آلیاژ مفرغ چیست؟ آیا مفرغ ارزش دارد؟
دسترسی سریع به محتوای این مطلب
انسان از همان ابتدا به وجود موادی با خواص مختلف پی برده و از آنها به صورت مناسب استفاده کرده است. یکی از قدیمی ترین آلیاژهای شناخته شده، آلیاژ مفرغ است که نقش مهمی در زندگی انسان های گذشته ایفا می کرد. از این آلیاژ در تولید ظروف، قابلمه، سکه، مجسمه‌سازی و… استفاده می شد.
در حال حاضر نیز این ماده ارزشمند در تولید بسیاری از محصولات به کار گرفته می شود. مفرغ ترکیب درصد مشخصی از مس و قلع است که خواص بسیار نادری دارد. استحکام و مقاومت بالا، این آلیاژ را جزء پرکاربردترین آلیاژها در سالیان اخیر قرار داده است. ما در این مطلب در مورد اینکه مفرغ چیست و چه کاربردهایی دارد؛ بررسی های جامعی انجام می دهیم.
فایل صوتی
آلیاژ مفرغ چیست؟
در اطراف ما آلیاژهای گوناگونی وجود دارد که در اثر ترکیب فلزات مختلف با یکدیگر به وجود می آیند. یکی از این آلیاژ ها، مفرغ است که به عنوان اولین آلیاژ ساخته شده توسط انسان مشهور شده است. مفرغ معمولاً از ترکیب مس و قلع به وجود می آید.
هنگامی که سنگ مس را در کوره ها ذوب می کنند، فلزاتی که همراه مس هستند و نقطه ذوب پایینی دارند، زودتر ذوب می شوند. این مواد در گودال ها و کوره ها ته نشین شده و سبب تولید انواع مفرغ ها می شوند.
خواص آلیاژ مفرغ چیست؟
هر یک از آلیاژ ها بسته به نوع فلزاتی که در تولید آن ها به کار برده شده است، دارای خواص و ویژگی های خاصی هستند. آلیاژ مفرغ نیز دارای خواص زیر است:
- جوش پذیری عالی
- نرمی و ماشین پذیری
- مقاومت به خوردگی اتمسفری
- عدم جرقه سایشی
- دوام و پایداری و سخت شدگی با کار سرد
اکسیداسیون در برنزها معمولا به صورت سطحی اتفاق می افتد. با تولید کربنات مس که از اکسیداسیون یک لایه از مس تولید می شود، قسمت های زیرین در مقابل خوردگی محافظت می شوند که مشاهده آن در مجسمه های دوران گذشته امکان پذیر است.
نقطه ذوب پایین این آلیاژها نسبت به فولاد یا آهن و چگالی پایین از دیگر خواص این مواد می باشد. همچنین این آلیاژها برای گرما و الکتریسیته، هادی خوبی به حساب می آیند. خاصیت دیگر این مواد فلزی غیر مغناطیسی بودن آن هاست. هر کدام از این خواص سبب شده است تا از این آلیاژ ارزشمند در بسیاری از صنایع استفاده شود.
انواع آلیاژ مفرغ
آلیاژ مفرغ یا برنز را به سه دسته کلی زیر طبقه بندی می‌کنند:
- مفرغ آلفا: این نوع از برنز چکش پذیری خوبی در حالت سرد دارد.
- مفرغ بتا: مفرغ بتا در حالت گرم دارای خاصیت چکش خواری بالایی است.
- مفرغ گاما: این نوع از برنز (مفرغ) نرم و شکننده است و قابلیت چکش خواری ( چکش پذیری) خوبی ندارد.
البته علاوه بر دسته بندی بالا، مفرغ را بر اساس میزان قلع موجود در آلیاژ، به شش گروه دسته بندی می کنند که در ادامه این گروه بندی ها و خواص هر کدام را بررسی می کنیم.
مفرغ گروه اول یا گروه آلفا
مفرغ آلفا یا گروه اول، از 7 تا 8 درصد قلع تشکیل شده و کمتر 0.01 درصد فسفر دارد. این آلیاژ اغلب برای ساخت چرخ محور توربین ها، تولید سکه و ساخت فنرهای مختلف استفاده می شود.
مفرغ گروه دوم
مفرغ های گروه دوم از 7 تا 8 درصد قلع تشکیل شده اند، که با ترکیب سرب و روی ساخته می شوند. از این نوع آلیاژ بیشتر در ساخت انواع لوله ها، دریچه ها و ساخت مدال های ورزشی برنزی استفاده می شود.
مفرغ گروه سوم
آلیاژهای مفرغ گروه سوم قلع بیشتری دارند و از 8 تا 10 درصد این عنصر تشکیل می شوند. از آلیاژهای این گروه برای ساخت انواع چرخ دنده و انواع یاتاقان موردنیاز در صنایع مختلف استفاده می کنند.
مفرغ گروه چهارم
مفرغ های دسته چهارم حدود 6 تا 14 درصد قلع دارند و با 0.1 تا 0.6 درصد فسفر و مقدار کمی از عناصر سرب و نیکل ترکیب می شوند. از این گروه آلیاژهای برنزی می توان در صنایع بزرگ کشتی سازی استفاده کرد.
مفرغ گروه پنجم
اگر در ترکیبات مفرغ حدود 0 تا 10 درصد قلع و تا 30 درصد سرب وجود داشته باشد؛ مربوط به گروه پنجم هستند و از آنها می توان در کشتی سازی استفاده کرد.
مفرغ گروه ششم
مفرغ های گروه ششم تا 30 درصد قلع و مقادیر کمی از عناصر سرب و روی دارند و از آنها در ساخت انواع زنگ و ناقوس ها استفاده می شود.
آیا مفرغ ارزش دارد؟
ارزش مفرغ به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله:
- مفرغ های با قلع بیشتر (مانند مفرغ قلع و مفرغ برلیوم) به دلیل خواص مکانیکی و مقاومت در برابر خوردگی بهتر، معمولاً ارزش بیشتری نسبت به مفرغ های با قلع کمتر (مانند مفرغ آلومینیوم و مفرغ سیلیکون) دارند.
- مفرغ های خام (مانند شمش و ضایعات) معمولا ارزان تر از مفرغ های شکل دهی شده (مانند لوله، میله و ورق) هستند.
در حال حاضر قیمت مفرغ به ازای هر یک کیلوگرم بین 260 تا 300 هزار تومان است؛ البته اگر مفرغ قدمت چند صدساله داشته باشد به عنوان یک محصول قیمتی و عتیقه، بسیار گران تر و ارزشمندتر خواهد بود.
تاریخچه مفرغ در ایران
پیش از هزاره دوم قبل از میلاد مهاجرانی از دشت های شمالی که در سوارکاری و تربیت اسب افرادی بسیار ماهر بودند به لرستان فعلی آمدند. این افراد که علاقه شدیدی به اسب سواری داشتند، هنر مفرغ لرستان را متحول کردند. لگام، مهار اسب، حلقه های زین، رکاب و نیز سلاح های دستی، شمشیر و بت های مختلف از جمله محصولات مفرغی آن زمان بودند. ساخت وسایل مفرغی به دو صورت ریخته گری و چکش کاری به دست آن افراد انجام می گرفت.
از سنگ و یا گل و موم گمشده برای قالب گیری استفاده می کردند. اشیای مفرغی لرستان اکثرا مومی هستند که نشان دهنده استفاده از موم کندوهای عسل است. برای ایجاد نقش ها و شکل های مختلف روی ورقه های فلزی چکش کاری انجام می گرفت.
کاربردهای مفرغ در صنعت
خواص و ویژگی های منحصر به فرد آلیاژ مفرغ، سبب کاربرد گسترده آن در صنایع مختلف از جمله کشتی سازی و خودرو سازی شده است. در این قسمت سعی داریم شما عزیزان را با برخی از کاربردهای آلیاژ مفرغ آشنا کنیم. برخی از کاربردهای مفرغ به شرح زیر هستند:
- تولید زنگ ها و ناقوس ها
- ساخت و تولید محصولات الکتریکی
- مجسمه سازی و ریخته گری
- ساخت ابزارهای مربوط به سوارکاری
- ساختن ظروف مختلف مانند قابلمه و بشقاب و…
- استفاده در ساخت ظروف و اشیای تزیینی و انواع لوستر
از دیگر کاربردهای این آلیاژها می توان به صنایع کشتی سازی، ساخت و تولید یاتاقان ها، ساخت فنرهای مختلف و چرخ محورتوربین ها و همچنین تولید سکه اشاره کرد. از مفرغ ها برای تولید لوله ها و دریچه ها، مدال های ورزشی و ساخت انواع چرخ دنده ها نیز استفاده می شود.
کاربرد مفرغ در اروپا و آمریکای قدیم
آلیاژ مفرغ از اولین آلیاژهایی است که توسط بشر کشف و در ساخت انواع مختلفی از وسیله ها به کار گرفته می شد. در اروپا و آمریکا از این آلیاژ در دو مورد بیش از وسایل دیگر استفاده می شد.
مهم ترین و ظریف ترین وسایلی که از این مواد می ساختند، کاسه های کلیسا بود که آن زمان بسیار مورد توجه بود. در انگلستان مفرغ در تولید بشقاب و فنجان نقش بسیار مهمی داشت. البته اشراف زاده ها در ظرف های نقره غذا می خوردند و این بشقاب ها برای طبقه متوسط بود، به همین دلیل کاربرد زیادی داشت. در تهیه بسیاری از وسایل مانند نمکدان، قابلمه و… نیز از این آلیاژ استفاده می شد.
یکی از پرکاربردترین و مهم ترین آلیاژهایی که انسان در طول تاریخ با آن آشنا شده است، آلیاژ مفرغ است. این آلیاژ ارزشمند در طول تاریخ اثرات مفیدی برای انسان داشته است. از کاربردهای این آلیاژ می توان به تولید بشقاب، کاسه های کلیسا، تولید زنگ ها، مجسمه سازی، ساخت ابزارهای مربوط به سوارکاری و… اشاره کرد.
خواص این آلیاژ از همان ابتدا مورد توجه افراد قرار گرفت و هم اکنون نیز با پیشرفت علم و تکنولوژی از این آلیاژ مهم استفاده های گوناگونی می شود. خواصی مانند هادی الکتریسیته و گرما، غیر مغناطیسی بودن این آلیاژ را بسیار محبوب کرده است.