فلز برنج چیست؟ راهنمای کامل

یک فلز قرمز غیرآهنی که عمدتاً از مس و روی ساخته شده است، فلز برنج است. با تغییر مقادیر مس و روی می توان به خواص مکانیکی و الکتریکی مختلفی دست یافت. برای ایجاد نسبت های مختلف برنج، مس و روی تغییر می کند.

33 درصد روی و 67 درصد مس، آلیاژ برنج مدرن را تشکیل می دهند. غلظت روی بین 5 تا 45 درصد است در حالی که مس بین 55 تا 95 درصد وزنی دارد.

از آنجایی که فلز آلیاژی برنج حاوی اتم های دو عنصر اولیه است که می توانند جایگزین یکدیگر در یک ساختار کریستالی شوند، برنج یک آلیاژ جایگزین است. معمولاً به برنج 2 درصد سرب اضافه می شود. سرب توانایی برنج را برای ماشینکاری افزایش می دهد.

شستشوی سرب اغلب حتی در برنجی با سطح سرب نسبتاً پایین اتفاق می‌افتد. از برنج برای ساخت محصولات مختلفی از جمله آلات موسیقی، جعبه های فشنگ گرم، رادیاتور، تزئینات معماری، لوله و لوله، پیچ و زیور آلات استفاده می شود.

تاریخچه آلیاژ برنج چیست؟

در حدود 500 سال قبل از میلاد، برنج برای اولین بار در چین مورد استفاده قرار گرفت. تنها 5 تا 15 درصد روی موجود در مصنوعات برنجی بازیابی شده نشان می دهد که آنها از “آلیاژهای طبیعی” ساخته شده اند و ممکن است به طور تصادفی ایجاد شده باشند.

یک معدن مس غنی از روی به احتمال زیاد برای ذوب این فلزات مورد استفاده قرار گرفت و فلزی شبیه برنج تولید کرد. با این حال، مشخص است که برخی از مصنوعات با استفاده از رنگ طلایی مرتبط با برنج ایجاد شده اند.

آلیاژهای مس و روی اضافی در خاورمیانه و آسیا در حدود قرن سوم قبل از میلاد به وجود آمدند. برنج مربوط به این دوران در امارات متحده عربی، هند غربی، ازبکستان، ایران، سوریه و عراق یافت شده است. به دلیل تجارت با خاورمیانه، برنج در سراسر جهان از بریتانیا و اسپانیا تا هند مورد استفاده قرار گرفت.

باستان شناسان شواهدی را کشف کرده اند که یونانی ها و رومی ها آلیاژهای برنج را در قرن اول قبل از میلاد ساخته اند. رومی ها برنج کالامین را با استفاده از سیمان ساختند که شامل حرارت دادن مس و کالامین، ماده معدنی غنی از روی، و مس برای ایجاد آلیاژ برنج بود. رومی ها از برنج برای ساختن سکه و سایر کالاها استفاده می کردند.

ترکیه پس از پیروی از رومی ها در ساخت فلزات، به زودی ضرب سکه های خود را آغاز کرد. اروپای شمالی و امپراتوری روم هر دو شاهد گسترش برنج بودند. قبل از عرضه نقره و طلا در آمریکای شمالی و جنوبی، برنج به عنوان یک فلز گرانبها در نظر گرفته می شد و در کلیساها و مقبره ها برای اهداف تزئینی استفاده می شد.

برنج در ابتدا در قرن اول قبل از میلاد وارد هند شد. برنج هندی بر خلاف برنج کالامین رومی، به‌جای سیمان‌کاری، با استفاده از سرپناه تولید می‌شد. پناه دادن به تولیدکنندگان برنج امکان می دهد غلظت روی و در نتیجه خواص برنج را تغییر دهند.

پس از انقلاب صنعتی، برنج برای مصارف مختلف مورد استفاده قرار گرفت. یونیفرم های نظامی آمریکایی با دکمه های برنجی به طور فزاینده ای محبوب شدند و تقاضا برای ساعت و لامپ های برنجی افزایش یافت.

فرآیند تولید فلز برنج

تولید و ساخت هر آلیاژی نیاز به طی کردن مراحل ساخت دارد. آلیاژ برنج نیز از این مقوله جدا نیست.

ذوب کردن مس و افزودن روی

در مرحله اول تولید آلیاژ برنج از یک کوره الکتریکی 1050 درجه سانتی گراد برای ذوب آلیاژ مس استفاده می شود. مقدار روی مورد نیاز پس از ذوب مس به آلیاژ مس اضافه می شود. برای محاسبه تبخیر روی در طی فرآیند ذوب، گهگاه مقدار کمی روی اضافی به آلیاژ مس اضافه می شود. هنگامی که داخل چارچوب مکعبی شکل قرار گرفت، فلز مذاب سپس اجازه داده می شود تا خنک شود و به شکل صفحات درآید.

نورد گرم

سپس از یک کوره برای گرم کردن کیک ها به دمای مورد نیاز استفاده می شود. سپس ضخامت فلز برنج با عبور دادن این کیک های داغ از روی یک غلتک فولادی در طرف مقابل کاهش می یابد. در طی این فرآیند، عرض برنج نیز افزایش می یابد.

پس از سرد شدن، فلز برنج از اسکالپر که یک ماشین فرز است، قرار می گیرد. پوشش بیرونی برنج که از اکسیدهای تشکیل شده در اثر قرار گرفتن فلز در معرض هوا تشکیل شده است نیز توسط این دستگاه حذف می شود.

نورد سرد و بازپخت

هنگامی که آلیاژ برنج نورد گرم می شود، کار با آن چالش برانگیزتر می شود. علاوه بر این، انعطاف پذیری کمتری پیدا می کند یا قادر به کشش است. قبل از نورد بیشتر، برنج باید ابتدا حرارت داده شود تا مقداری از سختی آن کاهش یابد و انعطاف پذیرتر شود. کلمه این روش آنیلینگ است. دما و زمان بازپخت به آرایش برنج و ویژگی هایی که باید وجود داشته باشد بستگی دارد.

دسته ای از قطعات برنجی نورد گرم بزرگتر را می توان در یک کوره مهر و موم شده با هم آنیل کرد. یک تسمه نقاله فلزی می تواند به طور مداوم چیزهای کوچکتر را از طریق یک کوره با مهر و موم هوا در هر دو انتها تغذیه کند.

برای جلوگیری از واکنش آلیاژ برنج با اکسیژن و تولید اکسیدهای نامطلوب روی سطح در طی هر دو فرآیند، کوره با گاز خنثی مانند نیتروژن پر می شود.

قطعات برنجی آنیل شده از طریق یک غلتک دوم عبور داده می شوند تا به حدود 0.1 اینچ (2.5 میلی متر) نازک شوند. این فرآیند به عنوان “نورد سرد” شناخته می شود زیرا دمای برنج به طور قابل توجهی کمتر از دمای نورد گرم است. ساختار داخلی یا دانه برنج در هنگام نورد سرد تغییر شکل می‌دهد که استحکام و سختی فلز را افزایش می‌دهد.

هنگامی که ضخامت کاهش می یابد، مواد قوی تر و انعطاف پذیرتر می شوند. آسیاب های نورد سرد برای به حداقل رساندن انحراف در امتداد عرض غلطک ها برای ورق های برنجی با ضخامت ثابت ساخته شده اند. در سایر تاسیسات، برنج به صورت یک ورق پیوسته جوش داده می شود و از طریق یک الگوی زیگزاگ عمودی از کارخانه های نورد و کوره های آنیلینگ ارسال می شود.

پایان نورد

نورد نهایی سرد ورق ها منجر به تلرانس های سخت تر و پرداخت سطحی بدون عیب برای برنج می شود. سپس بر اساس نیاز، این ورق ها به اندازه مورد نیاز برش داده می شوند.

موارد استفاده از آلیاژ فلز برنج

به دلیل چقرمگی ذاتی و مقاومت در برابر خوردگی، برنج یک آلیاژ محبوب برای استفاده در معماری است. پرچین ها و تزئینات فاسیای معماری به طور مرتب استفاده می شود. علاوه بر این، آلیاژهای خاص برنج در سرتاسر جهان برای کمک به بازسازی یا مرمت بناهای تاریخی استفاده شده است.

برنج به طور گسترده در اجزای مکانیکی استفاده می شود زیرا در صورت نیاز به تماس فلز روی فلز حداقل اصطکاک را ارائه می دهد. چرخ دنده های برنجی، جعبه های محور لوکوموتیو، موتورهای دریایی و غیره، همگی ماشین هایی هستند که اغلب مورد استفاده قرار می گیرند. ابزارهای دستی برنجی (چکش، چاقوهای مسطح و غیره) بسیار بادوام و بسیار ارزشمند هستند.

دو تا از ابتدایی ترین سیستم های لوله کشی و برق خانه شما معمولاً از فلز برنج به عنوان یک جزء استفاده می کنند. از آلیاژهای برنج برای ساخت چندین پریز برق و قطعات کلید استفاده می شود. در صنعت لوله کشی، برنج اغلب برای اتصالات لوله، از جمله زانویی، شاخه، کوپلینگ و شیر استفاده می شود.

در طول تاریخ، آلات موسیقی متعددی از آلیاژ برنج ساخته شده است. در تمام دنیا از برنج برای ساخت ترومپت، شاخ فرانسوی، ترومبون و توبا استفاده می شود. قسمت داخلی سازهایی مانند گیتار الکتریک و ویولن برنجی خواهد بود.

نتیجه

طیف وسیعی از آلیاژهای مس و روی، از جمله سرب، نیز ممکن است وجود داشته باشد که برنج را تشکیل می دهد. چندین ویژگی برنج وجود دارد، اما همه آنها قوی، قابل ماشینکاری، ارتجاعی، رسانا و مقاوم در برابر خوردگی هستند. برنج به دلیل زیبایی و سادگی ساخت یکی از پرمصرف ترین آلیاژها است.
همچنین در صورت نیاز به اطلاعات کاربردی همچون قیمت، ویژگی، نحوه خرید و مراکز فروش درباره انواع محصولات برنجی صنعتی مانند لوله برنجی، میله برنجی و ورق برنجی بر روی لینک هریک کلیک نمایید.