Bronze

Bronze ist eine Legierung von Kupfer mit Zinn, Blei, Aluminium und anderen Elementen. Da es mehrere Varianten gibt, wird in der technischen Praxis der Plural - Bronzen - als Sammelbegriff verwendet.

Als Hauptzusatzstoff der Legierung ist nie Zink enthalten, dann nennt man die Legierung Messing.

Geschichte

 

(Bronze-fragment der Statue des Marcus Aurelius)

Bronze ist eine der ersten Legierungen, die vom Menschen hergestellt und genutzt wurden. Sie begann in der jüngeren Steinzeit - dem Neolithikum - verwendet zu werden. Die Zeit, in der sie genutzt wurde, ist nach ihr benannt - Bronzezeit. Kupferlegierungen stellte der Mensch schon her, bevor er reines Kupfer gewinnen konnte.

Einteilung der Bronzen

Bronzen werden nach der Anzahl der Bestandteile und dem Hauptzusatzstoff in

1. zweikomponentige Bronzen:
   1. Zinnbronzen
   2. Bleibronnen
   3. Aluminiumbronzen
   4. und andere
2. mehrkomponentige Bronzen:
   1. z. B. Zinn-Blei-Bronze
   2. Rotbronze

Nach dem Zweck werden Bronzen in

1. umformbare
2. gießbare

Zinnbronzen
Zinnbronzen enthalten bis zu 20 % Zinn. Bei maximalem Anteil besitzen sie die höchste Festigkeit, bei einem Anteil von ca. 5 bis 7 % Zinn die größte Zähigkeit. Die Struktur der Bronzen bis zu 5 bis 7 % Sn ist homogen, bei höherem Anteil heterogen. Zinnbronzen weisen eine gute Korrosionsbeständigkeit in der Atmosphäre, im Meerwasser und in überhitztem Dampf auf. Einige Säuren (Salpetersäure, Schwefelsäure), Natriumhydroxid und Ammoniak greifen sie jedoch an. In feuchter Umgebung greifen sie auch trockene Gase (Sauerstoff, Chlor, Fluor, Schwefeldioxid) an.

Homogene Bronzen werden kalt oder warm umgeformt. Bei der Kaltumformung können einige von ihnen bis zu 900 MPa Festigkeit erreichen.

Aluminiumbronzen
Aluminiumbronzen enthalten bis zu 10 % Aluminium sowie 2 bis 8 % anderer Zusätze (Mangan, Nickel, Eisen), die ihre Eigenschaften verbessern. Sie weisen eine gleichmäßige chemische Zusammensetzung, gute Gussbarkeit und eine große Dichte auf, jedoch auch eine Neigung zur Stabkristallisation. Bei einem Anteil von ca. 10 % Aluminium besitzen sie die höchste Festigkeit, bei einem Anteil von ca. 7 % Aluminium die größte Zähigkeit. Aluminiumbronzen weisen eine bessere Korrosionsbeständigkeit als Zinnbronzen und Messing auf, da sie eine Schutzschicht aus Kupfer- und Aluminiumoxid bilden. Ausnahme bilden Legierungen mit 5 bis 8 % Aluminium. Sie widerstehen gut Korrosion in der Atmosphäre, im Meerwasser und einigen Säuren einschließlich Schwefelsäure. Sie lösen sich jedoch in Salpetersäure und Alkalien auf.

Aufgrund der Kristallisation müssen sie vor der Kaltumformung auch warm umgeformt werden. Einige Bronzen können auch angelassen und entlastet werden.

Zu den Aluminiumbronzen gehört auch das sogenannte Nordische Gold, eine Legierung, die zur Herstellung von Münzen verwendet wird.