Qu’est-ce que le bronze ?
Le bronze est un alliage composé principalement de cuivre auquel ont été ajoutés des éléments tels que l’étain.
Il est également appelé bronze. On dit que c’est le plus ancien alliage de cuivre connu de l’homme, et le nom de bronze est couramment utilisé pour les alliages qui ne contiennent pas d’étain (bronze d’aluminium, bronze de béryllium, etc.), et est parfois utilisé comme synonyme des alliages de cuivre.
Les caractéristiques varient en fonction du rapport entre le cuivre et l’étain et des éléments ajoutés. Parmi les exemples les plus connus, on peut citer le bronze à canon, dans lequel de petites quantités d’étain, de zinc et de plomb sont ajoutées au cuivre ; le bronze phosphoreux, dans lequel une petite quantité de phosphore est ajoutée ; et le bronze au plomb, dans lequel environ 10 % d’étain et de plomb sont ajoutés chacun.
Utilisations du bronze
Le bronze est le plus ancien alliage de cuivre connu de l’humanité, et ses utilisations varient considérablement d’une période à l’autre. Dans l’historiographie, le nom de bronze est officiellement utilisé, comme dans “âge du bronze”.
On dit aussi qu’il a été l’alliage le plus utilisé par l’homme jusqu’à la diffusion du fer, et qu’il a servi d’arme et de produit en métal précieux. Même après la diffusion du fer, il est encore largement utilisé pour les bâtiments, les statues et les pièces de monnaie en raison de sa grande résistance à la corrosion et de sa bonne maniabilité.
Le bronze phosphoreux, auquel on a ajouté du phosphore, possède des propriétés améliorées telles que la solidité, la dureté, la résistance à l’usure et l’élasticité par rapport au bronze normal, et il est utilisé dans un large éventail d’applications allant des composants électroniques aux articles de la vie quotidienne.
Un autre exemple familier de l’utilisation du bronze est celui des pièces de 10 yens. Ce matériau est composé de 95% de cuivre, de 1-2% d’étain et de 3-4% de bronze de zinc. Le bronze est également utilisé dans une grande variété de statues et de bâtiments en bronze, notamment le Grand Bouddha du temple Todaiji à Nara.
Structure du bronze
Le bronze est un alliage de cuivre et d’étain, et ses caractéristiques varient en fonction de la proportion de métaux et des espèces métalliques ajoutées. Une faible teneur en étain lui donne une couleur rouge-bronze, une forte teneur en étain lui donne une couleur dorée, tandis que le ton de la couleur passe au blanc argenté lorsqu’une certaine quantité d’étain est ajoutée.
Le bronze ordinaire pratique, sauf pour l’utilisation dans les pièces de monnaie, peut être utilisé en tant que matériau corroyé laminé présentant une élasticité et une résistance à la corrosion, avec des ajouts d’étain inférieurs à 10 %. L’ajout d’une petite quantité de zinc ou de plomb améliore la coulabilité et est utilisé pour les pièces moulées de machines résistantes à la corrosion.
En particulier, le bronze phosphoreux fabriqué en éliminant l’agent phosphoreux utilisé comme agent désoxydant présente des propriétés supérieures à celles du bronze ordinaire, avec une solidité et une résistance à l’usure qui seraient du même ordre que celles de l’acier, en fonction de l’écrouissage, ainsi qu’une excellente résistance à la fatigue.
Son élasticité est comparable à celle du cuivre pur, tandis que sa ténacité est trois fois supérieure, ce qui en fait un excellent matériau pour les ressorts. Il est également utilisé dans un grand nombre d’autres applications en raison de sa conductivité électrique et thermique élevée, de ses propriétés amagnétiques et d’une certaine résistance à la corrosion.
Comment choisir le bronze ?
1. Le bronze à canon
Très résistant, il était utilisé pour les canons. Il présente une excellente résistance à l’érosion et à l’usure et est facile à couler. Les compteurs d’eau et les vannes sont connus pour être utilisés pour les déchets de bronze. Il est généralement composé de 85 % de cuivre, 5 % d’étain, 5 % de zinc et 5 % de plomb.
2. Copeaux de bronze à canon
Il s’agit de la poudre de darai provenant du métal à canon. On l’appelle également poudre de bronze à canon ou poudre de bronze à canon darai.
3. Bronze au plomb
Le bronze au plomb se compose de 77 à 81 % de cuivre, de 9 à 11 % d’étain, de 9 à 11 % de plomb et de moins de 1 % de nickel. Le point de fusion est bas car le plomb est difficilement soluble dans le cuivre, et la ségrégation et la ségrégation inverse sont susceptibles de se produire. En revanche, il présente une excellente coulabilité et usinabilité et convient pour les matériaux de support.
4. Bronze phosphoreux
Le bronze phosphoreux est désoxydé par l’ajout d’une petite quantité de phosphore pendant la fusion et la coulée, ce qui améliore également l’écoulement du métal en fusion et donc la coulabilité. Il possède d’excellentes propriétés de résistance et d’élasticité et peut être utilisé comme matériau pour les appareils électriques. Il contient généralement 4 à 10 % d’étain, moins de 0,35 % de phosphore et le reste de cuivre.
Types de bronze
Le bronze d’aluminium, le bronze de nickel, le bronze de manganèse et le bronze de silzine sont des alliages de cuivre. Les bronzes d’aluminium, par exemple, contiennent 77,0-92,5 % de cuivre, 6,0-12,0 % d’aluminium, 1,5-6,0 % de fer, jusqu’à 7,0 % de nickel et jusqu’à 2,0 % de manganèse. C’est pourquoi le bronze normal, qui est composé d’étain et de cuivre, est parfois appelé bronze à l’étain. Cependant, les alliages de cuivre récemment développés, tels que le cuivre au chrome, le cuivre au titane et le cuivre au zirconium, ont le cuivre dans leur nom.
À l’origine, le cuivre au béryllium était parfois appelé bronze au béryllium. Le bronze phosphoreux est un bronze au sens habituel du terme, puisqu’il contient de l’étain.