Bronz
Bronz ('s campanum, 's caldarium) tdk. a réz és ón ötvénye, de ujabban úgy nevezik a cink és kevés ólom foglalatu réz-ónöntvény is. Az ón a réz technikai tulajdonságai nagyon megváltoztatja. Kiválóan hat a szinre, 1,9 % ón a vörösrézzel rózsaszinü, 2,52 % sárgás rózsaszinü, 3,73 % hajnalvörös, 8,51 % vöröses, 10,1 % vöröses sárga, 12,3 % sárga, 13,8 % sárgás, 15,71 % vöröses sárga, 18,90 % sárgás vörös, 23,71 % kékes vörös, 31,79 % hamuszürke, 38,31 sötétszürke, 48,25 % szürkés fehér és 65,08 % - 100 % mindinkább fehéredő ötvénynyé egyesül. Nagyban ingadozik a fajsuly is. Legnehezebb a 13,8 %-os (8,87) és legkönnyebb a 78,85 %-os (7,187). Az 5 %-os 1360, a 10 %-os 1250 és a 20 %-os 1020 C -on olvad. A B. keménysége 27,2 % ónig emelkedik, ettől kezdve fogy. Ha a 6 %-os B.-ot kalapáljuk, oly keménynyé lesz, mint az acél, de izzítva és hideg vizben lehűtve megpuhul. A puha B. az izzítást követő lassu lehűtéssel is megkeményíthető. Különösen az 5 - 20 %-os B.-ban lassu lehűtéskör ónbő ötvények válnak ki. Ezt a kiszivárgást a forró ömledék (1400 C ) gyors lehűtésével akadályozzák meg. Megömlesztéskor és öntéskor az ón egy része elég. A tűzveszteség 1-2, néha 10 % is. Ezért először ömlesztik meg a rezet s ha már elég forró, beadják az ónt és az ömledéket farudakkal megkavarják. A B. szilárdsága annál nagyobb, mennél finomabb szemcséket mutat a törés fölülete. A 9 %-os B. (ágyúfém) törése finom szemcsés, mm2-kénti szilárdsága 25,6 kg., a 16 %-os kevésbbé finom szemcsés, szilárdsága 23,5 kg. A kagylós törésü 28 %-os B. mm2-ként csak 7 kg.-ig terhelhető. Legkevésbé szilárd a leveles törésü 39 %-os B. (mm2-ként 0,75 kg). A levegő szénsava és vizpárája a B.-ot kékes zöld rozsdával vonja be. Ez a műbronzokat oly értékessé tevő patina vagy nemes rozsda lugos szénvavas rézoxidból áll. (l. Patina).
A B. technikai tulajdonságait idegen fémek nagyon megváltoztatják. A cink önthetőbbé és egynemübbé, hólyagoktól mentessé teszi a B.-ot, de 2 %-on túl megsárgítja, puhábbá és ridegebbé teszi, sőt a platina képződésére is károsan hat. Az ólom káros, mert könnyen kiszivárog, azonban az ötvény tömöttebb és kovácsolhatóbb lesz. A vas 2 %-ig növeli a B. szilárdságát, azonban szinét megfakítja és olvadékonyságát csökkenti; 1 - 1 1/2 nikol hatása alatt is hasonló. Az arzén, antimón és kén már kis mennyiségben (1/10 %) rideggé teszik a bronzot, azonban a foszfornak jó hatása van.
A B.-okat már ősidők óta használják. A művelődés egyik korszakát a használati és műbronzok sokasága után bronzkorszaknak (l. o.) nevezték el. A történet előtt való időben készült bronzfegyverek óntartalma 5-16 % között ingadozik, az ékszerekben már több a B.
Történet előtti B.-ok összetétele:
)
L.táblázat
A B.-nak műipari cikkekké való feldolgozása is visszanyulik az ősidőkbe. A B.-öntést egyiptomiak, asszirok, babilonok, feniciaiak, khinaiak és persák nagyban űzték. A feniciaiaknak B.-ipar-cikkekben terjedt kereskedésük is volt. A Földközi-tenger mellékén lakó népekkel ők ismertették meg e fontos ötvényt. Tanítványaik közül különösen a görögök tüntek ki, kiknél Kr. e. a VI. és VII. században igen virágzó B.-ipar fejlődött ki. Hires öntők voltak a chioszi Glaukos Rhoikos és számoszi Theodóros, azonban ennek az iparnak élén még is fenikek rokonai, a korintusiak maradtak, kik nemcsak ötvényeik jóságával, hanem B-aik sokféle szinárnyalatával is e téren a helyzet uraivá lőnek. A rómaiak ezeket a B.-okat még az ezüstnél is többre becsülték. Hiresek voltak még a ciprusi, déloszi és eginai B.-ok A rómaiak ezen a téren nem sokat lendítettek. Az ókori B.-leletek leginkább apró műtárgyak, de kerülnek nagyobbszabásu szobrok is, ilyen a római Marcus Aurelius, Septimius Severus és a «tüskehuzó» szobra. A nápolyi nemzeti muzeum igen gazdag B.-szobrokban és tárgyakban, melyeket Pompeji és Herculaneum romjai közt leltek; kiemelendők egy alvó szatir és a birkózó szobra. Berlinben imádkozó gyermek szobrát őrzik. A római birodalom bukása után a B.-ipart elhanyagolták, csak a XII. században találunk ismét B. templomajtókat, csillárokat stb. A tulajdonképi B.-öntést Ghiberti honosította meg a XV. században Firenzében, a rája következő művészek közül Verocchi és Benvenuto Cellini nevei emelkednek ki. A renaissance a bronz-ipart a többi államban is újjáélesztette. Olaszország nyomába lépni látjuk Németországot és Franciaországot.
Korunk B.-iparában Franciaországé a vezérszerep. Ma a legtöbb B.-ból öntött szobrot, csecsebecsét és használati tárgyat onnan kapják. A mellékelt «Ujabb B.-műipar» cimü táblán ilynemü tárgyak egész sorát tüntetjük föl. A francia B.-iparra 1878 óta nagy befolyása van a japáninak, ahol ennek az ötvénynek gyártásában és feldolgozásában a legnagyobb mesterek működnek. A francia B.-ipar élén ma Christofle és Társa, Barbedienne, Coupier, Delettrez, Vinzent stb. állanak. Németországban a kifejlett cinkipar galván uton bebronzolt olcsó tárgyaival a B.-ipar kifejlődését nagyban megakasztotta. Ujabban Berlin, Stuttgart és München iparosai a régi nürnbergi és az olasz munkák feltámasztásával akarják Németország hajdan virágzó B.-iparát lábra állítani. Legtöbbre vitte a stuttgarti Stotz cég, melynek kiválóbb műveit a mellékelt tábla 3., 9. és 11. ábrája mutatja. A mű-B.-ipar terén Angolország még kevesebbet nyom a latban; Olaszország pedig inkább a régi mesterek műveit másolja, ujat keveset teremt. A belga gyárak az 1870-71. francia-német hadjárat idejében kissé fellendültek, de ők se érték el a franciákat. Ausztriában az osztrák mű- és iparmuzeum behatása és a főuri körök pártolása következtében a B.-ipar már erősebb gyökereket vert. Dziedzinski, Hanusch, Hollenbach, Klein és Kellermann mesterek sok téren megbirkóznak a franciák készítményeivel. Nálunk Testory, a kőbányai fémáru és lámpagyár részvénytársaság, Tourbain Károly és fiai, jelenleg Beschorner A. M. és fia, a Schlick-féle részvénytársaság és Harsányi törekszenek a hazai bronziparnak piacot szerezni, bár még igen nehezen megy a dolog. A külföldi versenye sokkal hatalmasabb, semhogy egyhamar boldogulhatnának. Az ó-görög mű- és szobor- B.-t 85-75 % réz és 15-25 % ón ötvényéből gyártották. A rómaiak kezdték a műbronzot cinkkel is elegyíteni. Ezt a fogást a középkor iparosai is üzték, sőt ólmot is kevertek a réz-cink-ón ötvény közé; igy a braunschweigi Burgplatz oroszlánját (a XII. századból) 81 % cink, 6,5 % ón, 10,0 % cink és 2,5 % ólom ötvényéből gyártották. Az alábbi táblázat a leghasználtabb műbronzok összetételét adja:
A modern szoborbronzok jobbára réz-ón-cink öntvények, melyekhez néha kevés ólmot elegyítenek.
Az ókorban a réz-ón-cink ötvényekből pénzt is vertek. A pénzbronzban 4 % ónnál több nem kell, ennyi az ötvényt még elég idomíthatóvá és elég keménynyé teszi.
Emlék- és dij-érmek sajtolására cink nélküli B.-okat használnak, Franciaországban 5 %, Angliában 8-10 % ónnal ötvözik a rezet.
A B.-nak a modern hadviselésben is jelentős szerepe jutott; a XIV. századtól kezdve ágyukat öntöttek belőle; nem egy állam még ma is bronzágyukat használ. A tapasztalás szerint 89-90 % réz és 11-9 % ón ötvénye, az u. n. ágyu-bronz állja leginkább a puskapor robbanó erejét, a golyó lökéseit és a fejlődő vegyületek maró hatását.
Régóta használják a harangbronzot is, melytől keménységet és megfelelő szivósságot kivánnak. Legjobb a 20-23 % ón és 80-77 % réz foglalatu ötvény. Szoktak ezüstöt is hozzáadni, de ez a harang hangját csengőbbé és tisztábbá nem teszi. Az ókorban divatos fémtükröket aranyból, ezüstből és jól fényezhető, nagyon kemény, fehér B.-ból készítették. A legjobb tükörbronz-ot 66 2/3 % réz (2 rész) és 33 2/3 % ón (1 rész) öntvényéből gyárthatják, azonban ólmot, antimónt, ezüstöt, sőt nikolt is kevernek hozzá. Mai időben ezeket az ötvényeket az optikában használják. Néhány összetételt az alábbi táblázat mutat;
Mivel a B. keménysége és szilárdsága az ötvény alkotó elemeinek minősége és mennyisége szerint könnyen és tág határok között változtatható, fölhasználják ezt az ötvényt a gépészetben is. A gépbronz igen sokféle. Az egyiknek szilárdnak kell lennie, hogy a nyomás és ütést kibirja, a másiktól keménységet kivánnak, hogy ne kopjék.
Néhány B. összetételét mutatja az alábbi táblázat:
A gépészet különféle ágában a gépbronznál sokkal szilárdabb B.-okra van szükség. A B.-ok szilárdságát növelhetjük oly anyagokkal, melyek a fémfürdőben feloldott oxidokat redukálják, ártalmatlanná teszik. Egy ily szer a foszfor, melyet a francia ágyuöntő műhelyekben már 1854 óta használnak. A foszfort legcélszerübben foszforón vagy foszforréz alakjában az ömledékhez adni, mely az adalék következtében higfolyóbb, önthetőbb, s ha kihült, szilárdabb lesz, de a kémiai hatásokat is jobban állja. Ezt az ötvényt foszforbronz-nak nevezzük, foszfortartalma 1 %-on alul marad, amint ezt a táblázat mutatja:
A foszforhoz hasonló a mangán hatása, ezt mint 80 % mangánt tartalmazó mangánvas- v. mangánréz öntvény alakjában adják a B.-hoz. Néhány mangánréz összetételét az alábbi táblázat mutatja:
Először ömlesztik meg a rezet és a mangánvasat, s ehhez adják az ónt.
A szilicium is jó hatással van a B. tulajdonságaira, azonban az óntartalmu sziliciumbronz ritka, leginkább csak a rezet ötvözik sziliciummal. A rendesen használt szilicium B.-drótokban 99,94 - 97,12 % réz, 0,03 - 1,14 % ón, 0,02 - 0,05 % szilicium és 0 - 1,12 % cink van. Huzás elleni szilárdsága 45 - 83 kg, pro mm2, elektromos vezetősége a vörösrézhez (100) viszonyítva 98 - 43.
