برنز چیست؟ | کاربرد و خواص آن

یکی از فلزات بسیار ارزشمندی که بعد از فلزات طلا و نقره در رتبه سوم پرمصرف ترین ها قرار می گیرد، فلز برنز است. دسترسی به این فلز در مقایسه با دو نمونه دیگر راحت تر است. برنز قابلیت ها و ویژگی های منحصر به فردی دارد. همین خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاص برنز است که آن را به یکی از محبوب ترین فلزات در بازار جهانی تبدیل کرده است. این فلز از آلیاژهای مس به شمار می رود و حاصل ترکیب فلز مس و قلع است. با توجه به اهمیت استفاده از فلز برنز در صنایع مختلف، ضروری است که به عنوان یک مصرف کننده با این محصول و خواص آن بیشتر آشنا شویم. در ادامه بررسی خواهیم کرد که فلز برنز چیست و چه کاربردهایی از آن در صنایع مختلف انتظار می رود.

برنز چیست؟

احتمالا اگر در حال مطالعه این بخش هستید، مشتاقید بدانید که فلز برنز چیست و چرا استفاده از آن در صنایع مختلف تا این اندازه اهمیت دارد. برنز Bronze بعد از پیدایش فلز مس به وجود آمد. فرآورده ها و آلیاژهای تولید شده از فلز مس بود که منجر به ساخت برنز شد. هرچند که برنز را علاوه بر آلیاژ مس ( ترکیب مس و قلع)، آلیاژ ترکیبات دیگری نیز به شمار می روند که مهم ترین آن ها به شرح زیر هستند:

• آلیاژ برنز آلومینیوم (ترکیب مس و آلومینیوم)
• آلیاژ برنز سیلیسیم ( ترکیب مس و سیلیسیم)

امروزه به طور کل برنز را آلیاژ اصلی مس به شمار می آورند. که در ترکیبات اصلی آن چیزی حدود 90 درصد را فلز مس و 10 درصد باقیمانده را فلز قلع تشکیل می دهد. البته این مقادیر ثابت نبوده و می توانند در مواردی دچار تغییراتی شوند. به عنوان مثال برنز ارائه شده به بازار در این روزها از مقادیر کمتری فلز قلع بهره مند است و در ترکیبات خود افزودنی های دیگری همچون آلومینیوم، نیکل، منگنز، روی، فسفر و... را داراست.

برنز جزء قدیمی ترین فلزات شناخته شده در طبیعت است. این محصول را به ندرت می توان به صورت خام پیدا کرد. در بسیاری از کارخانجات، برنز خام را که رنگی نیمه صورتی دارد پتینه کاری کرده و آن را سخت و مقاوم می کنند. این کار باعث می شود تا برنز دوام بسیار بالایی در برابر خوردگی داشته باشد.

برای بررسی قیمت و خرید فلزات غیرآهنی وارد لینک روبرو شوید - قیمت فلزات غیرآهنی

کاربردهای برنز چیست؟

اینکه کاربردهای برنز چیست، کاملا بستگی به این دارد که در ساختار آن از چه ترکیباتی و به چه میزانی استفاده شده است. برای این فلز ارزشمند موارد مصرف گوناگونی وجود دارد. چند نمونه از مهم ترین کاربردهای برنز را می توان در لیست زیر جای داد:

• از جذاب ترین کاربردهای برنز استفاده از آن در ساخت ظروف و وسایل دکوراتیو و تزئینی است.
• ساخت لوستر
• کاربرد در صنایع ریخته گری و ساخت انواع مجسمه
• کاربرد در ساخت تجهیزات و وسایل سوارکاری
• کاربرد در بلبرینگ ها از جمله؛ بلبرینگ موتورهای کوچک، بلبرینگ انتقال خودرو و...
• کاربرد در صنعت کشتی سازی برای ساخت پروانه های کشتی
• کاربرد در ساخت انواع ساز موسیقی
• کاربرد در تماس های الکتریکی
• ساخت انواع سکه و مدال برنز
• ساخت انواع یاتاقان و گیره
• کاربرد در اتصالات الکتریکی
• کاربرد در ساخت فنرها
• استفاده در صنایع ساختمانی برای ساخت اجزا و قطعات پل های متحرک، صفحه گردان پل، صندوق پست، ریل، چهارچوب درب و پنجره و...

خواص فلز برنز

شاید خالی از لطف نباشد که با خواص فلز برنز هم آشنا شویم. قطعا هرچه آگاهی ما نسبت به خواص فیزیکی و شیمیایی یک محصول افزایش پیدا کند، به روش موثرتری می توانیم از آن در کار خود استفاده کنیم. از جمله مهم ترین خواص فلز برنز به شرح زیر هستند:

سختی و استحکام بالا

از فلز مس آلیاژهای مختلفی ساخته می شود که مقاوم ترین و سخت ترین آن ها، آلیاژ برنز است. میزان سختی برنز بسته به ترکیباتی است که در ساختار آن وجود دارند. برنز با توجه به سختی که دارد قابلیت این را دارد که فشاری معادل 35,000 الی 119,000 پوند بر اینچ مربع را تاب آورد. برنز در بازار تنوع بسیار زیادی دارد و سخت ترین نوع این فلز که می توان به آن اشاره کرد، برنز منگنز است.

نقطه ذوب بالا

می توان ادعا کرد تمامی انواع آلیاژهای حاصل از مس نقطه ذوب پایینی دارند. اما این مسئله درخصوص آلیاژ برنز صدق نمی کند. برنز نقطه ذوب بالایی داشته و برای ذوب آن به گرمایی بیش از 1090 درجه سانتی گراد نیاز است.

دوام در برابر خوردگی

هرآنچه که از عناصر و ترکیبات تشکیل دهنده، درون برنز وجود دارند باعث می شوند تا این فلز نسبت به خوردگی مقاومت بیشتری داشته باشد. همین مقاومت در برابر خوردگی است که باعث شده از این محصول به وفور در صنایع مختلف استفاده شود. تمام آلیاژهای برنز دارای یک روکش یا لایه پتینه هستند که از آن ها در محیط های خورنده به خوبی محافظت می کند.

از دیگر ویژگی های برنز

• برنز در برابر فرسایش از خود مقاومت بسیار بالایی نشان می دهد. همین مسئله باعث شده تا به یک گزینه بسیار خوب برای ساخت انواع ظروف تزئینی تبدیل شود.
• برنز قابلیت جوشکاری بالایی دارد. از همین رو صنعت جوشکاری یکی از متقاضیان اصلی خرید محصولات برنز است و سرانه مصرف بالایی در این زمینه دارد.
• برنز همچنین قابلیت این را دارد که به خوبی لحیم کاری شود.
• با تغییر شکل سرد این فلز می تواند بسیار سخت شود.
• برنز در شرایطی که محیط دمای بسیار بالایی دارد، به خوبی مقاومت می کند.
• فلز برنز در مقایسه با فولاد از نرمی بیشتری برخوردار بوده و ضعیف تر است. از نظر هزینه نیز بایستی بگوییم برنز قیمت بیشتری نسبت به فولاد دارد.
• برخلاف محصولات فولادی که امکان اشتعال آن ها در برخی موارد وجود دارد. آلیاژ برنز از قرار گرفتن در یک سطح سخت دچار جرقه نمی شود. این مسئله می تواند شرایط نگهداری برنز را کمی آسان تر کند. به عنوان مثال برخی از آلیاژهای فلزی را به دلیل ساختارها و ترکیبات قابل اشتعالی که دارند، نمی توان در مجاورت مواد آتش زا نگهداری کرد. اما برنز در صورت قرار گرفتن در چنین شرایطی احتمال انفجار ندارد و می توان به راحتی از آن مراقبت کرد.

انواع برنز براساس مقدار قلع موجود در آن

همانطور که پیش از این اشاره کردیم، ترکیبات موجود در برنز شامل مس، قلع و برخی عناصر کاربردی دیگر است که هریک با مقادیر مختلفی در این فلز به کار رفته اند. اساسا فلز برنز به دلیل داشتن مقادیر مختلفی از فلز قلع و افزودنی های مختلف به گروه هایی تقسیم می شود که در ادامه با آن ها آشنا می شویم.

دسته اول

• به این گروه، آلیاژهای گروه آلفا نیز می گویند. مقدار قلع به کار رفته در این آلیاژها چیزی نزدیک به 7 الی 8 درصد از کل ترکیب است.
• کمتر از 0.1 درصد را فسفر باقیمانده تشکیل می دهد که به نوعی عامل اکسیژن زداست. همین عامل باعث می شود تا فسفر را به عنوان یک عنصر آلیاژی به شمار نیاورند.
• از کاربردهای این دسته می توان به ساخت چرخ محور توربین، تولید سکه های پول خرد و همچنین  ساخت انواع فنر اشاره کرد.

دسته دوم

این دسته نیز همانند دسته اول در ترکیبات خود دارای 7 الی 8 درصد از مقادیر قلع هستند. علاوه بر این، عناصر مختلف دیگری همچون روی و سرب را نیز می توان در ساختار آن ها مشاهده کرد. بهتر است بدانید که برنزهای سرب دار از 20 درصد سرب و 5 درصد قلع تشکیل شده اند.

دسته سوم

در این گروه مقادیر قلع موجود در ترکیبات برنز چیزی حدود 8 الی 10 درصد است. بعلاوه مقادیر کمی روی و دیگر عناصر کاربردی در آن یافت می شود. از این گروه برنزها به طور ویژه برای ساخت قطعات الکتریکی، یاتاقان ها، انواع چرخ دنده و... استفاده می شود.

دسته چهارم

این گروه به گروه برنز فسفردار شناخته می شوند. مقادیر قلع موجود در ساختار برنز حدود 4 الی 16 درصد است. همچنین مقادیر کمی فسفر ( 0.1 الی 0.6) در آن مشاهده می شود. آلیاژ برنز گروه چهارم در مواردی ترکیبات دیگری را نیز شامل می شود. از جمله عناصری که می توان به عنوان افزودنی در این آلیاژها نام برد عبارتند از: سرب و نیکل. از مهم ترین کاربردهای این دسته می توان به استفاده از آن ها در صنایع کشتی سازی اشاره کرد. این خاصیت مکانیکی فوق العاده بالا و مقاومت در برابر خوردگی است که باعث شده تا برنز در برابر شرایط آب و هوایی نامطلوب و آب دریا از خود مقاومت خوبی نشان دهد.

دسته پنجم

این گروه آلیاژها بیشترین میزان سرب را نسبت به موارد قبلی در ساختار خود دارند. به عنوان نمونه می توان به یاتاقان ها اشاره کرد. این قطعات در ترکیبات خود چیزی نزدیک به 0 تا 10 درصد قلع و 8 تا 20 درصد سرب (در مواقعی 30 درصد سرب) دارند.

دسته ششم

مقدار قلع موجود در دسته ششم در مقایسه با موارد قبلی در بیشترین اندازه خود قرار دارد. در این آلیاژها، برنز در ترکیبات خود چیزی بیش از 30 درصد از قلع را داراست. همچنین مقادیر بسیار کمی از روی و سرب در این محصول مشاهده می شود. از کاربردهای دسته ششم می توان به ساخت انواع زنگ و ناقوس اشاره کرد. هریک از این دسته بندی ها در جایگاه خود ارزشمند، موثر و کارآمد هستند. شما می توانید بسته به شرایط و حساسیت کار خود، از هریک از این گروه ها استفاده کنید.

برای بررسی قیمت و خرید برنز وارد لینک روبرو شوید - قیمت برنز