Jak určit bronz nebo mosaz doma?

Při nákupu starožitných šperků, nádobí a figurek vyrobených ze slitin mědi je často nutné identifikovat kov, ze kterého jsou vyrobeny. To je zvláště důležité pro lidi zabývající se odléváním a tavením vysoce uměleckých výrobků a šperků. Ale jak rozlišit bronz od mosazi doma, pokud není možné provést vyšetření v laboratoři.

Obecná charakteristika kovů

Mosaz a bronz jsou dvě podobně vypadající slitiny na bázi mědi, ze kterých se vyrábí mnoho dekorativních a technických výrobků. Oba kovy mají nízkou teplotu tání, což vám umožňuje vyrábět z nich různé výrobky vlastníma rukama. Navzdory podobnosti mají zcela odlišné chemické složení, barvu a fyzikální vlastnosti. Pro běžného člověka, který se nevěnuje metalurgii, je však dost obtížné identifikovat.

Mosaz

Je založen na zinku, někdy s přídavkem dalších prvků (nikl, cín, mangan, olovo, železo, vizmut a další). Metal byl znám dávno před naším letopočtem. Pro svou barvu připomínající zlato se mosaz používala k ražbě starověkých římských mincí, různých domácích potřeb a šperků. V moderním světě se slitina nejčastěji používá k výrobě ocelovo-mosazného bimetalu, ze kterého se vyrábí umělecké výrobky a dekorativní kování.

Mosaz není odolná proti oděru, ale vyznačuje se vysokou tažností a dobrými antikorozními vlastnostmi. Snadno se hodí pro různé druhy svařování (plyn, oblouk) a snadno se válcová. Výrobky z něj mají nažloutlou barvu a jsou dobře leštěné. Není feromagnetický. Obzvláště populární je druh tvářené mosazné slitiny nazývané tombak. Obsahuje 88-97 % mědi a zbytek tvoří zinek. Pro svou vysokou plasticitu je široce používán v uměleckém odlévání, pro výrobu insignií a dechových nástrojů.

Tato slitina se často používá k imitaci zlata. Dnes se z něj vyrábí školní zlaté medaile potažené pravým zlatem.

Bronze

Jedná se o slitinu mědi, kde hlavním prvkem je cín nebo jiné chemické prvky (nikl, hliník, křemík a podobně). Ale vysoce kvalitní bronz se získává pouze v kombinaci s cínem. Kov se objevil v lidském životě na počátku doby bronzové. Nejstarší výrobky z něj pocházejí z 5. tisíciletí před naším letopočtem. Jeho klasickým využitím v nedávné minulosti bylo odlévání zvonů a děl.

V roztaveném stavu má kov dobrou tekutost, což umožňuje jeho odlévání do jakéhokoli tvaru, i do toho nejsložitějšího.. Díky vysoké odolnosti proti mechanickému otěru a korozi je materiál používán ve strojírenství, raketové technice, letectví a stavbě lodí. A vzhledem k tomu, že slitina není vystavena negativním vlivům atmosférických jevů, používá se k odlévání soch, pomníků, dekorativních prvků exteriéru.

Srovnávací kritéria

Navzdory skutečnosti, že v metalurgii existují jasná kritéria pro rozlišení těchto dvou slitin, v reálném životě je neinformovaný člověk pravděpodobně nedokáže přesně identifikovat.

Struktura

Jasné rozdíly mezi kovy lze vysledovat pouze v případě, že slitiny neobsahují nečistoty. Nyní však existuje velké množství jejich odrůd, což ztěžuje identifikaci. Mosaz je označena písmenem „L“ následující symboly v označení označují přítomnost hlavních prvků a průměrný obsah mědi v procentech. Například L70 znamená 70 % obsahu Cu a LAZ60-1-1 se skládá z 60 % mědi, 1 % hliníku a 1 % železa.

Ve slitině mosazi je měď kombinována se zinkem, což dává kovu tažnost a nízký stupeň odolnosti proti opotřebení. Toto je hlavní doplňkový prvek, ale mosaz může být dvousložková nebo vícesložková. Jsou to různé druhy.

• Deformovatelné slitiny. Používají se při výrobě strojních součástí, trubek a pružin.
• Slévárna. Jsou z nich vyrobena ložiska, armatury a zařízení určená pro provoz v podmínkách zvýšených teplot a agresivního prostředí.
• Šperky z mosazi. Používá se k výrobě šperků, medailí, dekorativních prvků a uměleckých výrobků.

V bronzu je měď legována cínem, díky čemuž je kov pevnější, pevnější a odolnější. Někdy se ale místo toho používá hliník, berylium nebo hořčík. Existuje také několik druhů bronzu.

• Cínový bronz, také známý jako „zvonový“ bronz. Hlavním legujícím prvkem je cín. Slitina má dobrou odolnost proti korozi a vysoké kluzné vlastnosti.
• Slitiny bez cínu. Používají další komponenty (hliník, olovo, berylium, křemík a podobně). Tyto slitiny jsou mnohem měkčí a tažnější. Barva materiálu závisí na složkách, které obsahuje. Například hliníkový bronz má výraznou zlatožlutou barvu, proto se odedávna používá jako náhrada zlata při výrobě mincí a šperků.

Nejznámější ze slitin bez cínu je konstantan. Tento tepelně stabilní kov s vysokým měrným odporem obsahuje měď (asi 59 %) s přídavkem niklu (39-41 %) a manganu (1-2 %).

Mimochodem, značení bronzových slitin neuvádí procento mědi, to se počítá. Například BrA9Zh3L obsahuje hliník – 9 % a železo – 3 %. Písmena „Br“ znamenají bronz a „L“ znamená slévárna.

Внешний вид

Díky vysokému obsahu zinku má mosaz barvu podobnou pravému zlatu. Odstín však přímo závisí na procentuálním zastoupení konkrétního chemického prvku. Proto se spektrum barev může lišit od růžovo-červené po zlatožlutou. Typicky se mosaz jeví jako žluto-zlatý kov.

Slitina bronzu má stříbřitě bílý odstín, pokud obsahuje více než 35 % cínu. Pokud jeho obsah dosáhne 40 %, pak se barva kovu blíží bílé, připomínající ocel. Výrobky vyrobené z takového bronzu mají stříbrnou barvu se světle zlatým nádechem. Pokud kompozice obsahuje velký podíl mědi (více než 85%), pak se barva tohoto kovu blíží červené nebo tmavě hnědé.

Hmotnost a síla

Mosaz je křehčí a méně odolný materiál, náchylný k rychlému opotřebení. Nepoužívá se tam, kde je požadována vysoká odolnost proti oděru. Díky nízké hustotě zinku je mosaz mnohem lehčí než bronz. Bronz je odolný a odolný materiál. Pro svou tažnost je oblíbenou licí slitinou pro sochaře. Je mnohem tvrdší a pevnější než mosaz. Například kov s 27% obsahem cínu je extrémně tvrdý, těžký a křehký. To znamená Tvrdost bronzu závisí na procentuálním obsahu cínu v něm. Toto tvrzení však nemůže platit pro slitiny bez cínu.

Přesněji lze měrnou hmotnost vypočítat vynásobením hustoty kovu objemem obrobku.

Vlastnosti

Mosaz potřebuje zlepšit své vlastnosti, proto se do slitiny zavádějí různé další komponenty. Díky tomuto legování se litá mosazná slitina vyznačuje odolností proti korozi, nízkým koeficientem tření, zvýšenou tekutostí, nízkým sklonem k segregaci a výbornými technologickými a mechanickými vlastnostmi.

Bronz má vysoké pevnostní vlastnosti a nízký koeficient tření. Díky své vynikající odolnosti vůči negativním vlivům agresivního prostředí je kov široce používán ve stavbě lodí a lodní dopravě. Slitina mědi má širokou škálu použití – od dekorativních prvků interiéru až po kritické části.

Stát

Výrobky vyrobené z mosazi se vyznačují nízkou cenou. To je důležité vědět zejména při dodávání kovového odpadu do sběren surovin. Cena však není rozhodujícím kritériem, protože závisí na koncentraci mědi. Čím více je, tím dražší je kov. A u bronzu je určujícím faktorem i obsah cínu. Například cínový bronz je ceněn výše než křemíkový bronz.

Jak rozlišit doma?

V praxi existuje několik jednoduchých a osvědčených metod, které pomáhají identifikovat kovy.

Topení

Tepelné zpracování pomáhá odlišit slitiny mědi od sebe. Provádí se pomocí plamene výkonného hořáku. K tomu se kovový vzorek zahřeje na 600-650 °C. Oheň nebo hořák běžného plynového sporáku neposkytuje dostatečnou teplotu. Pokud se na povrchu výrobku v důsledku postupu objeví popelový povlak (oxid zinečnatý) a samotný materiál se stane plastickým, jedná se o mosaz.

Při ohýbání se kov neláme, ale ohýbá. Taková plasticita a ohebnost je spojena s přítomností zinku v něm. Pokud se výrobek při zahřívání zahřál, ale nezměnil barvu ani jiné mechanické vlastnosti, znamená to bronz. Při ohýbání má tendenci se lámat.

Podání

Podstatou metody je stanovení slitiny podle kvality třísek vzniklých pilováním kovového výrobku. Jako nástroj se používá pila na železo. Mosaz je řezána ve vrstvách, tvořících tvarované hobliny. A bronz je pro svou křehkost rozřezán na malé vločky, připomínající spíše prach.

Pomocí magnetu

Ne všechny slitiny mědi jsou feromagnetické. Například cín a olovo bývají přitahovány magnetem, ale na mosaz to nemá žádný vliv. Tato zkušební metoda vyžaduje silný magnet (například neodym), který je nutné střídavě přivádět na výrobky z různých materiálů. Bronz bude mírně lepit kvůli cínu, železu nebo niklu, který obsahuje. Čím vyšší je obsah těchto složek v kovu, tím více má bronzový produkt tendenci být magnetizován. Například kov označený BrAZHN-10-4-4, kde digitální označení udává obsah Fe (4 %) a Ni (4 %), má maximální magnetickou susceptibilitu.

Klasická mosaz na neodym nijak nereaguje. K magnetu však budou přitahovány také mosazné slitiny obsahující železo a nikl (LAZh a LAN). Všechny tyto skutečnosti zpochybňují účinnost samotné metody.

Určení podle povahy zlomeniny

Někdy, když není možné určit kov jinými prostředky, lze to provést vizuální kontrolou místa zlomeniny. Mosaz má tendenci se lámat na malá bělavá nebo nažloutlá zrnka. Bronzová slitina se odlamuje na velké kusy s hrubozrnnou strukturou. Barva na řezu má charakteristický načervenalý nádech.

Chemické zpracování

Další účinnou metodou, jak od sebe slitiny mědi odlišit, je jejich vystavení chemickému činidlu. Vše, co potřebujete, je nezbytné speciální vybavení a 50% kyselina dusičná (HNO3). Zkumavky obsahující směs činidla a kovových hoblin se zahřívají, dokud se neobjeví bílá sraženina cínu, jejíž přítomnost ukazuje na bronz. Pokud kapalina zůstane průhledná, znamená to, že je v ní mosaz.

Tato metoda však není vhodná pro slitiny bez cínu. Pokud není k dispozici kyselina dusičná, lze ji nahradit roztokem mořské soli. V tomto případě mosazné hobliny změní barvu, ale bronzové hobliny zůstanou bez viditelných změn.

Svařovací stroj

U mosazi bude proces svařování doprovázen tvorbou bílého kouře vznikajícího v důsledku vyhoření zinku. U bronzu nebude v důsledku kontaktu se svařovacím obloukem pozorován žádný kouř.

Stanovení podle hmotnosti

Toto je další metoda rozlišování kovů. K identifikaci rozdílu stačí jednoduše zvážit v ruce tyče o stejném objemu z různých slitin. Bronzový vzorek bude vážit mnohem těžší než mosazný polotovar.

Hmotnost výrobku je však ovlivněna také hustotou spojů. Proto se ne vždy doporučuje používat hmotnost jako jasné kritérium pro rozlišení kovů. Například bronz s nízkým obsahem cínu (2-8%) se vyznačuje tím, že bude lehčí než jeho mosazný protějšek.

Který je lepší zvolit?

Pokud neexistuje způsob, jak identifikovat slitinu, můžete zkontrolovat kovový produkt v certifikovaných centrech – a to bude nejlepší volba metody pro stanovení složení. Tyto instituce mají kompaktní laboratoře, kde se spektrální analýza provádí pomocí speciálního vybavení. Tato metoda umožňuje určit chemické složení materiálu s maximální přesností. Pro kontrolu se používá speciální nástroj – steeloskop. Metoda se vyznačuje vysokou citlivostí a schopností určit složení bez změny struktury kovu.

Obvykle takové vybavení mají i kovová přijímací místa. Slouží k rychlé a přesné identifikaci železných a neželezných slitin. Tato metoda je dobrá i proto, že k jejímu použití stačí i malý exemplář.

Chcete-li se dozvědět, jak rozlišovat kovy, podívejte se na následující video.

Rozeznat čistou měď od její slitiny s cínem nebo zinkem není ani doma příliš těžké, ale mnohem obtížnější je rozeznat rozdíly mezi bronzem a mosazí. Faktem je, že velké množství značek slitin mědi je činí navzájem velmi podobnými nejen vzhledem, ale také technickými vlastnostmi.

Níže uvádíme několik tipů, jak rozeznat mosaz od bronzu. Je však třeba si uvědomit, že získané výsledky budou velmi přibližné a neposkytují úplnou záruku.

Mosaz je sloučenina mědi a zinku. Množství legovací přísady může být v rozmezí od 5 % do 45 %. A kov s vysokým obsahem zinku třídy L55 se od slitiny L95 velmi liší barvou, pevností a tažností.

U bronzu je situace podobná nebo ještě složitější. Tato slitina mědi a cínu docela měkký a tažný, vzhledem může být podobný jakostům mědi a bronzu se středním a nízkým obsahem zinku. Navíc metalurgie vyvinula technologie pro výrobu bezcínového bronzu. V takových slitinách může být legující složkou hliník, berylium, mangan, křemík nebo hořčík. V důsledku toho je stanovení slitiny pomocí jednoduchých metod mnohem obtížnější.

Vizuální definice

S vysokým obsahem zinku nebo cínu, slitiny mědi celkem snadno rozlišitelné podle barev. U mosazi se barevný odstín díky přítomnosti zinku posouvá od růžovo-červené mědi do zlatožlutých tónů a čistého zlata.

Bronz s vysokým množstvím cínu získává světle stříbřitou barvu a s malým množstvím legující přísady se svými červenými tóny drží blíže mědi. Ale vizuální srovnání mosazi a bronzu je téměř nemožné, když se množství nečistot pohybuje v rozmezí 15-35%. Při tomto složení jsou barevné odstíny obou slitin zcela totožné.

V praxi jsou sloučeniny s vysokým obsahem aditiv poměrně vzácné. Můžeme tedy říci, že mosaz má zlatožlutý odstín a bronz je načervenalý, nebo jsou si slitiny navzájem velmi podobné.

Vystavení vysokým teplotám

Zahřátí na 600˚C umožňuje určit typ slitiny mědi. Legující nečistoty obsažené v jeho složení reagují na vysoké teploty různými způsoby. Bronz se jednoduše zahřeje a pokud se pokusíte jeho vzorek ohnout, s největší pravděpodobností se zlomí. V mosazi oxidace zinku při zahřívání způsobí, že se na povrchu objeví bílý povlak. Kov se stává tažnějším a při deformaci se neláme.

K provedení takového testu potřebujete poměrně výkonný plynový hořák, protože plamen plynového sporáku, natož zapalovače, nebude stačit.

Použití chemických činidel

Použití jakýchkoli činidel je poměrně účinný, ale destruktivní způsob, jak určit typ slitiny mědi. Provádí se v několika fázích:

1. je nutné odstranit třísky z povrchu vzorku nebo oddělit malý kousek tloušťky;
2. připravte roztok kyseliny dusičné (HNO3) v poměru 1:1 s vodou;
3. vložte připravené hobliny do činidla;
4. Zahřejte nádobu s kyselým roztokem na teplotu varu a udržujte ji, dokud se hranolky úplně nerozpustí.

• Přítomnost mosazi zanechá řešení transparentní bez změny barvy.
• Bronz dává sediment bílá jako výsledek reakce cínu s kys.

Zkouška elektrickým obloukem

Při testu nezáleží na značce použité elektrody. Hlavní je zachytit elektrický oblouk na povrchu kovového polotovaru. V tomto případě pro bronz bude proces prakticky bezdýmný, ale u vzorků mosazi začíná aktivní hoření zinku, které je doprovázeno velkým množstvím bílého kouře.

Stanovení fyzikální hustoty slitiny

Rozdíl v měrné hmotnosti mosazi a bronzu se mírně liší a v určitém rozsahu hodnot se dokonce zcela shoduje. V závislosti na kvantitativním obsahu legovací přísady je hustota sloučenin:

• mosaz 8,4 – 8,7 g/cm3;
• bronz 7,4 – 8,9 g/cm3;

Z těchto ukazatelů je zřejmé, že stanovení poměru hmotnosti vzorku k jeho objemu umožňuje určit pouze bronz s vysokým obsahem světlého cínu. Jiné druhy těchto slitin mohou mít stejnou hustotu.

Jak získat co nejpřesnější výsledek

Přesný výsledek lze získat pouze pomocí spektrálního analyzátoru, který je k dispozici ve sběrnách neželezných kovů.

Přítomnost speciálního vybavení umožňuje pracovníkům přesně určit typ slitiny a procento legujících přísad. Procedura spektrální analýzy může probíhat za vaší přítomnosti. Proto je mnohem snazší získat přesné výsledky přímo při recyklaci kovu.