Il bronzo è una lega composta, generalmente, da rame e stagno. Esistono tuttavia altre leghe a base rame che, comunque, sono considerate bronzo: leghe composte da rame insieme ad un metallo scelto tra alluminio, nichel o berillio.
Indice
Origini
Durante tutta l’Età del Bronzo, questa lega fu impiegata per la produzione di corazze, armi ed utensili. La lega presentava tracce di arsenico che rendeva il bronzo ancora più resistente. Il bronzo, almeno per buona parte dell’epoca antica, era una lega molto più forte del ferro, questo perché il processo di lavorazione del ferro non era abbastanza sviluppato per creare armi e armature di qualità superiore.
Nonostante la supremazia del bronzo, l’epoca di questa lega si conclude intorno al 1200 a.C. quando dall’Asia iniziarono ad arrivare nuove popolazioni che resero il commercio di stagno sempre più difficile, rendendo il bronzo una lega costosa e rara; un esempio di questa crisi è riscontrabile nell’equipaggiamento dell’esercito romano: mentre gli ufficiali possedevano spade in bronzo, i soldati erano equipaggiati con spade in ferro. Il bronzo si trasformò quindi in un materiale pregiato e costoso. Attualmente il bronzo è composto da una base di rame e, al posto dello stagno, dal silicio.
Caratteristiche
Il bronzo, rispetto all’acciaio, possiede un punto di fusione più basso, per questo motivo è molto più semplice ottenere una lega di bronzo rispetto ad una di acciaio; inoltre la densità del bronzo è del 10% superiore rispetto all’acciaio. Questa lega è comunque meno resistente e forte dell’acciaio, anche se per quanto riguarda la resistenza alla corrosione e alla fatica il bronzo merita la medaglia d’oro. Il costo per la produzione di un oggetto in bronzo è maggiore rispetto ad un equivalente in acciaio.
La lega di bronzo è composta da una base di rame con una percentuale, generalmente compresa tra il 9 e 8%, di stagno. Questa combinazione di elementi consente la lavorazione plastica della lega, tramite estrusione, laminazione, trafilatura, stampa e forgiatura, mantenendo contemporaneamente un buon grado di resistenza meccanica e all’ossidazione. A livello industriale la percentuale di stagno all’interno del bronzo raggiunge al massimo il valore del 30%; questa quantità di stagno permette di avere una lega più resistente ma lavorabile solo tramite fusione.
Al bronzo, oltre allo stagno, è aggiunta una piccola quantità di altri materiali
Il piombo, in quantità compresa tra l’1 e il 5%, si deposita all’interno dei bordi di grano, facilitando la lavorazione da parte delle macchine siderurgiche; con una percentuale compresa tra il 10 e il 30%, il piombo produce un particolare effetto di frizione; tale combinazione è impiegata per la produzione dei cuscinetti a sfera.
Il berillio rende la lega più resistente.
Lo zinco ha la funzione di disossidante.
Il fosforo rinforza e disossida il bronzo; con una percentuale dello 0,4% la lega è anche detta bronzo al fosforo.
Applicazioni
Il bronzo trova una diversa applicazione a seconda della percentuale di stagno presente nella lega
Con una quantità compresa tra il 3 e l’8% di stagno, il bronzo è usato per la produzione di medaglie e monete; questa particolare combinazione permette di lavorare facilmente il metallo senza intaccare la sua resistenza.
Una lega con una percentuale variabile tra l’8 e il 12% è usata per la costruzione di ingranaggi.
Nel caso di ingranaggi sottoposti a forti sollecitazioni, lo stagno aumenta fino ad arrivare ad una percentuale superiore al 14%.
Con una percentuale del 20% di stagno, il bronzo è impiegato per la produzione di cuscinetti.
Il bronzo con una quantità di stagno maggiore del 30% diventa troppo fragile per essere utile.
In ambito artistico, il bronzo è molto usato per la creazione di statue: grazie alla insolita proprietà di subire una leggera espansione durante la fase di raffreddamento, il bronzo fuso riesce a riempire ogni spazio dello stampo, riproducendo ogni particolare voluto dall’artista. Per farlo durare nel tempo, è necessario la corretta pulizia.
Le palle di cannone usate sulle imbarcazioni erano fatte di bronzo poiché questa lega ha un basso valore di attrito; questo evitava alle palle di cannone di gripparsi all’interno dell’arma, cosa che al contrario accadeva con le palle in ferro. Il bronzo è attualmente usato per la costruzione di alcuni strumenti, come sax e tromba.