El bronce es una composición de aleación. La composición química del bronce

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

Mucha gente sabe sobre el bronce solo que las esculturas y los monumentos están hechos de él. De hecho, este metal está inmerecidamente privado de la atención popular. Después de todo, no fue en vano que en la historia de la humanidad hubo incluso una Edad de Bronce, toda una era durante la cual la aleación ocupó una posición dominante. Es uno de los pocos materiales utilizados tanto en la industria como en el arte. Las cualidades que posee una aleación de cobre y estaño son simplemente indispensables en muchas industrias. Se utiliza en la fabricación de herramientas, en ingeniería mecánica, fundición de campanas de iglesia, etc. Al mismo tiempo, hoy en día hay una gran cantidad de grados de metal, cada uno de los cuales tiene ciertas propiedades premodeladas.

El uso del bronce en el pasado

La primera mención de una aleación de cobre y estaño se remonta al cuarto milenio antes de Cristo. Este avance tecnológicolos historiadores creen, permitió que la civilización de Mesopotamia tomara una posición de liderazgo en ese momento. Las excavaciones arqueológicas realizadas en el sur de Irán atestiguan el uso generalizado del bronce para la fabricación de puntas de flecha, dagas, lanzas, hachas y espadas. Entre los hallazgos hay incluso objetos de interior, como muebles y espejos, además de jarros, ánforas, jarrones y platos. La misma aleación se utilizó para acuñar monedas antiguas y hacer joyas.

Bronce en la Edad Media comienza a utilizarse activamente en Europa. De él se fabrican objetos tan masivos como cañones y cúpulas de iglesias. En un período posterior, con el desarrollo de la ingeniería mecánica, un metal tan versátil tampoco pasó desapercibido. Fue apreciado principalmente por sus propiedades antifricción y anticorrosión. Al mismo tiempo, cabe señalar que el material utilizado anteriormente era algo diferente del que es el bronce en la actualidad. La composición de la aleación contenía muchas impurezas menores, lo que degradaba significativamente su calidad.

Composición química del bronce moderno

Hoy, en la ciencia de los materiales, el bronce es una aleación de dos metales: cobre y estaño, que se puede utilizar en varias proporciones. Para dar al metal las cualidades deseadas, a este par se le puede añadir zinc, fósforo, magnesio, plomo y silicio. La presencia de impurezas aleatorias con la ayuda de tecnologías modernas se reduce prácticamente a cero.

En la mayoría de los casos, la proporción de cobre a estaño en proporciones de 85 a 15 por ciento se considera aceptable. reducción de accionesel segundo componente por debajo de la marca indicada da lugar a una serie de problemas, el principal de los cuales es la licuación. Los metalúrgicos utilizan este término para referirse al proceso de delaminación de la aleación y su solidificación desigual.

Influencia del color de la aleación en su calidad

La gente informada puede aprender mucho sobre un material con solo mirar el color que tiene el bronce. La composición afecta directamente a este parámetro. Como puede suponer, el cobre le da a la aleación un tinte rojo. Por tanto, reducir su porcentaje a favor de otros componentes supondrá una transición paulatina del color a tonos más tenues.

Con el equilibrio habitual de componentes (85% de cobre), el bronce se tiñe de amarillo. Esta es la variedad más común que se encuentra. Se obtiene una aleación blanca después de ajustar la relación a una relación de 50:50. Pero para que el bronce se vuelva gris, es necesario reducir la cantidad de cobre al 35%.

En cuanto al cambio en las características prácticas de la aleación al experimentar con su composición, la situación es la siguiente. La ductilidad del material dependerá directamente del contenido de estaño en él. Cuanto más pequeño sea, más maleable será el bronce, pero esta afirmación es cierta solo hasta cierto límite. Entonces, cuando se alcanza la marca del 50 %, la aleación vuelve a ser blanda.

Bronce en el arte

Material resistente y duradero, aunque con un punto de fusión bastante bajo y buena ductilidad, no podía dejar de interesar a las personas creativas, en particular a los escultores. Ya en los siglos V-IV a. C. en Grecia, se elaboró hasta el más mínimo detalle.tecnología para hacer estatuas de bronce, que sigue siendo relevante hoy en día.

Consiste en que la estatua de material resistente al fuego se sustituye inicialmente por cera, que se destruye directamente durante el vaciado. Para hacer esto, de acuerdo con el dibujo, primero se debe hacer un modelo de yeso y luego un molde para la fundición. El contenido de cera simplemente se derrite cuando se expone a la temperatura y el bronce toma su lugar, que se enfría y endurece. Después de eso, solo queda procesar y llevar a la perfección.

Metal de artillería

Para la fabricación de cañones, y posteriormente de otros equipos militares, siempre se ha utilizado el bronce. La composición de la aleación que se utiliza para estos fines, por regla general, contiene un 90 % de cobre y solo un 10 % de estaño.

Esto se debe al hecho de que el material de las herramientas debe ser muy fuerte y tener una alta resistencia al desgarro. La marca de bronce BrAZhMts10-3-1.5 posee tales cualidades. Además de los componentes principales, contiene 1-2 % de manganeso, lo que mejora las características antifricción y temperatura.

Fabricación de campanas de iglesia

El repique de campanas debe ser melódico, y su sonido debe agradar al oído a gran distancia. Por extraño que parezca, pero el bronce tiene tales talentos musicales. Para mejorar el sonido de la campana, se fabrica con una aleación con un alto contenido en estaño (del 20 al 22%). A veces también se le agrega algo de plata. Marcas de bronce, que se utilizan en la fabricación de campanas y otros instrumentos de percusión,son completamente inadecuados para el uso práctico en otras industrias. Esto se debe al hecho de que dicha aleación tiene una estructura de grano fino y mayor fragilidad.

Fósforo y bronce al aluminio

La primera aleación compuesta por un 90 % de cobre, un 9 % de estaño y un 1 % de fósforo fue utilizada por Künzel en 1871. Se llamaba bronce fosforoso y el material ha encontrado su aplicación principalmente en la ingeniería mecánica. De él se funden varias piezas de la máquina, que están sujetas a una mayor fricción. El fósforo es necesario para aumentar la elasticidad y mejorar las propiedades anticorrosivas. La principal ventaja de este metal es que llena perfectamente los huecos durante la colada.

El bronce al aluminio, cuya composición se caracteriza por un alto contenido de cobre (hasta un 95%), tiene un aspecto muy similar al del oro. Además de la belleza, tiene una serie de otras ventajas innegables. Por ejemplo, agregar un 5 % de aluminio permite que la aleación resista la exposición a largo plazo a entornos agresivos, como una alta acidez.

Como material para la fabricación de varias piezas de maquinaria, este metal ha reemplazado casi universalmente al bronce fosforoso en las fábricas de papel y en la producción de pólvora debido a su mayor resistencia al desgarro.

Bronce de silicio y manganeso

Se agrega silicio a la aleación para aumentar la conductividad eléctrica. Esta calidad se utiliza en la producción de cables telefónicos. La composición de referencia del bronce al silicio es la siguiente: 97,12 % cobre, 1,14 % estaño, 0,05 % silicio.

La más difícilel proceso de producción cuenta con una aleación que contiene manganeso. Todo el procedimiento se lleva a cabo en varias etapas. Primero, se agrega ferromangan al cobre fundido. Luego, habiendo mantenido el régimen de temperatura especificado, se agrega estaño y, si es necesario, zinc. La firma inglesa Bronce Company fabrica varios grados de bronce al manganeso con diferente viscosidad y dureza. Esta aleación se puede utilizar en casi todas las industrias.