برنج‌های مخصوص

برنج‌های مخصوص و آلیاژها

برای اینکه برنج‌ها دارای خواص فیزیکی و مکانیکی بهتری شوند. لازم است اندکی از فلزات دیگر به آنها اضافه گردد. از این رو گاهی در ساختن یک آلیاژ برنجی ممکن است شش عنصر فلزی به کار رود. با تغییر مقدار روی، خواص آلیاژهای مس-روی نیز تغییر می‌کند. برنج‌های مس- روی که عناصر اضافی مانند قلع، آلومینیوم، سیلیسیم، منگنز، نیکل و سرب دارند به عنوان برنج‌های آلیاژی نامیده می‌شوند. آلیاژهای مس مانند آلومینیم به دو دسته آلیاژهای کارپذیر (نوردی) و ریختگی تقسیم می‌گردند. هر دسته از این آلیاژها نیز بر حسب شرایط ترکیبی عناصر آلیاژی می‌توانند عملیات حرارتی پذیر یا عملیات حرارتی ناپذیر باشند.

انواع برنج‌های کارپذیر (نوردی) فقط حاوی مس و روی می‌باشند و عناصر دیگر در حد ناخالصی در آن‌ها وجود دارد و برنج‌های آلیاژی علاوه بر مس و روی حاوی عناصر دیگری نظیر سیلیسم، آهن، قلع، و سرب و… نیز هستند و بیشتر از طریق ریخته‌گری شکل می‌گیرند.

برنج از مدت‌ها پیش حتی قبل از تاریخ شناخته شده بود؛ در آن زمان که انسان هنوز فلز روی را نمی‌شناخت با ذوب کردن مس همراه با کالامین (سنگ معدن فلز روی) برنج تولید می‌کرد.

برنج معمولاً قابلیت چکش خواری بیشتری نسبت به مس و روی دارد و دمای ذوب آن تقریباً بین ۹۰۰ تا ۹۴۰ درجه سلسیوس است. البته سختی و نرم بودن آن می‌تواند با تغییر نسبت مخلوط مس و روی تغییر کند. مس داخل برنج (از طریق اثر اولیگو دینامیک) خاصیت میکروبکشی به آن می‌دهد.[نیازمند منبع] به همین خاطر از برنج به عنوان دستگیره و دیگر فلزات رایج در بیمارستان‌ها استفاده می‌کنند. امروزه تقریباً ۹۰٪ از فلزات برنج بازیافت می‌شوند، چون فلز برنج خاصیت مغناطیسی کمی دارد و به راحتی می‌توان آن را از فلزاتی که معمولاً با آن‌ها مخلوط می‌شود جدا کرد. بدین ترتیب برنج جدا شده را دوباره بازیافت می‌کنند. چگالی برنج ریختگی در حدود ۸۴۰۰ تا ۸۷۰۰ کیلوگرم بر مترمکعب می‌باشد.

به طور مثال، لوله‌های برنجی که در دستگاه تقطیر نفت به کار می‌رود، محتوی: 76% مس، 22% روی و 2% آلومینیوم، و یک نوع دیگر محتوی 70% مس، 27% روی و 2% سرب می‌باشد.

در صورتی که صفحات ورق که در ساخت بدنه دستگاه تقطیر به کار می‌رود، محتوی: 68% مس، 24.5 روی، 5% سرب و 15-5% آهن، و 0.05% منگنز می‌باشد.

 لوله‌های برنجی که در ساختمان‌ کشتی‌ها بکار می‌رود، محتوی: 60% مس، 37% روی، 25 سرب، 0.5% قلع، 0.5% آهن می‌باشد.

در صورتی که برنجی که در ساخت فنرهای برنجی به کار می‌رود، باید محتوی: 65% مس، 24.5% روی، 0.25% سرب و 0.25% آهن باشد.

اضافه نمودن فلزات دیگر به برنج نه فقط به منظور صرفه‌جویی در مقدار فلزات اساسی برنج می‌باشد، بلکه برای این است که برنج خواص بهتری دارا شود. این موضوع را باید در نظر داشت که فلزاتی نیز هستند که اضافه نمودن آنها در برنج مثل آنتیموان، آرسنیک و بیسموت اثرات سوئی به بار می‌آورد.

عنصر دیگری که باید در بودن و نبودن آن در برنج‌ها دقت شود سرب است؛ زیرا سرب در برنج مذاب غیر قابل حل می‌باشد و چون فلز سنگینی است در ته بوته قرار می‌گیرد و بدین نحو قبل از ریختن برنج در قالب باید آن را خوب به هم زد تا اینکه تمام سرب در توده برنج مذاب منتشر و پراکنده شود و در یک جا جمع نشود، البته اگر مقدار سرب تا 2 درصد برسد خاصیت ماشینی شدن برنج‌ها را بهتر می‌کند.