ويژگيهای مهم آلیاژ برنج

برنج های آلیاژی

برنج های آلیاژی (brass alloys) , برنج های مس - روی هستند که عناصری مانند قلع, آلومینیوم, سیلیسیوم, منگنز, نیکل و سرب به آنها اضافه شده است. افزایش مقدار کمی از عناصر آلیاژی, مانند ۱% سرب بر خواص مکانیکی برنج ها چندان مؤثر نیست. اما با افزایش چند عنصر مثلاً منگنز, آهن و قلع, برنج زرد به برنز منگنز تبدیل میشود و استحکام برنج زرد به طور چشمگیری افزایش مییابد. به دلیل این که برنز منگنز استحکام زیادی دارد بهتر است در شرایط گرم کار شود. افزودن سرب تا حدود ۳% برای بهبود قابلیت ماشین کاری برنج عملاً بر استحکام و سختی برنج های سرب دار تأثیری نمیگذارد. با وجود این, شکل پذیری و در نتیجه قابلیت کاربرد برنج ها با افزایش سرب کاهش مییابد.

برنج کم عیار ( ۲۰% - ۵% روی ، ۹۵% - ۸۰% مس ) : با افزایش مقدار روی در این برنج ها, استحکام, سختی و شکل پذیری آنها افزایش مییابد. رنگ آن ها از قرمز, طلایی تا سبز زرد تغییر میکند. خواص کارگرم آن ها با خواص کارگرم مس تجاری قابل مقایسه است و میتوانند در گستره ۷۳۰ تا ۹۰۰ درجه سانتیگراد کارگرم شوند. با وجود این, مقدار سرب آنها باید کمتر از ۰,۰۱% نگه داشته شود تا از مشکلات کارگرم جلوگیری شود. برنج کم عیار در شرایط تابکاری شده در دمای اتاق شدیداً شکل پذیر و چکش خوار است, ازدیاد طول آنها ۴۵ تا ۵۰% است و بنابراین میتوانند با هر روش ساده ای کارسرد شوند.

برنج پر عیار ( ۸۰% - ۶۰% مس ، ۴۰% - ۲۰% روی ) : این برنج ها به دلیل داشتن مقدار زیادی روی استحکام بیشتری دارند. شکل پذیری آن ها نیز با افزایش مقدار روی افزایش مییابد و در حدود ۳۰% روی به حداکثر میرسد. وقتی که مقدار روی از ۳۶% بیشتر میشود به علت وجود فاز β شکل پذیری آن آلیاژها به سرعت کاهش مییابد ، ولی افزایش استحکام و سختی تا حدود ۴۵% روی ، ادامه مییابد.


برنج های آلومینیم قلع دار
افزایش ۱% قلع به برنج فشنگ ( ۳۰Zn - %۷۰Cu% ) مقاومت آن را به خوردگی در آب دریا افزایش میدهد. این آلیاژ را در سال ۱۹۲۰, نیروی دریایی انگلیس برگزید و در نتیجه به نام « برنج دریایی » مشهور شد. بعد ها کشف شد که افزایش مقدار کمی آرسنیک ( تقریبا ۰,۰۴% ) موجب میشود که از یک پدیده عمومی خوردگی به نام « روی زدگی » تقریباً جلوگیری شود و بنابراین برنج دریایی آرسنیک دار به مدت طولانی در دیگ های بخار دریایی به کار میرفت. پس از مدتی کشف شد که جایگزین کردن قلع با آلومینیوم, برنجی را ایجاد میکند که یک لایه اکسیدی « خود جوش » محافظ در سطح آن به وجود میآید. لایه نازک اکسید سخت آلومینیوم دار, آلیاژ را نسبت به برنج دریایی در برابر حملات آب با سرعت زیاد مقاوم تر میکند.
امروزه آلیاژ ۲Al - %۲۰,۵Zn - %۷۷.۵Cu% ( برنج آلومینیم دار ) با افزایش آرسنیک برای جلوگیری از روی زدگی جایگزین برنج دریایی در دیگ بخار دریایی شده است. افزایش ۱% قلع به « برنج زرد » ( ۴۰Zn - %۶۰Cu% ) مقاومت به خوردگی آن را بهتر میکند و آلیاژی به نام « برنج کشتی » تشکیل میشود.

برنج سیلیسیم دار:
این آلیاژها عموما دارای ۱ تا ۳ درصد سیلیسیم می باشند. انواع برنج های معمولی و برنج های آلیاژی در ساخت شیرها, اتصالات, پرچ, مخزن رادیاتورها, فیوز, لوازم لوله کشی, مهره ها وپیچ ها مورد مصرف دارند, در حالی که نوع نوردی آنها نیز به صورت ورق, لوله و...در ساخت تانک و مخازن, سماور, رادیاتور و... به کار می روند.