برنز یا مفرغ یکی از قدیمی‌ترین آلیاژهای ساخته‌شده به دست بشر است. در گذشته، اصطلاح برنز به آلیاژ مس و قلع اختصاص داشت؛ اما امروزه آلیاژهای مس با عناصری مانند آلومینیوم، سیلیسیم و منگنز نیز در گروه برنزها قرار می‌گیرند. در این مقاله، انواع رایج برنز را از نظر ترکیب و کاربرد با یکدیگر مقایسه می‌کنیم.
برنز از چه ساخته شده است؟
فلز پایه در تمام آلیاژهای برنز مس است. عنصر آلیاژی دوم، مانند قلع، آلومینیوم یا سیلیسیم، باعث افزایش سختی و بهبود مقاومت در برابر سایش و خوردگی نسبت به مس خالص میشود. تفاوت اصلی برنز و برنج نیز به همین عنصر دوم مربوط است؛ برنج از ترکیب مس و روی ساخته میشود.
انواع رایج برنز
| نوع برنز | نمونه‌ی گرید و ترکیب | چگالی (g/cm³) | رسانایی برق | کاربرد |
|---|---|---|---|---|
| برنز قلعی | C90300: مس ۸۶ تا ۸۹٪، قلع ۷٫۵ تا ۹٪، روی ۳ تا ۵٪ | ۸٫۸ | حدود ۱۲٪ IACS | یاتاقان، بوش، چرخ‌دنده، بدنه‌ی پمپ و شیر |
| فسفر برنز | C51000: قلع ۴٫۲ تا ۵٫۸٪، فسفر ۰٫۰۳ تا ۰٫۳۵٪ | ۸٫۸۶ | حدود ۱۵٪ IACS | فنر، کنتاکت، دیافراگم، بوش |
| برنز آلومینیوم | C95400: آلومینیوم ۱۰ تا ۱۱٫۵٪، آهن ۳ تا ۵٪ | ۷٫۴۵ | حدود ۱۳٪ IACS | بوش و یاتاقان سنگین، چرخ‌دنده، قطعات دریایی |
| برنز سیلیسیم | C65500: حدود ۹۵٪ مس، ۴٪ سیلیسیم، ۱٪ منگنز | ۸٫۵۳ | حدود ۷٪ IACS | پیچ و اتصالات دریایی، قطعات جوشکاری‌شده، مبدل حرارتی |
منابع: برگه‌های فنی C90300 و C95400 (Concast)، C51000 (CDA) و C65500 (Wieland).
برنز قلعی
برنز قلعی، آلیاژ کلاسیک این خانواده است. سختی مناسب، مقاومت سایشی بالا و اصطکاک کم در تماس با فولاد، آن را به یکی از مواد استاندارد برای ساخت بوش و یاتاقان‌های لغزشی تبدیل کرده است. انواع سرب‌دار این آلیاژ نیز برای یاتاقان‌هایی استفاده می‌شوند که احتمال کارکرد آن‌ها در شرایط کمبود روغن وجود دارد.
فسفر برنز
فسفر برنز نوعی برنز قلعی است که با افزودن مقدار کمی فسفر، خاصیت فنری و مقاومت سایشی بهتری پیدا می‌کند. توضیحات کامل در مقاله‌ی فسفر برنز چیست آمده است.
برنز آلومینیوم
برنز آلومینیوم مستحکم‌ترین گروه برنزهاست. این آلیاژ مقاومت خوبی در آب دریا دارد و برای ساخت بوش‌های سنگین و قطعات دریایی استفاده میشود. چگالی آن نیز از سایر گروه‌های برنز کمتر است. توضیحات کامل در مقاله‌ی برنز آلومینیوم چیست ارائه شده است.
برنز سیلیسیم
برنز سیلیسیم جوش‌پذیری بسیار خوبی دارد و در برابر آب دریا و آب آلوده مقاوم است. به همین دلیل، در ساخت پیچ و اتصالات دریایی و همچنین قطعات پمپ و شیر کاربرد دارد.
برنز یا برنج؟
برنزها در مقایسه با برنج معمولاً سخت‌ترند، مقاومت سایشی و آبی بیشتری دارند و گران‌تر هستند. برای قطعه‌سازی اقتصادی و کاربردهای تزئینی، ورق برنجی گزینه مناسبی است؛ درحالی‌که برای شرایط سایشی و محیط‌های مرطوب، ورق برنز و رول برنز انتخاب مناسب‌تری است. مقایسه کامل این آلیاژها در مقاله‌ی تفاوت فسفر برنز، برنز و برنج آمده است.
سؤالات متداول
آلیاژ برنز از چه فلزاتی تشکیل شده است؟
برنز از ترکیب مس و قلع ساخته میشود؛ در برخی از آلیاژهای جدیدتر، آلومینیوم یا سیلیسیم بهجای قلع بهعنوان عنصر آلیاژی دوم استفاده میشود.
برنز همان مفرغ است؟
بله؛ مفرغ نام قدیمی برنز است و به آلیاژ مس و قلع اشاره دارد.
محکم‌ترین نوع برنز کدام است؟
برنز آلومینیوم؛ حداقل استحکام کششی گرید C95400 برابر با ۵۸۶ مگاپاسکال است.
فرق برنز و برنج چیست؟
برنز آلیاژی از مس و قلع (یا آلومینیوم و سیلیسیم) است، درحالی‌که برنج از ترکیب مس و روی ساخته میشود. برنز در مقایسه با برنج سخت‌تر است و مقاومت سایشی بیشتری دارد.