آلیاژ مس چیست؟ انواع و کاربرد آلیاژهای مس

آلیاژهای مس یکی از انواع آلیاژهای فلزی هستند که در آنها فلز مس، به عنوان فلز پایه به کار رفته است. در واقع آلیاژ مس، حاصل افزودن عناصر دیگر به مس خالص، برای بهبود خواص و افزایش کیفیت این فلز می‌باشد. برنز و برنج، معروف ترین آلیاژهای مس هستند که به ترتیب از اضافه کردن قلع و روی به مس تولید می‌شوند. در ادامه این مقاله به معرفی انواع آلیاژ مس، ویژگی‌ها و کاربردهای آن خواهیم پرداخت.

انواع آلیاژ مس

مس فلزی خالص در طبیعت است و در صد ناخالصی موجود در آن تنها 0.7 در صد می‌باشد. با افزودن برخی عناصر نظیر قلع و روی و ... به مس، ویژگی و کاربردهای این فلز افزایش می‌یابد.

برای آشنایی با فلز مس و ویژگی‌ها و کاربردهای آن مقاله  فلز مس چیست؟ ویژگی، خواص و کاربردهای فلز مس را در سایت ایران ضایعات مطالعه کنید.

آلیاژ مس نسبتا خالص

این آلیاژها بیشترین میزان مس را در بین آلیاژهای مس داشته و میزان عناصر دیگر در آن تنها 1 الی 3 در صد می‌باشد. عناصر به کار رفته در این آلیاژ می‌تواند آرسنیک، کروم، فسفر، کادمیم و سرب و ... باشد.

این نوع آلیاژ در ساخت لوله های مسی و کابل مسی کاربرد دارد.

برنج (آلیاژ مس و روی)

برنج،  یکی از انواع آلیاژ مس است که حاصل افزودن عنصر روی به مس می‌باشد. این آلیاژ هم از طریق عملیات کارپذیر (نوردی) و هم از طریق عملیات ریختگی تولید می‌شود.

انواع برنج کارپذیر، تنها از فلز روی و مس ساخته می‌شوند. انواع برنج‌هایی که از طریق عملیات نوردی تشکیل می‌شوند بر اساس در صد مس و روی موجود در آنها به 3 دسته تقسیم می‌شوند که عبارتند از:

• برنج معمولی: این نوع برنج حاوی 30 در صد روی و 70 در صد مس می‌باشد.
• برنج قرمز: میزان مس به کار رفته در این برنج بالای 80 در صد است و رنگ قرمز آن به دلیل وجود مس بیشتر می‌باشد.
• برنج زرد: در این نوع برنج، میزان روی به کار رفته بیشتر از برنج معمولی و برنج قرمز است. میزان روی در این آلیاژ 35 الی 40 در صد می‌باشد.

آلیاژهای ریختگی برنج علاوه بر مس و روی شامل در صد کمی از عناصر دیگر همچون سیلیسیم، قلع، سرب و ... هستند.

انواع آلیاژهای ریختگی برنج عبارتند از:

• برنج قلع دار: ترکیب مس و روی و قلع باعث ایجاد این آلیاژ می‌شود. میزان قلع در این آلیاژ حداکثر 1 الی 2 در صد است.
• برنج سیلیسیم دار: میزان سیلیسیم در این نوع آلیاژ 1 الی 3 در صد می‌باشد. افزودن سیلیسیم باعث افزایش چقرمگی و مقاومت در برابر سایش می‌شود. این آلیاژها به دلیل استحکام بالا، در تولید اتصالات، سوپاپ‌ها، پیچ و مهره، مخزن و شیرآلات کاربرد گسترده ای دارند.
• برنج سرب دار: افزودن سرب به آلیاژ مس و روی، سبب بهبود خاصیت ماشین کاری می‌شود. میزان سرب در این آلیاژ 1 الی 20 در صد می‌باشد.

برنز (آلیاژ مس و قلع)

یکی دیگر از انواع آلیاژ مس، برنز یا مفرغ است که  آلیاژی از ترکیب مس و قلع می‌باشد. میزان قلع در این آلیاژ حدود 9 الی 12 در صد بوده و رنگ این آلیاژ طلایی مایل به قهوه ای روشن است. خاصیت جوشکاری مس با قلع افزوده شده به آن بالاتر می‌رود. با توجه به این که قلع فلزی گران قیمت است در تولید برنز از فلزات دیگری نظیر آلومینیوم، منگنز و ... استفاده می‌گردد.

انواع آلیاژ برنز عبارتند از:

• برنز آلومینیوم (آلیاژ مس و آلومینیوم): بر خلاف برنز استاندارد که عنصر قلع به عنوان عنصر اصلی به مس افزوده می‌شود، در این آلیاژ آلومینیوم جایگزین قلع شده است. میزان آلومینیوم در آلیاژ برنز آلومینیوم ، 5 تا 11 در صد است. خصوصیت بارز این آلیاژها استحکام و پایداری بالای آنها در برابر خوردگی است.
• برنز منگنز (آلیاژ مس و منگنز): در این نوع برنز، منگنز به مس افزوده شده و باعث خواصی همچون چقرمگی، استحکام، سختی و مقاومت در برابر خوردگی می‌شود. 
• فسفر برنز: یکی از انواع آلیاژ مس، فسفر برنز است که حاوی 0.5 تا 11 در صد قلع به منظور افزایش استحکام و مقاومت در برابر خوردگی و 0.01 تا 0.35 در صد فسفر برای افزایش سختی و مقاومت در برابر سایش آن می‌باشد. مهم ترین کاربرد این آلیاژ در صنایع الکترونیکی برای ساخت قطعات الکترونیکی می‌باشد. 
• سیلیکون برنز (آلیاژ مس و سیلیسیم): میزان استاندارد سیلیسیم در آلیاژ سیلیکون برنز 1 الی 4 در صد است. این آلیاژها قابلیت جوشکاری بسیار بالایی دارند. از ویژگی های دیگر سیلیکون برنز می‌توان به مقاومت در برابر خوردگی و استحکام بالای آن اشاره نمود.
• برنز آهن (آلیاژ مس_آهن): عنصر اصلی این آلیاژ بعد از مس، آهن می‌باشد. افزودن آهن به مس می تواند خواصی همچون استحکام و مقاومت حرارتی را افزایش دهد. میزان استفاده از آهن در برنز آهنی 1 الی 12 در صد می‌باشد.

ورشو (آلیاژ مس و نیکل)

از افزودن 5 الی 25 در صد نیکل به مس آلیاژ مس _نیکل ساخته می‌شود . این آلیاژ علاوه بر مس و نیکل دارای عناصر دیگری همچون آهن ، منگنز و روی است. وجود نیکل در این آلیاژ سبب تثبیت ضریب انبساط حرارتی می‌شود. ورشو، نقره نیکلی و نقره آلمانی نام‌های دیگر این آلیاژ هستند.

مقاومت در برابر خوردگی، قابلیت لحیم کاری، قابلیت جوشکاری و تراشکاری از ویژگی‌های آلیاژ مس _نیکل است.

ویژگی انواع آلیاژ مس

انواع آلیاژ مس خواص و ویژگی‌های مشترکی از جمله هدایت الکتریکی بالا، هدایت حرارتی بالا و استحکام را دارا می باشند. بسته به عنصر آلیاژی به کار رفته ممکن است برخی از خواص در این آلیاژها متفاوت باشد. برای مطالعه دقیق تر و جزئی تر، ویژگی انواع آلیاژ مس را در جدول زیر آورده ایم.

همانطور که در جدول بالا می‌بینید بعضی ویژگی‌ها در انواع آلیاژ مس مشترک و برخی از آنها متفاوت است. تفاوت در ویژگی‌های آلیاژها ناشی از تفاوت عناصر آلیاژی آنها است.

کاربرد آلیاژهای مس

انواع آلیاژ مس، بسته به نوع ترکیباتشان، در بسیاری از صنایع و بخش‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. در جدول زیر این آلیاژها به همراه کاربرد هر یک آورده شده است.

در این مقاله به طبقه بندی آلیاژهای مس پرداختیم و پرکاربردترین انواع آلیاژ مس، نظیر برنج، برنز و ورشو، و ویژگی و کاربرد هر یک از آنها را مورد مطالعه و بررسی قرار دادیم. همانطور که دیدید کاربرد آلیاژهای مس ، در تولید قطعات خودرو، تولید پمپ ها و مخازن، تولید شیر آلات و اتصالات و .... می باشد. شاخصه اصلی انواع آلیاژ مس، هدایت الکتریکی و حرارتی بالا، مقاومت بالا نسبت به خوردگی و استحکام بالای آنها است. یکی دیگر از ویژگی های جالب توجه آلیاژهای مس قابلیت بازیافت آنها است. این ویژگی باعث می‌شود که مس و آلیاژهای آن به عنوان مواد اولیه‌ای پایدار در صنعت مورد استفاده قرار گیرند و تأثیرات منفی بر محیط زیست کاهش یابد. لازم به ذکر است؛ امکان  خرید و فروش ضایعات مس و آلیاژهای آن، در سایت ایران ضایعات فراهم می‌باشد.