Las aleaciones de bronce han sido una piedra angular de la civilización humana durante milenios, valoradas por su combinación única de propiedades. Como proveedor de aleaciones de bronce, he sido testigo de primera mano las diversas aplicaciones y la importancia de comprender su dureza. En este blog, profundizaremos en lo que significa la dureza de las aleaciones de bronce, cómo se mide y qué factores lo influyen.
¿Qué es la dureza?
La dureza es la resistencia de un material a la deformación permanente, típicamente por sangría, rascado o abrasión. En el contexto de las aleaciones de bronce, la dureza es una propiedad crucial que determina qué tan bien el material puede resistir el desgaste, mantener su forma bajo estrés y resistir el daño de las fuerzas externas. Es una característica que afecta el rendimiento y la longevidad de los productos hechos de bronce, desde intrincadas esculturas hasta componentes industriales de servicio pesado.
Medir la dureza de las aleaciones de bronce
Existen varios métodos para medir la dureza de las aleaciones de bronce, cada una con sus propias ventajas y aplicaciones.
Prueba de dureza de Brinell
La prueba de dureza de Brinell implica presionar un sangría duro y esférico (generalmente hecho de carburo de tungsteno) en la superficie de la muestra de bronce con una carga especificada. Después de un período establecido, se mide el diámetro de la sangría. El número de dureza Brinell (BHN) se calcula en función de la carga y el área de superficie de la sangría. Esta prueba es adecuada para medir la dureza de las aleaciones de bronce de superficie grande y rugosa, ya que el sangría relativamente grande puede promediar las variaciones de dureza en el material.
Prueba de dureza de Rockwell
La prueba de dureza de Rockwell es un método más rápido y conveniente. Utiliza un cono de diamante o una bola de acero endurecida como unginador. Primero se aplica una carga menor para asentar el sangría, y luego se agrega una carga importante. Se mide la diferencia en la profundidad de la penetración entre las cargas menores y mayores, y el número de dureza de Rockwell se determina a partir de una escala pre calibrada. La prueba de Rockwell a menudo se usa para medir la dureza de los componentes de bronce más pequeños o las secciones delgadas, ya que causa menos daño a la muestra en comparación con la prueba de Brinell.
Prueba de dureza de Vickers
La prueba de dureza de Vickers utiliza un sangría en forma de pirámide cuadrada. Se aplica una carga al sangría, y después de un tiempo específico, se miden las longitudes diagonales de la sangría. El número de dureza de Vickers (HV) se calcula a partir de la carga y el área de superficie de la sangría. Esta prueba es altamente precisa y se puede usar para una amplia gama de aleaciones de bronce, incluidas aquellas con microestructuras de grano fino. También es adecuado para medir la dureza de áreas muy pequeñas o capas delgadas de bronce.
Factores que influyen en la dureza de las aleaciones de bronce
Composición de aleación
La composición de una aleación de bronce tiene un impacto significativo en su dureza. El bronce es principalmente una aleación de cobre y estaño, pero también se pueden agregar otros elementos como aluminio, níquel, zinc y fósforo. La estaño es un elemento de endurecimiento clave en el bronce. A medida que aumenta el contenido de estaño, la dureza de la aleación de bronce generalmente aumenta. Por ejemplo, el bronce de fósforo, que contiene una pequeña cantidad de fósforo además de cobre y estaño, tiene una mayor dureza y resistencia al desgaste en comparación con los bronces simples de cobre - estaño. El aluminio: las aleaciones de bronce, que contienen aluminio como elemento de aleación principal, son conocidas por su alta resistencia y dureza, lo que las hace adecuadas para aplicaciones en las industrias marinas y aeroespaciales.
Tratamiento térmico
El tratamiento térmico es otro factor importante que puede alterar la dureza de las aleaciones de bronce. El recocido, por ejemplo, es un proceso de tratamiento de calor donde el bronce se calienta a una temperatura específica y luego se enfría lentamente. Este proceso alivia las tensiones internas en el material y puede hacer que el bronce sea más dúctil y menos difícil. Por otro lado, el enfriamiento y el templado pueden aumentar la dureza del bronce. El enfriamiento implica enfriar rápidamente el bronce calentado en un medio líquido como agua o aceite. Esto provoca la formación de una estructura dura y frágil. Luego se lleva a cabo la temperatura para reducir la fragilidad y mejorar la dureza del bronce apagado mientras mantiene una dureza relativamente alta.
Tamaño de grano
El tamaño de grano de la aleación de bronce también afecta su dureza. En general, un tamaño de grano más fino conduce a una mayor dureza. Durante el proceso de solidificación de bronce, la velocidad de enfriamiento se puede controlar para influir en el tamaño del grano. Una velocidad de enfriamiento más rápida tiende a producir una estructura de grano más fina, lo que resulta en una aleación de bronce más dura. Además, ciertos elementos de aleación y procesos de tratamiento de calor también pueden ayudar a refinar el tamaño del grano, aumentando así la dureza del bronce.
Aplicaciones basadas en la dureza
La dureza de las aleaciones de bronce determina su idoneidad para diferentes aplicaciones.
Aplicaciones de alta dureza
Para aplicaciones que requieren alta resistencia y resistencia al desgaste, como rodamientos, engranajes y herramientas de corte, se prefieren las aleaciones de bronce de alta dureza. El aluminio: las aleaciones de bronce, con su excelente dureza y resistencia a la corrosión, se usan comúnmente en hélices marinas, bombas y válvulas. Las aleaciones de fosfor: también se usan en conectores eléctricos y resortes debido a su alta dureza y buena conductividad eléctrica. Puede encontrar productos de bronce de alta calidad para estas aplicaciones en nuestroTubo redondo de bronce,Barra redonda de bronce, yVarilla en forma de broncecolecciones.
Aplicaciones de baja dureza
En algunos casos, se desea una dureza más baja. Por ejemplo, en esculturas artísticas y artículos decorativos, se usa una aleación de bronce más maleable y menos dura para permitir una configuración más fácil y una talla detallada. Los artistas pueden trabajar fácilmente por artistas que utilizan técnicas de trabajo tradicionales de metal.
¿Por qué elegir nuestras aleaciones de bronce?
Como proveedor de aleaciones de bronce, nos enorgullece ofrecer productos de alta calidad con propiedades consistentes de dureza. Nuestro proceso de fabricación se controla cuidadosamente para garantizar la composición de la aleación adecuada, el calor - tratamiento y el tamaño del grano, lo que resulta en aleaciones de bronce que cumplan con los requisitos de dureza específicos de nuestros clientes. Ya sea que necesite una aleación de dureza alta para aplicaciones industriales o una aleación más dúctil para fines artísticos, tenemos la experiencia y los recursos para proporcionarle la solución perfecta.
Si está interesado en comprar aleaciones de bronce para su proyecto, lo invitamos a contactarnos para una discusión detallada. Nuestro equipo de expertos estará encantado de ayudarlo a seleccionar la aleación de bronce adecuada en función de sus requisitos de dureza y otros criterios de rendimiento. También podemos proporcionar muestras para que lo pruebe y evalúe antes de tomar una decisión de compra.
Referencias
- Manual ASM Volumen 2: Propiedades y selección: aleaciones no ferrosas y materiales especiales de propósito. ASM International.
- Metals Handbook Desk Edition, tercera edición. ASM International.
- Callister, WD y Rethwisch, DG (2011). Ciencia e ingeniería de materiales: una introducción. Wiley.
