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Bronze

Introduction

Une collection d'objets en bronze

Le bronze est le nom générique des alliages de cuivre et d'étain. Le terme airain désigne aussi le bronze, mais est plutôt employé en poésie et dans les textes littéraires, ainsi qu'en campanologie, où il désigne l’alliage (Un alliage est une combinaison d'un métal avec un ou plusieurs autres éléments chimiques.) utilisé pour la fonderie (La fonderie est l'un des procédés de formage des métaux qui consiste à couler un métal ou un alliage liquide dans un moule pour...) des cloches.

Les bronzes sont normalement composés de plus de 60 % de cuivre (Le cuivre est un élément chimique de symbole Cu et de numéro atomique 29. Le cuivre pur est plutôt mou, malléable, et présente sur ses surfaces fraîches une teinte rosée à pêche. C'est un...) et d'une proportion variable (En mathématiques et en logique, une variable est représentée par un symbole. Elle est utilisée pour marquer un rôle dans une formule, un prédicat ou un algorithme. En statistiques, une variable...) d'étain, et ils contiennent en outre des proportions variables d'aluminium (L'aluminium est un élément chimique, de symbole Al et de numéro atomique 13. C’est un élément important sur la Terre...), plomb (Le plomb est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Pb et de numéro atomique 82. Le mot et le symbole viennent du latin plumbum.), béryllium, manganèse et tungstène, accessoirement du silicium (Le silicium est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Si et de numéro atomique 14.) et du phosphore (Le phosphore est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole P et de numéro atomique 15.), mais pas de zinc (Le zinc (prononciation /zɛ̃k/ ou /zɛ̃ɡ/) est un élément chimique, de symbole Zn et de numéro atomique 30.) en quantité notable (ne pas confondre avec le laiton, dont le terme anglais brass est souvent traduit par bronze).

Leurs caractéristiques principales sont une bonne résistance à l'usure et à la corrosion et une bonne conductivité électrique. On les utilise souvent comme matériau de frottement (Les frottements sont des interactions qui s'opposent à la persistance d'un mouvement relatif entre deux systèmes en contact.) en face de l'acier (L’acier est un alliage métallique utilisé dans les domaines de la construction métallique (voir aussi l’article sur la théorie du soudage de...).

Ces alliages ont été pour la première fois utilisés pendant l'âge du bronze (Le bronze est le nom générique des alliages de cuivre et d'étain. Le terme airain désigne aussi le bronze, mais est plutôt employé en poésie et dans les...) pour fabriquer des outils, des armes, des instruments de musique et des armures plus robustes et résistants que leurs prédécesseurs en cuivre ou en pierre. Pendant l'âge de bronze, de l'arsenic (L’arsenic est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole As et de numéro atomique 33, présentant des propriétés intermédiaires entre celles des...) était souvent ajouté au bronze (principalement sous forme d'impuretés) ce qui en augmentait la dureté.

Les alliages

Diagramme (Un diagramme est une représentation visuelle simplifiée et structurée des concepts, des idées, des constructions, des relations, des données statistiques, de...) binaire cuivre-étain dans la gamme de composition des bronzes

À part quelques exceptions, les bronzes contiennent entre 3 et 20 % d'étain.

Les alliages de cette famille ne contiennent principalement que du cuivre et de l'étain. On distingue deux types basés sur les phases :

  • les bronzes ne contenant que de la phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) alpha (α) : jusqu'à environ 16 % d'étain
  • les bronzes contenant de la phase alpha (α) et delta (δ).

Les alliages les plus utilisés dans l'industrie sont CuSn5 (UE5P), CuSn7Pb6Zn4 (UE7), CuSn8 (UE9P) et CuSn12 (UE12). Le chiffre (Un chiffre est un symbole utilisé pour représenter les nombres.) qui suit la désignation du métal secondaire indique son pourcentage (Un pourcentage est une façon d'exprimer une proportion ou une fraction dans un ensemble. Une expression comme « 45 % » (lue « 45 pour cent ») est en...) dans l'alliage (Ex: CuSn5 : 5 % d'étain et donc 95 % de cuivre).

Généralement, la dureté du bronze augmente en proportion de sa teneur en étain.

Les alliages alpha sont des alliages pour corroyage. Leurs caractéristiques mécaniques augmentent avec le taux de corroyage et avec la teneur en étain. Les deuxièmes sont des alliages de fonderie.

Les bronzes utilisés pour la fabrication des cloches contiennent entre 20 et 25 % d'étain. C'est la phase delta qui donne la sonorité. Cette phase est dure.

Les bronzes à miroir (Un miroir est un objet possédant une surface suffisamment polie pour qu'une image s'y forme par réflexion et conçu à cet effet. C'est souvent une couche...) sont composés de 30 à 35 % d'étain. Le bronze ne s'oxyde (Un oxyde est un composé de l'oxygène avec un élément moins électronégatif, c'est-à-dire tous sauf le fluor. Oxyde désigne également l'ion oxyde O2-.) pas, alors que le cuivre seul s'oxyde en formant (Dans l'intonation, les changements de fréquence fondamentale sont perçus comme des variations de hauteur : plus la fréquence est élevée, plus la hauteur perçue est haute et inversement. Chaque voyelle...) le vert (Le vert est une couleur complémentaire correspondant à la lumière qui a une longueur d'onde comprise entre 490 et 570 nm. L'œil humain...) de gris (l'oxydation).

Les bronzes avec éléments d'addition (L'addition est une opération élémentaire, permettant notamment de décrire la réunion de quantités ou l'adjonction de grandeurs extensives de...)

Dans certains alliages on ajoute : du phosphore, du zinc, du plomb.

Le phosphore permet d'augmenter les caractéristiques mécaniques. Le zinc augmente la coulabilité ainsi que la malléabilité de l'alliage. Le plomb (jusqu'à 6 %) permet une meilleure usinabilité. Les bronzes utilisés pour les pièces de frottement peuvent contenir jusqu'à 30 % de plomb. Enfin, le béryllium apporte une dureté exceptionnelle au bronze, qui se rapproche de la dureté des aciers, tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en gardant toutes les qualités de frottement spécifiques au bronze.

Source: Wikipédia publiée sous licence CC-BY-SA 3.0. Vous pouvez soumettre une modification à cette définition sur cette page.

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