آیا می‌دانید فلز برنز چه نقشی در صنایع مختلف ایفا می‌کند؟ با ویژگی‌ها و خواص این ماده آشنایی دارید؟ برنز (bronze) یک واژه فرانسوی بوده که ریشه اصلی آن به واژه ایتالیایی bronzo بر می‌گردد. البته برخی احتمال می‌دهند که نام این فلز از واژه ایرانی برنج (birinj) نیز گرفته شده باشد. در ادامه این راهنما ضمن آشنایی بیش‌تر با برنز، به بررسی جنبه‌های مختلف این ماده ارزشمند نیز خواهیم پرداخت. با ما همراه باشید.
معرفی فلز برنز و ساختار آن
برنز بعد از مس به عنوان یکی از پرکاربردترین فلزات در صنایع مختلف شناخته می‌شود. جالب است بدانید که برای نخستین بار از این فلز حدود پنج هزار سال پیش از میلاد مسیح در ایران استفاده شد و قبل از آن هیچ سند تاریخی و معتبری مبنی بر استفاده از این فلز وجود ندارد.
برنز پس از پیداش مس کشف شد و مورد استفاده قرار گرفت. در حقیقت، فرآورده‌ها و آلیاژهای مس بودند که موجب ساخت برنز شدند. برنز علاوه بر آلیاژ ترکیبی از مس و قلع، آلیاژ ترکیبات دیگری نظیر آلیاژ برنز آلومینیوم که ترکیب مس و آلومینیوم و آلیاژ برنز سیسیلیم که ترکیب مس و سیسیلیم است نیز به شمار می‌رود. در حالت کلی، برنز را آلیاژ اصلی مس می‌دانند که در ساختار آن حدوداً ۹۰ درصد فلز مس و ۱۰ درصد قلع وجود دارد.
با این حال مقادیر مذکور در ساختار برنز را نمی‌توان ثابت دانست و همواره در حال تغییر هستند؛ به عنوان مثال برنزی که این روزها در بازار قابل خرید بوده در ترکیبات خود مقادیر کم‌تری از فلز قلع را داشته و بیش‌تر در ساختار خود از افزودنی‌های دیگری نظیر نیکل، آلومینیوم، روی، فسفر، منگنز و… بهره‌مند است.
این فلز قدیمی به ندرت به صورت خام در طبیعت یافت می‌شود. در اکثر کارخانه‌ها برنز خام را که رنگی متمایل به صورتی داشته پتینه‌کاری کرده و میزان استحکام و مقاومت آن را افزایش می‌دهند. استحکام‌بخشی به این فلز سبب می‌شود که برنز در برابر خوردگی مقاومت بسیار بالایی از خود نشان دهد.
مهم‌ترین ویژگی‌ها و خواص فلز برنز
پیش از این که سراغ معرفی کاربردهای این فلز ارزشمند برویم، خوب است که با مشخصات آن کمی بیش‌تر آشنا شویم. در حقیقت، دانستن ویژگی‌های این محصول سبب می‌شود که درک بهتری از چرایی استفاده از این فلز در صنایع مختلف داشته باشیم. از جمله مهم‌ترین خواص برنز می‌توان به موارد زیر اشاره داشت:
سختی و استحکام بالا
یکی از سخت‌ترین و مقاوم‌ترین آلیاژهایی که از فلز مس ساخته می‌شود، آلیاژ برنز است. البته میزان مقاومت و سختی برنز بر حسب ترکیبات استفاده شده در ساختار آن متغیر خواهد بود. این فلز با در نظر گرفتن میزان سختی که دارد می‌تواند در برابر فشاری برابر با 35000 الی 119000 پوند بر اینچ مربع مقاومت خود را حفظ کند. این فلز در انواع مختلفی در بازار موجود بوده که از جمله مقاوم‌ترین آن‌ها می‌توان به برنز منگنز اشاره داشت.
مقاومت عالی در برابر عوامل خورنده
از دیگر ویژگی‌های این فلز می‌توان به استحکام عالی آن در برابر فاکتورهای خورنده اشاره داشت. عناصر و ترکیبات به کار رفته در ساختار این فلز سبب می‌شوند که برنز در برابر خوردگی مقاومت بسیار خوبی از خود نشان دهد و پایداری خود را از دست ندهد.
در حقیقت، مقاومت عالی فلز برنز در برابر خوردگی سبب شده است که این فلز طیف کاربرد وسیعی در صنایع مختلف داشته باشد. لازم به ذکر بوده کلیه آلیاژهای برنز از یک روکش یا لایه پتینه برخوردار بوده که از آن‌ها در برابر عوامل خورنده در محیط‌های خورنده مراقبت خواهد کرد.
نقطه ذوب بالا
بر اساس آزمایش‌های انجام شده، اکثر آلیاژهای حاصل از فلز مس از نقطه ذوب پایینی برخوردار هستند، اما این ویژگی در برنز برعکس است. این فلز ارزشمند از نقطه ذوب بالایی برخوردار بوده و به منظور ذوب آن به حرارت بالای 1090 درجه سانتی‌گراد نیاز خواهد بود.
کاربردی‌ترین مشخصات فلز برنز
- این فلز در برابر فرسایش مقاومت عالی از خو نشان می‌دهد؛ به همین خاطر گزینه‌ای بسیار کارآمد برای ساخت ظروف تزئینی محسوب می‌شود.
- برنز برای لحیم‌کاری نیز مناسب بوده و قابلیت جوش‌کاری بالایی نیز دارد.
- برنز در مقایسه با فولاد از نرمی بیش‌تری برخوردار بوده و از لحاظ هزینه نسبت به فولاد گران قیمت‌تر است.
- این فلز در شرایط محیطی با دمای بالا پایداری خود را حفظ می‌کند.
- برنز برخلاف سایر محصولات فولادی که احتمال اشتعال در برخی از آن‌ها وجود دارد، در صورت قرارگیری در یک سطح سخت دچار جرقه نخواهد شد.
کاربردهای برنز در صنایع مختلف
اکنون که با مهم‌ترین ویژگی‌ها و مشخصات این فلز آشنا شدیم، می‌دانیم که کاربردهای این فلز وابسته به خواص آن است. در واقع، کارایی برنز به این بستگی دارد که در ساختار آن از چه ترکیباتی و به چه اندازه‌ای بهره‌گیری شده است. مصارف این فلز ارزشمند بسیار زیاد بوده که در ادامه به اصلی‌ترین آن‌ها اشاره خواهیم داشت:
- استفاده در فرآیند طراحی و تولید ظروف و وسایل تزئینی و دکوراتیو
- مصرف در ساخت انواع مجسمه و صنایع ریخته‌گری
- ساخت لوستر، تجهیزات و وسایل سوارکاری
- کاربرد در بلبرینگ موتورهای کوچک، انتقال خودرو و…
- صنعت کشتی‌سازی به منظور ساخت پروانه‌های کشتی
- ساخت انواع آلات موسیقی
- ساخت سکه و مدال
- تماس‌ها و اتصالات الکتریکی
- تولید یاتاقان و گیره
- ساخت انواع مختلف فنرها
- ساخت اجزا و قطعات مختلف پل‌های متحرک، صندوق پست، ریل، چهارچوب درب و پنجره، صفحه گردان پل و…
دسته‌بندی فلز برنز بر حسب قلع مصرفی در ساختار آن
همان‌طور که گفته شد، در ساختار آلیاژ برنز عموماً مس و قلع موجود بوده که هر یک از آن‌ها مقادیر مختلفی دارند. در این بخش می‌خواهیم انواع مختلف برنز بر حسب میزان قلع موجود در آن را به شما معرفی کنیم:
دسته اول فلز برنز
دسته اول که تحت عنوان آلیاژهای آلفا نیز شناخته می‌شوند دارای ۷ تا ۸ درصد قلع در ساختار خود هستند و معمولاً در ساخت چرخ محور دوربین، تولید سکه و انواع فنر مورد استفاده قرار می‌گیرند.
دسته دوم فلز برنز
این دسته نیز دارای ۷ الی ۸ درصد قلع در ساختار خود بوده و در ترکیبات آن افزون بر قلع، عناصر دیگری نظیر روی و سرب نیز وجود دارد.
دسته سوم فلز برنز
این گروه دارای ۸ الی ۱۰ درصد قلع بوده و معمولاً برای تولید قطعات الکتریکی و انواع چرخ دنده‌ها و همچنین یاتاقان‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.
دسته چهارم فلز برنز
دسته چهارم که تحت عنوان برنز فسفردار نیز معروف هستند دارای ۴ الی ۱۶ درصد قلع بوده و عمدتاً در صنعت کشتی‌سازی مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ چرا که در برابر خوردگی مقاومت عالی دارند.
دسته پنجم فلز برنز
میزان قلع موجود در این دسته بیش از ۳۰ درصد بوده و برای ساخت انواع زنگ و ناقوس مورد استفاده قرار می‌گیرند.
سخن پایانی
فلز برنز یکی از آلیاژهای مس بوده که طیف کاربرد گسترده‌ای در صنایع مختلف نظیر ساخت انواع ظروف تزئینی و دکوراتیو و… دارد. شما چه اطلاعات دیگری در مورد این فلز دارید؟ لطفاً نظرات و اطلاعات ارزشمند خود را با ما و کاربران محترم تکه کابل به اشتراک بگذارید.
79 بازدید
محمد یاری پور
