آلیاژ برنج چیست؟ آلیاژ برنج از چه فلزاتی تشکیل شده است؟ ورق برنج آلیاژی از ورق مس و روی است که از دیرباز تولید می شود و به دلیل کارایی، سختی، مقاومت در برابر خوردگی و ظاهر زیبایی که دارد، ارزشمند است. خواص فلز برنج بستگی به ترکیب آلیاژ برنج یعنی نسبت مس-روی دارد. با این حال، همه برنج‌ها به دلیل قابلیت ماشین کاری یا سهولت در شکل پذیری، ارزشمند هستند.
فلز برنج چگونه ساخته می شود؟ برنج فلزی است که عمدتاً از مس و روی تشکیل شده است. فلز مس جزء اصلی مواد تشکیل دهنده آلیاژ برنج است. رنگ آلیاژ برنج بسته به مقدار روی موجود در آن، از قهوه ای مایل به قرمز تیره تا زرد نقره ای روشن متغیر است. هر چه مقدار روی بیشتر باشد، رنگ آلیاژ برنج روشن تر است. برنج (آلیاژ) از مس قوی تر و سخت تر است، اما به اندازه فولاد قوی و سخت نیست. به راحتی به اشکال مختلف شکل می گیرد، رسانای خوبی برای گرماست و به طور کلی در برابر خوردگی ناشی از آب نمک، مقاوم است. به دلیل این ویژگی‌ها، ورق برنجی برای ساخت لوله‌ها و لوله‌ها، آب‌زدایی و سایر قطعات تزئینی معماری، پیچ‌ها، رادیاتورها، آلات موسیقی و بدنه‌های فشنگ برای سلاح گرم استفاده می‌شود.
شرح مختصری بر پیشینه فلز برنج در باستان و قدمت فلز برنج
- فلزکاران باستانی در منطقه ای که اکنون به نام سوریه یا شرق ترکیه شناخته می شود، از 3000 سال قبل از میلاد مسیح می دانستند که چگونه مس را با قلع ذوب کرده و فلزی به نام برنز بسازند. گاه بی آنکه بدانند ترکیب آلیاژ برنج را نیز می ساختند. زیرا گاه ذخایر سنگ قلع و روی در طبیعت با هم یافت می شود و این دو ماده رنگ و خواص مشابهی دارند.
- تا پس از میلاد در سال 20، فلزکاران اطراف دریای مدیترانه توانستند سنگ معدن روی را از سنگ های حاوی قلع تشخیص دهند و شروع به ترکیب روی با مس برای ساختن سکه های برنجی و موارد دیگر کردند. بیشتر روی از حرارت دادن ماده معدنی به نام کالامین که حاوی ترکیبات مختلف روی است به دست می آمد. از حدود سال 300 پس از میلاد، صنعت فلزکاری برنج در آلمان و هلند کنونی شکوفا شد.
- اگرچه این فلزکاران اولیه می‌توانستند تفاوت بین سنگ روی و سنگ قلع را تشخیص دهند، اما هنوز نمی‌دانستند که روی یک فلز است. تا اینکه در سال 1746 دانشمند آلمانی به نام آندریاس زیگیزموند مارگگراف (1709-1782) روی را شناسایی و خواص آن را مشخص کرد. فرآیند ترکیب مس و روی برای ساخت آلیاژ برنج در انگلستان در سال 1781 به ثبت رسید.
- اولین روکش فلزی فشنگ برای اسلحه در سال 1852 معرفی شد. اگرچه چندین فلز مختلف برای این مسئله آزمایش شد؛ فلز برنج به دلیل توانایی آن برای انبساط و مهر و موم کردن دریچه تحت فشار در هنگام شلیک اولیه فشنگ، و سپس انقباض فوراً برای خالی شدن آن، بهترین گزینه بود. این ویژگی برنج، منجر به توسعه سلاح های خودکار شلیک سریع شد.
آلیاژ برنج چیست؟ معرفی انواع آلیاژ برنج
آلیاژ برنج از چه فلزاتی تشکیل شده است؟ آلیاژ برنج چگونه تهیه می شود؟ آلیاژ برنج نوعی آلیاژ است که با استفاده از ترکیب فلزات مس و روی ساخته می شود. در حالی که ترکیب مس و قلع با هم می تواند به عنوان برنج طبقه بندی شود، این آلیاژ خاص بیشتر به عنوان برنز شناخته می شود. ورق برنج انواع مختلفی دارد که به صورت جداگانه دارای ترکیب شیمیایی، کیفیت و کاربردهای خود هستند که در زیر ذکر شده است:
- برنج آرسنیکال: از آرسنیک و اغلب آلومینیوم تشکیل شده است. از آن برای فایرباکس های دیگ بخار استفاده می شود.
- برنج قرمز: آلیاژ مس-روی-قلع که به عنوان فلز تفنگی نیز شناخته می شود. ترکیب آن 85 درصد مس، 5 درصد روی، 5 درصد قلع و 5 درصد سرب است.
- برنج دریایی: آلیاژ مس-روی از 40% روی و 1% قلع.
- برنج فشنگ: یک نوع محبوب از آلیاژ برنج، متشکل از 30 درصد برنج روی، به دلیل خواص سرد کار عالی برای موارد مهمات ایده آل است.
- برنج سرب دار: برنج سرب دار یک برنج آلفا-بتا با محتوای سرب اضافی است که به راحتی ماشینکاری می شود.
- برنج منگنز: از 70% مس، 29% روی و 1.3% منگنز ساخته شده و برای ساخت سکه های دلار طلایی در ایالات متحده استفاده می شود.
- برنج بدون سرب: آلیاژهای برنج بدون سرب از کمتر از 0.25 درصد مواد سرب تشکیل شده است.
- برنج زرد: حاوی 33 درصد روی.
مطلب مفید: فلز برنج چیست؟ ویژگی ها، کاربردها،خواص و انواع آلیاژ برنج
ترکیبات آلیاژ برنج و ویژگی های آن
آنچه خرید فلز برنج را برای تولیدکنندگان ضروری می سازد این است که ورق برنج دارای هدایت حرارتی و الکتریکی خوبی است (هدایت الکتریکی آن می‌تواند به اندازه 23٪ تا 44٪ مس خالص باشد) و در برابر سایش و جرقه مقاوم است. خرید فلز برنج به علت خواص ضدباکتریایی آن، باعث استفاده از برنج در وسایل حمام و امکانات بهداشتی می‌شود. فلز برنج آلیاژی کم اصطکاک و غیر مغناطیسی است؛ در حالی که خواص صوتی آن در بسیاری از سازهای موسیقی برنجی استفاده شده است. هنرمندان و معماران ارزش زیبایی برنج را می‌دانند، زیرا می‌توان از آن در طیف رنگی از قرمز تیره تا زرد طلایی استفاده کرد.
فلز برنج چگونه ساخته می شود؟ برنج یک اصطلاح عمومی است که به طیف وسیعی از آلیاژهای مس-روی اشاره دارد. در حقیقت، بیش از 60 نوع مختلف فلز برنج وجود دارد که توسط استانداردهای اروپا مشخص شده‌اند. متریال برنج (به عنوان آلیاژ برنج) می‌توانند طیف گسترده‌ای از ترکیبات مختلف را بسته به خواص مورد نیاز برای یک کاربرد خاص فراهم کنند. ترکیبات آلیاژ برنج چیست؟ برنج اغلب از ضایعات مس و روی ساخته می‌شود. مس قراضه براساس ناخالصی‌های آن انتخاب می‌شود، زیرا عناصر افزدونی خاصی برای تولید فلز برنج بر اساس درجه بندی دقیق آن دارد.
روش ساخت آلیاژ برنج و مراحل آن
روش ساخت آلیاژ برنج چیست؟ از آنجایی که روی در دمای 907 درجه سانتیگراد شروع به جوشیدن و تبخیر می‌کند، که کمتر از نقطه ذوب مس ( 1083 درجه سانتیگراد) است، ابتدا باید مس ذوب شود. پس از ذوب شدن مس، روی در یک نسبت مناسب برای گرید مورد نظر برنج تولید می‌شود.
در این مرحله، هر فلز افزودنی دیگر مانند سرب، آلومینیوم، سیلیکون یا آرسنیک به مخلوط اضافه می‌شود تا آلیاژ مورد نظر ایجاد شود.
هنگامی که آلیاژ مذاب آماده شد، آن را درون قالب‌ها می‌ریزند جایی که به ورق‌های بزرگ (اسلب) یا نازک (بیلت) منجمد می‌شود. بیلت که برنج آلفا – بتا نیز نامیده می‌شود، می‌تواند به طور مستقیم از طریق اکستروژن گرم به سیم و لوله تبدیل شود. اکستروژن گرم شامل فشار دادن فلز گرمادیده از یک دای (die) یا آهنگری داغ (hot forging) است.
اگر بیلت ها اکستروژن یا آهنگری نشوند، آنگاه مجدداً گرم می‌شوند و به درون غلتک‌های فولادی وارد می‌گردند (نورد گرم (hot rolling)). نتیجه این کار، اسلب هایی با ضخامت کمتر از نیم اینچ (<13 mm) است. پس از سرمایش، فلز برنج در معرض دستگاه فرز (milling machine) قرار می‌گیرد، یا اسکالپر (scalper) یک لایه نازک از فلز را به منظور حذف نقص‌های ریختگی و اکسید سطحی برمی دارد.
برای جلوگیری از اکسیداسیون برنج، قبل از آن که آلیاژ دوباره خنک شود (نورد سرد) و اسلب هایی با ضخامت حدود 0.1 اینچ (2.5 mm) تولید شوند، آلیاژ گرم و مجدداً نورد می‌شود که فرآیند آنیلینگ (annealing) نامیده می‌شود. نورد سرد ساختار داخلی برنج را تغییر می‌دهد و باعث می‌شود که فلز بسیار قوی‌تر و سخت‌تری ایجاد شود. این مرحله می‌تواند تا زمان حصول ضخامت یا سختی مورد نظر تکرار شود.
در نهایت، ورق‌ها برش (sawed) و قیچی (sheared) می‌شوند تا عرض و طول مورد نیاز به دست آید. سپس محصولات تولید شده با مواد شیمیایی (معمولاً هیدروکلریک اسید و سولفوریک اسید) حمام داده می‌شوند تا اکسید مس حذف شود.
خواص فلز برنج
از آنجایی که ترکیب آلیاژ برنج از مس و روی ساخته شده است، خواص آن ممکن است بسته به نسبت این دو فلز متفاوت باشد. در اینجا لیستی از خواص فلز برنج و آلیاژهای برنج آورده شده است:
1. نقطه ذوب بالا
نقطه ذوب برنج در حدود 900 درجه سانتیگراد (1652 درجه فارنهایت) است. با این حال، نقطه ذوب بسته به ترکیب فلزات در آلیاژ متفاوت است.
2. پتانسیل تحمل فشار و ضربه
افزایش استحکام و سفتی برنج در مقایسه با مس خالص، آن را در برابر ترک‌خوردگی آسیب‌پذیرتر می‌کند.
3. غیر فرومغناطیسی
خواص غیر فرومغناطیسی آن بازیافت آلیاژ را آسان می کند.
4. شکل پذیری و رسمیت
برنج را می توان به هر شکلی که برای یک محصول لازم است درآورد. علاوه بر این، ریخته گری برنج آسان انجام می شود، چه به صورت سرد و چه گرم.
5. آنتی باکتریال
برنج محل مناسبی برای رشد باکتری هاست و برای وسایل حمام، دستگیره درها و تجهیزات پزشکی ایده آل است.
کاربرد ورق برنج چیست و چه مزایایی دارد؟
در زیر برخی از مزایای استفاده از برنج ذکر شده است:
ماشینکاری آسان:
برنج (Brass) یکی از آسان‌ترین مواد برای ماشینکاری است، به ویژه برنج ماشینکاری آزاد، که در رده بندی امتیاز ماشینکاری، رتبه 100 درصد را دارد.
اصطکاک کم:
برنج ضریب اصطکاک پایینی دارد. این ویژگی آن را برای کاربردهای کشویی ایده آل می کند.
خواص ضد باکتری:
محتوای مس موجود در برنج انواع خاصی از باکتری ها را از بین می برد. این ویژگی آن را برای استفاده در کاربردهایی مانند دستگیره درب برای جلوگیری از انتقال باکتری ایده آل می کند. همچنین مواد تشکیل دهنده آلیاژ برنج از رسوب زیستی در کاربردهای دریایی جلوگیری می کند.
ورق برنجی به دلیل کارایی عالی، مقاومت در برابر خوردگی و خواص ضد باکتریایی، کاربردهای گسترده ای نیز دارد. برخی از این کاربردها در زیر ذکر شده است:
- فشنگ های گلوله ای
- آلات موسیقی
- دستگیره و لولای در
- چرخ دنده ها
- موتورهای دریایی
- ابزار و شیرآلات
- لوله و اتصالات
فرق بین برنز و برنج و مس چیست؟
مهمترین تفاوت ها و فرق فلز برنج و برنز و مس چیست؟ هر سه معمولاً به عنوان “فلزات قرمز” نامیده می شوند. برنج و برنز هر دو حاوی مس به عنوان عنصر اصلی خود هستند. آلیاژ برنج حاوی روی به عنوان عنصر ثانویه اصلی و برنز به طور معمول حاوی قلع به عنوان عنصر ثانویه است. برنز به ویژه در برابر خوردگی ناشی از آب دریا مقاوم است. در حالی که برنج دارای قابلیت اصطکاک بسیار عالی است. از طرف دیگر مس به دلیل رسانایی بالا بیشتر از دو فلز دیگر برای کاربردهای الکتریکی مناسب است.
برای مشاوره و خرید فلز برنج با بازارفلز تماس بگیرید.
شما می‌توانید برای خرید ورق برنجی رحیمی در انواع ضحامت نازک و ضخیم برای کاربرد مورد نظر خود یا خرید رول فنری برنج به فروشگاه‌های حضوری در پامنار تهران مراجعه کنید. فروشگاه آنلاین رحیمی بازار فلز یکی از قدیمی‌ترین مراکز فروش مس و برنج در سراسر ایران است که می‌توانید برای استعلام قیمت و یا مشاوره رایگان، با کارشناسان ما تماس بگیرید. همچنین شما می‌توانید از طریق واتس اپ با کارشناسان فروش ما در ارتباط باشید.
جمع بندی
برنج آلیاژ فلزی از مس و روی است که معمولاً دارای رنگ زرد طلایی است، اما اگر آلیاژ دارای سطوح بالایی از مس باشد، می‌تواند به قرمز نزدیک‌تر باشد. برنج به دلیل کارایی عالی، قابلیت ماشین کاری و ویژگی های ضد باکتری و ضد رسوب زیستی خود شناخته شده است. در این مقاله روش ساخت آلیاژ برنج و ترکیبات آن را مورد بررسی قرار دادیم. همچنین خواص فلز برنج و انواع آلیاژ برنج را معرفی نمودیم. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد خرید فلز برنج و محصولات برنجی، با کارشناسان بازار فلز در ارتباط باشید.
بیشتر بخوانید:
آیا فلز برنج به آهنربا میچسبد؟
فلز برنج سفید چیست؟ همه چیز درباره برنج سفید
