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Bronze (Zusammensetzung, Verwendung).
wirkt aber nachteilig. Ähnlich verhält sich ein Zusatz von 2 Proz. Zink, größerer Zinkgehalt erhöht die Farbe und nähert die B. dem Messing. Über den Einfluß des Mangans auf die B. s. Manganlegierungen. Am meisten wird die B. durch einen Zusatz von Phosphor beeinflußt (s. unten).
Man unterscheidet folgende Bronzearten: Glockenmetall (Glockengut, Glockenspeise) besteht durchschnittlich aus 78-80 Proz. Kupfer und 22-20 Proz. Zinn, gewöhnliche Glockenspeise aus 60 Proz. Kupfer und 40 Proz. Zinn, das Metall der Gons und deutschen Becken aus 78 Kupfer und 22 Zinn, das der türkischen Becken aus 78,55 Kupfer, 20,28 Zinn, 0,54 Blei und 0,18 Eisen. Diese Legierung ist hart, fest, spröde, auf der Drehbank nicht zu bearbeiten, vom spez. Gew. 8,368.
Kanonenmetall (Kanonengut, Geschützmetall, Stückgut) besteht aus 90,9 Kupfer und 9,1 Zinn (preußische Geschütze) oder aus 90,1 Kupfer und 9,9 Zinn (französische Geschütze), auch schwankt der Zinngehalt zwischen 8,25 und 10,7 Proz. Das Kanonengut muß große Elastizität, Zähigkeit, Härte und chemische Beständigkeit besitzen. Es zeigt große Neigung, sich beim Guß zu entmischen, und die Geschützgießerei erfordert daher besondere Vorsichtsmaßregeln. Einen großen Fortschritt auf diesem Gebiet bezeichnet die Stahlbronze von Uchatius. Dieselbe wird in Koquillen gegossen, ist sehr schön goldfarbig, homogen und erlangt, wenn man sie durch Walzen kalt streckt, die Festigkeit, Elastizität und Härte des Stahls. Durch ein eigentümliches Verfahren erhält auch die Wandung der Seele bei den Geschützen aus dieser B. stahlartige Beschaffenheit, und die Widerstandskraft des Materials wird vollständig ausgenutzt.
Bronzen zu Münzen und Medaillen enthalten 5-12 Proz. Zinn, die englische oft ein wenig Blei oder Zink, französische meist 5 Proz. Zinn. Der beträchtlichen Härte und schweren Oxydierbarkeit dieser B. verdanken wir die Erhaltung der antiken Münzen.
Spiegelmetall enthält etwa 30 Proz. Zinn, oft auch Zink, Arsen, Silber, Nickel. So besteht das Metall zu Teleskopspiegeln aus 68,82 Kupfer und 31,18 Zinn, zu Hohlspiegeln aus 69 Kupfer und 28,7 Zinn, ein andres Spiegelmetall aus 65 Kupfer, 38,8 Zinn, 2,2 Zink und 1,9 Arsen. Das Arsen macht die Legierung dichter und fester und erhöht das Vermögen, das Licht zu reflektieren. Das Spiegelmetall zeichnet sich durch weiße Farbe und höchste Politurfähigkeit aus. Für Maschinenteile ist B. im allgemeinen wenig geeignet, jedenfalls sind nur Legierungen mit mehr als 80 oder weniger als 10 Proz. Kupfer brauchbar, und immerhin bleiben solche Legierungen sehr teuer, also nur für spezielle Zwecke verwendbar. Vorteilhaft hat man B. zu Schiffsbeschlägen benutzt, da z. B. eine Legierung mit 3 Proz. Zinn der Salzsäure und dem Meerwasser viel besser widersteht als Kupfer und auch von äußern Ansätzen frei zu bleiben pflegt. Erwähnenswert sind schließlich:
Kupfer Zinn Zink Blei
Bronze zu Bijouterien, goldähnlich 54,9 41,2 3,9 -
" zu Schmucksachen 91,0 2,0 6,0 1
" für zu vergoldende Arbeit 58,3 16,7 25,3 -
Der Witterung widerstehende Bronze 89,0 8,5 1,5 -
Die moderne B. (bronzeartiges Messing) besteht aus Kupfer und Zink mit untergeordneten Beimengungen von Zinn und Blei und steht in ihren Eigenschaften zwischen Messing und B.; sie enthält selten unter 80 Proz. Kupfer und ist um so fester, hämmerbarer, dehnbarer und schöner gefärbt, je mehr das Kupfer vorherrscht. Sie muß in geschmolzenem Zustand dünnflüssig sein, um die Form gut zu füllen, sich leicht ziselieren lassen (was durch einen Bleigehalt begünstigt wird) und sich mit schöner Patina bedecken. Als Normalbronze kann man annehmen: 86,6 Kupfer, 6,6 Zinn, 3,3 Blei und 3,3 Zink. Einige Beispiele von der Zusammensetzung moderner Statuenbronze gibt folgende Tabelle:
Kupfer Zink Zinn Blei
Friedrich Wilhelm IV. in Köln 89,55 7,46 2,99 -
Löwenkämpfer in Berlin 88,88 9,72 1,40 -
Amazone in Berlin 90,00 6,00 4,00 1
Blücher in Berlin 90,10 5,30 4,60 -
Friedrich II. in Berlin 88,30 9,50 1,40 0,7
Großer Kurfürst in Berlin 89,09 1,64 5,82 2,62
87,91 1,38 7,45 2,65
Analysen von Bildsäulen, welche sich durch schöne grüne Patina auszeichnen, ergaben folgende Resultate:
Kupfer Zink Zinn Blei Eisen Nickel
Schäfer am Teich in Potsdam 89,20 1,12 8,86 0,51 0,18 -
Bronze aus dem 16. Jahrh 89,43 - 8,17 1,05 0,34 0,19
Diana in München 77,03 19,12 0,91 2,29 0,12 0,43
Mars und Venus in München von 1585 94,12 0,30 4,77 0,67 - 0,48
Zu dem bronzeartigen Messing gehören auch die Kupferscheidemünzen, welche in Frankreich, Schweden, Großbritannien, Spanien, Rußland, Norwegen, Griechenland, Serbien, Rumänien aus 95 Kupfer, 3,5 Zinn und 1,5 Zink, in Dänemark aus 90 Kupfer, 5 Zinn und 5 Zink, im Deutschen Reich aus 95 Kupfer, 4 Zinn und 1 Zink bestehen. Vorzügliche Eigenschaften besitzt die Phosphorbronze, eine von Künzel angegebene Legierung aus etwa 90 Kupfer, 9 Zinn und 0,5-0,75 Phosphor, welch letzterer in Form von Phosphorkupfer oder Phosphorzinn eingeführt wird und zunächst eine vollständige Reduktion der in der B. gelösten Oxyde bewirkt. Jedenfalls wird durch den Phosphorgehalt die Homogenität der B. und damit ihre Verwendbarkeit ganz bedeutend erhöht. Auch wird der Farbenton, sobald der Phosphorgehalt 0,5 Proz. übersteigt, wärmer, dem des stark mit Kupfer legierten Goldes ähnlicher; das Korn des Bruches nähert sich dem des Stahls, Elastizität, absolute Festigkeit und Härte werden bedeutend erhöht, das geschmolzene Metall ist sehr dünnflüssig und füllt die Form in ihren feinsten Details vollständig aus. Die Phosphorbronze läßt sich sehr gut walzen und stanzen, und durch zweckmäßige Abänderung der relativen Gewichtsverhältnisse ihrer Bestandteile kann man ihre Eigenschaften beliebig ändern und sie für die Benutzung zu verschiedenen Zwecken besonders geeignet machen. Man benutzt sie zu Geschützen, Patronenhülsen, Gewehrverschlüssen und Gewehrläufen, zu Getrieben, welche heftigen Stößen ausgesetzt sind, zu Zapfenlagern, Hochofenformen etc. Sehr geeignet ist die Phosphorbronze auch zu Pumpen aller Art und besonders zu hydraulischen Pressen. Für Dampfkolbenliderung bietet sie den Vorteil, daß sie sehr elastisch ist und auf Gußeisen nur geringe Reibung gibt.
Bleche und Nägel aus Phosphorbronze haben sich bei Schiffsbeschlägen sehr gut bewährt. Auch Dampfschiffschrauben und Geräte für Pulverfabriken sowie Förderseile für Gruben und in Amerika Telegraphendrähte sind aus Phosphorbronze hergestellt worden. In der bel-^[folgende Seite]
