Na prvi pogled lako ih je pomešati. Bakar može imati crvenkast sjaj, mesing često vuče na zlatnožutu boju, a bronza na toplije smeđe tonove. Razlika je, ipak, u samom sastavu materijala.
Bakar je hemijski element sa oznakom Cu. Mesing je grupa legura bakra i cinka, dok se klasična bronza zasniva na bakru i kalaju.
Dodavanjem drugih elemenata menjaju se tvrdoća, čvrstoća, obradivost, otpornost na habanje i ponašanje u korozivnim sredinama. Zato električni provodnik, kvaka, ležaj i skulptura mogu svi poticati iz iste porodice bakra, a ipak zahtevati sasvim različit materijal.
Najlakše pravilo za pamćenje glasi: bakar najbolje provodi struju i toplotu, mesing je zahvalan za obradu i dekorativne detalje, a bronza se često bira tamo gde su važni habanje, trenje i otpornost u zahtevnijem okruženju.
Najkraće poređenje bakra, mesinga i bronze
| Materijal | Osnovni sastav | Prepoznatljiva boja | Tipične prednosti | Česte primene |
| Bakar | Cu | Crvenkasta do narandžastosmeđa | Veoma visoka električna i toplotna provodljivost, dobra duktilnost | Kablovi, instalacije, izmenjivači toplote, krovovi |
| Mesing | Cu + Zn | Žuta do zlatna | Dobra obradivost, čvrstoća, dekorativan izgled | Ventili, fitinzi, brave, kvake, muzički instrumenti |
| Bronza | Najčešće Cu + Sn, uz brojne druge varijante | Smeđa, crvenkastosmeđa ili zlatnosmeđa | Dobra otpornost na habanje i koroziju, pogodno livenje | Ležajevi, čaure, brodski delovi, skulpture, opružni kontakti |
Bakar je polazna tačka cele grupe
Bakar je jedan od retkih metala prepoznatljivih po prirodnoj crvenkastoj boji. Prema podacima Royal Society of Chemistry, gustina čistog bakra iznosi oko 8,96 g/cm³, a tačka topljenja 1084,62 °C.
Metal je lako oblikovati i izvlačiti u žicu, što objašnjava njegovu ogromnu ulogu u elektrotehnici.
Industrijska legura C11000, poznata kao elektrolitički bakar ETP, sadrži najmanje 99,90% bakra i u žarenom stanju dostiže najmanje 100% IACS električne provodljivosti prema podacima za leguru C11000. IACS je međunarodna referentna skala za električnu provodljivost bakra.[/su_note]
Zbog takvih osobina bakar nalazite u kablovima, namotajima motora, transformatorima, instalacijama i elektronskim uređajima. Američki geološki zavod navodi da električne namene čine približno tri četvrtine ukupne upotrebe bakra, uključujući prenos električne energije, instalacije u objektima, telekomunikacije i elektronske proizvode.
Bakar ima i prepoznatljiv način starenja. Spoljašnja površina vremenom prelazi iz sjajne crvenkaste u tamnije smeđu, a u pogodnim atmosferskim uslovima može razviti zelenkastu patinu.
Priručnik za bakar u arhitekturi objašnjava da patina čvrsto prijanja za površinu i može usporiti dalje atmosfersko trošenje. Zato stari bakarni krovovi imaju izgled koji se teško može zameniti sa svežim limom iz radionice.
Mesing: šta cink menja u bakru?
Dodavanje cinka daje bakru svetliju, često zlatnožutu boju i menja njegove mehaničke osobine. Copper Development Association mesinge definiše kao legure bakra i cinka i navodi da sadržaj cinka snažno utiče na strukturu, čvrstoću, duktilnost i otpornost na koroziju.
Takav sastav daje materijal koji se uspešno valja, izvlači, savija i presuje. U svakodnevnom okruženju mesing ćete sresti na kvakama, bravama, dekorativnim lajsnama, ventilima, slavinama i fitinzima.
Truba i trombon predstavljaju lakše pamtljiv primer: naziv „limeni duvački instrumenti“ pripada muzičkoj klasifikaciji, dok karakterističan zlatni sjaj često upućuje na mesing.
Mesing ima i tehnička ograničenja koja zavise od sastava. Kod određenih legura sa većim udelom cinka, u nepovoljnim vodenim sredinama može doći do decinkacije, procesa pri kojem se cink selektivno uklanja iz materijala.
Zbog toga se za vodovodne, pomorske i industrijske delove bira tačna legura prema radnim uslovima.
Pri kupovini je zato korisno proveriti oznaku legure i dostupni oblik poluproizvoda, posebno kada se obojeni metali sa isporukom širom Srbije nabavljaju za konkretnu mašinsku ili industrijsku primenu.
Bronza je čitava porodica legura
Najpoznatija bronza nastaje legiranjem bakra kalajem. Istorijski značaj takvog materijala bio je toliko veliki da je čitava epoha dobila naziv Brončano doba.
Kalaj povećava tvrdoću i menja ponašanje bakra pri livenju, pa su bronze vekovima korišćene za oružje, alat, zvona, statue i novac. Savremena metalurgija koristi naziv bronza za više grupa legura. Pored kalajnih postoje fosforne, aluminijumske i silicijumske bronze.
Kod fosforne bronze C51000, na primer, sadržaj kalaja iznosi 4,2 do 5,8%, uz malu količinu fosfora.
Materijal se koristi za opružne kontakte, trake, žicu, ležajne elemente i delove kojima trebaju elastičnost i otpornost na zamor. Aluminijumske bronze idu u drugom smeru.
Tipično sadrže oko 9 do 12% aluminijuma, a pojedine legure uključuju i gvožđe i nikl.
Zbog kombinacije čvrstoće, otpornosti na habanje i ponašanja u morskom okruženju, aluminijumske bronze koriste se za osovine, pumpe, ventile, brodsku opremu i teže opterećene čaure.
Zato sama oznaka „bronza“ na tehničkom crtežu daje premalo podataka za ozbiljan izbor materijala. Tačna oznaka legure pruža mnogo precizniju informaciju o sastavu i očekivanim osobinama.
Koliko se razlikuju provodljivost i gustina?
Razlika je posebno vidljiva kod reprezentativnih industrijskih legura.
Mesing i bronza mogu imati korisna električna svojstva za kontakte i specijalne komponente, dok legirajući elementi značajno smanjuju provodljivost u poređenju sa visokoprovodnim bakrom.
Gustine su znatno bliže. C11000 ima približno 8,92 g/cm³, C26000 oko 8,53 g/cm³, a C51000 oko 8,86 g/cm³. Komad mesinga zato u ruci često deluje gotovo podjednako „ozbiljno“ kao komad bakra slične zapremine.
Kako izabrati materijal prema nameni?
Za izbor je korisnije krenuti od radnog zadatka i uslova u kojima će deo služiti.
- Za kablove, sabirnice i prenos toplote: bakar je najčešći kandidat zbog izuzetne provodljivosti.
- Za dekorativne i precizno obrađene delove: mesing često pruža dobru kombinaciju izgleda, obradivosti i mehaničkih osobina.
- Za čaure, ležajeve i klizne delove: odgovarajuće bronze imaju dugu tradiciju primene zbog ponašanja pri trenju i habanju.
- Za morsko i hemijski zahtevno okruženje: izbor zavisi od konkretne legure, pri čemu aluminijumske bronze imaju važnu industrijsku ulogu.
- Za skulpture, medalje i umetničko livenje: bronza ostaje veoma cenjena zbog livačkih osobina, trajnosti i patine.
Ako kupujete poluproizvod, fiting ili mašinski deo, boja predstavlja tek prvi trag. Oznake poput C11000, C26000 ili C51000 pružaju mnogo pouzdaniju informaciju od širokih komercijalnih naziva „bakarni“, „mesingani“ ili „bronzani“.
Za kraj…
Bakar, mesing i bronza pripadaju istoj metalurškoj priči, ali imaju različite uloge. Bakar dominira tamo gde su provodljivost i lako oblikovanje presudni.
Mesing se često pojavljuje na delovima koji traže dobru obradivost, čvrstoću i prepoznatljiv zlatni ton.
Bronza pokriva široku grupu legura namenjenih ležajevima, morskoj opremi, opružnim elementima, livenju i umetničkim predmetima.
Za praktičan izbor materijala najvažniji podatak ostaje oznaka konkretne legure.
Dve legure slične boje mogu imati veoma različit sastav, provodljivost i otpornost na habanje.
Metal često izgleda jednostavno tek dok ga gledate sa police. U radionici, instalaciji ili mašini hemijski sastav brzo pokaže zašto je izbor važan.
