Использовали его германское племя франко, где каждый воин имел при себе два топора, причем иметь франциска для ближнего боя было необычайной радостью для воина.
Топор франциска.
Викинги
Викинги также, как и все народы, применяли боевой и рабочий топор. Они использовали разные варианты форм голов, в основном они делались из стали либо железа, были с клиновидным поперечным сечением. В основном, у большинства людей викинги ассоциируются с бродэксом.
Это двуручная секира, однако, встречались и одноручные. Викинги мастерски владели этим оружием, благодаря чему вошли в историю.
Грозный викинг с оружием.
Славяне
Топорик с отделкой золота и серебра.
Данное орудие пользовалось популярностью на Руси, основное их количество было произведено с девятого по тринадцатый век.
Наши предки позаимствовали наработки своих соседей и развили собственные, длина не превышала восемьсот мм, а вес был не более пятисот грамм. Основные материалы боевого топора славян — железо, сталь.
В наше время
М48 – самая популярная в наши дни модель от компании «SOG». Топоры этой фирмы имеют не похожие друг на друга варианты обуха, а также впечатляющий внешний вид. Для метания они не пригодны, так как имеют ручку, сделанную из пластика.
После нескольких ударов они придут в непригодность. Рекомендуется изготовить топор под себя с помощью кузнеца, таким образом, оружие будет по вашей руке и достаточно надежным.
Топор М48 SOG
Техническая сторона вопроса
С точки зрения техники – булава представляет собой простейшее ручное ударное холодное оружие, в котором основную работу выполняет или навершие, или головка. Форма навершия могла быть круглой или грушевидной, отличаясь в зависимости от технологии изготовления, боевого применения оружия или особенностей национального колорита. Длина оружия была не велика и могла варьироваться в пределах 50-80 см. Рукоять могла быть изготовлена из металла или быть деревянной. Первые образцы этого оружия, которыми были вооружены германские племена в эпоху поздней Римской Империи, были изготовлены полностью из дерева. Только у знатных воинов могли быть булавы с металлической рукояткой.
Несмотря на то, что мы привыкли считать булаву исконно европейским холодным оружием, в том виде, в котором нам она хорошо знакома, булава обязана мусульманскому Востоку. Первоначально это оружие использовали охранники и телохранители восточных правителей. В некоторых странах знатные воины стали использовать булаву, как символическое оружие, означавшее высокий социальный статус и положение. В конечном итоге булаве было суждено стать церемониальным оружием, владение которым отождествлялось с высшей светской властью. Этот обычай с удовольствием переняли и европейцы. Эпоха крестовых походов положила начало не только использованию булавы в качестве личного оружия, но и применению его в качестве церемониального символа высшей королевской власти. Эта традиция сначала прижилась в Византийской империи, потом в Италии и в Бургундии. Позже в германских княжествах Священной римской империи монархи стали использовать булаву в качестве королевского символа.
Пройдя быстрый путь своего развития, булава достигла пика своего совершенства. Сначала была булава из дерева, специально изготовленная из дуба или из тиса. Оснащенная камнем или острыми ребрами палица превратилась в более совершенное и мощное оружие. Именно дальнейшее развитие палицы дало толчок к появлению боевых молотов и топоров. Получив доступ к металлам, человек стал изготавливать оружие с металлической головкой и рукояткой, однако появление высокотехнологичного холодного рубящего и колющего оружия привело к тому, что булава утратила свое боевое значение.
Первый шаг
В переводе с французского «транше» означает «зубило». Именно эти заострённые камни, которые получались после удачного скола, стали прообразом каменного топора. Когда их впервые стали применять даже не люди, а человекообразные существа, у учёных нет единого мнения. Но вот когда к транше жилами животного человек примотал деревянную ручку, археологи более-менее предполагают — около 35 тысяч лет до нашей эры. Наверное, сегодня это кажется очень просто — приделать к камню ручку для удобства? Но для первых охотников это был революционный шаг. Дело в том, что просто привязанный камень ненадёжно удерживался на палке и от серьёзного удара сразу отлетал. Для решения задачи людям пришлось научиться сверлить камень. Казалось бы, эта операция ещё сложнее. Но наши предки сверлили камень… деревянными сверлами! Для этого они применяли простейший абразив — песок или горную крошку. Также сверлить умели с помощью трубчатой кости (опять же с песком), бамбука, каменного сверла или медной трубки. Но сверлёное зубило изначально получалось толще, и его лезвие уже не могло остро рубить, а являлось колуном или молотом, мозжащим деревянные волокна. Но и в этом случае решение нашлось. Узкое зубило без отверстия просто вставляли в топорище и фиксировали жилами животных. Как уже было сказано, первый топор человек сделал, удачно расколов камень. Позднее мастера неолита стали не колоть, а шлифовать камни, чтобы зубило получалось более острым и равномерным. Такие клиновидные топоры археологи называют «кельтами». Делали их из разных видов камня: нефрита, жадеита, порфирита. Лезвия не просто шлифовались, но и полировались, чтобы добиться серьёзной остроты. Тогда же стали применять поперечное крепление зубила на рукоятке. Такие топоры получили название «тесло». Впрочем, топоры и тесла делали не только из камня. Так, в Месопотамии топоры изготавливали из сильно обожжённой глины. А в Полинезии применяли кость и раковины. Считается, что древние не работали, а мучились с такими топорами. Так-то оно так, но при этом медным поначалу старались делать не «клинок», а топорище. А зубила продолжали изготавливать из камня, ибо они были эффективнее. Так, кремень или обсидиан имел чрезвычайную остроту, недоступную меди. Зато медный «клинок» был не таким хрупким.
Топор-оружие
Топор с древнейших времен служил не только важнейшим хозяйственным орудием, но и оружием, и потому издавна являлся символом власти, силы, а также богатства. Его социальное значение убедительно продемонстрировал американский антрополог Лористон Шарп, изучавший австралийское племя Йир-Йоронт. Каменные топоры — ценнейшая племенная собственность — хранились у старейшин и выдавались младшим членам клана в аренду. Когда христианские миссионеры раздали железные топоры всем желающим, структура общественных связей внутри племени просто рухнула.
С топором в руках изображен на своем триумфальном рельефе грозный аккадский царь Нарамсин (2254-2218 гг. до н. э.). На других рельефах, египетских, фараоны поражают врагов топорами. Топорик был знаком государственных полномочий в Древнем Риме — его носили ликторы, телохранители консулов. Во многих мифологиях топор — атрибут богов. Так в индуизме Шива вручает это оружие Раме, и тот становится Парашурамой, то есть Рамой-с-Топором. С его помощью он «трижды по семь раз очищал землю от кшатриев, наполнив их кровью пять озер». Огромную символическую роль играл топор в крито-микенской культуре: даже знаменитый Лабиринт, если верить Плутарху, получил название от священного топора, лабриса — его изображения найдены на стенах Кносского дворца.
Когда расширяющаяся Римская империя всерьез столкнулась с франкскими племенами, излюбленным оружием тех была знаменитая франциска. Топорики эти уже имели совершенную, опробованную временем, форму и применялись как в ближнем бою – франкские воины были известны своим умением отсекать конечности и раскраивать черепа – так и в качестве своеобразной артиллерии. До того, как две армии сходились щит к щиту, врага поджидал полноценный залп. Вращающиеся топоры, врезаясь в ряды противника, разили и калечили, разбивали строй, оглушали ударами топорищ и обухов.
Франциска. Топор был символом франского воина. Он никогда не расставался с ним при жизни и с ним уходил в могилу — его клали на ноги покойника.
Топоры исключительно боевого назначения
Классическая классификация А. Н. Кирпичникова разделяет боевые топоры на 8 типов.
- Тип 1. У этих топоров лезвие треугольное, узкое и вытянутое, иногда немного загнутое книзу. Щекавицы обуха треугольной формы, а молоточковая приставка в поперечном сечении всегда дает квадрат. Были распространены в X–XIIІ веках. Именно к этому типу относится чекан – самый популярный у воинов боевой топор на Руси. Именно чеканы обычно находят в дружинных захоронениях. Судя по исключительной многочисленности, эти топоры были не привозным дорогим оружием, а изготовлялись местными умельцами.
- Тип 2. Еще одна версия чекана. Лезвие у него длинное, трапециевидной формы, а на тыльной части обуха расположен узкий пластинчатый «клюв». Эта версия топора встречается только в захоронениях, датируемых X и первой половиной XI века. Аналогичные модели были обнаружены при раскопках на территории Латвии, Польши, Швеции и Венгрии.
- Тип 3. Боевого назначения топорик с узким лезвием, очень распространенный. Такие модели находили в погребениях X–XI веков по всей территории России. Очень много было извлечено из Владимирских курганов. А вот на севере страны этот тип топора особого распространения не получил. Учитывая количество топориков такого типа, найденных на территории России и других стран, и время их изготовления, можно сделать вывод, что эта модель была создана именно местными мастерами, и уже отсюда перекочевала в сопредельные государства.
Области применения и маркировка
Существуют специальные таблицы, в которых приводятся маркировки и описания всех бронзовых сплавов, выпускаемых промышленностью. Однако, даже не обращаясь к подобным таблицам, можно определить тип и химический состав, если знать, как расшифровывается её маркировка.
По простой маркировке можно узнать их состав. Характерным её признаком в обозначении являются буквы «Бр», что означает «Бронза».
Далее за ними следуют буквы, обозначающие, помимо меди, наличие соответствующих компонентов. Эти буквенные обозначения, установленные нормативными документами, следующие: А — алюминий, Б — бериллий, К — кремний, Ж — железо, Н — никель, Мц — марганец, Мг — магний, С — свинец, О — олово, Т — титан, Ф — фосфор, Ц — цинк.
После буквенных обозначений через дефисы идут числа, обозначающие процентное содержание каждого компонента (после меди). А также применяются обозначения, в которых после каждой буквы указывается процентное содержание того или иного компонента. Чтобы узнать содержание меди, нужно из 100% вычесть процентное содержание всех компонентов.
Вот примеры маркировок и их расшифровок: БрО5Ц6С5 — бронзовый сплав, в котором содержание олова составляет 5%, цинка — 6%, свинца — 5%, меди — 84%; БрО3Ц8С4Н1 — содержание олова — 3%, цинка — 8%, свинца — 4%, никеля — 1%, меди — 84%; БрО10Ф1 — содержание олова — 10%, фосфора — 1%, меди — 89%; БрБ2 — содержание бериллия — 2%, меди — 98%; БрАЖМц10−3−1,5 — содержание алюминия — 10%, железа — 3%, марганца — 1,5%, меди — 85,5%; БрАЖН10−4−4 — содержание алюминия — 10%, железа — 4%, никеля — 4%, меди — 82%.
Благодаря своим разнообразным свойствам этот металл находит самое широкое применение в различных сферах. Из него изготавливают следующие изделия:
- элементы декора (светильники, статуэтки, подсвечники, пепельницы, решётки, украшения перил и прочие);
- различную фурнитуру (замки, ручки, накладные петли, краны, смесители и прочую сантехнику);
- детали машин и механизмов (втулки, уплотнители, шестерни, подшипники, части аппаратуры, работающие под водой);
- детали для высокоточной техники, навигационных приборов, схем автомобилей;
- многочисленные фитинги (отводы, углы, переходники, муфты, тройники и прочее);
- в незначительном количестве ювелирные украшения.
Бронза широко применяется в ракетной технике и машиностроении, авиации и судостроении. Из неё делают предметы высокохудожественного искусства для театров, залов и дворцов, отливают памятники и скульптуры.
Благодаря развитию металлургии, этот металл приобретает всё новые и необычные свойства, недоступные кузнецам и металлургам прошлого. Изобретённый древними, сплав продолжает исправно служить человечеству и прогрессу на протяжении многих и многих веков.
Получение
Бронзу получают путём сплавления меди и легирующих компонентов. Процесс происходит в электрических индукционных печах или в тигельных горнах. Шихта для плавки может состоять из свежих металлов, а также из отходов производства и вторичных металлов. Плавка проводится под слоем флюса или древесного угля.
В разогретую печь помещают необходимое количество угля или флюса, а затем загружают медь. После расплавления и нагрева меди до соответствующей температуры, расплав раскисляют фосфористой медью. Далее в расплав вводят подогретые легирующие элементы. В виде лигатур вводятся тугоплавкие легирующие элементы. Расплав перемешивают до растворения компонентов и нагревают до необходимой температуры. Перед разливкой расплав снова раскисляют фосфористой медью для устранения её окислов.
В результате получается широкий ассортимент металлопроката:
- бронзовая лента;
- бронзовая проволока;
- бронзовая труба;
- бронзовые втулки;
- бронзовый круг;
- бронзовый пруток.
Как появились боевые топоры
Что бы написать о боевых топорах, давайте разберемся в таком понятии как топор, а уже потом перейдем непосредственно к боевым топорам. Думаю, если спросить любого человека на нашей планете, что такое топор, ответ даст каждый, так как топор используется по нынешнее время на всех континентах нашей планеты, от цивилизованных стран до племён, проживающих в Африке или Австралии.
Первые топоры эпох палеолита и неолита
История топора берет свое начало еще с времен палеолита, когда появились первые каменные топоры. Древние люди придавали камню подобие клинка и использовали его в разных целях. Если разделывать убитую живность можно было примитивным топором, то срубить дерево или пойти на охоту с таким орудием было трудно.
И древний человек придумал способ закрепить каменный топор к палке с помощью крепкой лианы или высушенных жил животного. Вот так и появились первые боевые топоры, с помощью которых древний человек мог пойти на охоту или защитить свое племя.
В период неолита, с развитием древнего человека, развивался и боевой топор. Камень шлифовался, что давало ему более ровные поверхности и проделывались отверстия в камне, для лучшего закрепления топора.
Новый толчок в развитии боевых топоров дал медный век, который включает приблизительно период времени от IV до III тысячелетия до нашей эры. Подбирая камни для обработки, человек впервые столкнулся с медью.
Питаясь обработать камень, ударяя по нему камнем, от него не откалывались куски, а наоборот, камень деформировался, менял свою форму, так появилась первая «холодная ковка». Хотя и была найдена первая медь в необработанном виде, каменные топоры использовались очень долго, даже в эпоху бронзового века.
Читайте на «Е-КЛАД»: Коп зимой: скифский топор
Особенности бронзы и свойства
Основные свойства всех бронзовых сплавов — это пластичность и твёрдость. В зависимости от соотношения основных и дополнительных компонентов, можно получать большое разнообразие новых свойств. Кроме того, количество меди в сплаве определяет его цвет.
Так, золотистая бронза получится, если в составе сплава будет около 85% меди, а при уменьшении её количества до 50% получится сплав, имеющий серебристый цвет. Уменьшение же количества меди до 35% и ниже приведёт к получению на выходе серой и даже чёрной бронзы, а увеличение количества меди до 90% и выше приведёт к образованию красной бронзы.
Одной из старых марок бронзовых сплавов является колокольная бронза, применяемая и поныне для литья колоколов. Она содержит 20% олова и 80% меди. Её недостаток — повышенная хрупкость из-за наличия в сплаве большого содержания олова.
Как уже было упомянуто выше, наиболее используемыми являются сплавы меди и олова с добавлением небольшого количества других компонентов. Широкое применение таких сплавов обусловлено, прежде всего, исторически сложившимися причинами, которые привели к вытеснению мышьяковой бронзы из производства.
Такими причинами являются следующие:
- выработка за многие века месторождений теннантита и других блёклых руд, богатых медью и мышьяком. Такие руды были наиболее удобны для выделки мышьяковой бронзы, так как залегали не очень глубоко, что делало процесс производства более дешёвым по сравнению с другими источниками меди и мышьяка;
- высокая токсичность производства такой бронзы, вызванная наличием в месторождениях мышьяка, что с неизбежностью приводило к потере здоровья и дальнейшей способности трудиться у опытных металлургов и кузнецов;
- непригодность металлургического брака и сломанных изделий из мышьяковой бронзы для дальнейшей переплавки на сортовой металл. В лучшем случае такие изделия шли на изготовление бижутерии или неответственных деталей.
Пришедшие на смену мышьяковым бронзам сплавы меди и олова хоть и отличались большей дороговизной производства, но были экономически предпочтительны, так как развитие гужевого транспорта и налаживание вследствие этого торговых связей между городами и странами приводило к увеличению импорта немышьяковой бронзы.
Виды бронзы и характеристики
Развитие же крупного промышленного производства вообще привело к тому, что оловянные бронзы стали чуть ли не самым массовым видом бронз. И лишь в последние сто лет этот вид стали вытеснять сплавы меди с заменителями олова, такие как алюминиевые, кремниевые и, особенно, бериллиевые бронзы.
Таким образом, существуют следующие виды:
- безоловянная. К ней относят бронзу, в которой вторыми компонентами являются алюминий, кремний, бериллий и другие металлы и неметаллы. Каждый из этих компонентов придаёт ей особые свойства. Например, алюминий наделяет сплав повышенными антифрикционными свойствами и высокой коррозионной устойчивостью, бериллий повышает прочность и твёрдость, а кремний и цинк улучшают её текучесть и устойчивость к истиранию;
- оловянная. Медно-оловянный сплав, в котором медь преобладает. Является одним из первых, освоенных человеком. Обладает высокой, по сравнению с чистой медью, твёрдостью и прочностью, а также более легкоплавка. В таких сплавах олово всегда является вторым по количеству после меди и основным легирующим компонентом.
Третьими же по количеству являются такие дополнительные компоненты, как мышьяк, цинк и свинец. Этот металл из-за очень низкой усадки в основном предназначается для литья, так как с трудом поддаётся обработке давлением, резанию и заточке. Даже склонность к ликвации и низкая текучесть не мешают использовать этот сплав для изготовления конфигурационно-сложных отливок, в том числе и в художественном литье.
Бронза с добавлением цинка носит название «адмиралтейской» и используется для изготовления деталей, имеющих частый или постоянный контакт с морской водой (судостроение). Такая особенность связана с тем, что цинк придаёт сплаву повышенную коррозионную стойкость в указанной среде.
Однако, для придания бронзе коррозионной стойкости в солёной морской воде её всё чаще обогащают алюминием и никелем. Такие сплавы, часто называемые «морскими», идут на изготовление элементов нефтяных платформ, работающих на морских и океанских шельфах.
Чтобы придать бронзе дополнительные характеристики, в неё легируют небольшие количества фосфора, серебра, цинка, мышьяка, марганца и других компонентов. Так, внесение небольшого количества серебра повышает электропроводность бронзы и делает её сравнимой с электропроводностью меди.
Химический состав современной бронзы
Сегодня в материаловедении бронзой называют сплав двух металлов: меди и олова, которые могут использоваться в самых разных пропорциях. Для придания металлу заданных качеств к этой паре могут добавляться цинк, фосфор, магний, свинец и кремний. Присутствие случайных примесей при помощи современных технологий практически сведено к нулю.
В большинстве случаев приемлемым считается соотношение меди с оловом в пропорциях 85 на 15 процентов. Уменьшение доли второго компонента ниже указанной отметки порождает целый ряд проблем, основной из которых является ликвация. Данным термином металлурги называют процесс расслоения сплава и его неравномерное застывание.
Бронза в Древнем Египте
Бронзовое литье в Древнем Египте производилось следующим образом:
- На маленьких низких кострах, в которых огонь поддерживался углем и раздувался специальными мехами, металл расплавлялся в тиглях.
- Рабы снимали их с огня при помощи эластичных тростей.
- Из тиглей расплавленный металл выливался через небольшие воронки в каменные формы для выделки орудий и оружия.
Литейщики. Древний Египет.Роспись из гробницы в Фивах. XVIII династия.
Распространение металла привело к освоению ряда методов его обработки. Так, при горячей обработке применялось литье, паяние и в незначительных размерах — сварка. Холодная обработка металла применялась при ковке, выделке листовой меди, отдельных готовых изделий, при волочении медной, золотой и свинцовой проволоки.
Также рекомендуем
Суд в Древнем Египте
Государство, законы и религия в Древнем Египте Первые законы Египта появились, когда Верхнее и Нижнее царства были объединены при царе Менесе в около 2950 году до н.э. С тех пор разные фараоны…
Кроме того, были известны некоторые специальные приемы обработки металла, применявшиеся в зарождающемся ювелирном деле (инкрустация, скань и филигрань).
Мирные завоевания в культуре
Булава изображена на множестве картин и иллюстраций самых разных народов. Индийские изображения божеств содержат в себе различное национальное оружие, в том числе и булаву. Большое церемониальное значение имела булава в истории и культуре многих народов. Например, в современной Украине до сих пор является государственным символом президента.
Декоративная булава подчеркивала высший чин польских генералов, которым довелось получить звание “Маршал Польши”, а оных в истории шестеро.
В XVI веке роскошные булавы дарились польским королем малоросским гетманам вместе с имениями.
Дворцовая стража от Ирана до Индии имела на вооружении длинные церемониальные экземпляры этого оружия, выполненные с двойным навершием один над другим. Полководцы и высшие военные чины также подчеркивали свой статус оригинально выполненной булавой. У различных культур, декоративное оружие украшалось драгоценными камнями, и вырезались всевозможные рельефные орнаменты.
Влияние цвета сплава на его качество
Знающие люди могут много узнать о материале, лишь посмотрев на цвет, которым обладает бронза. Состав непосредственно влияет на этот параметр. Как нетрудно догадаться, красный оттенок сплаву придает медь. Поэтому уменьшение ее процентного соотношения в пользу других компонентов будет означать постепенный переход цвета к более тусклым тонам.
Что касается изменения практических характеристик сплава при экспериментировании с его составом, то здесь ситуация следующая. Ковкость материала будет напрямую зависеть от содержания в нем олова. Чем его меньше, тем более податливой будет бронза, но данное утверждение верно только до определенного предела. Так, при достижении отметки в 50% сплав вновь становится мягким.