Zastosowanie brązu w przemyśle okrętowym

Brąz jest znanym i często wykorzystywanym stopem miedzi z cyną (lub innymi metalami), używanym już w czasach starożytnych. Do dziś zastosowanie brązu jest powszechne w branży dekoracyjnej i jubilerskiej, a także w najróżniejszych gałęziach przemysłu. Jedną z nich jest przemysł okrętowy – ze względu na swoje szczególne właściwości brąz sprawdza się w nim znakomicie. Sprawdźmy zatem, czym dokładnie jest ten stop, jakie są jego właściwości, a także gatunki brązu oraz na czym polega ich zastosowanie w przemyśle okrętowym.

Co to jest brąz?

Brąz (łac. aes brundusinum) jest przeważnie stopem miedzi z cyną, choć może też być połączeniem miedzi z takimi pierwiastkami jak glin, nikiel, mangan lub cynk. W zależności od użytych dodatków można modyfikować właściwości stopu brązu: zwiększać jego wytrzymałość, twardość czy ciągliwość. W zależności od rodzaju powstałego stopu i jego właściwości oraz proporcji użytych dodatków zastosowanie brązu w przemyśle może być bardzo różnorodne. Zanim dowiemy się, jakie gatunki brązu rozróżniamy, sprawdźmy najpierw, jakie są właściwości tego stopu.

Brąz – właściwości

Brąz ma charakterystyczne zabarwienie i cechuje się dużą wytrzymałością, a także dobrą obrabialnością – stopy brązu są podatne na różnego rodzaju obróbkę, w tym plastyczną. Obróbka skrawaniem jest w ich przypadku nietrudna. Ponadto brąz wyróżnia się odpornością na wysoką temperaturę oraz korozję, dlatego jest tak chętnie wykorzystywany w branży hydraulicznej, maszynowej, motoryzacyjnej, a także jubilerskiej. W normalnych warunkach atmosferycznych brąz się utlenia. Sprawia to, że na jego powierzchni tworzy się charakterystyczny nalot, który chroni przed korozją. Ponieważ jest odporny również na niekorzystne działanie słonej wody morskiej, brąz znalazł zastosowanie w przemyśle okrętowym.

Jakie są gatunki brązu?

Przemysłowe zastosowanie brązu zależy od jego gatunku. Podstawowym podziałem jest ten na brązy odlewnicze oraz brązy do obróbki plastycznej. Do brązów odlewniczych należą:

• brąz cynowy B10 – odporny na działanie niektórych kwasów, wykorzystuje się go do wytwarzania silnie obciążonych części maszyn, takich jak panewki, łożyska czy napędy;
• brąz cynowo-fosforowy B101 – stosowany do produkcji mocno obciążonych, szybkoobrotowych oraz podatnych na korozję elementów: łożysk, części maszyn oraz aparatury chemicznej;
• brąz krzemowo-cynkowo-manganowy BK331 – używany głównie do produkowania części maszyn i osprzętu, na przykład elementów napędów, pomp narażonych na korozję i zmienne obciążenia;
• brąz aluminiowo-żelazny BA1054 – używany do produkcji części maszyn, silników czy sprzętu narażonego na ścieranie. Ten gatunek brązu stosuje się między innymi w przemyśle okrętowym, lotniczym i komunikacyjnym.

Z kolei do brązów przeznaczonych do obróbki plastycznej zaliczają się:

• brązy cynowe B2, B4, B6, B8, B443 – w zależności od wybranego typu stosuje się je do wykonywania elementów sprężystych lub trudno ścieralnych, na przykład membran, giętkich węży, sprężyn manometrycznych czy części przyrządów kontrolno-pomiarowych;
• brązy aluminiowe BA5, BA8, BA83, BA1032, BA1054 – wykonuje się z nich elementy używane do pracy w wodzie morskiej, takie jak pręty, śruby, wały, gniazda zaworów oraz elementy aparatury chemicznej;
• brązy specjalne, do których zaliczamy brąz krzemowy oraz brąz berylowy – są stosowane do wytwarzania śrub używanych do pracy w środowisku morskim, narzędzi nieiskrzących, elementów konstrukcji spawanych.

Brąz – zastosowanie w przemyśle

Zarówno ze względu na wygląd, jak i wysoką trwałość brąz był doceniany już w starożytności – zwłaszcza jako materiał do wykonywania biżuterii. Ponieważ jest to materiał neutralny elektrochemicznie, na jego powierzchni nie zachodzą niepożądane reakcje. To między innymi dlatego zastosowanie brązu w przemyśle jest tak powszechne w wielu jego gałęziach – między innymi w przemyśle spożywczym, chemicznym, okrętowym czy lotniczym.

Brąz w przemyśle okrętowym – dlaczego tak dobrze się sprawdza?

Szczególne właściwości brązu, takie jak wytrzymałość, plastyczność, a zwłaszcza jego niezwykła odporność na korozję i wodę morską, sprawiły, że wyjątkowo dobrze sprawdza się w przemyśle okrętowym. Materiały stoczniowe powinny być stosunkowo lekkie, a jednocześnie odznaczać się plastycznością i odpornością na korozję. Stop brązu, a zwłaszcza brąz aluminiowy, jest używany do produkcji przedmiotów, które muszą być odporne na działanie wody morskiej. Wśród elementów wykonywanych z brązu metodą odlewania, używanych w przemyśle okrętowym znajdują się między innymi płaskowniki, cięte na wymiar blachy, koła zębate, tuleje z kołnierzem, zawory czy śruby.