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El bronce, que las personas conocen desde hace mucho tiempo, es una aleación valiosa con características únicas. El artículo detallará la composición del bronce, sus tipos y las propiedades especiales de cada uno de ellos. También será interesante conocer el alcance moderno de esta aleación.
¿Qué es el bronce?
El bronce es una aleación de múltiples componentes que consta de dos o más elementos, el principal es el cobre. Los elementos restantes se llaman aleaciones y se utilizan para mejorar el rendimiento del metal. La proporción de compuestos de aleación en bronce puede ser de 2.5% . Aplique en esta calidad manganeso, estaño, plomo, cromo, fósforo, hierro y otros elementos, excepto el zinc. La combinación de cobre y zinc, lleva el nombre de latón.
Dependiendo de la cantidad de aditivos en la aleación de cobre, el bronce tendrá un tono de color diferente. Los tonos rojo intenso hablan de un alto porcentaje de cobre, mientras que el color de acero frío indica que no hay más del 35% de cobre presente en el bronce.
La historia de la aleación de bronce.
El bronce, como se sabe de los libros de texto escolares, se ha utilizado desde tiempos muy antiguos. Las aleaciones más antiguas hechas por personas eran aleaciones de cobre y estaño. Los hallazgos en la región de Mesopotamia y el sur de Irán indican que los primeros artículos de bronce se remontan al 3er milenio antes de Cristo . Todo estaba hecho de cobre: platos (platos, jarras y ollas) armas (espadas, puntas de flecha y hachas), espejos, dinero en forma de monedas y, por supuesto, una amplia variedad de decoraciones. Los escultores griegos antiguos (siglo V-IV aC) también apreciaban la calidad del bronce cuando se fundían grandes estatuas. Una tecnología similar se utiliza en nuestro tiempo.
En la Edad Media, tan abundantes guerras, se lanzaron cañones y artillería de una aleación de cobre y estaño. La encarnación más famosa del bronce es la campana, al variar la composición, el tamaño y el grosor de las paredes, los maestros lograron los sonidos más agradables de la campana de bronce, que se vertía alrededor.
Al servir a las personas con sus propiedades únicas, no pierde su popularidad. El origen de la palabra está asociado con la palabra persa para cobre - berenj. Más tarde se transformó en la palabra italiana bronzo.
Marcado bronce
Para designar una aleación particular se etiqueta como sigue:
- Inicialmente, hay una combinación de letras "Br" - bronce;
- Además, las letras apuntan a los principales elementos de aleación;
- Al final de las figuras que determinan el contenido de elementos de aleación en el material.
Por lo tanto, un ejemplo es el marcado BrO5: el contenido de la aleación es 5% de estaño, BrA5 - 5% de aluminio.
El marcado es necesario no solo para determinar la composición y propiedades del bronce, sino también su peso específico. Para hacer esto, solo usa la tabla del directorio. Pero si la marca es desconocida, entonces el análisis químico ayudará. Esto es necesario para calcular el volumen de la pieza, ya que su fórmula refleja la relación de masa a volumen. Conociendo el peso específico de una sola aleación, es posible calcular el volumen de una parte con una cierta masa y viceversa, cuál será el peso de una barra de un valor determinado.
Propiedades de bronce
Como ya se señaló, las propiedades del bronce dependen directamente de la presencia en el mismo de uno o más elementos de aleación, así como de su porcentaje.
Bronce tiene:
Mayor resistencia a la corrosión, durabilidad y menor coeficiente de fricción que el latón;- Resistencia en el aire, en agua salada, soluciones carbónicas y soluciones que contienen ácidos orgánicos;
- Habilidad para soldar y soldar;
- Tonos de rojo a blanco;
- Otros indicadores dependen de la composición.
Composición de bronce
No todas las combinaciones en una aleación de cobre y otro elemento es bronce. El cobre y el zinc, como ya se mencionó, forman una aleación de oro-amarillo llamada latón. Pero el cobre y el níquel están encarnados en plata de níquel, que una vez se usó para cucharas que suenan maravillosamente, y más aún para las monedas. Es apreciado por el hecho de que durante mucho tiempo no pierde su matiz plateado y brilla.
Bronce estaño
El principal componente de aleación de este bronce es el estaño. Además, se introducen plomo, fósforo, arsénico y zinc en la aleación. El estaño le da al cobre cualidades especiales: la mejor fusibilidad, dureza y elasticidad. Esta combinación de propiedades es ideal para el pulido. Otros elementos de aleación hacen que la aleación sea resistente a la corrosión y más conveniente para la fundición.
Con la introducción del estaño al nivel del 5% de la masa total, la ductilidad de la aleación comienza a disminuir, y al 20% del estaño, el material se vuelve quebradizo. Por esta razón, las aleaciones, donde la proporción de estaño supera el 6% de la barrera, son adecuadas principalmente para la fundición, pero no son adecuadas para laminación o forja. Para que la aleación de bronce sea más adecuada para el mecanizado, se introduce aproximadamente un 5% de plomo, lo que proporciona una rotura de viruta ligera. El fósforo desoxida la aleación, que se llama fósforo, si el porcentaje de este elemento es más de uno.
El uso de zinc ayuda a reducir significativamente el costo del material, prácticamente sin tener ningún impacto en la calidad de la aleación de estaño con cobre. Así, hasta el 10% de zinc se introduce en la composición sin cambiar las propiedades mecánicas, lo que reduce el costo de producción.
La mayor proporción de lata puede ser del 33%, en la que el bronce adquiere un agradable color blanco plateado. Dependiendo del cambio en la proporción de este elemento, se logra el color del material de rojo a amarillo.
Bronce especial (sin estaño)
Las aleaciones con cobre que no contienen estaño como componente de aleación se llaman bronce especial o sin estaño. Tales aleaciones de cobre con aluminio, hierro, plomo, silicio, etc. Sucede la misión más diferente. Pueden ser superiores en calidad a las aleaciones de estaño, y su gama de colores es aún más rica en diversidad.
El bronce de aluminio gana en propiedades mecánicas en comparación con el estaño. Sin embargo, las aleaciones de aluminio son químicamente resistentes . Una aleación de cobre con silicio y zinc muestra una excelente fluidez en estado líquido.
El berilio bronce supera a todos los demás en elasticidad, mientras que posee una alta dureza. Además, existe una alta soldabilidad, resistencia química de la aleación de berilio-cobre. Funciona muy bien con herramientas de corte, moviéndolo al procesamiento. Por esta razón, esta aleación es adecuada para la fabricación de piezas y elementos como membranas, resortes, contactos con propiedades de resortes. Son fáciles y fiables de soldar y son duraderos.
Características de bronce
Caracteristicas tecnologicas
Según sus propiedades tecnológicas el bronce puede ser:
- Deformable o fácilmente susceptible al estrés mecánico. Tales propiedades son poseídas por aleaciones que contienen no más de 6% de estaño. Su plasticidad permite estampar, forjar y fabricar materiales de bronce corrugado. Es a partir de aleaciones forjadas que se hacen alambre de bronce, cinta y láminas, etc.
- Fundición - diseñada para fundición en forma. Las piezas mecanizadas que pueden trabajar en el agua de mar, así como los engranajes y rodamientos de los rodamientos, se fabrican a partir de estos bronces de fundición a base de cobre y estaño.
Conductividad térmica de las aleaciones de bronce.
Si hablamos de conductividad térmica, entonces se cae con la introducción de aditivos de aleación. A pesar de que el cobre conduce el calor muy bien, sus aleaciones con otros componentes pierden un mayor porcentaje de este indicador. La baja conductividad térmica hace que el bronce sea inadecuado para unidades de fricción, electrodos de soldadura y otros elementos que requieren un retorno rápido y la eliminación de calor. Sin embargo, las aleaciones de bronce de baja aleación tienen una conductividad térmica del cobre cercana.
Produccion de bronce
El proceso de obtención de este metal ocurre en hornos de inducción eléctrica o hornos de crisol, donde el cobre se alea con elementos de aleación. La fusión tiene lugar bajo la capa de fundente o carbón vegetal. La mezcla del material de partida para la fusión se puede preparar a partir de metales frescos y de materiales reciclados.
Proceso de producción de bronce:
Una cierta porción de carbón o flujo se coloca en un horno calentado;- El cobre se carga en el horno, donde se funde y se calienta a la temperatura deseada;
- El material fundido se desoxida con fósforo de cobre;
- En fundición desoxidada, agregue los componentes de aleación, llevándolos a calor. Aditivos de aleación refractarios que se introducen en forma de ligaduras;
- Todo se mezcla hasta la disolución completa de los componentes y se calienta a la temperatura según la tecnología;
- Antes de comenzar la colada, se realiza una nueva desoxidación con fósforo y cobre para eliminar sus óxidos;
- La aleación de bronce obtenida funde y llena perfectamente los tanques de formación en forma de lingotes de forma estándar y redonda;
- Los lingotes son laminados o prensados.
Esferas de aplicación.
Debido a sus diversas propiedades, el bronce se utiliza en ingeniería mecánica, industria de cohetes y aeronaves, construcción naval y muchas otras industrias. La calidad de la resistencia a la corrosión, la resistencia al desgaste y el bajo coeficiente de fricción lo convirtieron en un material indispensable para máquinas y ensamblajes que participan en piezas móviles con alta fricción. Por otro lado, las piezas de bronce deben actualizarse periódicamente. Debido a la resistencia química, se utilizan aleaciones de bronce sin plomo para el laminado de elementos químicos y la fabricación de válvulas de control para varias tuberías .
La inmutable popularidad del uso del bronce en la fabricación de esculturas debido a su idoneidad para la fundición, así como a la estabilidad atmosférica, la durabilidad y la resistencia. El factor de atractivo externo de una escultura de bronce también es importante: el color y el brillo que atraen a los ojos. Además, el bronce le da solidez al producto con el efecto de antigüedad. Por esta razón , los candelabros, candelabros y otros elementos decorativos más complejos en teatros y palacios están hechos de aleaciones de bronce.