鑄造加銅錫有什麼好處

⑴ 伴你學歷史9——銅、錫、鉛在青銅器鑄造中的功用

      商、周時期，我國手工業發展進入一個快速發展的時期，青銅製造工藝技術已經非常成熟，在數量、種類、工藝等方面進入我國古代青銅器製造的巔峰。當時的工匠已經能夠熟練的掌握銅、錫鉛的比例，製造出不同功用的青銅器。

       在我國，五千年前的新石器時代的馬家窯文化中，就已經發現了紅銅器。大約在前2000年左右，進入青銅時代的初期，青銅是紅銅和錫的合金、也有的是紅銅、錫、鉛的合金。我們原始社會的龍山文化中，曾發現過青銅煉渣。在齊家文化中（距今約1800年左右），就發現了含鉛量5%的鉛青銅，由此可見，我國鑄造青銅器的初始階段，可以追溯到非常遙遠的年代。那作為青銅器原料的銅、錫、鉛元素在青銅器製造的功用又如何？他們之間的比例不同會給青銅器功用帶來怎樣的影響呢？

        在商代晚期、青銅合金主要是銅錫合金，錫的的比例高低決定著青器的硬度，若加錫5-7%硬度比純紅銅硬度提升50-60%，若加錫7-9%，硬度就增加70——80%，但是高比例的錫會導致青銅器變脆，古代的工匠對銅錫在青銅器中比例的不同能改變其物理性能是有清楚的認識的，他們認為銅柔錫柔，合兩柔則剛。 但到了春秋、戰國時期，由於時代和形勢的發展，青銅武器的大量使用，如何降低青銅器的脆性是武器製造的關鍵，於是在青銅器中加入鉛，利用鉛的比例來降低青銅器的硬度提升韌性，從而使這樣的青銅武器在保持鋒利的同時不容易折斷。在青銅器中加入鉛還有個優點，就只增加液化後的金屬流動性和填充性，讓它與陶范保持密合的接觸面，減少沙眼的出現從而改善在澆築過程中鑄件的質量，提高青銅器紋飾造型的工藝。除改善青銅的物理性質外，在在紅銅中加入錫鉛還有降低熔點的重要作用，如紅銅的熔點是1083℃，隨著加錫的數量不同，而熔點可逐漸降低，若加入15%錫，熔點將至960℃，若加入25%錫，熔點將至800℃，在生產力相對比較低下的商周，金屬冶煉熔點的高低直接關系著生產工藝的質量。

      古代青銅器的鑄造成就中，非常關鍵的是古代勞動人民已經准確的掌握了銅、錫合金的不同比例，使其物理性能能比較適合製造各種用途的器具。古代工匠為了製造不同青銅器，探索總結不同合金比例並對冶煉和鑄造青銅器中的技藝要求進行總結，從而記錄在《周禮·考工記》中。

⑵ 錫青銅中錫的加入能提升海水的腐蝕性抑制什麼並提高什麼

錫為主要合金元素的青銅。含錫量一般在3~14%之間,主要用於製作彈性元件和耐磨零件。變形錫青銅的含錫量不超過8%,有時還添加磷、鉛、鋅等元素。磷是良好的脫氧劑,還能改善流動和耐磨性。錫青銅中加鉛可改善可切削性和耐磨性,加鋅可改善鑄造性能。這種合金具有較高的力學性能、減磨性能和耐蝕性,易切削加工,釺焊和焊接性能好,收縮系數小,無磁性。可用線材火焰噴塗和電弧噴塗制備青銅襯套、軸套、無磁元件等塗層。具有較高的強度、耐蝕性和優良的鑄造性能,廣泛應用於各工業部門中。
銅合金中各合金元素作用:
①鋅(Zn):鋅在合金中固溶度很大,有固溶強化作用。
②鎳(Ni):提高合金的強度、韌性與抗無鋅及應力腐蝕開裂能力。
③鉛(Pb):增強潤滑性,提高耐磨性及改善切削加工性,切屑易碎,工件表面光滑。
④鋁(Al):提高耐蝕性、熱穩定性及強度,但是過量(超1%-2%)時會出現脆性。
⑤錳(Mn):提高耐蝕性、熱穩定性及強度,但是過量(超1%-2%)時會出現脆性。
⑥鎂(Mg):微量鎂使銅電導率下降,提高銅的耐高溫氧化能力,也對銅有青作用。
⑦錫(Sn):抑制無鋅,提高耐蝕性,特別是提高耐海水腐蝕的能力,故錫青銅有「海軍青銅」之稱。
⑧銅(Cu):化學穩定性好,強度大,易熔接,具有耐蝕性、可塑性、延展性,熱導率和電導率都很高。
⑨鐵(Fe):超過固溶度鐵以富鐵相顆粒存在,其熔點高,能作為晶核細化晶粒,又能阻止再結晶晶粒長大,從而提高合金的力學性能與工藝性能。
⑩硅(Si):提高強度及硬度、鑄造流動性、焊接性,但是塑性有所降低,如Si、Pb同時加入可以減少摩擦因數。

⑶ 青銅加錫是為什麼

(一)熔點較低。在物理學和化學性質上，一般合金熔點比原來的金屑熔點低；硬度比原來的金屬硬度高；體積比原來的金後賂漲大。銅組合金的青銅也是如此。紅銅熔點為1083℃，若加錫15％，熔點即降低到960℃，若加鉛25％，熔點就會降到800℃。因此，這種溫度條件顯然要比冶煉紅銅更容易得到。

(二)硬度較高。紅銅硬度是35度(Brimtt，譯成布林尼爾或博林氏硬度計)，如果加鉸5—7％，就增高到50一60度，若加錫7—9％，即增高到65—70度。若加錫9—11％，就增高到70一80度，比紅銅硬度提高一倍以上。這樣就可以克服上述紅銅那種質地較軟朗缺點。同時由於青銅硬度隨著加錫量成正比地提高，人們可以按照不同器類的需要而予以增減，選擇各種不同的比例，鑄造出合金硬度不同的器物。

(三)適宜於鑄造。紅銅的鑄造性能不良，易吸收空氣，在台范翻鑄時所成的製品往徑帶有氣眼，表面租粉。青銅在熔化時成為液態，流動性很強，無孔不入，冷凝時體積略有涵大，則可以填滿器范，填充性好，且很少有氣孔p 由於具有上述三個優點，即具有較好的鑄造性能，使它在應用上具有廣泛的適應性，在人們逐漸對青銅性能有所認識後，便開始利用銅錫共生礦提煉青銅，或有意識地從錫礦中提煉出來錫與純銅混合，後來發展到橡以不同比量的錫來鑄造不同用途的青銅器具。

⑷ 青銅中的銅錫配比與性能的關系

青銅中的銅錫配比與性能的關系，主要是銅配比越高，青銅硬度越硬，而錫配比越高青銅的延展性（韌度）越好。

青銅在通常都是銅與錫的合金，又稱為錫青銅。中國古代青銅器合金成分的比例，最早見於《考工記》。書中對先秦時代的勞動人民生產實踐和經驗知識有著獨一無二的詳細記錄，是一本生產技術的檔案。

《考工記》中記載六種青銅器物中不同含錫量，稱之為「六齊」，這六種不同合金的比例是：鍾鼎之齊六分其金而錫居一；斧斤之齊五分其金而錫居一；戈戟之齊四分其金而錫居一；大刃之齊三分其金而錫居一；削殺矢之齊五分其金而錫居二；鑒燧之齊金錫半。

（意思是鍾鼎的銅錫配比為銅六分錫一分，斧子的銅錫配比為銅五分錫一分，長矛的銅錫配比為銅四分錫一分，大刀的銅錫配比為銅三分錫一分，箭頭的銅錫配比為銅二分錫一分，酒杯的銅錫配比為銅錫各一半。）

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古代青銅中銅錫配比的變化

中國古代的青銅合金配比技術十分復雜，反映了青銅器鑄造技術的不斷發展與完善，體現了對金屬硬度及韌度的雙重追求。商周時期，青銅器的合金配比很有講究，其早期和晚期青銅器的合金變化差別較大。

商代早期的容器主要為錫青銅，這類青銅器含錫量較夏代有所增長，但含量仍屬中等；商代後期的容器以含錫量中等偏高、高含量者居多。另外，從這個時期少量的鉛銅器來看，其含鉛量大多較高，這是商周青銅冶鑄的一個特點，即降底青銅的熔點。。

商代後期的武器主要成分為錫青銅。至於這個時期的各類生產工具，已經很少再有用錫青銅製造的了，就算有的話，其含錫量也較高。西周時期錫青銅的含錫量以中等者最為普遍，鉛青銅則比較少見了，極少數鉛青銅器的含鉛量也較高。