Bronze

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Bronze

Bronzen sind Legierungen aus Kupfer mit anderen Metallen, ausgenommen Zink (außer als kleine Beifügung). Im engeren Sinne ist in der Bronze Zinn als zweite Komponente enthalten. Eine Kupfer-Zink-Legierung dagegen heißt Messing.

Die technischen Legierungen gliedern sich in Knet- (bis 8,5% Zinngehalt) und Gusslegierungen (bis 22% Zinn). Die Schmelztemperatur hängt ab vom Mischungsverhältnis und liegt meist knapp unter 1000° C. Die Dichte von Cu₈₅Sn₁₅ (85% Kupfer, 15% Zinn) beträgt 8,7g/cm³. Bronze ist nicht magnetisch.

Legierungen

Je nach Zusammensetzung werden unterschiedliche Bronzearten charakterisiert, jedoch sind die Möglichkeiten, verschiedene Metalle miteinander zu kombinieren darüber hinaus sehr vielfältig. BronzeCuSn11v50.png | Bronzeskulptur_Ilmenau.JPG]]

(in den USA trotz des in manchen Legierungen enthaltenen Zinkanteils von 20 bis 40%als manganese-bronze bezeichnet (zb. bei einigen von Ampco hergestellten Werkstoffen)

Name der Legierung	Komponenten zu Kupfer	Eigenschaften	Verwendung
Zinnbronze	bis 40% Zinn	elastisch, zäh, korrosionsbeständig	Kunstguss, Turbinen-, Zahnräder, Glocken
Aluminiumbronze	5-12% Aluminium	seewasserbeständig, verschleißfest, elastisch, goldfarben	Federblech, Waagebalken, Schiffsschrauben, Chemische Industrie
Bleibronze	bis zu 28% Blei	korrosionsbeständig, gute Gleiteigenschaften	Achsenlager, Verbund- und Formgusswerkstoffe
Manganbronze	12% Mangan	korrosionsbeständig, hitzebeständig	elektrische Widerstände
Siliciumbronze	1-2% Silicium	mechanisch und chemisch hoch beanspruchbar, hohe Leitfähigkeit	Oberleitungen, Schleifkontakte, Chemische Industrie
Berylliumbronze	2% Beryllium	hart, elastisch	Federn, Uhren, funkenfreie Werkzeuge
Phosphorbronze	7% Zinn, 0,5% Phosphor	hohe Dichtigkeit und Festigkeit	zähfeste Maschinenteile, Achsenlager
Leitbronze	Magnesium, Cadmium, Zink (gesamt 3%)	elektrische Eigenschaften ähnlich Kupfer, jedoch zugfester	Freileitungen, Starkstromanlagen
Rotguss	Zinn, Zink, Blei (gesamt 10-20%)	korrosionsbeständig, gute Gleiteigenschaften und Gießbarkeit	Gleitlager, Armaturen, Schneckenräder, Kunst
Konstantan	40% Nickel	temperaturbeständige Leitfähigkeit	elektrische Widerstände

Die Zinnbronze ist die bekannteste dieser Legierungen. Glockenbronze besteht zu 20-25% aus Zinn und ist sowohl für Glocken als auch für den Bau von Kanonen eingesetzt worden, zu letzterem Zweck wurden in Kriegen oft Glocken umgeschmolzen (Glockenfriedhof). Potin ist eine Bronzelegierung mit hohem Zinngehalt, diese enthält neben Silber und Blei auch Spuren anderer Metalle. Dieser Werkstoff wurde von den Kelten zum Gießen von Potinmünzen benutzt.

Geschichte

Hauptartikel: Bronzezeit

Der Name leitet sich ab von Brundisium, dem lateinischen Namen der süditalienischen Stadt Brindisi, die in der Antike eine Hochburg der Bronzeverarbeitung und des Bronzehandels war. Die Herstellung von Bronze selbst ist für Ägypten zuerst nachgewiesen (ca. 3500 v. Chr.). In China begann die Verwendung im 3. Jahrtausend v. Chr., spätestens während der Xia-Dynastie.

Bronze gilt als eine der ersten gezielt hergestellten Legierungen der Menschheit, jedoch wurden auch schon vorher Legierungen aus Kupfer und Arsen gefertigt, deren Arsengehalte derart hoch sind, dass diese wohl als beabsichtigt gelten dürften. Im dritten Jahrtausend v.Chr. verdrängten Bronzewaffen und -werkzeuge die bis dahin gebräuchlichen Gerätschaften aus Stein oder Kupfer. Die Bronzezeit endete jedoch nicht sofort mit der Erfindung der Eisenverhüttung, da unlegiertes Eisen der Bronze unterlegen war. Die beiden Materialien wurden für gewisse Zeit nebeneinander verwendet, bis der Zusammenhang zwischen Kohlenstoff im Eisen und dessen Eigenschaften näher verstanden wurde (Stahlherstellung). Die viel größere Verfügbarkeit von Eisenerzen und die hervorragenden Eigenschaften des Kohlenstoffstahls dürften die Gründe sein, warum die Bronze an Bedeutung als Werkstoff für Gerät und Waffen verlor.

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Verwendung

Als Klangkörper

Große Produktegruppen aus Bronze waren seit dem Mittelalter die Glocken und die Kanonen. Das Material wurde auch schon immer für Kunstgegenstände (Kunstguss) verwendet. Ehrenauszeichnungen, von Denkmälern und Skulpturen bis Medaillen, werden oft in Bronze gefertigt.
Auch in der Musik spielt Bronze eine Rolle, so sind etwa Schlagzeugbecken aus Bronze.

Schmuck, Medaillen, Dekor

Im Sport wird oft der dritte Platz mit einer Bronzemedaille gewürdigt. Dabei ist Bronze jedoch kein Edelmetall im chemischen Sinne.
An besonderen Gebäuden wurden wertvolle Bronzetüren eingebaut, beispielsweise in Nowgorod.

Technische Anwendungen

Kupfer-Zinn-Legierungen werden in der Technik auch mit weiteren Zusätzen eingesetzt. Der Zusatz von Nickel etwa bewirkt eine höhere Festigkeit und wird für stärker beanspruchte Lager und vor allem in Schneckengetrieben als Schneckenrad eingesetzt; Blei als Zusatz dient der leichteren Zerspanbarkeit und einer besseren Notlaufeigenschaft, da es sich elementar an den Korngrenzen anlagert. Drähte aus Phosphor-Bronze in den Qualitäten CuSn4, CuSn6 oder CuSn8 finden als so genannte Pin Verwendung in Steckverbindern im Elektronikbereich. Teilweise wird dazu die Oberfläche galvanisch beschichtet. Fittings aus Bronze finden Anwendung als Verbindungs- und Anschlussstücke für Rohrleitungen. Zur Herstellung von Propellern für Seeschiffe werden Aluminium-Mehrstoffbronzen verwendet. Binnenschiffspropeller werden auch aus Messinglegierungen gegossen.

Siehe auch

Weblinks

Artikel des Kupferinstituts:

Legierung

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