Bronce Y Laton

BRONCE

Bronce es toda aleación metálica de cobre y estaño en la que el primero constituye su base y el segundo aparece en una proporción del 3 al 20 %.

Las aleaciones constituidas por cobre y zinc se denominan propiamente latón; sin embargo, dado que en la actualidad el cobre se suele alear con el estaño y el zinc al mismo tiempo, en el lenguaje no especializado la diferencia entre bronce y latón es bastante imprecisa.

El bronce fue la primera aleación de importancia obtenida por el hombre y da su nombre al período 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 joyería, medallas y escultura. Las monedas acuñadas con aleaciones de bronce tuvieron un protagonismo relevante en el comercio y la economía mundial. Cabe destacar entre sus aplicaciones actuales su uso en partes mecánicas resistentes al roce y a la corrosión, en instrumentos musicales de buena calidad como campanas, gongs, platillos de acompañamiento, saxofones, y en la fabricación de cuerdas de pianos, arpas y guitarras.

Propiedades

Exceptuando el acero, las aleaciones de bronce son superiores a las de hierro en casi todas las aplicaciones. Por su elevado calor específico, 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 sílice. También son menos rígidas, por lo tanto en aplicaciones elásticas como resortes acumulan menos energía 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.

Otra característica 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, físicas y químicas. 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 mayoría de sus aleaciones.

Propiedades físicas

Datos para una aleación promedio con 89 % de cobre y 11 % de estaño:

• Densidad: 8,90 g/cm³.

• Punto de fusión: de 830 a 1020 °C

• Punto de ebullición: de 2230 a 2420 °C

• Coeficiente de temperatura: 0,0006 K-1

• Resistividad eléctrica: de 14 a 16 µOhmio/cm

• Coeficiente de expansión térmica: entre 20 y 100 °C ---> 17,00 x 10-6 K-1

• Conductividad térmica a 23 °C: de 42 a 50 Wm-1

Propiedades mecánicas

• Elongación: <65 %

• Dureza Brinell: de 70 a 200

• Módulo de elasticidad: de 80 a 115 GPa

• Resistencia a la cizalla: de 230 a 490 MPa

• Resistencia a la tracción: de 300 a 900 MPa

Principales aleaciones

Tipos básicos

La aleación básica de bronce contiene aproximadamente el 88 % de cobre y el 12 % de estaño. 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 países 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. 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 joyería, 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

Cañón pesado de los Dardanelos, utilizado por los turcos en el sitio de Constantinopla (1453).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 XIII tanto para cañones como en falconetes.

Bronce para campanas

La Tsar Kólokol (ruso.: "zar de las campanas", es la mayor campana de bronce que se conserva. Fundida en 1733, nunca se utilizó y se exhibe en el Kremlin de Moscú.

La fundición para campanas es generalmente frágil: las piezas nuevas presentan una coloración que varía del ceniza oscuro al blanco grisáceo, con tonos rojo amarillento o incluso rojo azulado en las aleaciones con mayor contenido de cobre.

Kara kane

Estatua de bronce de Buda Daibutsu, en Kamakura, Japón, tiene 11,40 m de altura y 93 toneladas de peso. El kara-kane (Kara-kane significa "metal chino" en japonés) es un bronce para campanas y orfebrería 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

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