1. Propietats del nucli del bronze
1.1 Resistència mecànica i duresa
Resistència a la tracció: oscil·la entre 350-1.200 MPa, depenent del tipus d'aliatge i del processament. El bronze d'estany tradicional (p. ex., C90300, 10% Sn) té una resistència a la tracció de 350-500 MPa (recuit), mentre que el bronze-d'alumini d'alta resistència (per exemple, C61400, 10% Al) arriba a 700-1.200 MPa de treball o escalfat (tractat en fred).
Duresa: Duresa Brinell (HB) de 80-300. L'estany i l'alumini actuen com a elements de reforç, augmentant la duresa més enllà del coure pur (HB ~ 40). El tractament tèrmic (per exemple, trempat i tremp per al bronze d'alumini) millora encara més la duresa i la resistència al desgast.
Ductilitat: Ductilitat equilibrada (allargament al trencament: 10-40%) per a la majoria de graus. El bronze d'estany tradicional ofereix una ductilitat excel·lent, mentre que el bronze d'alumini alt té una ductilitat moderada però una resistència superior.
1.2 Resistència a la corrosió excepcional
Resistència a la corrosió atmosfèrica i marina: Forma una pel·lícula d'òxid protectora densa i adherent (per exemple, òxid d'estany, òxid d'alumini) a la superfície, evitant una oxidació posterior. Això fa que el bronze sigui ideal per a aplicacions a l'aire lliure i marines-molt més resistent a la corrosió- que l'acer al carboni i fins i tot alguns llautons (per exemple, els llautons d'alt-zinc propensos a la dezincificació).
Resistència als mitjans químics: Resisteix àcids diluïts, àlcalis, sals i compostos orgànics. El bronze fòsfor (C51000) resisteix la dezincificació i la picada, mentre que el bronze d'alumini (C60800) sobresurt en ambients durs (p. ex., aigua de mar, productes químics industrials).
Resistència a la bioincrustació: En entorns marins, les superfícies de bronze inhibeixen el creixement de percebes i algues, reduint les necessitats de manteniment dels components submarins.
1.3 Resistència al desgast i a la fatiga
Resistència al desgast: L'alta duresa i el baix coeficient de fricció fan que el bronze sigui adequat per a aplicacions de lliscament i rodaments. El bronze d'estany (p. ex., C93200, "bronze de coixinets") s'utilitza àmpliament per a coixinets i coixinets a causa de la seva capacitat de retenir lubricants i resistir el desgast de metall-a-metall.
Força a la fatiga: Excel·lent resistència a la càrrega cíclica, assegurant una llarga vida útil en aplicacions dinàmiques (per exemple, engranatges, molles, vàlvules). El bronze fòsfor (C52100) ofereix una resistència a la fatiga superior, el que el fa ideal per a molles de precisió i contactes elèctrics.
1.4 Conductivitat tèrmica i elèctrica
Conductivitat tèrmica: 50-120 W/(m·K) (a 20 graus), inferior al coure pur (401 W/(m·K)) però superior a la majoria dels acers i aliatges a base de níquel. Adequat per a components de transferència de calor (per exemple, intercanviadors de calor, tubs de caldera) on la resistència a la corrosió també és crítica.
Conductivitat elèctrica: 15-40% IACS (International Annealed Copper Standard). El bronze fòsfor i el bronze de silici (per exemple, C65500) tenen una bona conductivitat elèctrica, el que els fa adequats per a contactes elèctrics, connectors i molles.
1.5 Processabilitat
Propietats de fosa: El bronze d'estany tradicional d'excel·lent capacitat de colada-flueix fàcilment en motlles complexos, produint components complexos (p. ex., estàtues, vàlvules, impulsors de bombes) amb toleràncies estrictes. La fosa d'inversió i la fosa de sorra són processos habituals.
Formabilitat: La treballabilitat en fred i en calent varia segons el grau. El bronze d'estany i el bronze fòsfor ofereixen una bona conformabilitat en fred (per exemple, flexió, estirat, estampació), mentre que el bronze d'alumini requereix un treball en calent (600-900 graus) per a formes complexes a causa de la seva duresa més alta.
Mecanització: Mecanització de moderada a bona. El bronze fòsfor (C51000) es mecanitza fàcilment, mentre que el bronze d'alumini-alt requereix eines afilades i velocitats de tall més lentes.
Soldabilitat: La majoria dels bronzes es poden soldar mitjançant soldadura d'arc de tungstè de gas (GTAW/TIG), soldadura d'arc de metall amb gas (GMAW/MIG) i soldadura forta. El bronze d'alumini es pot soldar amb metalls d'aportació adequats (per exemple, ERCuAl-A2), mentre que el bronze d'estany pot requerir un preescalfament per evitar esquerdes.
1.6 Altres propietats clau
No-magnètic: tots els graus de bronze són no-magnètics, adequats per a aplicacions elèctriques i aeroespacials que requereixen neutralitat magnètica.
Biocompatibilitat: determinats bronzes (p. ex., bronze d'estany amb baix contingut de plom) són biocompatibles, s'utilitzen en dispositius mèdics (p. ex., implants ortopèdics, instruments dentals) i equips de processament-d'aliments.
Atractiu estètic: el bronze tradicional té una tonalitat-marró càlida i daurada que es patina amb el pas del temps (desenvolupa una capa d'òxid verdós), cosa que el fa popular per als accents arquitectònics, les escultures i el maquinari decoratiu.
2. Aplicacions més habituals del bronze
2.1 Maquinària i equips industrials
Coixinets i casquilles: L'àrea d'aplicació més gran. El bronze d'estany (C93200, C93700) i el bronze amb plom (C94300) s'utilitzen per a coixinets de mànigues, volanderes d'empenta i casquilles en motors, bombes i caixes d'engranatges. La seva capacitat de suportar càrregues elevades, retenir els lubricants i resistir el desgast els fa ideals per a components giratoris i lliscants.
Engranatges i lleves: El bronze fòsfor (C54400) i el bronze d'alumini (C61400) s'utilitzen per a engranatges, lleves i pinyons de baixa-velocitat, alta-càrrega. La seva força, resistència al desgast i absorció de cops eviten danys a les dents i garanteixen un bon funcionament.
Vàlvules i accessoris: Les vàlvules de bronze (vàlvules de compuerta, vàlvules de bola, vàlvules de retenció) i accessoris s'utilitzen àmpliament en fontaneria, petroli i gas i processament químic. El bronze d'alumini (C60800) i el bronze fòsfor (C51000) resisteixen la corrosió de fluids com l'aigua de mar, el petroli i els productes químics.
2.2 Enginyeria Marina i Offshore
Ferreteria marina: El bronze és el material escollit per a les hèlixs d'embarcacions, els eixos de l'hèlix, els coixinets del timó i els accessoris del casc (per exemple, tacos, cabrestants, baranes). La seva resistència a la corrosió marina i la seva resistència al biofouling garanteixen la durabilitat en entorns d'aigua salada.
Estructures offshore: El bronze d'alumini (C63000) s'utilitza per a components de plataformes en alta mar (per exemple, fixacions, connectors, intercanviadors de calor) a causa de la seva alta resistència i resistència a la corrosió de l'aigua de mar i a la fissuració per corrosió per tensió.
Equipament submarí: Les vàlvules, bombes i sensors de bronze s'utilitzen en sistemes de petroli i gas submarins, ja que poden suportar alta pressió i aigua de mar corrosiva.
2.3 Equips elèctrics i electrònics
Contactes elèctrics i connectors: El bronze fòsfor (C52100, C54400) i el bronze de beril·li (C17200) s'utilitzen per a contactes elèctrics, interruptors i connectors en sistemes de distribució d'energia, interruptors automàtics i electrònica de consum. La seva alta conductivitat elèctrica, resistència a la fatiga i propietats de molla garanteixen una transmissió de corrent fiable.
Fonts: El bronze fòsfor (C51000) i el bronze beril·li (C17500) són ideals per a molles de precisió (per exemple, contactes de bateries, molles de relé, molles d'instruments musicals) a causa de la seva excel·lent elasticitat, resistència a la fatiga i resistència a la corrosió.
Components del transformador i del motor: Les barres, terminals i suports de bobinat de bronze s'utilitzen en transformadors i motors per la seva conductivitat elèctrica i resistència a la calor.
2.4 Aplicacions arquitectòniques i decoratives
Escultures i Monuments: El bronze d'estany tradicional (C90300) és un material preferit per a escultures, estàtues i monuments (per exemple, l'estàtua de la Llibertat). La seva colabilitat permet dissenys complexos i la seva pàtina natural (capa d'òxid verd) es desenvolupa amb el temps, millorant l'atractiu estètic.
Maquinari arquitectònic: Les nanses, poms, frontisses, baranes i adorns decoratius de bronze s'utilitzen en edificis residencials i comercials. La seva durabilitat, resistència a la corrosió i aspecte càlid el converteixen en una opció premium per a l'arquitectura-de gamma alta.
Coberta i revestiment: coure-bronze d'estany i coure-bronze d'alumini s'utilitzen per a cobertes i revestiments d'edificis històrics i estructures modernes. La seva resistència a la corrosió i la seva capacitat de desenvolupar una pàtina única garanteixen un rendiment i un interès visual a llarg termini-.
2.5 Automoció i Aeroespacial
Components d'automoció: Els coixinets, els coixinets i les guies de vàlvules de bronze s'utilitzen en motors i transmissions. El bronze de beril·li (C17200) s'utilitza per a components -resistents a la corrosió-d'alta resistència (p. ex., peces de suspensió, components del sistema de fre) en vehicles de rendiment.
Components aeroespacials: El bronze d'alumini (C61400) i el bronze de beril·li (C17500) s'utilitzen per a fixacions aeroespacials, coixinets i contactes elèctrics. La seva alta relació de resistència-a-pes, resistència a la corrosió i propietats no-magnètiques compleixen els requisits estrictes d'avions i naus espacials.
2.6 Equips mèdics i-de processament d'aliments
Dispositius mèdics: Els aliatges de bronze biocompatibles (p. ex., bronze d'estany amb poc plom) s'utilitzen per a implants ortopèdics (p. ex., articulacions de maluc, reemplaçaments de genoll), instruments dentals i eines quirúrgiques. La seva resistència a la corrosió i la seva biocompatibilitat garanteixen seguretat i rendiment-a llarg termini.
Equips de-processament d'aliments: Les vàlvules de bronze, les bombes i els components del transportador s'utilitzen en el processament d'aliments i begudes. La seva resistència a la corrosió i la seva no-toxicitat (per als graus-sense plom) compleixen les normatives de seguretat alimentària (p. ex., FDA, Materials de contacte amb aliments de la UE).
2.7 Altres aplicacions
Instruments musicals: El bronze s'utilitza per a instruments de metall (per exemple, trompetes, trombons, tubes) i instruments de percussió (per exemple, plats, campanes). El bronze fòsfor i el bronze d'estany produeixen tons rics i ressonants a causa de les seves propietats acústiques.
Encunyació: Històricament, el bronze va ser molt utilitzat per a les monedes. Les monedes modernes sovint utilitzen aliatges de bronze (p. ex., coure-estany-zinc) per la seva durabilitat i resistència al desgast.
Eines i maquinari: Les eines de bronze (per exemple, claus, tornavís) i maquinari (per exemple, claus, cargols) s'utilitzen en entorns corrosius (per exemple, marines, plantes químiques) on les eines d'acer s'oxiden.
