Distinguer entre le bronze et le cuivre peut être une tâche ardue pour beaucoup. Cependant, nous espérons apporter une distinction claire entre les métaux métallurgiques dans ce guide.
Nous comparerons toutes les propriétés vitales, les applications, les propriétés de fabrication et de formabilité. Commençons.
Qu’est-ce que le bronze ?
Feuille de bronze
La découverte du bronze remonte à environ 3500 av. J.-C.
En regardant sa composition, l’étain et le cuivre constituent les principaux composants, parmi d’autres éléments d’alliage.
L’étain représente environ 12 % du bronze. Cependant, le cuivre en constitue la plus grande partie.
D’autres éléments d’alliage tels que le nickel, le zinc, le plomb, l’arsenic et le phosphore, entre autres, peuvent également être ajoutés.
Notamment, la composition du bronze déterminera significativement son apparence et ses autres propriétés.
Qu’est-ce que le cuivre ?
Métal en feuille de cuivre
Contrairement au bronze, le cuivre existe librement dans la nature. Des artefacts en cuivre remontent à environ 5000 av. J.-C. À cette époque, il était utilisé pour fabriquer des outils, des armes et des décorations.
Le symbole chimique du cuivre est Cu.
Principaux éléments d’alliage dans le bronze et le cuivre
Ces alliages sont distincts et sont principalement limités à des applications spécifiques.
Pour mieux comprendre les différents alliages, nous avons mis en évidence les principaux alliages dans les tableaux ci-dessous.
Métal
Grade
Composition
Principales applications
BRONZE
Alliage 932
(À forte teneur en plomb)
81 – 85% Cuivre
6 – 8 % Plomb
6.3 – 7.5% Étain
1 – 4% Plomb
1% Nickel
< 1% Fer et antimoine
Applications non soumises à la pression telles que la fabrication de rondelles et de bagues.
Alliage 954
83% Cuivre
10 -11.5% Aluminium
3 – 5 % Fer1.5% Nickel0.3% Manganèse
Fabrication d’équipements industriels et de montage.
CUIVRE
Alliage 101
Sans oxygène
Applications nécessitant une grande ductilité et une conductivité électrique élevée
Alliage 110
Électrolytique
Applications nécessitant une conductivité thermique et électrique élevée.
Excellente ductilité et malléabilité
Alliage 122
Similaire à l’alliage 110
Applications nécessitant une soudabilité et une formabilité supérieures
Alliage 145
0.7 % tellure
Applications nécessitant une grande formabilité, usinabilité. Bien sûr, cela s’accompagne d’une conductivité électrique et thermique supérieure.
Outre les deux principaux grades mis en évidence ci-dessus, le bronze peut également être classé comme suit :
Type
Composition en cuivre
Autres éléments d’alliage
Bronze commercial
90%
10% Zinc
Bronze architectural
57%
40% Zinc
3% Plomb
Bronze plastique
70%
Environ 30% Plomb
Bronze d’étain
80 – 90%
12 – 12.5% Étain
0.01 – 0.35% Phosphore
Bronze d’aluminium
70 – 80%
6 – 12% Aluminium
< 6% Fer
< 6% Nickel
Bronze de silicium
70 – 80%
20% Zinc
6% Silicium
Prix du bronze vs du cuivre
La composition des éléments d’alliage détermine le coût de chaque métal. Une nuance d’alliage sophistiquée entraînera un prix plus élevé par rapport aux nuances d’alliage de base.
En général, le cuivre tend à être plus coûteux que le bronze.
Comparaison de la dureté des métaux : bronze vs cuivre
Lors de l’examen de la dureté des métaux, nous utilisons des tests de dureté Brinell. Bien sûr, vous attribuerez ensuite la valeur selon les spécifications de l’échelle de dureté Brinell.
D’après l’échelle de dureté Brinell, le cuivre est moins dur (35) que le bronze (40-42). Les éléments d’alliage utilisés dans le bronze contribuent significativement à augmenter sa dureté.
Éléments chimiques dans le cuivre vs le bronze
Comme mentionné précédemment, le cuivre est un composé pur. Cependant, la composition chimique du cuivre peut parfois être modifiée. Par exemple, il existe des alliages de cuivre sans oxygène tandis que d’autres contiennent du tellure.
Outre le cuivre et l’étain, le bronze contient:
- Manganèse
- Nickel
- Phosphore
- Silicium
- Arsenic
- Antimoine
- Plomb
Applications du Bronze Vs. Cuivre
Raccord en bronze
Le bronze et le cuivre ont tous deux des applications dans les industries manufacturières. Cependant, ces applications diffèrent en raison de la composition chimique variable des deux métaux.
Le bronze a des applications polyvalentes comme ci-dessous:
| Industrie | Articles |
| Musique | Instruments de musique |
| Maritime | Hélices, paliers, systèmes de tuyauterie, etc. |
| Automobile | Ressorts, bagues et paliers. |
| Construction | Clés, maillets et marteaux. |
| Travail du bois | Laine de bronze. |
| Sculpture | Moulage de sculptures en bronze |
Bien que la plupart des applications du cuivre se situent dans l’industrie électrique, il a également d’autres applications comme illustré dans le tableau ci-dessous :
| Industrie | Articles |
| Appareils électroniques | Câbles et fils IC, PCB Dissipateur thermique, échangeur thermique, tubes à rayons cathodiques, moteurs électriques, électroaimants |
| Architecture | Toits, portes, flèches, voûtes, gouttières, flèches, couvertures, dômes |
| Énergie | Panneaux solaires, turbines à gaz |
| Investissement | Barres métalliques pour le stockage (similaire à l’or) |
| Santé | Alliages de cuivre antimicrobiens |
| Maritime | Revêtement pour pièces de navire |
Raccord de tuyauterie en cuivre
Couleur du Bronze Vs. Couleur du Cuivre
De nombreux alliages de cuivre ont tendance à avoir une couleur brun rougeâtre.
Cependant, la plupart des alliages de bronze ont une couleur sépia. C’est-à-dire qu’ils ont tendance à ressembler à de l’or, mais semblent ternes.
Résistance à la corrosion du Cuivre Vs. du Bronze
Le cuivre subit une oxydation lorsqu’il est exposé à l’atmosphère. La couche résultante formée par le processus d’oxydation est une patine marbrée.
La couche de patine (agissant comme une couche protectrice) fait que le bronze présente une résistance à la corrosion élevée de manière impressionnante.
Le bronze est idéal pour les applications marines.
Cependant, les deux métaux ne sont pas résistants au chlore. Avec le temps, le chlore dégrade le cuivre.
En ce qui concerne le cuivre, la couche d’oxyde le rend extrêmement résistant à la plupart des conditions environnementales. Le bronze présente de meilleures propriétés de résistance à la corrosion.
Conduction électrique du Bronze Vs. du Cuivre
La capacité d’un matériau à transférer de l’énergie électrique est appelée conduction électrique.
Le cuivre a une conductivité électrique totale (100 pour cent). Cette propriété en fait le matériau standard utilisé internationalement dans la fabrication de composants électriques.
Le bronze n’est pas un très bon conducteur électrique. On estime sa conductivité électrique à environ 15 % de celle du cuivre.
Conductivité thermique : Métal Cuivre Vs. Métal Bronze
Comparons les deux métaux:
- Cuivre – conductivité thermique de 223 BTU/h-pi²-°F
- Bronze – environ 229 à 1440 BTU/h-pi²-°F de conductivité thermique
Avec l’augmentation de la température, la conductivité thermique du bronze augmente également.
Point de fusion du Bronze Vs. du Cuivre
D’un point de vue général, le bronze a un point de fusion plus bas que le cuivre.
Rappelez-vous, le point de fusion varie en fonction des éléments d’alliage. En estimation, les points de fusion des deux métaux sont les suivants:
- Cuivre – environ 1084 °C
- Bronze – entre 315 °C et 1080 °C
Rappelez-vous, les éléments d’alliage agissent comme des impuretés, abaissant le point de fusion du bronze.
Usinage du Bronze Vs. Usinage du Cuivre
Le fraisage, le tournage et l’estampage sont quelques exemples courants de contraintes d’usinage appliquées sur le bronze ou le cuivre.
Le cuivre a une bonne facilité d’usinage par rapport au bronze. Lors de la comparaison du bronze et du cuivre, ce dernier est plus flexible.
Formage du Cuivre Vs. du Bronze
De façon déductive, le cuivre a une plus grande formabilité que le bronze. C’est la raison pour laquelle le cuivre est le matériau préféré dans la production de fils de taille micronique.
Soudage du Cuivre Comparé au Soudage du Bronze
Vous pouvez souder séparément ou conjointement du cuivre et du bronze.
Les techniques de soudage idéales pour le bronze sont le soudage au gaz inerte métallique (MIG) ou le soudage à l’arc métallique sous protection (SMAW).
D’autre part, le procédé TIG et le MIG sont parfaits pour joindre du cuivre.
Vous pouvez également opter pour un soudage à l’oxyacétylène ou à l’arc manuel (MMA) lors de la réparation de cuivre à fusibilité élevée.
Il est important de noter que la soudabilité est déterminée par la qualité du matériau en cuivre ou en bronze.
Bronze Vs. Cuivre : Résistance
Nous ne pouvons pas conclure la comparaison du bronze et du cuivre sans examiner leur résistance.
Nous examinerons trois catégories de résistance :
- Résistance à la limite élastique – Force à laquelle une déformation permanente se produit sur un matériau.
- Résistance à la traction – Force à laquelle un matériau se fracture en étant étiré.
- Résistance au cisaillement – Force à laquelle les structures internes du matériau glissent les unes par rapport aux autres.
Le tableau ci-dessous résume la propriété de résistance des deux métaux.
| Métal | Résistance à la limite élastique | Résistance à la traction | Résistance au cisaillement |
| Bronze | 69,0 et 800 MPa 10000 et 116000 psi | 350 MPa à 635 MPa | 35000 psi à 47000 psi. |
| Cuivre | 33,3 MPa 4830 psi | 210 MPa | 25000 psi |
En comparant les deux métaux, le bronze est plus solide.
Questions fréquemment posées
Le bronze rouille-t-il ?
En raison de sa faible teneur en fer, le bronze ne rouille pas.
Cependant, le composant cuivre dans le bronze subit une oxydation qui entraîne la formation d’une couche extérieure verdâtre.
Pourquoi le cuivre et le bronze deviennent-ils verts ?
Le cuivre et le bronze deviennent verts en raison de l’oxydation.
Lorsque le cuivre réagit avec l’oxygène présent dans l’atmosphère, il forme une couche verdâtre appelée patine marbrée.
Est-ce que le cuivre est plus lourd que le bronze ?
Le cuivre est plus lourd que le bronze. Le cuivre a un poids spécifique de 8930 kg/m³ tandis que le bronze a un poids spécifique compris entre 7400 et 8900 kg/m³ (en fonction des éléments d’alliage)
Comment différencier le cuivre du bronze ?
Bien que le cuivre et le bronze soient tous deux brun rougeâtre, vous pouvez les distinguer par leur couleur.
Voici une procédure standard pour vous aider à faire la différence:
- Nettoyez votre échantillon de cuivre et de bronze. De préférence, utilisez des produits de nettoyage commerciaux. De cette façon, vous pourrez éliminer la couche verdâtre formée par l’oxydation.
- Une fois propre, exposez vos échantillons de cuivre et de bronze à la lumière du soleil. Vous pouvez également utiliser de la lumière blanche à la place
- Sois attentif. Une décoloration avec une couleur or terne sera du bronze. L’échantillon de cuivre devrait avoir une couleur orange rosé.
Remarque: Le cuivre et le bronze sont tous deux brun rougeâtre, donc vous devez être attentif pour remarquer les variations de teintes.
Conclusion
Avec les informations de ce guide, vous savez maintenant quand choisir du bronze ou du cuivre pour une application donnée.
Comme discuté, les propriétés et les distinctions donnent aux deux matériaux leurs mérites et leurs défauts.
Plus de ressources:
Bronze vs. laiton – source: KDM
Bronze – Source: Wikipedia
Fabrication en bronze – Source: KDM
Cuivre, Bronze, Laiton (Guide de comparaison des alliages métalliques) – Source: Sequoia
Laiton vs Cuivre – Source: KDM
Couleurs de bronze et de cuivre – Source: eHow
Cuivre – Source: Science Direct
Fabrication de tôles en cuivre – Source: KDM
Différence entre le bronze, le cuivre & le laiton – Source: Metal Supermarket
Différence entre le cuivre et le bronze – Source: The Difference