BRONCE
El bronce fue la primera aleación de importancia obtenida por el hombre y da su nombre al perÃodo prehistórico conocido como Edad del bronce Durante milenios fue la aleación básica para la fabricación de armas y utensilios, y orfebres de todas las épocas lo han utilizado en joyerÃa, medallas y escultura. Las monedas acuñadas con aleaciones de bronce tuvieron un protagonismo relevante en el comercio y la economÃa mundial.
CARACTERISTICAS
•Tiene un punto de fusión bajo
•Es más duro y resistente que otras aleaciones (menos el acero).
•Muy dúctil.Su maleabilidad depende de la composición, la temperatura y la mezcla con otros metales
Exceptuando el acero, las aleaciones de bronce son superiores a las de hierro en casi todas las aplicaciones.4 Por su elevado calor especÃfico, el mayor de todos los sólidos, se emplea en aplicaciones de transferencia del calor.
Comparación entre bronces y aceros
Aunque desarrollan pátina no se oxidan bajo la superficie, son más frágiles y tienen menor punto de fusión. Son aproximadamente un 10 % más pesadas que el acero, a excepción de las compuestas por aluminio o sÃlice. También son menos rÃgidas, por lo tanto en aplicaciones elásticas como resortes acumulan menos energÃa que las piezas similares de acero. Resisten la corrosión, incluso la de origen marino, el umbral de fatiga metálica es menor, y son mejores conductores del calor y la electricidad.[cita requerida]
Otra caracterÃstica diferencial de las aleaciones de bronce respecto al acero, es la ausencia de chispas cuando se las golpea contra superficies duras. Esta propiedad ha sido aprovechada para fabricar martillos, mazas, llaves ajustables y otras herramientas para uso en atmósferas explosivas o en presencia de gases inflamables.
VERSATILIDAD
El cobre y sus aleaciones tienen una amplia variedad de usos como resultado de la versatilidad de sus propiedades mecánicas, fÃsicas y quÃmicas. Téngase en cuenta, por ejemplo, la conductividad eléctrica del cobre puro, la excelente maleabilidad de los cartuchos de munición fabricados en latón, la baja fricción de aleaciones cobre-plomo, las sonoridad del bronce para campanas y la resistencia a la corrosión de la mayorÃa de sus aleaciones.
PROPIEDADES FISICAS
Datos para una aleación promedio con 89 % de cobre y 11 % de estaño:
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Densidad: 8,90 g/cm³.
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Punto de fusión: de 830 a 1020 °C
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Punto de ebullición: de 2230 a 2420 °C
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Coeficiente de temperatura: 0,0006 K-1
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Resistividad eléctrica: de 14 a 16 µOhmio/cm
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Coeficiente de expansión térmica: entre 20 y 100 °C ---> 17,00 x 10-6 K-1
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Conductividad térmica a 23 °C: de 42 a 50 Wm-1
PROPIEDADES MECANICAS
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Elongación: <65 %
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Dureza Brinell: de 70 a 200
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Módulo de elasticidad: de 80 a 115 GPa
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Resistencia a la cizalla: de 230 a 490 MPa
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Resistencia a la tracción: de 300 a 900 MP
Tipos básicos
Llave de bronce.
La aleación básica de bronce contiene aproximadamente el 88 % de cobre y el 12 % deestaño.5 El bronce "alfa"6 es la mezcla sólida de estaño en cobre. La aleación alfa de bronce con un 4 a 5 % de estaño se utiliza para acuñar monedas y para fabricar resortes,turbinas, y herramientas de corte.
En muchos paÃses se denomina incorrectamente "bronce comercial" al latón, que contiene 90 % de cobre y 10 % de zinc, pero no estaño. Es más duro que el cobre, y tiene una ductilidad similar. Se utiliza en tornillos y alambres.
Bronce arsenical
La aleación de cobre con arsénico es el primer bronce utilizado por el hombre.8 Es una aleación blanquecina, muy dura y frágil. Se fabrica en una proporción del 70 % de cobre y el 30 % de arsénico, aunque es posible fundir bronces con porcentajes de arsénico de hasta 47,5 %. En estos casos, el resultado es un material gris brillante, fusible al rojo y no alterado por el agua hirviente.
La simple exposición al aire del bronce arsenical produce una pátina oscura. Esta circunstancia, y la alta toxicidad del arsénico la convirtieron en una aleación muy poco utilizada, especialmente a partir del descubrimiento de la alpaca, plata alemana o bronce blanco, conocida desde tiempos antiguos en China y fabricada en Alemania desde finales del siglo XVIII.
Bronce sol
El denominado bronce sol (en alemán; Sonnenbronze) es una aleación utilizada en joyerÃa, tenaz, dúctil y muy dura, que funde a temperaturas próximas a las del cobre (1.357 °C) y está constituida hasta por el 60 % de cobalto.
Cuproaluminio
El cuproaluminio es un tipo de bronce, de color similar al del oro, en el cual el aluminio es el metal de aleación principal que se agrega al cobre. Una variedad de bronces de aluminio, de composiciones diferentes, han encontrado uso industrial.
Bronce para armas de fuego
A partir del descubrimiento de la pólvora se utilizó un bronce para cañones compuesto por un 90 a 91 % de cobre y un 9 a 10 % de estaño, proporción que se denomina comúnmente "bronce ordinario". Estas armas eran conocidas en China en épocas tan tempranas como el siglo XI a. C., y en Europa se utilizaron a partir del siglo XIII9 tanto para cañones como en falconetes.
Para el siglo XV la artillerÃa del Imperio otomano contaba con grandes bombardas de bronce. Construidas en dos piezas, con un largo total de 5,20 m y 16,8 toneladas de peso, lanzaban balas de 300 kg a una distancia de hasta 1.600 metros. De operación difÃcil, con un rango de tiro de no más de 15 disparos diarios, fueron utilizadas en el sitio deConstantinopla en 1453.
Bronce para campanas
La fundición para campanas es generalmente frágil: las piezas nuevas presentan una coloración que varÃa del ceniza oscuro al blanco grisáceo, con tonos rojo amarillento o incluso rojo azulado en las aleaciones con mayor contenido de cobre.
La mayor proporción de cobre produce tonos más graves y profundos a igualdad de masa, mientras que el agregado de estaño, hierro o zinc produce tonos más agudos. Para obtener una estructura más cristalina y producir variantes en la sonoridad, los fundidores han utilizado también otros metales como antimonio o bismuto en pequeñas cantidades.
La aleación con mayor sonoridad para fabricar campanas es el denominado metal de campana, que consta de 78 % de cobre y de 22 % de estaño. Es relativamente fácil para fundir, tiene una estructura granulosa compacta con fractura vÃtreo-concoidea de color rojizo.
Kara kane
El kara-kane (Kara-kane significa "metal chino" en japonés) es un bronce para campanas y orfebrerÃa tradicional de Japón constituido por un 60 % de cobre, 24 % de estaño y 9 % de zinc, con agregados de hierro y plomo.
Muchos orfebres suelen agregarle pequeñas cantidades de arsénico y antimonio para endurecer el bronce sin perder fusibilidad, y lograr mayor detalle en la impresión de los moldes.
El kara-kane es muy utilizado para artesanÃa y estatuaria no solo por su bajo punto de fusión, gran fluidez y buenas caracterÃsticas de relleno de molde, sino por su superficie suave que rápidamente desarrolla una fina pátina.
Existe una variedad singular denominada seniokuthis, o bronce dorado, originada en la época de la dinastÃa Ming en China, que destaca por su textura lustrosa y su tonalidad dorada. En su fabricación tienen especial importancia las técnicas de pátina.
Las grandes esculturas de Buda realizadas por los orfebres japoneses demuestran el alto dominio técnico que poseÃan y teniendo en cuenta su gran tamaño, la mayorÃa de ellas debió ser fundida en el lugar de emplazamiento por medio de sucesivas etapas.
