青铜是铜与锌、镍以外的元素的合金,主要有锡青铜、铝青铜等。紫铜是铜含量较高的铜,其他杂质的总含量在1%以下。普通黄铜这是铜和锌的合金。当锌含量小于39%时,锌可溶于铜中,形成单相A,称为单相黄铜。可塑性好,适合冷热压制。当锌含量大于39%时,存在单相和以铜、锌为主的B固溶体,称为双相黄铜。b使塑性变小,抗拉强度增加,只适合热压。如果锌的质量分数继续增加,抗拉强度会下降,没有使用价值。代号用“H+数字”表示,H代表黄铜,数字代表铜的质量分数。例如H68表示铜含量为68%,锌含量为32%的黄铜,在符号前加“Z”字表示铸造黄铜,如ZH62例如,Zcuzn38代表锌含量为38%,其余为铜的铸造黄铜。H90、H80为单相,金**,故称黄金,称为电镀、装饰品、勋章等。H68和H59属于双相黄铜,广泛用于电器的结构件,如螺栓、螺母、垫圈、弹簧等。一般来说,单相黄铜用于冷变形,双相黄铜用于热变形。
做为人类最早使用的合金之一——青铜,是指红铜和其他化学元素的合金。
由纯铜和锡形成的合金成为锡青铜,铜与铅的合金就是铅青铜,而铜、锡、铅形成的合金,则锡铅青铜。古代青铜主要指铜与锡、铅的合金。按其铜锡铅的比例,把它分为:纯铜型、铜锡型、铜铅型、铜锡铅型这四类。纯铜型含铜量大于90%,含锡量小于2%,含铅量小于3%。铜锡型含锡量大于3%,含铅量小于2%。铜锡铅型含锡量大于2%,含铅量大3%。铜铅型含锡量少于2%,含铅量小于23%。
红铜也成纯铜。因为其含铜量高达98%-99%,具有红色的金属光泽,所以叫红铜。红铜硬度较低,布氏硬度为35,可以直接捶打成器。
青铜是红铜加入锡铅制成的,成金**,生锈后呈青绿色,因此叫青铜。加锡的青铜合金有较高的硬度和光亮的色泽。把铅加入铜中,能使铜液在浇筑时具有较好的流动性。与纯铜相比,青铜熔点较低,硬度增高,金属光泽和耐腐蚀性好。
纯铜的熔点为1083℃,若加15%的锡,熔点降低到960℃,若加25%的锡,熔点降低到800℃。就硬度来说,纯铜的布氏硬度为35,若加5%-7%的锡就增高到50-65,若加7%-9%的锡就增高到65-70,若加,9%-10%的锡就增高到70-100
夏代中期人们就能铸造锡青铜,稍晚使就能够铸造高铅的铅锡青铜。商代时,青铜铸造工艺发展到了有意识控制铜、锡、铅的比例来冶炼不同种类青铜器的较高阶段。西周时期青铜容器中,高锡和含锡量中等偏高的锡青铜,以及高锡或含锡量中等偏高的铜锡铅三元青铜。成为青铜合金中的主要部分。
其实青铜器的主要原料是铜和锡,但是由于铸造器物的不同,铜锡之间会有不同的配比方式!
一、《周礼·考工记》之“六齐”
金有六齐:这里的“金”,有两种说法:一指青铜,二指纯铜。而这里的“齐”,则和剂量的“剂”通假,指的是铜和锡量的多少。
六分其金而锡居一,谓之钟鼎之齐;
五分其金而锡居一,谓之斧斤之齐;
四分其金而锡居一,谓之戈戟之齐;
三分其金而锡居一,谓之大刃之齐;
五分其金而锡居二,谓之削杀矢之齐;
金锡半,谓之鉴燧之齐。”
这是先秦时期所知记载青铜合金配置技术的记载,据郭沫若考证,此应为春秋齐国之官书。
二、关于“金有六齐”的争议
①认为“金”指青铜,所谓“六分其金而锡居一”就是将青铜合金分为六等分,青铜占五,锡占一,铜锡配比为5比1,其他以此类推。
②认为“金”指纯铜,所谓“六分其金而锡居一”就是将青铜合金分为七等分,青铜占六,锡占一,铜锡配比为6比1,其他以此类推。
③而关于“金锡半”,一种认为是青铜与锡各占一半,铜锡比为1比1;另一种认为是“金,锡半”也就是说,将铜锡合金分为三份,锡是青铜的一半,铜锡比为2比1。
三、考古材料及实验证据
通过学者对出土青铜器的实验研究表明:
①钟鼎与斧斤之齐,与第一种铜锡配比接近。
②戟戈、削杀矢、鉴燧之齐,与第二种铜锡配比接近。
③大刃之齐,则两种解释含锡量均偏高。
④鉴燧之齐的金锡半,以第二种锡占33%比较合适。
实际上,很多种情况下,实物与记载无法完全吻合,因为在青铜器铸造、熔炼过程中,会有很多影响变量,需从很多方面去考虑,而不能仅限于《考工记·六齐》里字面上对于百分数的计算。
六分其金而锡居一,谓之钟鼎之齐;
五分其金而锡居一,谓之斧斤之齐;
四分其金而锡居一,谓之戈戟之齐;
三分其金而锡居一,谓之大刃之齐;
五分其金而锡居二,谓之削杀矢之齐;
金锡半,谓之鉴燧之齐。”(鉴是镜,燧是取火工具)。
六齐中锡之含量:钟鼎之齐为1/7,斧斤之齐为1/6,戈戟之齐为1/5,大刃之齐为1/4,削杀矢之齐为2/7,鉴燧之齐为1/2。根据近代金属学知识,凡含锡20%左右的青铜最为坚韧,适合于制斧斤、戈戟;含锡30—40%的青铜,硬度最高,适合于大刃、削杀矢之用。六齐中锡之含量,与此基本一致,因而它是符合科学原理的。硬度越高,脆度也会增加的。
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