آلیاژهای مس: برنج و برنز در صنایع مختلف

آلیاژهای مس به دلیل ویژگی‌های منحصر به فردی که دارند، در صنایع گوناگون مورد استفاده قرار می‌گیرند. انواع مس و آلیاژهای آن از دیدگاه تجاری به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند که هر کدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند. مس خالص، که در حدود ۹۹٪ خلوص دارد، به دلیل هدایت الکتریکی و حرارتی بالا، در صنعت الکترونیک و برق بسیار پرکاربرد است. مس خالص همچنین در ساخت لوازم تزئینی و هنری، سکه‌ها، و نیز در صنعت ساختمان برای لوله‌کشی استفاده می‌شود. با این حال، مس خالص به دلیل نرمی بیش از حد در برخی از کاربردها قابل استفاده نیست و نیاز به تقویت دارد. در چنین شرایطی، مس به همراه دیگر فلزات آلیاژ شده و ویژگی‌های جدیدی به دست می‌آورد.

یکی از مهم‌ترین آلیاژهای مس، برنز است که معمولاً از ترکیب مس و قلع به وجود می‌آید. برنز به دلیل مقاومت بالایی که در برابر خوردگی دارد، به خصوص در محیط‌های دریایی و مرطوب، در ساخت لوازم دریایی، مجسمه‌ها، سکه‌ها، و همچنین در صنایع نظامی و مکانیکی به کار می‌رود. برنز همچنین به دلیل خاصیت شکل‌پذیری بالا، در صنایع مختلف از جمله ساخت ابزارها و تجهیزات صنعتی نیز استفاده می‌شود. از دیدگاه تجاری، برنز به عنوان یک آلیاژ مقاوم و با عمر طولانی، جایگاه ویژه‌ای در بازار دارد. مشخصات، خواص، طبقه بندی و طبقات آلیاژهای مس:

1. مس خالص: حاوی 99.3 درصد یا بیشتر مس است
2. آلیاژهای با درصد مس بالا: دارای درصد مس بین 96% تا 99.3% می باشند و برای دستیابی به خواص ویژه می توان نقره را اضافه کرد.
3. برنج: عنصر اصلی آلیاژ روی آن است، همچنین عناصر دیگری مانند آهن، آلومینیوم، نیکل و سیلیکون برای بهبود خواص آلیاژ به آن اضافه می شود. برنج از مقاومت در برابر خوردگی و استحکام کششی بالایی برخوردار است

افزودنی های برنجی

افزودن سرب به ترکیبات فلز برنج می تواند خواص ماشینکاری را بهبود بخشد و همچنین سایش ابزار را کاهش دهد. افزودن آلومینیوم، آهن و منگنز به برنج استحکام را افزایش می دهد، افزودن سیلیکون مقاومت در برابر سایش را بهبود می بخشد.

طبقه بندی برنج ها

• آلفا برنج، با محتوای روی کمتر از 37٪. این آلیاژها انعطاف پذیر هستند و می توانند خنک شوند
• آلفا بتا یا برنج باینری حاوی 37-45 درصد روی است. این آلیاژها شکل پذیری محدودتری دارند و سخت تر و قوی تر هستند

خانواده فلزات برنج:

• آلیاژهای CU-Zn
• آلیاژهای CU-Zn-Pb (برنج سرب).
• آلیاژهای Cu-Zn-Sn (قلع برنج).

4 - برنزها: قلع را به عنوان تنها عنصر آلیاژی یا عنصر اصلی آلیاژی دارند. امروزه برنز به آلیاژهای مس اطلاق می‌شود که عنصر اصلی آلیاژ آن غیر از نیکل و روی است.

خانواده برنز شامل:

• آلیاژهای Cu-Sn-P (برنزهای فسفر).
• آلیاژهای CU-Sn-Pb-P ((برنز فسفر سرب).
• آلیاژهای مس-آل ((آلومینیوم برنز)).
• آلیاژهای CU-Si ((برنزهای سیلیکونی).

5 - سایر گروه های آلیاژی

• آلیاژهای CU-Ni: همانطور که از نام آن پیداست، عنصر اصلی آلیاژی نیکل است. این گروه می تواند شامل سایر عناصر آلیاژی یا نیکل به تنهایی باشد
• آلیاژهای CU-Ni-Zn : این آلیاژها به دلیل رنگ آلیاژ به نقره نیکل معروف هستند. این گروه حاوی روی و نیکل به عنوان عناصر آلیاژی اصلی است و ممکن است عناصر آلیاژی دیگری نیز به آن اضافه شود.

مس سرب دار: مس سرب دار یک آلیاژ مس ریخته گری شده است که حاوی 20 درصد یا بیشتر افزودنی سرب است. آنها همچنین حاوی مقادیر کمی نقره هستند اما عناصر کمیاب یا روی ندارند

6- آلیاژهای ویژه : زمانی که آلیاژها حاوی ترکیبات شیمیایی باشند که در هیچ یک از گروه های فوق قرار نگیرند، آلیاژهای ویژه نامیده می شوند.

برنج دیگر آلیاژ مس است که از ترکیب مس و روی ساخته می‌شود. این آلیاژ دارای ویژگی‌هایی چون مقاومت در برابر خوردگی، شکل‌پذیری خوب، و خاصیت براقیت است که آن را برای تولید لوازم تزئینی، قطعات مکانیکی، و لوله‌کشی مناسب می‌سازد. برنج به دلیل تنوع ترکیب‌ها و خواص مکانیکی، در صنایع خودروسازی، تأسیسات، و الکترونیک استفاده‌های زیادی دارد. از منظر تجاری، برنج به دلیل کاربرد وسیع در صنایع مصرفی و همچنین صنایع تخصصی، از جایگاه اقتصادی بالایی برخوردار است. در آلیاژهای مس، نوعی دیگر به نام مس فسفری نیز وجود دارد که با افزودن فسفر به مس تولید می‌شود. این آلیاژ به دلیل مقاومت خوب در برابر سایش و فشار، در تولید قطعاتی که به شدت تحت بارهای مکانیکی قرار دارند، مانند فنرها و یاتاقان‌ها، کاربرد دارد. آلیاژهای مس فسفری به ویژه در صنایع خودروسازی، ماشین‌آلات، و ابزارهای دقیق مورد استفاده قرار می‌گیرند.

در کنار این آلیاژها، مس نیکل یا مس نیکلی نیز یکی دیگر از ترکیبات مهم تجاری است. این آلیاژ که معمولاً از ترکیب مس و نیکل تولید می‌شود، ویژگی‌های خوبی مانند مقاومت بالا در برابر خوردگی و اکسیداسیون دارد. مس نیکل در تولید سکه‌ها، قطعات صنعتی و تجهیزات دریایی کاربرد زیادی دارد. این آلیاژ همچنین در تولید باتری‌ها و تجهیزات الکترونیکی به کار می‌رود و از منظر تجاری، به عنوان یک آلیاژ با ارزش در صنایع مختلف شناخته می‌شود. هر یک از آلیاژهای مس بسته به ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود در بازارهای مختلف به طور مستقیم تأثیرگذار هستند. این آلیاژها در صنایع مختلف از جمله انرژی، ساختمان، خودروسازی، الکترونیک، و دفاع نقش کلیدی دارند و از این رو، تجارت آن‌ها برای کشورهای تولیدکننده مس و بازارهای جهانی اهمیت فراوانی دارد.