B2 gr2 actividad9

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UNIVERSIDAD DE LA RIOJA ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA INDUSTRIAL ITI ELECTRÓNICA Y MECÁNICA CURSO 2015/2016 CIENCIA DE MATERIALES METALES COMUNES: “BRONCE Y SUS ALEACIONES” GRUPO B2_GR2 ÁNDER GUTIÉRREZ UREÑA JOSE LUIS BEGUERÍA DEL RÍO SAMUEL IBÁÑEZ IBÁÑEZ

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UNIVERSIDAD  DE  LA  RIOJA    

ESCUELA  TÉCNICA  SUPERIOR  DE  INGENIERÍA  INDUSTRIAL    

ITI  ELECTRÓNICA  Y  MECÁNICA    

CURSO  2015/2016          

CIENCIA  DE  MATERIALES    

METALES  COMUNES:  “BRONCE  Y  SUS  ALEACIONES”  

 GRUPO  B2_GR2  

           

ÁNDER  GUTIÉRREZ  UREÑA  JOSE  LUIS  BEGUERÍA  DEL  RÍO  SAMUEL  IBÁÑEZ  IBÁÑEZ  

     

                           UNIVERSIDAD  DE  LA  RIOJA                          ESCUELA  TÉCNICA  SUPERIOR  DE  INGENIERÍA                                    Actividad  9   ACTIVIDAD  DE  CIENCIA  DE  MATERIALES   CURSO  2015/2016    

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Índice  1.   BRONCE  Y  SUS  ALEACIONES  ....................................................................................................  3  1.1.   ¿Qué  es?  ......................................................................................................................................  3  1.2.   Historia  .......................................................................................................................................  3  1.3.   Aplicaciones  .............................................................................................................................  4  1.4.   Propiedades  .............................................................................................................................  5  1.5.   Aleaciones  del  bronce  ..........................................................................................................  5  1.6.   Reciclado  ...................................................................................................................................  7  1.7.   Datos  de  producción  y  de  consumo  ...............................................................................  8  1.8.   Bibliografía  ...............................................................................................................................  8  

 

   

                           UNIVERSIDAD  DE  LA  RIOJA                          ESCUELA  TÉCNICA  SUPERIOR  DE  INGENIERÍA                                    Actividad  9   ACTIVIDAD  DE  CIENCIA  DE  MATERIALES   CURSO  2015/2016    

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1. BRONCE  Y  SUS  ALEACIONES  

1.1. ¿Qué  es?  

Empezamos  definiendo  qué  es  el  bronce,  ya  que  es  una  aleación  compuesta  por  cobre   y   estaño   y   existen   en   dos   proporciones.   Existen   dos   tipos,   un   tipo   de   bronce  contiene  20%  de  cobre  y  80%  de  estaño  mientras  que  el  otro  contiene  95%  de  cobre  y  5%  de  estaño.  Por  debajo  del  75%  de  cobre  no  sería  bronce.  

La  función  del  estaño  sobre  el  cobre  es  trasmitirle  resistencia  y  dureza  aunque  en  la  actualidad  se  le  añade  parte  de  cinc  (la  aleación  de  cobre  y  cinc  es  latón)  por  lo  que  el  nombre  de  bronce  a  la  aleación  no  queda  muy  bien  definido.  

1.2. Historia  

El  bronce  se  comenzó  a  usar  en  la  prehistoria,  las  civilizaciones  que  dominaban  la  manufactura  del  bronce  tenían  una  gran  ventaja  frente  a  las  que  usaban  cobre  solo  o  piedra.  El   cobre   se  obtenía  de   la  malaquita  o   calcopirita   y   se   fundía  en  un  horno  de  carbón   vegetal   junto   al   estaño,   más   adelante   se   le   añadiría   arsénico   y   cinc   en  pequeñas  cantidades  dando  lugares  a  diferentes  épocas  dentro  de  la  Edad  de  Piedra.  

En   el   antiguo   Egipto   la  mayoría   de   las   aleaciones   que   se   usaban   consistían   en  cobre   como   elemento   principal   y   porcentajes   de   arsénico,   estaño,   oro   y   plata.  Más  adelante,  cuando  la  fundición  de  hierro  para  hacer  acero  se  volvió  lo  suficientemente  barata,   el   bronce   se   fue   usando   más   con   fines   artísticos,   en   joyería,   medallas,  monedas…  

En   la  Grecia  clásica,   se   sabe  que  desarrollaron   técnicas  de   fundición  de  bronce  avanzadas,  como  lo  prueban  los  bronces  de  Riace.  En  India,   la  plenitud  artística  de  la  Dinastía   chola   produjo   esculturas   notables   entre   los   siglos   X   y   XI,   representando   las  distintas  formas  del  dios  Shivá  y  otras  deidades.  

Todas   las   civilizaciones   de   la   América   prehispánica   conocían   el   uso   de   las  aleaciones   de   bronce,   aunque   muchos   utensilios   y   herramientas   continuaban  fabricándose  en  piedra.    

El   bronce   siguió   en   uso   porque   el   acero   de   calidad   no   estuvo   ampliamente  disponible  hasta  muchos  siglos  después  en  la  Edad  Media.  

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1.3. Aplicaciones  

Sus  aplicaciones   incluyen  partes  mecánicas   resistentes  al   roce  y   a   la   corrosión,  grifería,  fabricación  de  muelles,  elementos  de  la  industria  naval,  motores,  maquinarias  y  ornamentación,  así  como  instrumentos  musicales  de  buena  calidad  como  campanas,  gongs,   saxofones,   y   se   la   utiliza   así  mismo   para   fabricar   cuerdas   de   pianos,   arpas   y  guitarras.  

Durante   miles   de   años   fue   la   aleación   básica   para   la   fabricación   de   armas   y  utensilios,  y  orfebres  de  todas  las  épocas  lo  han  usado  en  joyería,  medallas  y  escultura.  Las  monedas  acuñadas  con  aleaciones  de  bronce  tuvieron  un  protagonismo  relevante  en  el  comercio  y  la  economía  mundial.    

Las   aleaciones   que   tienen   aluminio   u   otros   elementos,   se   utilizan   en   la  fabricación   de   motores   de   aviones,   guías   de   válvulas,   bujías   de   automóviles   y  manguitos,  etc.  

El  bronce  al  manganeso  se  aplica  en  la  fabricación  de  hélices  de  barcos.  El  bronce  al  silicio  se  emplea  en  la  elaboración  de  accesorios  eléctricos,  ejes,    y,  en  general,  en  todos  los  procesos  industriales  que  se  desarrollan  en  ambientes  corrosivos.  

Actualmente  el  bronce  se  usa  en  cañerías,  herrajes  artísticos,  chapas,  carpintería  metálica  y  en  la  fabricación  de  elementos  cubiertos  con  níquel  o  cromo.  

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1.4. Propiedades  

En  propiedades  generales  el  bronce  destaca  por  su  elevado  calor  específico  por  lo  que  se  usa  en  muchos  casos  para  transferir  calor.  

Es  aproximadamente  un  10%  más  pesado  que  el  acero  y  menos  rígido,  por  lo  que  acumula  menos   energía   y   el   umbral   de   fatiga   es  menor,   sin   embargo   el   bronce   no  produce  chispas  cuando  es  golpeado  contra  otras  superficies.  

Como  el  bronce  tiene  una  gran  variedad  de  aleaciones  también  es  muy  versátil  ya  que  tiene  una  gran  conductividad  eléctrica,  buena  maleabilidad,  sonoridad  para  las  campanas  y  resistencia  a  la  corrosión.  

Como   datos   característicos   del   bronce   vemos   que   su   densidad   varía   entre   6,6  g/cm3y  9,25g/cm3siendo  8,78  g/cm3el  valor  medio.    

Un  punto  de  fusión  relativamente  bajo  (menos  que  el  acero)  entre  830  y  1020  °C  y   un   punto   de   ebullición   entre   2230   y   2420   °C,   dependiendo   de   los   elementos   y  porcentajes  de  la  aleación.  

Dureza  Brinell  comprendida  entre  55  y  60  y  módulo  elástico  entre  93  y  115.  

1.5. Aleaciones  del  bronce  

El  bronce  en  sí  es  una  aleación,  por  lo  cual  puede  tener  diferentes  composiciones  dependiendo  de  cómo  se  mezclen   los  diferentes  metales,  así  como  el  uso  que  se   les  quiera  dar.  Algunas  de  las  más  utilizadas  son:  

• Cobre  y  estaño:  junto  a  cinc,  plomo,  aluminio  o  magnesio  proporciona  al  bronce  una  gran  maleabilidad  ideal  para  hacer  láminas.  

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• Bronce  y  aluminio:  está   compuesta  por  un  90%  de  bronce  y  un  10%  de  aluminio  lo  que  imita  la  apariencia  del  oro,  esto  hace  que  sea  ideal  para  la  decoración,  para  esculturas  y  trabajos  artísticos.  

 

• Bronce  fosforoso:  está  hecha  de  un  30%  de  estaño  y  0,5%  de  fósforo.  Proporciona  a  la  aleación  una  gran  dureza  y  resistencia,  estas  cualidades  junto  con  la  alta  resistencia  a  presiones  y  temperaturas  hacen  de  esta  aleación  ideal  para  engranajes  y  motores.  

 

También   tenemos   otras   aleaciones   de   bronce   con   aplicaciones   más  especializadas  como  la  A.G3M  compuesta  por  magnesio,  manganeso  y  cromo  usada  en  la  industria  naval  y  el  R.R  59  que  contiene  magnesio,  cinc,  silicio  y  titanio  en  pequeñas  proporciones  usada  en  aviación.  

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1.6. Reciclado  

 Todos   tienen   llaves,   candados   y   picaportes   acumulados   en   algún   cajón.  Irónicamente,  pocos  saben  que  el  bronce  puede  reciclarse,  y  que  es  imperativo  hacerlo.  ¿Por  qué  es  tan  importante  tratar  este  material?  

En  primer   lugar,  porque  se   trata  de  un   recurso  no   renovable.  El  bronce  es  una  aleación   compuesta   por   cobre   y   estaño,   dos   metales   que   se   extraen   de   la   corteza  terrestre   mediante   la   explotación   minera,   consumiendo   gran   cantidad   de   agua   y  energía,  y  que  puede  decantar  en  la  contaminación  de  ríos  y  aguas  subterráneas,  por  no   decir   que   otro   factor   a   tener   en   cuenta   que   las   cantidades   mineras   para   los  materiales  de  los  que  está  hecho  el  bronce  no  son  ilimitados.  Además,   la  vida  útil  de  los  productos  en  que  se  usa  este  material  puede  ser  muy  breve,  como  es  el  caso  de  los  materiales  electrónicos,  que  actualizamos  constantemente.  Es  decir,  con  una  sola  llave,  te  cerras  a  un  mundo  cada  vez  más  contaminado.    

Reciclando   el   bronce,   las   reservas   mundiales   de   sus   componentes   pueden  prolongarse  para  un  futuro.  En  resumidas  cuentas,  necesitamos  reutilizarlo  y  reciclarlo  para  que  la  extracción  de  estos  materiales  se  reduzca  al  mínimo  necesario.  

En   segundo   lugar,   hablamos   de   un   material   dañino.   El   cobre   (uno   de   sus  elementos   constitutivos)   contiene   compuestos   tóxicos,   incluso   letales   para   la   vida  humana.  

Ahora,  la  pregunta  es:  ¿cómo  saber  si  mis  llaves  son  de  bronce?  ¿  y  cómo  hago  para  deshacerme  de  mis  residuos  de  bronce?  

Para  reconocer  objetos  de  bronce  hay  un  truco  muy  sencillo:  acerca  al  objeto  un  imán.  Cuenta  como  bronce  reciclable  cualquier  llave  u  objeto  similar  que  no  atraiga  el  imán.  

Hay  varias  asociaciones  y  fundaciones  de  reciclaje  para  el  bronce,  uno  de  ellos  es  el  Programa  de  reciclado  de  la  Fundación  Garrahan  que  recolecta  bronce  para  reciclar  con  un  fin  social.  

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1.7. Datos  de  producción  y  de  consumo  

A  pesar  de  nuestra   intensa  búsqueda  con  el   fin  de  obtener  dichos  datos,  estos  datos  no  han  sido  encontrados  en  ningún  lugar.  Se  han  hallado  datos  de  producción  y  de  consumo  a  nivel  nacional,  mundial  y  por  zonas  de  sus  elementos  constitutivos  pero  de   la   aleación   propia   del   bronce   no   se   ha   estimado   ningún   dato   acerca   de   dichos  valores.   Hemos   buscado   en   páginas   tanto   en   español   como   en   inglés   como   la   us  geogolical  survey  2015  pero  dichos  valores  no  aparecen.  

1.8. Bibliografía    

http://www.planetalabores.com/2014/06/aplicaciones-­‐y-­‐usos-­‐del-­‐bronce/  

http://www.arqhys.com/construccion/bronce-­‐aleaciones.html  

http://www.quiminet.com/articulos/las-­‐principales-­‐aplicaciones-­‐y-­‐usos-­‐del-­‐bronce-­‐60349.htm