فلز مس جزو پرکاربردترین فلزات در صنایع مختلف است. برای مثال در سیم کشی ساختمان ها شاهد استفاده از مس به عنوان رسانای برق هستیم. علاوه بر آن در صنایع مختلف از آلیاژ مس به عنوان مکمل نیز استفاده می‌شود.
انواع آلیاژ مس ازجمله ترکیب مس و روی در 3 دسته‌بندی واحد تقسیم می‌شوند. منظور از طبقه‌بندی همان درصد خلوص ترکیبات فلز مس است که آلیاژهای جدیدی را به‌وجود می‌آورد.
آلیاژ مس در صنایع مختلف از طلاسازی گرفته تا صنایع فضایی کاربرد دارد. در ادامه این مقاله به بررسی انواع آلیاژهای مس و کاربرهای آنها می‌پردازیم.
دلیل محبوبیت آلیاژ مس چیست؟
مس به عنوان یک فلز رایج و متداول در محیط وجود دارد. همچنین امروزه از فلز و آلیاژ مس در صنایع مختلفی استفاده می‌شود.
رنگ آلیاژ مس
رنگ فلز مس و آلیاژهای آن مایل به قرمز است، البته با توجه به انواع آلیاژهای مس، شاهد رنگ‌های متفاوتی از این فلز هستیم. به عنوان مثال ترکیب آلیاژ مس و روی قرمزی کمتر دارد. همچنین فلز مس رنگ نارنجی و قرمز را بازتاب کرده و سایر رنگ‌ها را جذب می‌کند.
فلز مس دارای خاصیت های فراوانی است. از جمله اینکه خاصیت هدایت الکتریکی و حرارتی بسیار بالایی دارد. همین امر باعث شده از گذشته مورد توجه و استفاده انسان ها قرار بگیرد.
استفاده از آلیاژ مس در صنعت برق
یکی از صنعت‌هایی که از آلیاژ مس استفاده گسترده و فراوانی می‌کند، صنعت برق است. چرا که این فلز یکی از ارزان‌ترین و بهترین فلزهای انتقال جریان برق محسوب می‌شود.
علاوه بر همه این مسائل، استحکام بالای فلز مس و مقاومت بالای آن در برابر خوردگی آن را به یکی از ایمن‌ترین و بهترین انتقال دهنده‌ها برای ساخت سیم های مختلف تبدیل کرده است.
به‌طور کلی ویژگی‌های فلز مس و دلیل محبوبیت آن در 3 مورد اصلی خلاصه می‌شود که عبارتند از:
- این فلز قابلیت آلیاژ شدن بالایی دارد. به عنوان مثال ترکیب آلیاژ مس و روی یک آلیاژ با استحکام بالا را به‌وجود می‌آورد.
- همچنین قابلیت شکل پذیری عالی و بالایی دارد.
- مقاومت آن نسبت به خوردگی بسیار بالاست.
اهمیت فوق العاده ورق مس و آلیاژهای آن، علاوه بر موارد بالا، با توجه به 3 خاصیت آن یعنی کنترل و هدایت مناسب حرارت، هدایت انرژی الکتریکی بسیار بالا و قابلیت تغییر شکل نیز افزایش می‌یابد.
طبقه‌بندی انواع آلیاژ مس
شاید در ابتدا این سوال برای شما پیش بیاید که آلیاژ چیست؟ آلیاژ از ترکیب دو یا چند فلز با یکدیگر به وجود می آید.
برای مثال از ترکیب آلیاژ مس و روی، برنج (Brass) بدست می‌آید. در ادامه قصد داریم به انواع مختلف آلیاژهای فلز مس و مشخصات آنها بپردازیم.
آلیاژهای مس به سه دسته کلی تقسیم می شوند:
الف) مس نسبتأ خالص که مجموع عناصر آلیاژی آن کمتر از سه درصد است.
ب) برنج که حاصل ترکیب آلیاژ مس و روی محسوب می‌شود.
ج) برنز که حاصل ترکیب مس و قلع است.
هر کدام از این دسته ها می‌توانند یا آلیاژهای کارشده باشند و یا آلیاژهای ریخته‌گری. همچنین هر کدام از انواع آلیاژ مس، کاربرد مخصوص خود را در صنعت دارند که در زیر به آنها می‌پردازیم.
مهم‌ترین کاربرد آلیاژ مس از ترکیبات مختلف آن
ترکیبات آلیاژی مس به دو گروه ریخته‌گری و کارشده تقسیم می‌شوند که در ادامه کاربرد هریک از آنها شرح داده‌ایم.
ترکیب آلیاژهای کار شده مس
- آلیاژ مس با درجه خلوص بالا که از 99درصد مس و حداکثر یک درصد سایر آلیاژها تولید می‌شود، بیشتر در حوزه لوله های مسی، کابل ها و لوله های دوجداره کاربرد دارد.
- آلیاژ برنج از ترکیب 95درصد مس و 5درصد روی به وجود می‌آید. بیشتر در تولید فیوز و لوله ها کاربرد دارد. البته آلیاژ برنج خود انواع مختلفی دارد که به آنها هم خواهیم پرداخت.
- آلیاژهای مس، روی و سرب که به برنج های سرب دار معروف هستند و بیشتر در مبدل های حرارتی استفاده می شوند.
- آلیاژ مس، روی و قلع که به برنج های دارای قلع معروف هستند، بیشتر در سوئیچ و بست های الکتریکی کاربرد دارند.
- آلیاژ برنز که از ترکیب 98.75 درصد مس و 1.25 درصد قلع ساخته می‌شود، بیشتر در اتصالات الکتریکی و سخت افزار خطوط الکتریکی کاربرد دارد. البته مقدار کمی هم فسفر در این نوع ترکیب مس و قلع می‌تواند وجود داشته باشد.
- آلیاژ مس و آلومینیوم که به برنزهای آلومینیوم معروف اند و آلیاژ مس و سیلیسیم که به برنزهای سیلیسیم معروف هستند و عمدتأ در لوله های مبدل گرما و بخار و لوله های تقطیر استفاده می‌شوند.
- آلیاژ مس و نیکل که از ترکیب مس به میزان 79 درصد ، و نیکل 21 درصد بدست می آید و در زمینه فنرهای الکترونیکی و بست فلزی و مقاومت‌ها کاربرد دارند.
ترکیب آلیاژهای ریخته‌گری مس
تمام آلیاژهای معرفی شده در قسمت قبل، جز دسته آلیاژهای کارشده قرار دارند. نگاهی هم به آلیاژهای ریخته‌گری داشته باشیم :
- آلیاژ ریخته‌گری با درصد زیاد مس، انواع برنج های ریخته‌گری، آلیاژهای ریخته‌گری برنز، که در اتصالات رادیاتور و لامپ کاربرد دارند.
- آلیاژهای ریخته‌گری مس و قلع
- آلیاژ مس، قلع و سرب
- آلیاژ مس، قلع و نیکل که در انواع رینگ و پیستون کاربرد دارند.
نحوه ساخت ترکیب آلیاژ مس و روی یا همان برنج چگونه است؟
برنج (Brass) یک ترکیب آلیاژی از مس و روی است. معمولاً ترکیب این آلیاژ با عناصر دیگر را برنز می‌گویند. گاهی اوقات نام عنصر آلیاژی به همراه برنز آورده می‌شود، برای مثال، برنز قلع‌دار یا برنز فسفردار. صدها نوع ترکیب گوناگون در هر یک از این گروه‌ها وجود دارد.
بزرگ ترین دلیل و وجه تمایز برنج ها با یکدیگر، ساختار بلوری و درصد ترکیب های آنهاست. در ادامه یک نگاهی کلی به آلیاژ برنج و کاربرد آن خواهیم داشت.
کاربرد فلز برنج؛ ترکیب آلیاژ مس و روی
- برنج‌های طلایی که حاصل ترکیب 95درصد مس و 5 درصد روی هستند، در لوله‌ها، لباس‌های ضد گلوله، پلاک و فیوز کاربرد دارند.
- برنج های تجاری که حاصل ترکیب 90درصد مس و 10 درصد روی هستند. این برنج ها در پرده سینما، کارت های شبکه و پرده های محافظ کاربرد دارند.
- برنج های جواهر سازی که حاصل ترکیب 87.5درصد مس و 12.5درصد روی هستند، بیشتر در زیورآلات لباس، زنجیرها، کانال ها و … کاربرد دارند.
- برنج های قرمز که حاصل ترکیب 85 درصد مس و 15 درصد روی هستند. این برنج ها در حفره های اتصال، هادی‌ها، خاموش کننده های آتش و لوله های مبدل حرارت و … کاربرد دارند.
- برنج های کم عیار که حاصل ترکیب 80درصد مس و 20 درصد روی هستند. این مدل برنج ها بیشتر در ساخت ظروف باتری، دم آهنگری و آلات موسیقی و همچنین عقربه ساعت کاربرد دارند.
- برنج های فشنگ که حاصل ترکیب 70درصد مس و 30 درصد روی هستند. از این برنج ها در بدنه رادیاتور، مخازن چراغ قوه، گیره ها، مهمات و وسایل پلمب کردن و … استفاده می شود.
- برنج های زرد که حاصل ترکیب 60درصد مس و 40 درصد روی هستند. از این برنج ها درمعماری، پیچ و مهره های بزرگ، لوله های مبدل حرارت و … استفاده می شود.
- برنج های منگنز که حاصل ترکیب 70درصد مس و 28.8 درصد روی و همچنین1.2 درصد منگنز هستند. از این برنج ها در جوشکاری لب به لب و جوشکاری درزی استفاده می شود.
- برنج قرمز سیلیسیومی که حاصل ترکیب 81.5درصد مس و 14.5 درصد روی و4 درصد سیلیسیم است. از این برنج ها در دسته شیرها وقتی که مقاومت به خوردگی و استحکام بالا بحرانی است استفاده می شود.
جهت اطلاع از اهمیت آلیاژ برنج یا همان ترکیب مس و روی، می‌توانید مطلب پیشنهادی زیر را مطالعه کنید:
سوالات متداول
انواع آلیاژ مس بر چه اساسی طبقه‌بندی می‌شوند؟
آلیاژهای مس به ۳ دسته تقسیم می‌شوند که وجه تمایز آنها ترکیبات آلیاژ مورد نظر است. به‌طور کلی انواع آلیاژ مس عبارتند از فلز برنج، تریبات مس با درصد خلوص بالا و برنز.
آلیاژ مس از چه ترکیباتی تولید می‌شود؟
آلیاژهای مس معمولا از ترکیبات مس، روی و قلع ساخته می‌شوند که درصد ترکیبات آنها متفاوت است. ترکیب روی و مس همان آلیاژ برنج و ترکیب مس و قلع همان برنز است.
کاربر آلیاژ مس چیست؟
مهم‌ترین کاربرد آلیاژ مس در صنایع مختلف شامل موارد مختلفی می‌شود که عبارتند از ساخت تجهیزات مانند فشنگ، ساخت شیرآلات ساختمانی، اتصالات الکتریکی ازجمله سیم‌های برق و غیره.
سخن پایانی
ما در این مقاله از بازار فلز آموختیم که آلیاژ مس انواع مختلفی دارد و به سه دسته کلی تقسیم می شود که عبارتند از ترکیب مس و روی، ترکیب مس و قلع و ترکیب نسبتا خالص مس. همچنین آلیاژ برنج حاصل از ترکیب روی و مس است که نسبت این دو در ترکیب تعیین کننده نوع برنج خواهد بود.
برای مطالعه بیشتر در رابطه با آلیاژ های مس به مقالات زیر مراجعه نمایید:
