logo
logo
شرکت حامی آلیاژ آسیا (فولاد حامیران)
02163511
02162846000

آلیاژهای مس

مس

راهنمای موضوعات مرتبط با آلیاژ مس و روی

معرفی مس

مس فلزی غیر پلی مورف با شبکه FCC می باشد که در حالت خالص مایل به قرمز بوده و با افزودن روی و نیکل به ترتیب مایل به رنگ های زرد و نقره ای می شود. دمای ذوب مس 1083 درجه سانتیگراد و چگالی آن 8900 کیلوگرم بر متر مکعب می باشد. رسانایی گرمایی و الکتریکی مس در مقایسه با نقره کمتر و در مقایسه با آلومینیوم 1.5 برابر بیشتر بوده است.

 
درباره پخش ویدیو آلیاژ مس

نام گذاری آلیاژهای مس

نام گذاری آلیاژهای مس از سال 1974 آغاز شد که در ابتدا تنها از سه عدد برای نامگذاری آن ها استفاده می شد اما امروزه از حرف C با پنج عدد استفاده می شود که آلیاژهای فرفورژه و ریخته گری هم در این نامگذاری گنجانده شده اند.
برای آلیاژسازی و بهبود خواص خوردگی مس عناصری مانند آلومینیوم، سیلیکون، قلع، برای بهبود قابلیت ماشین کاری عناصری مانند سرب، روی و برای بهبود استحکام عناصری مانند نیکل، منگنز و غیره افزوده می شود. نام گذاری آلیاژ های مس بر اساس جدول 1-1 انجام می شود.

Table of copper alloys
نام گذاری آلیاژهای مس

انواع آلیاژهای مس

مس خالص

مس با درجه خلوص بالا شامل 99 درصد مس و یک درصد و حتی کمتر از سایر آلیاژها می باشد. این آلیاژها بیشتر در ساخت لوله های مسی، کابل ها و لوله های دوجداره کاربرد دارد.

آلیاژهای برنز

آلیاژ برنز حاصل ترکیب 98.75 درصد مس و 1.25 درصد قلع می باشد که مقدار کمی هم فسفر در این ترکیب می تواند وجود داشته باشد. این آلیاژها بیشتر در ساخت اتصالات الکتریکی، سخت افزار خطوط الکتریکی، لوله ها، مبدل ها و غیره کاربرد دارند که به صورت جداگانه به بررسی دسته بندی های آن می پردازیم.

    • برنز های منگنزی: این آلیاژها زرد رنگ بوده که عناصر آلیاژی آهن، منگنز و آلومینیوم با دقت با هم ترکیب شده اند که در آن ها نیازی به فلاکسینگ وجود ندارد.
    • برنزهای سفید منگنزی: این آلیاژهای مس شامل دو خانواده بوده که هر دو حاوی مقادیر زیادی منگنز و یکی از آنها حاوی نیکل می باشد. این آلیاژها به سادگی ذوب شده و به علت سیالیت بالا میتوان در دماهای پایین آنها را ریخته گری کرد.
    • برنز های نیکل: برنزهای نیکل به نیکل نقره معروف بوده و به سختی ذوب می شوند. این آلیاژها باید در یک محیط اکسیدکننده ذوب شوند که در زمینه ساخت فنرهای الکترونیکی و بست فلزی، مقاومت ها، فنرهای الکتریکی و لوله های مبدل گرما و بخار کاربرد دارند.
    • برنز های آلومینیومی: برنز های آلومینیومی از استحکام و مقاومت به خوردگی بالاتری نسبت به برنزهای دیگر به خصوص در محیط دریایی برخوردار بوده و نسبت به ترکیبات گوگرد دار واکنش پذیری کمی دارند. این آلیاژها باید در یک اتمسفر اکسید کننده ذوب شوند و در صورت نیاز گاززدایی شده و اکسیژن و هیدروژن از آن جدا شود. آلیاژ مس و آلومینیوم عمدتأ در ساخت لوله های مبدل گرما و بخار و لوله های تقطیر استفاده می شوند.
    • برنزهای سیلیکونی: این آلیاژها نسبتا آسان ذوب شده و در دمای مناسب ریخته گری آنها انجام می شود. برای گاززدایی این آلیاژها می توان از گاززداهای اختصاصی مورداستفاده برای برنز های آلومینیومی استفاده کرد.
    • برنز های قلع: برنج های قلع مانند برنج های قرمز سرب دار دارای مشکل تخلخل می باشند و به همین دلیل در ریخته گری بدست آوردن قطعه های کاملا سالم از آن ها دشوار می باشد.

آلیاژ های برنج

آلیاژ برنج از ترکیب 95 درصد مس و 5 درصد روی به وجود می آید. این آلیاژها بیشتر در تولید مدال ها، فیوز و لوله ها کاربرد دارند که به صورت جداگانه به دسته بندی و خواص هر کدام از آن ها می پردازیم.

    • برنج های فرفورژه: برنج های فرفورژه به صورت ورق های فلزی، نوارها، میله ها، لوله ها، مفتول ها و غیره در حالت بازپخت یا نرم و پس از شکل دهی سرد مورداستفاد قرار می گیرند.
    • برنج زرد: این آلیاژ شامل 23 تا 41 درصد روی، 3 درصد سرب و 1.5 درصد قلع به عنوان عناصر آلیاژی می باشد. این آلیاژها به دنیال تبخیر شعله ور می شوند که می توان این تبخیر را با افزودن آلومینیوم از 0.105 تا 0.5 درصد به حداقل رساند. از این برنج ها در معماری، ساخت پیچ و مهره های بزرگ، لوله های مبدل حرارت و … استفاده می شوند.
    • برنج قرمز: برنج های قرمز که حاصل ترکیب 85 درصد مس و 15 درصد روی می باشند در حفره های اتصال، هادی ها، خاموش کننده های آتش و لوله های مبدل حرارت و … کاربرد دارند.
    • برنج ریخته گری: برنج های ریخته گری، آلیاژی ناهمگن با حدود 58 تا 63 درصد مس می باشند که برای بهبود قابلیت ماشین کاری به آنها 1 تا 3 درصد سرب نیز افزوده می شود. برنج های ریخته گری در مقابل تمایل کم به اختلاط شیمیایی دارای انقباض زیادی می باشند. برنج های ریخته گری در مقایسه با برنج های فرفورژه دارای خواص مکانیکی ضعیف تری هستند که عمدتا برای ریخته گری با فشار های کم مانند قطعات پمپ مورد استفاده قرار می گیرند.

برنج های ویژه

این خانواده آلیاژی مس دارای روی و یک یا چند عنصر آلیاژی مانند آلومینیوم، قلع، نیکل، منگنز، آهن و سیلیکون می باشد که افزودن این عناصر سبب بهبود خواص مکانیکی مواد، مقاومت به خوردگی، قابلیت ریخته گری و افزایش کارایی می شود.

    • برنج های طلایی: برنج های طلایی که حاصل ترکیب 95 درصد مس و 5 درصد روی می باشند. در لوله ها، لباس های ضد گلوله، پلاک و فیوز کاربرد دارند.
    • برنج های تجاری: برنج های تجاری که حاصل ترکیب 90 درصد مس و 10 درصد روی می باشند. این برنج ها در پرده سینما، کارت های شبکه و پرده های محافظ کاربرد دارند.
    • برنج آلومینیومی: برنج های آلومینیومی حاوی 70 درصد مس، 0.6 تا 1.6 درصد آلومینیوم و مقادیری سرب و منگنز می باشد که سبب افزایش مقاومت به خوردگی و استفاده از آن در لوله های کندانسور می شود. برنج های آلومینیومی ریخته گری دارای ساختاری ناهمگن بوده و به علت محتوای مس کمتر و آلومینیوم بیشتر دارای مقاومت بیشتری در برابر خوردگی می باشد که به همین دلیل می توان از آن برای قطعات سخت ریخته گری مانند آرمیچر، یاتاقان و غیره استفاده کرد.
    • برنج منگنزی: برنج های منگنزی دارای ساختار ناهمگن بوده که از استحکام و مقاومت به خوردگی بالایی برخوردار می باشند. برنج های منگنز فرفورژه با 57 یا 58 درصد مس و افزوده شدن آلومینیوم استحکام خوبی در حدود 400 تا 500 مگاپاسکال را ارائه می دهد. از این خانواده برای ساخت شیرها، لوله های پر فشار و غیره استفاده می شود. برنج منگنز با 58 درصد مس برای تزئینات نیز مورد استفاده قرار می گیرد.
    • برنج قلع: برنج های قلع دارای ساختاری ناهمگن بوده که حاوی مقادیر کمتر از 2.5 درصد قلع می باشند که تاثیر مثبتی بر روی خواص مکانیکی و مقاومت به خوردگی آن ها می گذارد. برخی از آلیاژ های قلع با 60 درصد مس دارای خاصیت آکوستیک خوبی بوده که به همین دلیل برای تولید آلات موسیقی استفاده می شوند. آلیاژ های برنج-قلع با 62 درصد مس برای نوارها، ورق های فلزی و پروفیل های مورداستفاده در ساخت کشتی ها یا قایق ها مورد استفاده قرار می گیرند.
    • برنج سیلیکونی: برنج های سیلیکونی حاوی 79 تا 81 درصد مس و حداکثر 5 درصد سیلیکون می باشند. در مقادیر کم تنش و در دمای بالاتر از 290 درجه سانتیگراد برنج های سیلیکونی شکننده می باشند. برنج های سیلیکونی در ساخت قایق ها، لوکوموتیو و واگن های راه آهن مورد استفاده قرار می گیرد.
    • برنج نیکل: برنج های نیکل حاوی 8 تا 20 درصد نیکل بوده که در صورن همگنی کامل برای شکل دهی سرد و در صورت ناهمگنی برای شکل دهی گرم مناسب می باشند. یکی از قدیمی ترین این آلیاژها شامل 60 درصد مس و 14 تا 18 درصد نیکل می باشند که از آنها برای اشیای تزئینی استفاده می شود.

برنز های قلع آلیاژی از مس و قلع بوده که حداکثر مقدار مس و قلع 99.3 درصد می باشد.برنز های قلع به علت محتوای بالاتر قلع و وجود فازهای بین فلزی بسیار شکننده می باشند.

تقسیم بندی دیگر آلیاژهای مس

آلیاژهای مس را همچنین بر اساس ریخته گری آن ها به ویژه محدوده انجماد می توان به سه گروه تقسیم بندی کرد:

آلیاژهای گروه 1:

آلیاژهایی که محدوده انجماد کم در حدود 50 درجه سانتی گراد را دارا می باشند. برنج های زرد، برنز های آلومینیوم و منگنز، برنز نیکل، آلیاژهای برنز-منگنز و مس-کروم جزو این گروه از آلیاژهای مس می باشند.

آلیاژهای گروه 2:

آلیاژهایی که دارای محدوده انجماد متوسط و در حدود 50 تا 110 درجه سانتیگراد می باشند. آلیاژهای مس-بریلیوم- برنزهای سیلیکونی، برنج سیلیکون و آلیاژهای مس نیکل عضو این گروه می باشند.

آلیاژهای گروه 3:

این آلیاژها دارای محدود انجماد وسیعی بیش از 110 درجه سانتیگراد و حتی تا 170 درجه می باشند. برنج های قرمز، نیمه قرمز سرب دار، برنزهای قلع و سرب قلع جزو این گروه به شمار می روند.

گریدهای پرکاربرد مس

C11000:
آلیاژی از مس بوده که برای کاربردهای مختلف معماری، الکتریکی و صنایع دیگر برای ساخت پنجره های مشبک، پوسته چراغ قوه، تجهیزات روشنایی پوسته های سوکت ها و پیچ ها، بست ها و گیره ها مورداستفاده قرار می گیرد.
C2600:
این آلیاژ برنجی مس در کاربردهای مختلفی مانند ساخت سیم، پوسته ها، پیچ ها، بست ها و غیره مورداستفاده قرار می گیرند.
C36000:
این آلیاژ برنجی مس قابلیت ماشین کاری بالایی را داراست و بنابراین برای ساخت قطعات ماشین پیچ با سرعت بالا مانند پیچ ها، مهره، بست ها و چرخ دنده ها مورداستفاده قرار میگیرد.
C51000:
این آلیاژ فسفر برنز در کاربردهای مختلفی مانند صفحات بلبرینگ، دیسک کلاچ، قطعات سوئیچ، قطعات ماشین آلات نساجی، میله هاش جوش و غیره مورد استفاده قرار می گیرند.
C70600:
این آلیاژ مس-نیکل برای کاربردهای مختلفی مانند ساخت کندانسور ها، صفحات کندانسور، لوله های تقطیر و لوله های مبدل مورداستفاده قرار می گیرد. (2)

آلیاژهای مس و روی (برنج)

همانطور که گفته شد آلیاژ برنج در بین آلیاژهای مس بیشترین کاربرد را دارد که هرکدام نیز از نظر درصد ترکیب با یک دیگر متفاوت اند. در ادامه به بررسی هریک می پردازیم.

برنج α (آلفا): بیش از %61 مس و کمتر از %39 روی دارد، ترکیبی ایده آل برای شکل پذیری کشش سرد است و در ساخت اتصال دهنده ها مثل پیچ ها کاربرد دارد.

برنج α+β (آلفا بعلاوه بتا ): آلیاژهایی که 54 تا 61 درصد مس دارند و در دمای معمولی از مخلوط بلورهای آلفا و بتا تشکیل شده اند. برنج آلفا بتا دارای سختی و مقاومت بالایی بوده و نسبت به آلفا از شکل پذیری سرد کم تری برخوردار است.

برنج β: برنج بتا خاصیت چکش خواری ندارد اما برنج آلفا خاصیت چکش خواری خوبی داشته و کاربرد صنعتی وسیع تری دارد. همچنین بتا از سختی و مقاومت بالایی در برابر گرما و فشار برخوردار است.

عناصر آلیاژی موجود در برنج

آلومینیوم: آلیاژهای مس حاوی 2% آلومینیم، 22% روی و 76 % مس می باشند. نام دیگر آن برنج آلومینیوم است، آلومینیوم استحکام مکانیکی، مقاومت خوردگی، مقاومت خوردگی داغ و اکسیداسیون را زیاد می کند و تبخیر فلز روی را به هنگام ذوب کاهش می دهد. کاربرد آن در ساخت لوله های کندانسوز است.

منگنز: استحکام مکانیکی و چکش خواری را زیاد می کند به عنوان عامل اکسیژن زدا هنگام ذوب سازی به کار می رود. برنج مارین (marine) حاوی 58 تا 60 درصد مس، یک درصد منگنز و یک درصد آهن و حداکثر 0.5 درصد قلع و آنتیموآن و یک درصد آلومینیم و بقیه روی است.

آهن: استحکام مکانیکی و چکشخواری را زیاد میکند.

قلع: استحکام مکانیکی و مقاومت خوردگی را زیاد می کند، از جمله آلیاژهای آن برنج مفرغ (برنج آدمیرالتی) است که حاوی یک درصد قلع، 29 درصد فلز روی و 70 درصد مس می باشد و در صنعت دریایی کاربرد دارد. مثال دیگر برنج صورتی (متوسط قرمز) است که شامل 2 تا 3 درصد قلع، 7 تا 10 درصد سرب، 8 تا 15 درصد روی و بقیه مس می شود. همچنین یک مثال دیگر، برنج 5-5-5 یا برنج یونیور سال شامل 5 درصد روی، 5 درصد سرب، 5 درصد قلع و بقیه مس می باشد.

سرب: مقادیر بیش از 0.01 درصد آن در برنج نامحلول است و تا 0.5 درصد آن، قابلیت ماشین کاری برنج را کاهش می دهد.

نقره: فقط در لحیم نقره افزوده می گردد همچنین به دلیل نقطه ذوب پایین در ساخت فیوزها به کار می رود.

آلیاژهای مس و قلع

برنزها از قدیمی ترین آلیاژها محسوب شده و ترکیبی از آلیاژ مس و قلع می باشند. این آلیاژها در ریخته گری، مجسمه سازی، ساخت وسایل و ابزار سوارکاری، ساخت بلبرینگ و غیره کاربرد دارند.
برنزها بر اساس مقدار قلع به دسته های زیر تقسیم بندی می شوند:

  1. گروه اول دارای 7 الی 8 درصد قلع بوده و در تولید فنرها و چرخ محور توربین کاربرد دارد.
  2. گروه دوم مانند گروه اول دارای 7 الی 8 درصد قلع است به اضافه عناصر دیگری مانند روی و سرب.
  3. گروه سوم دارای 8 الی 10 درصد قلع بوده و درصد کمی از فلز روی یا عناصر دیگر در آن وجود دارد. این گروه در ساخت یاتاقان، چرخ دنده، قطعات مکانیکی و غیره کاربرد دارند.
  4. گروه چهارم برنز فسفردار محسوب می شود این گروه دارای 6 الی 14 درصد قلع و 0.6 الی 0.1 درصد فسفر است. گروه چهارم دارای خواص مکانیکی خوب و مقاومت به خوردگی مطلوب در مقابل آب داشته به همین دلیل برای ساخت بیشتر قسمت های کشتی مورد استفاده قرار می گیرد.
  5. گروه پنجم شامل 0 الی 10 درصد قلع، 8 الی 20 درصد سرب و تا 30 درصد سب است.
  6. گروه ششم داری مقادیر جزئی از روی و سرب بوده و در ساخت ناقوس ها و زنگ ها کاربرد دارد.

تفاوت آلیاژ برنج و برنز

آلیاژ برنز دارای سختی و مقاومت بیشتری نسبت به برنج بوده و در شرایط آب و هوایی مختلف دارای مقاومت به خوردگی بالایی نیز می باشد. مقاومت بالای آلیاژ برنز موجب شده تا میزان شکل پذیری آن نسبت به برنج کمتر باشد.
هر دو آلیاژ برنج و برنز بسته به میزان آلیاژ ترکیبی خود دارای طیف رنگی قرمز تا زرد است ولی آلیاژ برنج سطح صیغلی تری نسبت به برنج دارد.

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

اسکرول به بالا