Bronce
Definición
El bronce es una aleación que consiste principalmente en cobre, comúnmente con aproximadamente 12% de estaño y, a menudo con la adición de otros metales (como aluminio, manganeso, níquel o zinc) y, a veces no metales o metaloides como arsénico, fósforo o silicio. Estas adiciones producen una gama de aleaciones que pueden ser más duras que el cobre solo o que tienen otras propiedades útiles, como rigidez, ductilidad o maquinabilidad.
El período arqueológico donde el bronce era el metal más duro en uso generalizado se conoce como la Edad de Bronce. El comienzo de la Edad del Bronce en Eurasia occidental y el sur de Asia se fecha de manera convencional a mediados del 4to milenio antes de Cristo, y al comienzo del segundo milenio aC en China; en todas partes se extendió gradualmente a través de las regiones. La Edad del Bronce fue seguida por la Edad de Hierro a partir de alrededor de 1300 aC y alcanzando la mayor parte de Eurasia alrededor del 500 aC, aunque el bronce continuó siendo mucho más utilizado de lo que es en los tiempos modernos.
Debido a que las piezas históricas a menudo estaban hechas de latón (cobre y zinc) y bronces con diferentes composiciones, el museo moderno y las descripciones académicas de objetos antiguos utilizan cada vez más el término más inclusivo "aleación de cobre".
Etimología
La palabra de bronce (1730-1740) ha sido tomada del francés de bronce (1511), en sí prestado del italiano bronce "metal de campana, latón" (siglo 13) (transcrito en latín medieval como bronzium ) de cualquiera,
- bróntion , back-formation de la bóveda griega bizantina (siglo XI), quizás de Brentḗsion 'Brindisi', reputada por su bronce; o originalmente,
- en su forma más antigua de birinj persa antiguo , biranj ( برنج ) "latón" ( berenj moderno ), piring ( پرنگ ) "cobre", del que también vino serbio -croata pìrinač "latón", georgiano brinǰao "bronce", armenio płinj " cobre".
Historia
El descubrimiento del bronce permitió a las personas crear objetos metálicos que eran más duros y más duraderos de lo que anteriormente era posible. Las herramientas de bronce, las armas, las armaduras y los materiales de construcción, como los azulejos decorativos, eran más duros y duraderos que sus predecesores de piedra y cobre ("calcolítico"). Inicialmente, el bronce estaba hecho de cobre y arsénico, formando bronce arsénico, o de minerales mezclados natural o artificialmente de cobre y arsénico, y los primeros artefactos conocidos hasta ahora provenían de la meseta iraní en el 5to milenio aC. Solo más tarde se utilizó estaño, convirtiéndose en el principal ingrediente no cobre del bronce a fines del tercer milenio antes de Cristo.
El bronce de estaño era superior al bronce de arsénico porque el proceso de aleación podía controlarse más fácilmente y la aleación resultante era más fuerte y más fácil de moldear. Además, a diferencia del arsénico, el estaño metálico y los humos del refinado de estaño no son tóxicos. El primer bronce de aleación de estaño data del 4500 aC en un sitio de la cultura Vinča en Pločnik (Serbia). Otros ejemplos tempranos datan del último milenio aC en Egipto, Susa (Irán) y algunos sitios antiguos en China, Luristán (Irán) y Mesopotamia (Irak).
Las menas de cobre y el estaño mucho más raro no se encuentran a menudo juntos (las excepciones incluyen un sitio antiguo en Tailandia y uno en Irán), por lo que el trabajo serio de bronce siempre ha involucrado el comercio. Las fuentes de estaño y el comercio en la antigüedad tuvieron una gran influencia en el desarrollo de las culturas. En Europa, una fuente importante de estaño fueron los depósitos británicos de mineral en Cornualles, que se comercializaron hasta Fenicia en el Mediterráneo oriental.
En muchas partes del mundo, se encuentran grandes acumulaciones de artefactos de bronce, lo que sugiere que el bronce también representaba una reserva de valor y un indicador del estatus social. En Europa, se encuentran grandes acumulaciones de herramientas de bronce, por lo general ejes con zócalo (ilustrado anteriormente), que en su mayoría no muestran signos de desgaste. Con los bronces rituales chinos, que están documentados en las inscripciones que llevan y de otras fuentes, el caso es muy claro. Estos fueron hechos en cantidades enormes para entierros de élite, y también utilizados por los vivos para ofrendas rituales.
Transición al hierro
Aunque el bronce es generalmente más duro que el hierro forjado, con una dureza de Vickers de 60-258 vs. 30-80, la Edad de Bronce dio paso a la Edad de Hierro después de una interrupción seria del comercio de estaño: las migraciones poblacionales de alrededor de 1200-1100 aC redujeron el envío de estaño alrededor del Mediterráneo y de Gran Bretaña, limitando los suministros y aumentando los precios. A medida que el arte de trabajar en hierro mejoró, el hierro se volvió más barato y mejoró en calidad. A medida que las culturas avanzaban desde el hierro forjado a mano hasta el hierro forjado a máquina (generalmente fabricado con martillos perforadores impulsados por agua), los herreros aprendieron a fabricar acero. El acero es más fuerte que el bronce y tiene un filo más agudo por más tiempo.
El bronce todavía se usaba durante la Edad de Hierro, y ha continuado en uso para muchos propósitos hasta nuestros días.
Información técnica
Composición y aleaciones
Hay muchas aleaciones de bronce diferentes, pero por lo general el bronce moderno es 88% de cobre y 12% de estaño. Bronce alfa consiste en la solución sólida alfa de estaño en cobre. Aleaciones de bronce alfa de 4-5% de estaño se utilizan para hacer monedas, resortes, turbinas y cuchillas. Los "bronces" históricos son muy variables en su composición, ya que la mayoría de los trabajadores metalúrgicos probablemente usaron cualquier chatarra disponible; el metal del candelero Gloucester inglés del siglo XII es bronce que contiene una mezcla de cobre, zinc, estaño, plomo, níquel, hierro, antimonio, arsénico con una cantidad inusualmente grande de plata, entre 22.5% en la base y 5.76% en el pan debajo de la vela. Las proporciones de esta mezcla sugieren que el candelero fue hecho de un tesoro de monedas antiguas. Los bronces de Benín son de hecho de bronce, y la pila bautismal románica de la iglesia de San Bartolomé de Lieja se describe como bronce y bronce.
En la Edad del Bronce, se usaban dos formas de bronce: el "bronce clásico", alrededor del 10% de estaño, se usaba en fundición; y "bronce suave", aproximadamente 6% de estaño, se martilló de lingotes para hacer láminas. Las armas afiladas fueron en su mayoría de bronce clásico, mientras que los cascos y las armaduras fueron martilladas de bronce suave.
El bronce comercial (90% de cobre y 10% de zinc) y el bronce arquitectónico (57% de cobre, 3% de plomo, 40% de zinc) se consideran más adecuadamente como aleaciones de bronce porque contienen zinc como principal ingrediente de aleación. Se usan comúnmente en aplicaciones arquitectónicas.
El bronce de bismuto es una aleación de bronce con una composición de 52% de cobre, 30% de níquel, 12% de zinc, 5% de plomo y 1% de bismuto. Es capaz de sostener un buen pulimento y, a veces, se usa en reflectores de luz y espejos.
El bronce de plástico es bronce que contiene una cantidad significativa de plomo que mejora la plasticidad posiblemente utilizada por los antiguos griegos en la construcción de sus barcos.
El bronce de silicio tiene una composición de Si: 2.80-3.80%, Mn: 0.50-1.30%, Fe: 0.80% máx., Zn: 1.50% máx., Pb: 0.05% máx., Cu: equilibrio.
Otras aleaciones de bronce incluyen bronce de aluminio, bronce fosforoso, bronce manganeso, metal campana, bronce arsenical, metal espéculo y aleaciones de platillos.
Propiedades
Los bronces son generalmente aleaciones muy dúctiles, considerablemente menos quebradizas que el hierro fundido. Por lo general, el bronce solo se oxida superficialmente; una vez que se forma una capa de óxido de cobre (que finalmente se convertirá en cobre), el metal subyacente queda protegido contra la corrosión adicional. Esto se puede ver en las estatuas del período helenístico. Sin embargo, si se forman cloruros de cobre, un modo de corrosión llamado "enfermedad de bronce" finalmente lo destruirá por completo. Las aleaciones a base de cobre tienen puntos de fusión más bajos que el acero o el hierro y se producen más fácilmente a partir de sus metales constituyentes. Por lo general, son un 10 por ciento más densos que el acero, aunque las aleaciones que utilizan aluminio o silicio pueden ser ligeramente menos densas. El bronce es un mejor conductor de calor y electricidad que la mayoría de los aceros.
El cobre y sus aleaciones tienen una gran variedad de usos que reflejan sus versátiles propiedades físicas, mecánicas y químicas. Algunos ejemplos comunes son la alta conductividad eléctrica del cobre puro, las propiedades de baja fricción del cojinete de bronce (bronce que tiene un alto contenido de plomo-6-8%), cualidades resonantes de campana de bronce (20% de estaño, 80% de cobre) y resistencia a la corrosión por agua de mar de varias aleaciones de bronce.
El punto de fusión del bronce varía según la relación de los componentes de la aleación y es de aproximadamente 950 ° C (1.742 ° F). El bronce generalmente no es magnético, pero ciertas aleaciones que contienen hierro o níquel pueden tener propiedades magnéticas.
Variedades de fitness
Se usaron bronce y aleaciones y mezclas de bronce para las monedas durante un período más largo. El bronce fue especialmente adecuado para su uso en accesorios de barcos y embarcaciones antes del amplio empleo del acero inoxidable debido a su combinación de dureza y resistencia a la corrosión del agua salada. El bronce todavía se usa comúnmente en hélices de barcos y cojinetes sumergidos.
En el siglo XX, se introdujo el silicio como el principal elemento de aleación, creando una aleación con una amplia aplicación en la industria y la forma principal utilizada en las estatuas contemporáneas. Los escultores pueden preferir el bronce de silicio debido a la disponibilidad de la varilla de soldadura de bronce de silicio, que permite la reparación de defectos de fundición en colores combinados. El aluminio también se usa para el bronce estructural de aluminio y metal.
También se usa ampliamente para fundir esculturas de bronce. Muchas aleaciones de bronce comunes tienen la característica inusual y muy deseable de expandirse un poco antes de que se fijen, llenando así los detalles más finos de un molde. Las piezas de bronce son resistentes y normalmente se utilizan para rodamientos, clips, conectores eléctricos y muelles.
El bronce también tiene una fricción muy baja contra metales disímiles, lo que lo hace importante para los cañones antes de la tolerancia moderna, donde las balas de cañón de hierro se pegarían en el cañón. Todavía se usa ampliamente hoy en día para muelles, cojinetes, bujes, cojinetes piloto de transmisión de automóviles y accesorios similares, y es particularmente común en los cojinetes de pequeños motores eléctricos. El bronce fosforado es particularmente adecuado para cojinetes y resortes de precisión. También se usa en cuerdas de guitarra y piano.
A diferencia del acero, el bronce golpeado contra una superficie dura no generará chispas, por lo que (junto con cobre de berilio) se utiliza para fabricar martillos, mazos, llaves y otras herramientas duraderas para usar en atmósferas explosivas o en presencia de vapores inflamables. El bronce se utiliza para hacer lana de bronce para aplicaciones de carpintería donde la lana de acero decoloraría el roble.
Aplicaciones
Industria
Varios tipos de bronce se utilizan en muchas aplicaciones industriales diferentes.
El bronce fosforado se usa para hélices de barcos, instrumentos musicales y contactos eléctricos. Los rodamientos a menudo están hechos de bronce por sus propiedades de fricción. Se puede llenar con aceite para fabricar Oilite patentada y material similar para rodamientos. El bronce de aluminio es muy duro y resistente al desgaste, y se utiliza para rodamientos y máquinas herramienta.
Esculturas
El rey asirio Senaquerib (704-681 a. C.) afirma haber sido el primero en proyectar estatuas de bronce monumentales (de hasta 30 toneladas) utilizando moldes de dos piezas en lugar del método de cera perdida.
Las estatuas de bronce fueron consideradas como la más alta forma de escultura en el arte griego antiguo, aunque las supervivencias son pocas, ya que el bronce fue un material valioso que escaseaba en los períodos antiguo y medieval tardío. Muchas de las esculturas de bronce griego más famosas se conocen a través de copias romanas en mármol, que tenían más probabilidades de sobrevivir.
En la India, se han encontrado esculturas de bronce de los períodos Kushana (acumulación de Chausa) y Gupta (Brahma de Mirpur-Khas, Akota Hoard, Buda Sultanganj) y periodos posteriores (Hansi Hoard). Los artesanos indios hindúes del período del imperio Chola en Tamil Nadu usaron el bronce para crear intrincadas estatuas a través del método de fundición a la cera perdida con ornamentados detalles que representan las deidades del hinduismo. La forma de arte sobrevive hasta nuestros días, con muchos silpis, artesanos, que trabajan en las áreas de Swamimalai y Chennai.
En la antigüedad, otras culturas también produjeron obras de arte con bronce. Por ejemplo: en África, las cabezas de bronce del Reino de Benin; en Europa, los bronces griegos típicamente de figuras de la mitología griega; en el este de Asia, los bronces rituales chinos de la dinastía Shang y Zhou, más a menudo vasos ceremoniales, pero que incluyen algunos ejemplos de figurillas. Las esculturas de bronce, aunque conocidas por su longevidad, aún sufren degradación microbiana; como de ciertas especies de levaduras.
El bronce continúa en los tiempos modernos como uno de los materiales de elección para las estatuas monumentales.
Espejos
Antes de que fuera posible producir vidrio con superficies aceptablemente planas, el bronce era un material estándar para los espejos. La superficie reflectante normalmente se hizo ligeramente convexa para que toda la cara se pudiera ver en un pequeño espejo. El bronce se usó para este propósito en muchas partes del mundo, probablemente basado en descubrimientos independientes.
Espejos de bronce sobreviven del Imperio Medio egipcio (2040-1750 aC). En Europa, los etruscos estaban haciendo espejos de bronce en el siglo VI aC, y los espejos griegos y romanos siguieron el mismo patrón. Aunque otros materiales como el espéculo metálico se habían puesto en uso, todavía se fabricaban espejos de bronce en Japón en el siglo XVIII.
Instrumentos musicales
El bronce es el metal preferido para campanas en forma de aleación de bronce de estaño alto conocido coloquialmente como metal campana, que es aproximadamente 23% de estaño.
Casi todos los platillos profesionales están hechos de bronce, lo que brinda un equilibrio deseable de durabilidad y timbre. Se usan varios tipos de bronce, comúnmente B20 bronce, que es aproximadamente 20% estaño, 80% cobre, con trazas de plata, o el más resistente B8 bronce que está hecho de 8% de estaño y 92% de cobre. A medida que aumenta el contenido de estaño en una campana o platillo, el timbre disminuye.
El bronce también se utiliza para los devanados de cuerdas de acero y nylon de diversos instrumentos de cuerda como el contrabajo, el piano, el clavicémbalo y la guitarra. Las cuerdas de bronce se suelen reservar en pianoforte para los tonos de tono más bajos, ya que poseen una calidad de sustain superior a la del acero de alta resistencia.
Bronces de varias propiedades metalúrgicas son ampliamente utilizados en idiófonos golpeados en todo el mundo, especialmente campanas, cuencos cantores, gongs, platillos y otros idiófonos de Asia. Los ejemplos incluyen cuencos de canto tibetanos, campanas de templo de muchos tamaños y formas, gongs, gamelan javanés y otros instrumentos musicales de bronce. Los hallazgos arqueológicos de bronce más antiguos en Indonesia datan de 1-2 BCE, incluidas las placas planas probablemente suspendidas y golpeadas por un mazo de madera u hueso. Los antiguos tambores de bronce de Tailandia y Vietnam datan de hace 2.000 años. Las campanas de bronce de Tailandia y Camboya datan del año 3.600 a.
Algunas compañías ahora fabrican saxofones a partir de bronce fosforoso (3.5 a 10% de estaño y hasta 1% de contenido de fósforo). Bell bronce se utiliza para hacer los tonos de muchos banjos modelo profesional. El anillo de tono es un anillo de metal doblado o arqueado (usualmente de 3 lb) sujeto a un borde de madera gruesa, sobre el cual se estira una piel, o más a menudo, una membrana de plástico (o cabeza). Es el bronce campana el que da el banjo es un registro bajo potente y nítido y un registro de agudos con forma de campana, especialmente en música bluegrass.
Monedas y medallas
El bronce también se ha usado en monedas; la mayoría de las monedas de "cobre" son en realidad de bronce, con aproximadamente 4 por ciento de estaño y 1 por ciento de zinc.
Al igual que con las monedas, el bronce se ha utilizado en la fabricación de diversos tipos de medallas durante siglos, y se conocen en la época contemporánea por ser galardonados por el tercer lugar en competiciones deportivas y otros eventos. El uso posterior se atribuyó en parte a las elecciones de oro, plata y bronce para representar las tres primeras Edades del Hombre en la mitología griega: la Edad de Oro, cuando los hombres vivían entre los dioses; la edad de plata, donde la juventud duró cien años; y la Edad de Bronce, la era de los héroes, y fue adoptada por primera vez en los Juegos Olímpicos de Verano de 1904. En el evento de 1896, se otorgó plata a los ganadores y bronce a los subcampeones, mientras que a 1900 se otorgaron otros premios, no medallas.
Galería de imágenes
Bandera de bronce encontrada en Shahdad, Kerman, (ahora Irán), tercer milenio aC
Ewer del siglo VII Irán. Bronce fundido, perseguido e incrustado. Museo Metropolitano de Arte, Nueva York
Casco corintio de la tumba de Denda, Staatliche Antikensammlungenmuseum en Munich
Mujer descansando en la escultura utilitaria de Bill Woodrow "Sentada en la historia" en la Biblioteca Británica
Apoxyomenos croata(detalle), Museo de Mimara, Zagreb
Espejo de bronce con soporte, Metropolitan Museum of Art, Nueva York
Tirthankara del Akota Hoard del siglo VII
La inscripción, que estaba escrita en un antiguo guión de bronce, documentó en detalle el sistema de tierras de la dinastía Zhou occidental. Siglo IX aC Museo Nacional del Palacio, Taipei.