Бро́нза (франц. bronze) — сплав меди с разными химическими элементами, главным образом металлами (олово, алюминий, бериллий, свинец, кадмий, хром и др.). Соответственно, бронза называется оловянной, алюминиевой, бериллиевой и т.п. Исключение составляют сплавы меди с цинком, которые называются латунь, и сплавы меди с никелем — медноникелевые сплавы.
При введении в медь различных элементов — легировании — атомы легирующей примеси увеличивают деформацию и концентрацию дефектов ее кристаллической решетки. Кроме этого, атомы примеси взаимодействуют с дислокациями и затрудняют их подвижность, упрочняя медь. Поэтому удельное сопротивление бронз выше, чем у чистой меди, выше также предел прочности на разрыв и твердость, меньше относительное удлинение перед разрывом. Бронзы лучше обрабатываются на металлорежущих станках и обладают более высокими литейными свойствами, чем медь.
Оловянная бронза — древнейший сплав, выплавленный человеком. Первые изделия из бронзы получены ок. 3 тыс. лет до н. э. восстановительной плавкой смеси медной и оловянной руд с древесным углем. Значительно позднее бронзы стали изготовлять добавкой в медь олова и других металлов. Бронза применялась в древности для производства оружия и орудий труда (наконечников стрел, кинжалов, топоров), украшений, монет и зеркал. В Средние века большое количество бронзы шло на отливку колоколов. Колокольная бронза обычно содержит 20% олова. До середины 19 в. для отливки орудийных стволов использовалась пушечная (орудийная) бронза — сплав меди с 10% олова.
В наши дни в практике нашли применение бронзы, содержащие до 14% олова. Оловянные бронзы обладают высокими антифрикционными свойствами, нечувствительны к перегреву, морозостойки, немагнитны. Главными недостатками оловянных бронз являются образование пор в отливках, что ведет к их невысокой герметичности. Оловянные бронзы легируют цинком, свинцом, никелем, фосфором. Фосфор образует соединение с медью, влияющее на характер кристаллизационных процессов в сплаве. Он водится в оловянную бронзу как раскислитель и устраняет хрупкие включения окиси олова. При содержания в бронзе около 1% фосфора, ее называют фосфористой. Легирование фосфором повышает механические, технологические, антифрикционные характеристики оловянных бронз. Введение никеля способствует повышению механических и противокоррозионных свойств. Легирование свинцом увеличивает плотность бронз, улучшает антифрикционные свойства и обрабатываемость резанием, однако при этом снижаются механические свойства. Введение железа способствует повышению механических свойств бронз, однако с увеличением концентрации железа резко снижаются коррозионная стойкость и технологические свойства.
В зависимости от технологии переработки и применения различают деформируемые, литейные и специальные бронзы. Деформируемые оловянные бронзы содержат до 8% олова. Эти бронзы используют для изготовления пружин и деформируемых деталей. Литейные бронзы содержат свыше 6% олова, обладают высокими антифрикционными свойствами и достаточной прочностью, их используют для изготовления деталей ответственных узлов.
Алюминиевые бронзы обладают высокими механическими, антифрикционными и противокоррозионными свойствами. Для снижения усадки, окисляемости и склонности к газонасыщению алюминиевые бронзы легируют железом, никелем, марганцем. Основное применение алюминиевых бронз — для изготовления ответственных деталей машин, работающих при интенсивном изнашивании и повышенных температурах.
Кремнистые бронзы характеризуются высокими антифрикционными, упругими свойствами, коррозионной стойкостью. Кремнистые бронзы уступают оловянным по величине усадки, но превосходят по коррозионной стойкости, механическим свойствам и плотности отливки. При добавлении кремния образуется сплав на основе твердого раствора кремния в меди, такой сплав хорошо обрабатывается давлением, пластичен. Кремнистые бронзы применяю для изготовления антифрикционных деталей, пружин, мембран приборов и оборудования.
Свинец в твердом состоянии практически не растворяются в меди. Поэтому свинцовые бронзы после затвердевания состоят из кристаллов меди с включениями свинца. Образующаяся структура обеспечивает высокие антифрикционные свойства и теплопроводность сплава.
Высокой механической прочностью обладает бериллиевая бронза. Она отличается высокой твердостью и упругостью, износостойкостью и стойкостью к воздействию коррозионных сред, что обеспечивает работоспособность изделий при повышенных температурах. Бериллиевая бронза хорошо обрабатывается резанием и сваривается. Используется для изготовления деталей, эксплуатируемых при повышенных скоростях перемещения, нагрузках, температуре.
У кадмиевой бронзы при сравнительно небольшом снижении удельной электропроводности существенно повышены механическая прочность, твердость и стойкость к истиранию. Кадмиевую бронзу применяют в качестве контактного провода для электрифицированного транспорта и коллекторных пластин в электрических машинах.
Благодаря высокой химической стойкости бронз из них изготавливают арматуру (паровую, водяную). Из бронз изготавливают сложные отливки, вкладыши подшипников. Для удешевления в бронзы добавляют несколько процентов Zn. Цинк в таких количествах растворяется в меди и существенно не влияет на структуру. Бронзы широко применяются для изготовления токопроводящих пружинящих контактов и других деталей коммутирующих узлов, выключателей, электрических машин. Некоторые виды бронз упрочняют термообработкой. У твердотянутых бронз механическая прочность и удельное сопротивление выше, чем у отожженных бронз. Разнообразные бронзы играют важную роль в современном машиностроении, авиации и ракетной технике, судостроении и др. отраслях промышленности.