Bronze vs laiton vs cuivre : leur différence

Le laiton et le bronze contiennent tous du cuivre, c'est pourquoi ils peuvent souvent être confondus. Bien que le cuivre soit un élément, le cuivre pur n'est généralement pas utilisé pour fabriquer des pièces en cuivre. Au lieu de cela, la plupart des pièces en cuivre, en laiton et en bronze sont constituées d'un mélange de cuivre pur et d'autres métaux tels que le plomb, le zinc et l'étain.

Il est important de comprendre les différences entre ces trois matériaux afin de choisir le meilleur pour vos pièces et composants. En tant que telle, cette page propose une comparaison complète pour distinguer le bronze, le laiton et le cuivre. Il présente également leurs caractéristiques uniques, les options d'alliage disponibles et les applications courantes.

Bronze, laiton, cuivre : leurs alliages

Bronze

Le bronze, généralement composé principalement de cuivre, peut également incorporer d'autres composants d'alliage en fonction de son type particulier. Les cinq alliages de bronze les plus fréquemment utilisés sont :

1. Bronze phosphoreux

Bronze phosphoreux est parfois appelé bronze à l'étain car il contient généralement environ 0,5% à 1% d'étain. Bien qu'il ne contienne qu'une petite quantité de phosphore, généralement entre 0,01% et 0,35%, cet élément est essentiel pour améliorer la durabilité et la rigidité de l'alliage. Le bronze phosphoreux est très utile dans la construction et la fabrication en raison de sa résistance, de sa structure à grain fin, de son faible coefficient de frottement et de sa capacité à résister à la fatigue.

2. Silicium Bronze

Bronze silicone est généralement utilisé pour le revêtement du bronze rouge et du laiton rouge. Il contient généralement environ du silicone 6% et d'autres alliages tels que le cuivre, le manganèse, l'étain, le fer et le zinc peuvent également être inclus. Cet alliage à haute résistance possède une bonne capacité de coulée, une excellente résistance à la corrosion et une apparence attrayante. Il est largement appliqué dans les pièces de pompe et de valve.

3. Bronze d'aluminium

Bronze d'aluminium est un type courant d'alliage de bronze, qui se compose généralement d'aluminium 6% à 12%. Les éléments d'alliage supplémentaires qui composent ce type de bronze comprennent jusqu'au fer 6% et le nickel 6%, en plus du cuivre, bien sûr. Le bronze d'aluminium est un alliage robuste qui peut résister à la corrosion, ce qui en fait un matériau parfait pour la manipulation de conditions corrosives telles que les fluides toxiques et pour la fabrication de matériel marin.

4. Cuivre Nickel

Nickel de cuivre est également connu sous le nom de Cupronickel. Ce matériau comprend généralement du nickel 2% à 30% et est réputé pour sa résistance à la traction remarquable, sa haute résistance à la corrosion et à l'oxydation et sa capacité à résister à la fissuration même lorsqu'il est soumis à des contraintes. En raison de ces propriétés, le cupronickel est devenu un matériau standard utilisé dans la fabrication d'équipements marins et la construction de coques de navires, et il est bien adapté pour une utilisation dans des environnements à air chaud ou humide.

5. Bronze au manganèse

Bronze au manganèse comprend divers métaux, y compris jusqu'à 3% de manganèse, de cuivre, de zinc, d'aluminium et de fer. Cet alliage a une excellente résistance aux chocs et est déformable plutôt que cassant. Il est notamment résistant à la corrosion de l'eau salée, ce qui en fait un matériau populaire dans les applications marines, en particulier pour les hélices de bateaux. En outre, le bronze au manganèse est utilisé dans la fabrication de engrenages, des noisettes, boulons, vannes et composants de la pompe.

Laiton

La polyvalence du laiton est attribuée à sa composition élémentaire, lui permettant d'exister dans divers alliages. Parmi les laitons fréquemment utilisés dans prototypage rapide sont:

• L'alliage 260, également connu sous le nom de laiton à cartouche, est un alliage très bénéfique qui présente une qualité de travail à froid exceptionnelle. Sa polyvalence en fait un choix populaire dans diverses industries telles que l'automobile, les fixations, les munitions et la quincaillerie.
• L'alliage 272, communément appelé laiton jaune, contient une quantité importante de zinc, environ 33%. Cette composition le rend idéal pour les applications industrielles nécessitant une résistance élevée.
• L'alliage 330 est un alliage de laiton à haute usinabilité. Cet alliage est particulièrement adapté aux applications de tuyauterie. Il est facile à travailler et adapté au travail à froid en raison de sa faible teneur en plomb.
• L'alliage 353, ou laiton d'horloge, est un alliage de laiton hautement usinable utilisé dans la création de pièces de haute précision comme des pièces d'horloge.
• L'alliage 360, le type de laiton le plus largement disponible, est connu pour sa formabilité et son usinabilité exceptionnelles, ce qui en fait un choix populaire parmi les concepteurs et les machinistes pour fabriquer des composants de quincaillerie, des raccords, des fixations et des vannes.
• L'alliage 464, également appelé laiton naval, se distingue par sa résistance supérieure à la corrosion et sa capacité à résister aux changements de température. Il est couramment utilisé pour les processus de pliage, de brasage, de soudage, de formage à froid et à chaud, etc.

Cuivre

La polyvalence du cuivre s'accompagne de sa disponibilité en différentes qualités. Runsom Precision fournit les nuances de cuivre suivantes pour un prototypage rapide :

• Alliage 101 – un cuivre sans oxygène. Lorsque les fabricants exigent une conductivité et une ductilité élevées, ils peuvent l'utiliser.
• L'alliage 110 - également connu sous le nom de cuivre électrolytique (ETP), présente une bonne ductilité et malléabilité, ainsi qu'une incroyable conductivité électrique et thermique.
• Alliage 122 - similaire à l'alliage 110, il possède en outre une formabilité, des capacités de brasage et une soudabilité élevées.
• Alliage 145 - connu sous le nom de cuivre au tellure en raison de sa composition en cuivre avec une teneur en tellure de 0,4 à 0,71 TP3T, il est disponible en tige et en barre. Il présente une grande formabilité, une grande usinabilité et une bonne conductivité thermique et électrique.

Une comparaison complète du bronze et du laiton et du cuivre

Bronze vs. Laiton vs. Cuivre : différences de propriétés des matériaux

1. Composition

Étant un élément du tableau périodique, le cuivre pur est uniquement constitué de cuivre. Néanmoins, il peut contenir des impuretés ou de petites quantités d'autres substances. Le laiton comprend du cuivre et du zinc, avec des traces mineures d'étain et d'autres métaux.

Le bronze, quant à lui, est un alliage de cuivre et d'étain, ainsi que d'autres éléments comme le silicium, le manganèse, l'aluminium, l'arsenic et le phosphore. Bien qu'il partage certains des mêmes métaux avec le laiton, le bronze contient généralement plus de cuivre, s'élevant en moyenne à 88% à l'époque moderne.

2. Durabilité et résistance à la corrosion

Le bronze est un métal rigide mais inflexible. Le cuivre, également un matériau solide, est le plus malléable des trois, il peut donc être facilement étiré et plié sans se fissurer ni se rayer. D'autre part, le laiton, un alliage de cuivre et de zinc, est encore plus résistant que le cuivre mais peut être plus susceptible de se fendre et de se fissurer que les deux autres métaux.

Le laiton offre une meilleure protection contre la corrosion que le cuivre, mais il n'est toujours pas aussi efficace que le bronze. Le cuivre développera une patine verte avec le temps à la suite de l'oxydation pour se protéger d'une corrosion supplémentaire.

3. Poids

Le choix entre le bronze, le laiton ou le cuivre pour votre projet dépend également de leur poids. Malgré des densités similaires, le laiton est le plus léger des trois, ce qui en fait l'option idéale si vous avez besoin d'un métal léger. Le bronze a une densité allant de 7400 à 8900 kg/m3, tandis que le cuivre est le plus lourd avec une densité de 8930 kg/m3.

4. Usinabilité

En termes d'usinabilité, le cuivre est supérieur au laiton et au bronze. En effet, le cuivre est un métal plus flexible, ce qui lui permet d'être facilement plié et façonné lors des opérations d'usinage. De plus, les alliages de cuivre ont généralement une excellente ductilité. En comparaison, le bronze est un matériau plus dur et plus rigide avec lequel il est plus difficile de travailler, tandis que le laiton est également moins flexible et donc moins facile à usiner que le cuivre.

5. Soudabilité

Les trois métaux - bronze, laiton et cuivre - sont soudables dans leurs domaines respectifs. Ils peuvent être assemblés par soudage au bronze au silicium, équipement MIG ou autres techniques de soudage. Le cuivre sans oxygène est généralement plus facile à souder, ainsi que le cuivre désoxydé. MIG et TIG sont les techniques les plus couramment utilisées pour souder le cuivre.

Les alliages de laiton peuvent également être soudés à l'aide de brasage MIG, TIG et à l'argent. Cependant, les alliages contenant du plomb sont plus difficiles à souder. Le soudage est généralement plus facile avec des alliages à faible teneur en zinc. Le bronze sans plomb a un niveau modéré de soudabilité parmi les nuances de bronze. Néanmoins, ils peuvent se fissurer lorsqu'ils sont soumis à des contraintes.

Les différences dans les propriétés de ces trois métaux sont résumées dans le tableau ci-dessous :

Propriétés	Bronze	Laiton	Cuivre
Composition	Primaire : cuivre et étain Autres : phosphore, silicium, aluminium, manganèse, zinc, etc.	Primaire : Cuivre et zinc Autres : Fer, plomb, aluminium, silicium, manganèse, etc.	Cuivre
Lester	7400 – 8900 kg/m3	8720 kg/m3	8930 kg/m3
Usinabilité	Modéré	Bas	Excellent
Soudabilité	Haute	Excellent	Haute
Durabilité	Super	Bien	Haute
Résistance à la corrosion	Excellent	Bien	Haute

Bronze vs laiton vs cuivre : différences de conductivité

1. Conductivité électrique

Le cuivre est couramment utilisé comme référence dans l'industrie manufacturière pour évaluer la conductivité électrique des matériaux. Le laiton est environ 28% aussi conducteur que le cuivre, tandis que le bronze a une conductivité électrique d'environ 15%, ce qui pourrait être dû à sa composition en éléments d'alliage.

2. Conductivité thermique

Parmi les trois métaux, le bronze possède la conductivité thermique la plus élevée, avec une plage de 229 à 1440 BTU/hr-ft²-°F. Le cuivre arrive en deuxième position avec une conductivité thermique de 223 BTU/hr-ft²-°F, tandis que le laiton a la conductivité thermique la plus faible à 64 BTU/hr-ft²-°F.

Bronze contre laiton contre cuivre : leur capacité à se former

Le cuivre présente une bonne formabilité en raison de sa capacité à subir une déformation plastique sans dommage, ce qui permet aux fabricants de créer des fils de la taille d'un micron avec lui. Certains alliages de bronze, tels que le bronze phosphoreux PB1, possèdent également d'excellentes propriétés de formage à froid. Cependant, le laiton présente plus de défis dans le processus de formage en raison de sa flexibilité relativement faible.

Bronze vs laiton vs cuivre : différences de résistance

1. Limite d'élasticité

Comparé au laiton et au cuivre, le bronze a une plus grande limite d'élasticité. Plus précisément, sa limite d'élasticité varie de 125 à 800 MPa, tandis que le laiton possède une limite d'élasticité d'environ 95 à 124 MPa et que le cuivre a la limite d'élasticité la plus faible à 33,3 MPa.

2. Résistance à la traction

Lors de la sélection d'un métal parmi le bronze, le laiton et le cuivre en fonction des exigences de résistance, le bronze est généralement une option préférée en raison de sa résistance à la traction de 350 à 635 MPa. En revanche, le laiton offre une résistance à la traction ultime de 338 à 469 MPa, tandis que le cuivre prend du retard avec une résistance à la traction de 210 MPa.

Bronze vs laiton vs cuivre : différences d'apparence et de prix

1. Couleur

Le cuivre a une teinte brun rougeâtre distincte, tandis que le laiton apparaît plus brillant dans sa couleur jaune doré. En revanche, le bronze a un ton or ou sépia moins vibrant et manque généralement de cercles proéminents sur sa surface.

2. Prix

Différentes qualités de bronze, de laiton et de cuivre peuvent entraîner des prix variables. Généralement, le cuivre est plus coûteux que le laiton et le bronze. Le coût du bronze peut être réduit par une teneur en cuivre plus faible, alors que le laiton est le moins cher en raison d'une teneur en zinc plus élevée qui est moins chère que le cuivre.

Bronze, laiton, cuivre : comment choisir le bon ?

Dans de nombreux cas, le bronze, le laiton et le cuivre, l'un de ces trois métaux peut convenir à l'application. Cependant, en se concentrant davantage sur leurs différences, on constate souvent que l'un offre des avantages par rapport aux autres.

Dans cette partie, nous comparons ces trois matériaux par paires, de manière à mettre en évidence les avantages uniques de chacun, afin que vous puissiez choisir rapidement le matériau le plus adapté à votre projet.

Laiton contre Bronze

Le but spécifique pour lequel vous utilisez le composant dictera le type de métal pour lequel vous optez. Alors que le laiton et le bronze sont des alliages de cuivre, il existe des caractéristiques distinctes en raison de leur composition, de sorte que leurs domaines d'application sont différents :

Si vous recherchez un matériau à utiliser dans les composants marins, le bronze est une meilleure option que le laiton. En effet, le bronze a une meilleure résistance à la corrosion par l'eau salée, ce qui le rend idéal pour une utilisation en milieu marin. De plus, il a un point de fusion plus élevé, ce qui lui permet de fonctionner à haute température.

Le laiton est un meilleur matériau que le bronze en termes de maniabilité car il est plus malléable et plus facile à manipuler. De plus, il a une couleur plus vive, ce qui le rend approprié pour les pièces et produits décoratifs.

Laiton contre cuivre

Comme le laiton est un type d'alliage de cuivre, il partage certaines caractéristiques avec le cuivre. Néanmoins, il existe plusieurs distinctions entre ces deux métaux :

En termes de conductivité électrique et thermique, le cuivre surpasse le laiton. Le cuivre a la conductivité thermique la plus élevée de tous les métaux et sa conductivité électrique se classe au deuxième rang après l'argent. Mais, le cuivre est vulnérable à la rouille lorsqu'il est exposé aux éléments, provoquant une teinte rougeâtre ou verdâtre.

Le laiton est un matériau moins cher mais plus résistant que le cuivre. Ces caractéristiques le rendent plus polyvalent et adapté à une plus grande variété d'applications.

Cuivre contre bronze

Le bronze et le cuivre ont des propriétés similaires, mais ils ont aussi des caractéristiques distinctes :

Le cuivre a une plus grande capacité à conduire la chaleur et l'électricité que le bronze. Cette différence est encore plus grande que la différence entre le cuivre et le laiton.

Contrairement au cuivre, le bronze est beaucoup plus dur. Cette caractéristique le rend plus résistant à l'usure, mais aussi plus vulnérable à la casse due à la fragilité.

Bronze, laiton, cuivre : leurs applications

Bronze

Diverses applications industrielles peuvent bénéficier de l'utilisation de tôles en bronze en raison de leur polyvalence et de leur disponibilité dans différentes qualités. Des exemples de telles applications incluent :

Laiton

Le laiton a une apparence similaire à diverses teintes d'or et peut être utilisé à de nombreuses fins.

Cuivre

Le cuivre pur peut être utilisé dans la fabrication de composants et d'articles utilisés pour la plomberie, la toiture, les applications industrielles et les appareils électriques.

Conclusion

Les métaux bronze, laiton et cuivre partagent des similitudes, mais chacun a des caractéristiques distinctes basées sur des propriétés telles que la conductivité, la résistance, la ductilité et l'usinabilité.

Le cuivre a un haut niveau de flexibilité et de conductivité. Pour cette raison, il est utile pour les pièces qui doivent pouvoir fléchir lorsqu'elles sont soumises à des contraintes sans se casser et pour celles qui doivent conduire efficacement la chaleur ou l'électricité.

Le laiton est souvent l'alliage métallique le mieux adapté aux applications générales en raison de sa malléabilité, de sa faible friction, de sa facilité de coulée et de son prix relativement abordable.

Le bronze est l'alliage métallique le plus dur parmi ces trois métaux, il est donc préféré par diverses applications industrielles. En raison de leur excellente résistance à la corrosion et de leur durabilité, le bronze est idéal pour les applications marines à fortes contraintes.

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