برنج چیست
فلز برنج یک آلیاژ پرکاربرد است که از ترکیب مس و روی به نسبت‌های مختلف تشکیل می‌شود. این ماده به دلیل ویژگی‌های خاص خود در بسیاری از صنایع و کاربردهای روزمره جایگاه ویژه‌ای دارد. اگر عناصر دیگری به این ترکیب اضافه شوند، ساختار و ویژگی‌های آن تغییر می‌کند و آلیاژهای جدیدی شکل می‌گیرند، که گاهی به نام‌هایی نظیر برنز قلع‌دار یا برنز فسفردار شناخته می‌شوند. برنج‌های مس-روی که حاوی عناصری مانند قلع، آلومینیوم، سیلیسیوم، منگنز، نیکل، و سرب هستند، به عنوان برنج‌های آلیاژی طبقه‌بندی می‌شوند. این ترکیبات ویژگی‌های جدیدی مانند مقاومت بیشتر در برابر خوردگی، افزایش سختی، یا بهبود قابلیت ماشینکاری را به آلیاژ می‌دهند. دمای ذوب برنج معمولاً بین ۹۰۰ تا ۹۴۰ درجه سانتی‌گراد است. تغییر درصد مس در ترکیب با روی می‌تواند سختی یا نرمی آلیاژ برنج را تغییر دهد. به همین دلیل، آلیاژهای برنج متنوعی با کاربردهای خاص برای نیازهای مختلف تولید می‌شوند. برنج در مقایسه با مس و روی، چکش‌خوارتر است و این ویژگی باعث می‌شود که در شکل‌دهی و ماشینکاری به‌خوبی عمل کند. خرید و فروش انواع فلزات رنگی، از جمله برنج، مس، آلومینیوم و سایر آلیاژهای مرتبط ، در بازارهای صنعتی و تخصصی انجام می‌شود. این فلزات به دلیل خواص ویژه‌ای مانند رسانایی بالا، مقاومت در برابر خوردگی و قابلیت بازیافت بالا، در صنایع گوناگون از جمله خودروسازی، ساختمان‌سازی و ساخت قطعات صنعتی کاربرد فراوان دارند.
آلیاژ برنج چیست
آلیاژ برنج ترکیبی از دو فلز اصلی یعنی مس (Cu) و روی (Zn) است. بسته به نسبت این دو عنصر و افزودن عناصر دیگر مانند آلومینیوم، قلع، سیلیسیوم، و آهن، انواع مختلفی از آلیاژهای برنج تولید می‌شود که هر یک ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند.ترکیب شیمیایی و تولید آلیاژ برنج
مس: جزء اصلی برنج است و باعث ایجاد خاصیت ضدخوردگی و رسانایی بالا می‌شود. روی: با اضافه شدن به مس، سختی و مقاومت آلیاژ را افزایش می‌دهد. عناصر دیگر نظیر آلومینیوم، قلع، و نیکل به منظور بهبود خواص مکانیکی یا مقاومت در برابر سایش و اکسیداسیون به برنج افزوده می‌شوند.دسته بندی انواع آلیاژ برنج
آلیاژهای برنج بر اساس ترکیب شیمیایی و خواص مکانیکی‌شان به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند:- آلیاژهای آلفا برنج (Alpha Brass)
- انعطاف‌پذیری بالا
- مقاومت خوب در برابر خوردگی
- قابل شکل‌دهی سرد
- صنایع دکوراتیو: تولید مجسمه، لوستر، و ظروف زینتی
- لوله‌کشی: تولید لوله‌های مقاوم به خوردگی
- آلیاژهای آلفا-بتا (Alpha-Beta Brass)
- سختی بالا
- قابلیت ماشینکاری مناسب
- مقاومت متوسط در برابر خوردگی
- ساخت شیرآلات و اتصالات: مقاومت بالای این آلیاژها در برابر فشار و سایش، آن‌ها را برای این کاربرد مناسب کرده است.
- صنایع دریایی: به دلیل مقاومت نسبی در برابر آب شور.
- برنج دریایی (Naval Brass)
- مقاومت فوق‌العاده در برابر خوردگی
- استحکام مکانیکی بالا
- مناسب برای محیط‌های مرطوب و نمکی
- تجهیزات دریایی: ساخت پروانه کشتی، تجهیزات قایق‌ها، و قطعات غواصی
- صنایع پتروشیمی: تولید شیرآلات و قطعات مقاوم به مواد شیمیایی
- برنج سرب‌دار (Leaded Brass)
- ماشینکاری آسان
- مقاومت مناسب در برابر سایش
- صنایع خودروسازی: تولید قطعاتی مانند شیرآلات خودرو
- صنایع الکتریکی: تولید سوکت‌ها و کانکتورها
- برنج سیلیکونی (Silicon Brass)
- مقاومت عالی در برابر اکسیداسیون
- استحکام بالا
- تجهیزات صنعتی: ساخت قطعات در معرض حرارت و اصطکاک
- صنایع هوافضا: تولید بخش‌هایی از موتورهای هواپیما
خواص آلیاژ برنج
- خواص مکانیکی
- خواص حرارتی
- خواص شیمیایی
ویژگی‌های خاص آلیاژ برنج
ظاهر زیبا: رنگ طلایی و جلای خاص برنج آن را برای مصارف زینتی ایده‌آل می‌کند. قابلیت بازیافت: برنج یک آلیاژ کاملاً بازیافتی است که آن را از نظر زیست‌محیطی نیز قابل‌توجه می‌کند. قابلیت آلیاژسازی گسترده: می‌توان با تغییر نسبت‌ها و افزودن عناصر مختلف، ویژگی‌های آلیاژ را تنظیم کرد.کاربردهای آلیاژ برنج
- صنایع الکتریکی
- صنایع ساختمانی
- صنایع خودروسازی
- صنایع نظامی و دریایی
- مصارف خانگی و دکوراسیون
مزایا و معایب آلیاژ برنج
مزایا:- مقاومت بالا در برابر خوردگی
- قابلیت ماشینکاری و شکل‌دهی آسان
- بازیافت‌پذیری
- ظاهر زیبا و متنوع
- هزینه نسبتاً بالا به دلیل وجود مس
- حساسیت به اکسیداسیون در حضور رطوبت و اکسیژن (در برخی انواع)
جدول ترکیب شیمیایی و کاربردهای خاص آلیاژ برنج
| ترکیب شیمیایی و کاربردهای خاص آلیاژهای منتخب مس – روی (برنج) | ||
| نام و شماره | درصد ترکیب اسمی | مشخصات ساخت و کاربردهای خاص |
| ۲۱۰برنج طلایی ۹۵% | ۹۵٫۰ Cu۵٫۰ Zn | برنج های غیر آلیاژی.قابلیت کارسرد عالی، قابلیت کارگرم خوب برای پولک‌زنی، لوله‌کاری، کشش، سوراخ کردن، |
| پانچ کردن، برش، پیچ دادن، ریخته‌گری تحت فشار، استامپ کردن | ||
| کاربردها: لوله ها، مدل‌ها، لباس ضدگلوله، فیوز، چاشنی، پلاک، پایه جواهرسازی در آب‌طلا کاری | ||
| ۲۲۰برنج تجاری ۹۰% | ۹۰٫۰ Cu۱۰٫۰ Zn | مشخصات ساخت مثل آلیاژ مس ۲۱۰ به اضافه کله‌زنی و جا زدن، …، آهنگری و پرس گرم.کاربردها: برنز حک‌کاری شونده، کارهای شبکه، پرده سینما، پرده‌های محافظ، |
| سخت‌افزار دریایی فشرده، میخ و پرچ. | ||
| ۲۲۶برنج جواهرسازی ۸۷% | ۸۷.۵ Cu۱۲٫۵ Zn | مشخصات ساخت مثل آلیاژ مس ۲۱۰ به اضافه دنده سازی غلتکی و درپوشیکاربردها: گوشه ها، کانال‌ها، زنجیر ها، زینت‌آلات لباس، …، پایه برای آب‌طلا کاری |
| رنج قرمز ۸۵% | ۸۵٫۰ Cu۱۵٫۰ Zn | کارپذیری سرد عالی، کارپذیری گرم خوب.کاربردها: محافظ های باران، هادی ها، حفره های اتصال، بندها، خاموش‌کننده های آتش، |
| مبرد ها و لوله های مبدل حرارت، میله های پلمب، بدنه رادیاتور. | ||
| ۲۴۰برنج کم‌عیار ۸۰% | ۸۰٫۰ Cu۳۰٫۰ Zn | کارپذیری سرد عالی، مشخصات ساخت مثل مس ۲۳۰.کاربردها: ظروف باتری، دم آهنگری و آلات موسیقی، عقربه ساعت، |
| خطوط پمپ، لوله های خم‌شدنی. | ||
| ۲۶۰برنج فشنگ ۷۰% | ۷۰٫۰ Cu۳۰٫۰ Zn | کارپذیری سرد عالی، مشخصات ساخت مثل آلیاژ مس ۲۳۰ بجز برای سکه‌زنی.کاربردها: بدنه رادیاتور، و مخازن چراغ قوه، ته لامپ، چفت و بست، |
| گیره‌ها، لوله و مفصل، مهمات، وسایل پلمب کردن، پین ها و پرچ ها. | ||
| ۲۷۰ یا ۲۶۸برنج زرد | ۶۵٫۰ Cu۳۵٫۰ Zn | کارپذیری سرد عالی، مشخصات ساخت مثل آلیاژ مس ۲۳۰.کاربردها: مثل آلیاژ مس ۲۶۰ جز اینکه در مورد مهمات به‌کار نمی‌رود. |
| ۲۸۰برنج زرد | ۶۰٫۰ Cu۴۰٫۰ Zn | کارپذیری گرم و آهنگری عالی برای پولک‌زنی، شکل دادن و خم شدن،آهنگری گرم و پرس، کله‌زنی و جا زدن گرم |
| کاربردها: معماری، پیچ و مهره های بزرگ، میله لحیم‌کاری، صفحات مبرد، | ||
| لوله های مبدل حرارت، آهنگری گرم | ||
| ۴۴۳، ۴۴۴، ۴۴۵ | ۷۱٫۰ Cu۲۸٫۰ Zn | کار سردپذیری عالی برای شکل دادن و خم شدنکاربردها: مبرد، لوله های مبدل حرارت صفحات مبرد، لوله های تقطیر، حلقه و بست. |
| ۱٫۰ Sn | ||
| ۶۶۷برنج منگنز | ۷۰٫۰ Cu۲۸٫۸ Zn | کارپذیری سرد عالی، ساخته شده با استفاده از پولک‌زنی، خم شدن،شکل دادن، استامپ، جوشکاری. |
| ۱٫۲ Mn | کاربردها: محصولات برنج جوشکاری نقطه‌ای، جوشکاری لب به لب و جوشکاری درزی. | |
| ۴۶۴ تا ۴۶۷برنج دریایی | ۶۰٫۰ Cu۳۹٫۲۵ Zn | کارپذیری آهنگری گرم عالی، ساخته شده با استفاده از پولک‌زنی،آهنگری گرم، پرس، کله‌زنی و جازدن |
| ۰٫۷۵ Sn | کاربردها: بست قورباغه‌ای هواپیما، گلوله‌ها، پیچ، سخت‌افزار دریایی، محورها، | |
| پرچ، سوپاپ بخار، صفحات مبرد، میله های جوشکاری. | ||
| ۶۷۴ | ۵۸٫۵ Cu۳۶٫۵ Zn | قابلیت شکل‌پذیری گرم عالی، ساخته شده با روش آهنگری گرم و پرس، ماشینکاری.کاربردها: بوش‌ها، دنده‌ها، میله‌های اتصال، محورها، صفحات سایشی |
| ۱٫۲ Al | ||
| ۲٫۸ Mn | ||
| ۱٫۰ Sn | ||
| ۶۷۵برنج منگنز، A | ۵۸٫۵ Cu۱٫۴ Fe | قابلیت کارگرم عالی، ساخته شده با روش آهنگری گرم و پرس، کله‌زنی و جا زدن گرمکاربردها: دیسک‌های کلاچ، محور های پمپ، محور ها، گلوله ها، دسته و بدنه شیرها |
| ۳۹٫۰ Zn | ||
| ۱٫۰ Sn | ||
| ۰٫۱ Mn | ||
| ۶۸۷برنج آلومینیم | ۷۷٫۵ Cu۲۰٫۵ Zn | قابلیت کارسرد عالی برای شکل دادن و خم شدنکاربردها: مبرد، لوله‌های مبدل گرما و بخار، صفحات مبرد، لوله‌های تقطیر |
| دارای آرسنیک | ۲٫۰ Al | |
| ۱٫۰ As | ||
| ۶۸۸ | ۷۳٫۵ Cu۲۲٫۷ Zn | قابلیت شکل‌پذیری سرد و گرم عالی، ساخته‌شده با استفاده از پولک‌زنی، کشش،شکل دادن و خم شدن، برش و استامپ کردن. |
| ۳٫۴ Al | کاربردها: فنرها، سوییچ ها، اتصالات، رله های قسمت های کشیده شده. | |
| ۰٫۴۰ Co | ||
| ۶۹۴برنج قرمز سیلیسیومی | ۸۱٫۵ Cu۱۴٫۵ Zn | قابلیت شکل‌پذیری گرم عالی برای ساخت با روش آهنگری، عملیات ماشین‌پیچ.کاربردها: دسته شیر ها وقتی که مقاومت به خوردگی و استحکام بالا بحرانی می‌باشد. |
| ۴٫۰ Si | ||
