L'histoire de l'homme ne serait pas complète sans mentionner le bronze qui est un métal formé principalement de cuivre mélangé à l'étain et qui tire son nom de cet âge - l'âge du bronze. Le point de fusion est une caractéristique essentielle qui définit son utilisation dans les arts et les sculptures, industries, et la fabrication de machines et de structure. Spécifiquement, Cet article fournit les détails du point de fusion du bronze, Divers facteurs affectant, Son évaluation, et son application.
Composition de bronze
Le bronze n'est pas seulement un type de métal, c'est un terme général pour une série de alliages. La composition la plus courante comprend:
- Cuivre (Cu): Typiquement 88-90% de l'alliage.
- Étain (Sn): Généralement sur 10-12% Mais les variations sont possibles.
- Zinc (Zn): Souvent incorporé pour offrir une force et réduire le coût.
- Plomb (Pb): Utilisé en collaboration avec aluminium en petites quantités pour améliorer la nature travaillée des alliages.
- Phosphore (P.): Améliore la protection de l'usure et soulève la dureté de l'outil.
Autres composants, y compris mais sans s'y limiter au zinc, plomb, aluminium, ou le phosphore peut également être inclus pour les traits prévus suivants. Ces ajouts affectent encore la transformation de phase, et déplacer dans le point de fusion et les propriétés mécaniques de l'alliage respectivement.
Point de fusion du bronze
Le bronze n'a pas de point de fusion approprié en raison des variations de la composition du matériau. Cependant, Ils ont une plage de 950 ° C - 1050 ° C. Il peut provoquer 1742 ° F - 1922 ° F. Donc, Les facteurs suivants jouent un rôle important dans la détermination du point de fusion exact:
1. Proportion de cuivre à l'étain
Dans la plupart des cas, L'augmentation de la teneur en étain dans l'alliage a tendance à diminuer le point de fusion du matériau. L'étain est ajouté pour réduire le point de fusion global du métal; Le cuivre pur a un point de fusion très élevé de 1085 ° C (1985°F). L'étain donne au matériau des niveaux plus élevés de fusion, ce qui facilite le travail avec diverses méthodes.
Il est donc important pour quelqu'un de comprendre de manière globale la proportion relative entre cuivre et l'étain pour obtenir les caractéristiques de chaleur et de résistance souhaitées de l'alliage de bronze.
2. Éléments d'alliage supplémentaires
Il y a plus de baisse du point de fusion comme zinc et plomb peut facilement être utilisé. Il est légèrement élevé par l'aluminium et le phosphore. Le processus d'alliage du constituant de base a également un impact direct sur les caractéristiques thermiques, Comme les qualités de coulée de l'alliage de bronze.
De cette façon, Il devient possible d'atteindre les propriétés fonctionnelles requises dans le contexte de leur utilisation dans l'industrie.
3. Pureté des matériaux
Il peut être contaminé par des impuretés qui lui donnent différentes caractéristiques de fusion, ce qui rend la température de la fusion inférieure. Impuretés qui peuvent être trouvées dans les écarts de cause solides des types de fonds, et diminuer le point de fusion.
L'alliage purifié est le meilleur en termes de comportement de fusion et de propriétés mécaniques en raison de moins de variations dans le système. Outre cette purification en alliage est une autre pratique qui est régulièrement réalisée pour éliminer ces phases indésirables.
4. Type de bronze
Autres alliages de bronze, par exemple, Le bronze en aluminium a des points de fusion quelque peu différents. Par exemple, Il a été remarqué que si le bronze en aluminium est une variété de bronze, Ensuite, la différence dans le point de fusion entre le bronze et le bronze en aluminium est lamentablement petite.
La sélection de type bronze détermine uniquement la pertinence concernant diverses disciplines, y compris l'art et l'ingénierie. Il semble que le développement des alliages rend le rôle de bronze encore plus diversifié aujourd'hui.
5. Conditions environnementales
Cela est dû à de petites variables interférentes telles que la pression qui peut provoquer de petits changements dans les températures de fusion, comme on le voit dans les expérimentations. D'autres facteurs liés à l'environnement tels que la pression de l'air en dehors de l'expérimentation peuvent également affecter légèrement les taux de fusion dans les dispositions d'expérimentation.
Nous pouvons prendre des mesures pendant le traitement pour permettre au «contrôle environnemental» de produire des résultats cohérents et précis de la coulée. Les méthodes modernes de remède prennent en considération divers facteurs sans cesse, Pour fournir le meilleur résultat.
Mesurer le point de fusion
Le point de fusion du bronze est déterminé par des méthodes de laboratoire telles que:
- Calorimétrie de balayage différentiel (Dsc): Vélocimétrie ultrasonique (UV) surveille la chaleur lorsqu'elle se transforme du solide à liquide dans l'alliage.
- Techniques d'analyse thermique: Implique le chauffage d'un échantillon et la mesure de la température à partir de laquelle l'échantillon commence à fondre.
- Mesures pyrométriques: Les thermocouples à haute température permettent l'enregistrement d'une température précise pendant le processus de chauffage.
- Pyrométrie optique: Les dispositifs sans contact utilisés dans l'imagerie thermique infrarouge fournissent des mesures très précises des taux de température.
- Témoignage de résistivité électriqueg: Enregistre des altérations de la résistance électrique lorsque l'alliage passe par sa transition de phase pour devenir fondu.
Comparaison du point de fusion du bronze avec d'autres alliages
Voici une petite comparaison du point de fusion du bronze avec d'autres alliages:
| Alliage | Point de fusion (°C) | Propriétés |
| Bronze | 950-1050 | Durable, résistant à la corrosion, et adapté aux sculptures et aux outils |
| Laiton | 900-940 | Malléable, point de fusion inférieur, utilisé dans les applications décoratives |
| Cuivre pur | 1085 | Excellente conductivité électrique, plus doux et moins durable |
| Acier | 1370-1510 | Fort, point de fusion élevé, nécessite une protection contre la corrosion |
| Aluminium | 463-671 | Poids léger, point de fusion inférieur, moins durable dans les environnements à stress élevé |
Signification historique du point de fusion du bronze
Les problèmes avec le point de fusion du bronze ont eu un impact sur l'histoire humaine plus que beaucoup d'autres choses. Dans la première période connue sous le nom de l'âge du bronze (Environ entre 3300- 1200 avant notre ère), Ces sociétés ont utilisé du bronze pour fabriquer des outils, armes, et les ornements parce qu'il avait un point de fusion plus bas que la pierre et le cuivre. Donc, Ces changements ont été une progression des civilisations antérieures et, à certains égards.
- Autant créer un grand nombre d'outils et d'armes à l'aide d'équipements.
- Activités du commerce et économiques autorisés principalement dans la mise au point métallurgique.
- Ils ont également encouragé le développement de plusieurs guildes spécialisées liées à l'artisanat.
- Fourni un matériel à la fois robuste et beau.
- Technologiquement, C'était un saut géant de l'âge de pierre.
Applications affectées par le point de fusion du bronze
Il était important de comprendre la fusion du bronze pour son utilisation ultérieure et ces informations étaient essentielles.
1. Fonderie
Le bronze a également l'une des gammes de points de fusion les plus bas et les plus facilement gérables qui le rendent adapté. Le bronze est sur la liste de nombreux artistes et fabricants depuis un certain temps maintenant utilisé dans la fabrication de sculptures, outils, et d'autres articles de fantaisie.
- Casting de la cire perdue: Il s'agit d'un ancien processus par lequel un modèle de cire est fabriqué puis enduit de sable, Avant que le bronze en fusion ne soit versé sur le dessus, ce qui entraîne une réplique du modèle de cire.
2. Machines et outils
Le bronze a d'autres attributs exceptionnels tels que la dureté et la résistance à la corrosion, ce qui le rend populaire dans les bagues de roulements et autres pièces de machine. Par exemple, Il est crucial de connaître le point de fusion dans une certaine mesure. Donc, Nous pouvons garantir les caractéristiques du matériau pendant le processus de réparation.
3. Sculptures et art
Le point de fusion définit les conditions de travail avec le bronze permettant aux artistes de concevoir des sculptures complexes et de Sherman qui résisteront à l'épreuve du temps.
4. Applications marines
Les alliages marins de bronze utilisés dans les navires contiennent des matériaux en aluminium ou en silicium pour lutter contre les effets de la corrosion de l'eau de mer. Cela affecte leurs activités de fabrication et de réparation dans l'industrie de la construction de navires et dans les structures marines.
5. Instruments de musique
Le bronze est particulièrement utilisé dans les cloches et les cymbales où la propriété essentielle du son est essentielle. Une autre chose est, Les propriétés de l'alliage permettent de contrôler sa composition et son point de fusion qui à son tour affecte la qualité sonore.
Avancement de la technologie du bronze
Les métallurgistes du monde actuel ont étendu l'utilisation du bronze en influençant et en contrôlant son point de fusion et d'autres caractéristiques en variant le type et le degré d'alliage ainsi que les traitements de traitement et de formation.
● Applications de haute technologie
Le bronze est désormais utilisé dans des industries comme l'aérospatiale et la plupart des appareils électroniques en raison de ses besoins pour fondre et lancer avec précision. Par exemple, Le bronze de phosphore est appliqué dans des connecteurs et des ressorts électriques opérationnels en raison de sa conductivité supérieure ainsi que des caractéristiques résistantes à l'usure.
● Considérations environnementales
Nous pouvons recycler plus souvent ces jours-ci parce que ses composants peuvent être retraités et réutilisés encore et encore sans falsification majeure.
Défis d'interagir avec l'âge du bronze
Malgré ses avantages, Travailler avec le bronze présente certains défis:
- Oxydation: Le problème associé aux composants en bronze pendant le processus de fusion est qu'ils sont en particulier la partie cuivre oxydée, ce qui n'est pas souhaitable.
- Homogénéité en alliage: L'uniformité est obtenue en accordant une grande attention à la température et en remuant pendant le processus de fonte des matériaux ensemble.
- Consommation d'énergie: Tout en nécessitant moins d'énergie que l'acier à fondre, Le coût énergétique ne peut pas être ignoré dans les moyens de production à grande échelle.
Avenir du bronze
Avec le développement de la science des matériaux, Les utilisations du bronze sont également continuellement prodiques sous différents aspects. Les scientifiques ont révélé des développements possibles dans le BRC amélioré avec de meilleures caractéristiques, par exemple avec une résistance spécifique et une résistance à la corrosion accrue.
Conclusion
Le point de fusion du bronze est l'une des caractéristiques qui déterminent son histoire, usage, et les inventions dans la technologie. C'est pour cette raison que l'on doit être au courant avec ce qui la fait fondre et comment ce processus peut être réglementé pour les industries ainsi que pour les artisans. Comme tout autre métal, Le bronze cherche toujours de nouveaux rôles dans le monde moderne de la technologie, Alors que son point de fusion est l'une des constantes qui sont toujours vitales.
Questions fréquemment posées (FAQ)
- Quel est le point de fusion moyen du métal connu sous le nom de bronze?
Le bronze a un point de fusion relativement élevé qui varie entre 950 et 1050 degrés Celsius, Tout à cause des éléments d'alliage.
- Comment le contenu en étain en bronze influence-t-il son point de fusion?
Lorsque vous augmentez la teneur en étain du bronze, Le point de fusion du matériau diminue. Cela permet à l'industrie du casting d'utiliser facilement dans leurs projets.
- Pouvons-nous réutiliser le bronze après son point de fusion?
Oui, Nous pouvons recycler le bronze. Le recyclage apporte des impuretés et nous contrôlons le métal avec les propriétés de fusion et mécaniques de l'alliage.
- Y a-t-il un type spécial de bronze avec un point de fusion relativement élevé?
Oui, Certains des alliages comme le bronze en aluminium offrent de meilleurs points de fusion et conviennent dans les applications à forte demande de chaleur.
