El bronze és una composició d'aliatge. La composició química del bronze

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

Molta gent sap sobre el bronze només que se'n fan escultures i monuments. De fet, aquest metall està privat injustament de l'atenció popular. Després de tot, no va ser en va que en la història de la humanitat fins i tot hi va haver una edat de bronze, tota una època durant la qual l'aliatge va ocupar una posició dominant. És un dels pocs materials utilitzats tant en la indústria com en l'art. Les qualitats que posseeix un aliatge de coure i estany són simplement indispensables en moltes indústries. S'utilitza en la fabricació d'eines, en enginyeria mecànica, fosa de campanes d'església, etc. Al mateix temps, avui en dia hi ha un gran nombre de graus de metall, cadascun dels quals té propietats determinades i pre-modelades.

L'ús del bronze en el passat

La primera menció d'un aliatge de coure i estany es remunta al IV mil·lenni aC. Aquest avenç tecnològicels historiadors creuen que va permetre a la civilització de Mesopotàmia prendre una posició de lideratge en aquell moment. Les excavacions arqueològiques realitzades al sud de l'Iran testimonien l'ús generalitzat del bronze per a la fabricació de puntes de fletxa, dagues, llances, destrals i espases. Entre les troballes hi ha fins i tot elements d'interior, com mobles i miralls, així com gerres, àmfores, gerros i plats. El mateix aliatge s'utilitzava per encunyar monedes antigues i fer joies.

El bronze a l'edat mitjana comença a utilitzar-se activament a Europa. S'hi fan objectes tan massius com canons i cúpules de l'església. En un període posterior, amb el desenvolupament de l'enginyeria mecànica, un metall tan versàtil tampoc va passar desapercebut. Va ser apreciat principalment per les seves propietats antifricció i anticorrosió. Al mateix temps, cal destacar que el material utilitzat anteriorment era una mica diferent del que és el bronze actual. La composició de l'aliatge contenia moltes impureses menors, cosa que en degradava significativament la qualitat.

Composició química del bronze modern

Avui, en ciència dels materials, el bronze és un aliatge de dos metalls: coure i estany, que es pot utilitzar en diverses proporcions. Per donar al metall les qualitats desitjades, es pot afegir zinc, fòsfor, magnesi, plom i silici a aquest parell. La presència d'impureses aleatòries amb l'ajuda de les tecnologies modernes es redueix pràcticament a zero.

En la majoria dels casos, la proporció de coure a estany en proporcions del 85 al 15 per cent es considera acceptable. reducció de quotael segon component per sota de la marca indicada dóna lloc a una sèrie de problemes, el principal dels quals és la liquació. Els metal·lúrgics fan servir aquest terme per referir-se al procés de delaminació de l'aliatge i la seva solidificació desigual.

Influència del color de l'aliatge en la seva qualitat

La gent informada pot aprendre molt sobre un material només mirant el color que té el bronze. La composició afecta directament aquest paràmetre. Com podeu endevinar, el coure dóna a l'aliatge un to vermell. Per tant, reduir el seu percentatge a favor d' altres components suposarà una transició gradual del color a tons més tènues.

Amb l'equilibri habitual de components (85% de coure), el bronze posa groc. Aquesta és la varietat més comuna que es troba. S'obté un aliatge blanc després d'ajustar la proporció a una proporció de 50:50. Però perquè el bronze es torni gris, cal reduir la quantitat de coure al 35%.

Pel que fa al canvi en les característiques pràctiques de l'aliatge en experimentar amb la seva composició, la situació és la següent. La ductilitat del material dependrà directament del contingut d'estany que hi hagi. Com més petit sigui, més mal·leable serà el bronze, però aquesta afirmació només és certa fins a un cert límit. Així, quan s'arriba a la marca del 50%, l'aliatge es torna suau.

Bronze a l'art

El material resistent i durador, tot i que té un punt de fusió força baix i una bona ductilitat, no podia menys que interessar a les persones creatives, en particular als escultors. Ja als segles V-IV aC a Grècia es va elaborar fins al més mínim detall.tecnologia per fer estàtues de bronze, que encara és actual.

Consisteix en el fet que l'estàtua de material ignífug es substitueix inicialment per cera, que es destrueix directament durant la fosa. Per fer-ho, segons el dibuix, primer s'ha de fer un model de guix i després un motlle per a la fosa. El contingut de cera simplement es fon quan s'exposa a la temperatura i el bronze ocupa el seu lloc, que es refreda i s'endureix. Després d'això, només queda processar i portar a la perfecció.

Metal d'artilleria

Per a la fabricació de canons, i més tard d' altres equipaments militars, sempre s'ha utilitzat el bronze. La composició de l'aliatge que s'utilitza per a aquests propòsits, per regla general, conté un 90% de coure i només un 10% d'estany.

Això es deu al fet que el material per a les eines ha de ser molt fort i tenir una alta resistència a l'esquinçament. La marca de bronze BrAZhMts10-3-1.5 posseeix aquestes qualitats. A més dels components principals, conté un 1-2% de manganès, que millora les característiques antifricció i de temperatura.

Fabricació de campanes de l'església

El toc de campanes ha de ser melòdic i el seu so ha de agradar l'oïda a gran distància. Curiosament, però el bronze té aquests talents musicals. Per millorar el so de la campana, està feta d'un aliatge amb un alt contingut d'estany (del 20 al 22%). De vegades també s'hi afegeix una mica de plata. Marques de bronze, que s'utilitzen en la fabricació de campanes i altres instruments de percussió,són completament inadequats per a un ús pràctic en altres indústries. Això es deu al fet que aquest aliatge té una estructura de gra fi i una major fragilitat.

Fòsfor i bronze alumini

El primer aliatge format per un 90% de coure, un 9% d'estany i un 1% de fòsfor va ser utilitzat per Künzel el 1871. Es deia bronze fòsfor, i el material ha trobat la seva aplicació principalment en enginyeria mecànica. A partir d'ell es fan diverses peces de la màquina, que estan subjectes a una major fricció. El fòsfor és necessari per augmentar l'elasticitat i millorar les propietats anticorrosives. El principal avantatge d'aquest metall és que omple perfectament qualsevol rebaix durant la fosa.

El bronze d'alumini, la composició del qual es caracteritza per un alt contingut de coure (fins a un 95%), és molt semblant en aparença a l'or. A més de la bellesa, té una sèrie d' altres avantatges innegables. Per exemple, afegir un 5% d'alumini permet que l'aliatge suporti l'exposició a llarg termini a entorns agressius com ara una acidesa elevada.

Com a material per a la fabricació de diverses peces de màquines, aquest metall ha substituït gairebé universalment el bronze fòsfor a les fàbriques de paper i la producció de pólvora a causa de la seva major resistència a l'esquinçament.

Bronze de silicona i manganès

S'afegeix silicona a l'aliatge per augmentar la conductivitat elèctrica. Aquesta qualitat s'utilitza en la producció de cables telefònics. La composició de referència del bronze de silici és la següent: 97,12% de coure, 1,14% d'estany, 0,05% de silici.

El més difícilel procés de producció compta amb un aliatge que conté manganès. Tot el procediment es desenvolupa en diverses etapes. En primer lloc, s'afegeix ferromangan al coure fos. Després, mantenint el règim de temperatura especificat, s'afegeix estany i, si cal, zinc. La firma anglesa Bronce Company fabrica diversos graus de bronze de manganès amb diferents viscositats i dureses. Aquest aliatge es pot utilitzar en gairebé totes les indústries.