Bronze
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| Composition |
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| Masse volumique |
8 600 kilogrammes par mètre cube |
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| Dureté de Mohs |
3 |
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Lebronzeest un nom générique qui était donné autrefois à tous lesalliages de cuivre.Aujourd'hui, son sens est le plus souvent restreint aux alliages decuivreayant l'étaincomme principal élément d'alliage.
Le termeairaindésigne aussi le bronze en poésie et dans les textes littéraires, ainsi qu'encampanologie,où il désigne l’alliage utilisé pour la fonderie des cloches.
Les bronzes sont, pour la plupart, composés de plus de 54 % decuivre(qui peut aller jusqu'à avoisiner les 95 %[1]) et d'une proportion variable, non seulement d'étain, mais aussi d'aluminium,deplomb,debéryllium,demanganèseet detungstène,ainsi qu'accessoirement desiliciumet dephosphore,mais pas dezincen quantité notable (il s'agit alors delaiton,dont le terme anglaisbrassest souvent par ailleurs traduit à tort par « bronze »).
Leurs caractéristiques principales sont une bonne résistance à l'usure,une résistance moyenne à lacorrosionet une bonneconductivité électrique.On les utilise souvent commematériau de frottementen face de l'acier.La corrosion des pièces en bronze est une entrave à leur usage dans le secteur de la marine et de l'industrie navale. Dans ce domaine on leur préfère des alliages cupro-aluminium.
Le point de fusion du bronze est d'environ1 000°C.
Le bronze est travaillé par unbronzier.
Le bronze fait partie des métaux auto-lubrifiés.
Histoire[modifier|modifier le code]
Ces alliages ont été pour la première fois utilisés pendant la période précisément appelée «âge du bronze», pour fabriquer desoutils,des armes, des instruments de musique et desarmuresplus robustes et résistants que leurs prédécesseurs en cuivre ou enpierre naturelle.Cette période s'étend globalement de 3 000 à 1 000 av. J.-C., mais avec de grandes variations suivant les régions et les ères considérées.
Pendant l'âge duBronze ancien,le bronze est souvent composé d'unalliageà base de cuivre et d'arsenic,cette période est nommée l'âge du Bronze-Arsenic: employé comme durcissant, fondant et pour augmenter la brillance du métal, cet arsenic est une impureté naturelle contaminant le minerai de cuivre ou est ajouté intentionnellement comme adjuvant.
AuBronze final,se substitue à cebronze arseniéun alliage cuivre-étain permettant de fabriquer des métaux plusrésistantsetductiles(âge du Bronze-Étain)[2].L'étain étant difficile à se procurer à cette époque, de nombreux objets étaient fabriqués en alliage cuivre-plomb. Ce bronze étant de moins bonne facture que l'alliage cuivre-étain puisqu'il est pluscassant.
Alliages[modifier|modifier le code]
Alliages binaires cuivre-étain[modifier|modifier le code]
Lesalliagesde cette famille contiennent uniquement du cuivre et de l'étain. À part quelques exceptions, ces bronzes contiennent entre 3 et 20 % d'étain. On en distingue deux types basés sur les phases:
- les bronzes contenant uniquement la phase Alpha (α): jusqu'à environ 16 % d'étain;
- les bronzes contenant les phases Alpha et delta (α + δ): au-delà de 16 % d'étain.
Les bronzes (α) sont des alliages pourcorroyage.Leurs caractéristiques mécaniques, notamment la dureté, augmentent avec le taux de corroyage et avec la teneur en étain. Les alliages (α) les plus utilisés dans l'industrie sont Cu95Sn5(UE5P), Cu92Sn8(UE9P) et Cu88Sn12(UE12)[note 1].
Les bronzes (α + δ) sont des alliages de fonderie, utilisés notamment pour la fabrication de cloches et de miroirs.
Les bronzes àclochescontiennent entre 20 et 25 % d'étain. C'est la phase delta qui donne la sonorité. Cette phase est dure.
Les bronzes àmiroirsont composés de 30 à 35 % d'étain. L'étain en surface s'oxyde plus difficilement, alors que le cuivre allié ou en présence d'impuretés s'oxyde communément en formant levert de gris.On retrouve ici le principe de l'étamage.
Bronzes avec éléments d'addition[modifier|modifier le code]
Dans certains alliages on ajoute: duphosphore,duzinc,duplomb.C'est le cas par exemple du CuSn7Pb6Zn4(UE7)[note 1].
Le phosphore permet d'améliorer les caractéristiques mécaniques. Le zinc augmente lacoulabilitéainsi que la malléabilité de l'alliage. Le plomb (jusqu'à 6 %) permet une meilleure usinabilité. Les bronzes utilisés pour lespièces de frottementpeuvent contenir jusqu'à 30 % de plomb. Enfin, lebérylliumapporte une dureté exceptionnelle aubronze,qui se rapproche de la dureté des aciers trempés, tout en gardant toutes les qualités de frottement spécifiques au bronze.
Bronze au béryllium[modifier|modifier le code]
Le cuprobéryllium est souvent appelébronze au bérylliumbien qu'il ne contienne pas d'étain, il est en réalité un alliage decuivreavec 2 % en poids debérylliumutilisé pour ses propriétés mécaniques remarquables en raison de sa grande dureté.
Économie[modifier|modifier le code]
Dans la mesure où le bronze est essentiellement composé de cuivre, le premier métal a tendance à suivre le cours du second. Le prix de l'étain influe également sur celui du bronze car il s'agit du second composant de ce métal en pourcentage. En septembre 2021, la tonne de cuivre s'échange autour de 9 250USDauLondon Metal Exchange[3],et celle d'étain autour de 33 000 USD[4].En première approximation, une tonne de bronze non recyclée coûte en proportion de la teneur en cuivre et étain. Le prix de reprise du bronze par le ferrailleur correspond à environ 60 % du prix du métal neuf[5].Les premiers acheteurs sont lesaciérieset les firmes sidérurgiques[6].
Notes et références[modifier|modifier le code]
Notes[modifier|modifier le code]
- Les nombres qui suivent les désignations des éléments indiquent leur pourcentage massique dans l'alliage. Par exemple, l'alliage Cu95Sn5contient 95 % de cuivre et 5 % d'étain, ce qui s'écrit parfois de façon plus concise CuSn5.
Références[modifier|modifier le code]
- «Le bronze: technique de fonderie»(consulté le)
- (en)HeatherLechtman,«Arsenic Bronze: Dirty Copper or Chosen Alloy? A View from the Americas»,Journal of Field Archaeology,vol.23,no4,,p.477(DOI10.2307/530550)
- (en)«LME copper», surlme,(consulté le)
- (en)«LME tin», surlme,(consulté le)
- «Cours du bronze, prix de revente chez le ferrailleur»
- «Bronze: tout savoir sur cet alliage (prix, utilisation, composants)»
Voir aussi[modifier|modifier le code]
Articles connexes[modifier|modifier le code]
- Âge du bronze
- Sculpture en bronze
- Bronze d'art
- Laiton
- Matériau
- Régule
- Médaille de bronze
- Mer d'airain
- Bronze autrichien,bronzital
Liens externes[modifier|modifier le code]
- Ressource relative aux beaux-arts:
- Ressource relative à la musique:
- Notices dans des dictionnaires ou encyclopédies généralistes:
