آلیاژ برنز چیست؟

به گزارش اخبار ساخته ها؛ تاریخچه برنز به هزاران سال پیش باز می‌گردد و امروزه نیز این آلیاژ مس کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف دارد. برنز پیش از سال 3000 قبل از میلاد تولید و تهیه شد؛ با این ‌حال تا سال ‌ها بعد، از این فلز برای ساخت مصنوعات مختلف استفاده نمی ‌شد. نسبت مس و قلع بسیار گوناگون است (از 67% تا 95% مس در آثار باستانی کشف‌ شده است). در یکی از دست ‌نوشته‌ های یونانی از قرن 11 میلادی به آلیاژی با نسبت 1 پوند مس و 2 اونس قلع (نسبت 8 به 1) اشاره ‌شده است؛ با گذر زمان از این نسبت تقریبی برای ساخت اسلحه ‌های برنز استفاده می ‌شد. برخی فلزات برنزی مدرن کاملاً عاری از قلع هستند و در ترکیب آن ‌ها شاهد فلزات دیگری چون آلومینیوم، منگنز و حتی روی خواهید بود.

معرفی انواع برنز

علاوه بر قلع از فلزات دیگری چون منگنز، آلومینیوم، نیکل، فسفر، سیلیکون، آرسنیک و یا روی نیز برای ساخت انواع مختلف برنز استفاده می ‌شود. هر یک از این فلزات، خصوصیات منحصر به ‌فردی به برنز می ‌دهند. در اینجا به برخی از متداول‌ ترین انواع برنز و خصوصیات آن ‌ها اشاره خواهیم کرد.

• برنز آلومینیوم

با ترکیب 6 تا 12 درصد آلومینیوم به ترکیب اصلی مس- قلع می‌ توان برنزی تولید کرد که علاوه بر قدرت بیشتر، مقاومت بیشتری نیز در برابر خوردگی خواهد داشت؛ این آلیاژ مس را با نام برنز آلومینیوم می‌ شناسند. این فلز یکی از عناصر پرکاربرد در مختلف اعم از ساختمان سازی و همچنین حوزه مکانیک است. برخی از ویژگی‌ های ارزشمند آلومینیوم عبارت‌اند از: بازتاب نامنظم بالا، ضریب انتشار حرارت ثانویه پایین و رسانای مناسب گرما و الکتریسیته. پس از ترکیب آلومینیوم با آلیاژ برنز، تمامی این ویژگی‌ ها به ترکیب جدید منتقل خواهند شد.

• نقره نیکل

علی ‌رغم نام این فلز، نقره نیکل نیز نوعی برنز است که شامل برنز، قلع و نیکل می‌ شود و هیچ اثری از نقره در آن وجود ندارد. رنگ نقره ‌ای این فلز دلیل اصلی این نام‌ گذاری است. ظاهر کاملاً متفاوت این آلیاژ با دیگر محصولات برنزی یکی از دلایلی است که شناسایی اشیاء و محصولات برنزی را دشوار می ‌کند زیرا مصرف ‌کنندگان به رنگ قهوه ‌ای و مسی این فلز عادت دارند.

• برنز فسفر

اضافه کردن مقدار اندکی فسفر به برنز می ‌تواند سبب افزایش قابل‌ توجه استحکام و مقاومت این فلز شود. در بهترین موقعیت، مقدار نسبی 0.01 و 0.35 درصد فسفر را می‌ توان به برنز اضافه کرد تا علاوه بر افزایش قدرت فلز از شکننده شدن آن جلوگیری شود. هرچه مقدار فسفر بیشتر باشد، قدرت برنز نیز چندین برابر افزایش خواهد یافت. علاوه بر قدرت، فسفر موجب بهبود مقاومت فرسودگی، دوام و ضریب اصطکاک برنز می ‌شود. از این ‌رو، برنز فسفر یکی از گزینه‌ های بسیار مناسب برای موقعیت ‌هایی است که شاهد لغزش مستمر سطوح فلزی بر روی یکدیگر خواهید بود.

• برنز سیلیکون

از ویژگی ‌های بارز این آلیاژ می‌ توان به ریخته‌ گری مناسب آن، ظاهر زیبا و مقاومت بسیار خوب در برابر زنگ زدگی اشاره کرد و آن را به ‌عنوان یک عنصر آلیاژی کامل در نظر گرفت. علاوه بر این، سیلیکون کاملاً در برنز ترکیب می ‌شود. حتی 6% سیلیکون در آلیاژ برنز نیز می ‌تواند قابلیت ریخته ‌گری و شکل ‌گیری آن را به ‌شدت بهبود بخشد.

• برنز منگنز

منگنز می ‌تواند علاوه بر افزایش سختی، باعث افزایش استحکام و قدرت برنز شود. در این صورت، برنز قادر به تحمل بارهای زیاد خواهد بود. با این‌ حال، قدرتی که به‌ واسطه ترکیب منگنز با برنز ایجاد شده است، برنز را به فلزی غیر حرارت پذیر تبدیل می ‌کند. از این‌ رو، برای استفاده از برنز منگنز نیازمند روش‌ های روغن ‌کاری مخصوص خواهید بود.

خواص فلز برنز

مواد تشکیل دهنده برنز سبب ایجاد خصوصیاتی منحصر به فرد در این آلیاژ گردیده است که در ادامه به بررسی هریک خواهیم پرداخت. با اطلاع از خصوصیات هریک از آلیاژهای برنز می توانید بهترین نوع این فلز را برای کاربرد موردنظر خود انتخاب نمایید.

سختی 

با وجود اینکه برنز یکی از عناصر بسیار مناسب برای مجسمه ‌سازی است، این آلیاژ به ‌عنوان سخت ‌ترین آلیاژ مس در نظر گرفته می ‌شود. سختی برنز بر اساس ترکیب اولیه و عنصر آلیاژی اضافه ‌شده به این ترکیب تعیین می‌ شود. به ‌طورکلی، برنز قادر است فشار 35,000 تا 119,000 پوند بر اینج مربع (psi) را تحمل کند. سخت ‌ترین نوع برنز، برنز منگنز است که حداکثر فشار قابل ‌تحمل را تاب می ‌آورد.

دمای ذوب بالا

همان طور که می دانید آلیاژهای مس به راحتی ذوب می شوند ولی برنز این گونه نبوده و در دماهای بالا و حدود 2000 درجه فارنهایت قادر به ذوب این آلیاژ خواهید بود. با این حال در گذشته با استفاده از ابزارآلات قدیمی فرآیند ذوب این آلیاژ میسر گردیده است که نشان دهنده تجربه بالای اجداد ما می باشد.

مقاومت در برابر خوردگی

تمامی عناصر آلیاژی مورد استفاده در ساخت برنز، در برابر خوردگی مقاوم هستند. از این ‌رو، مقاومت بسیار خوب برنز نسبت به خوردگی یکی از ویژگی ‌های اصلی این فلز است. فلز برنز برعکس آهن آلات مقاومت به خوردگی بالایی داشته و حتی در آب های شور نیز از خود مقاومت نشان می دهد. این آلیاژ در مواجهه با محیط خورنده لایه ای محافظتی تشکیل داده که از زنگ زدن جلوگیری می کند. به این لایه پتینه گفته می شود که ویژگی مشترک تمامی آلیاژهای برنز است.

کاربردهای آلیاژ برنز چیست؟

• وسایل تزیینی  و انواع ظروف پذیرایی و ساخت لوستر استفاده می‌شود.
• برای ریخته گری و مجسمه سازی بسیار پر کاربرد است.
• در وسایل و ابزارهای سوارکاری استفاده میشود.
• برای بلبرینگ، بوشینگ و بلبرینگ انتقال خودرو و به ویژه در بلبرینگ موتورهای کوچک استفاده می شود.
• برنز ترکیب یافته با فسفر در سازهای موسیقی، تماس‌های الکتریکی و پروانه‌های کشتی استفاده می‌گردد.

انتهای پیام/