خانواده قدرتمند مس
مس یکی از فلزات چکش‌خوار و شکل‌پذیری است که قابلیت‌های بسیاری دارد و از آن برای ساخت بسیاری از لوازم صنعتی و خانگی استفاده می‌شود. اما مس خالص کمی نرم است و در برخی موارد نمی‌توان از آن بهره گرفت. در بیشتر صنایع مانند صنایع ساختمانی، حمل‌ونقل و ... می‌بایست از فلزاتی مقاوم‌تر و سخت‌تر استفاده شود. به همین منظور مس را با انواع فلزات مانند قلع، سرب و ... ترکیب می‌کنند و از آنها آلیاژهایی به‌دست می‌آورند که علاوه بر داشتن تمام ویژگی‌های مس نسبت به آن مقاوم‌تر خواهد بود. در این بخش مهم‌ترین آلیاژهای مس را بررسی می‌کنیم.
انواع آلیاژهای مس که کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف دارند عبارتند از:
1. برنج : ترکیبی از مس و روی با بیش از 54 درصد مس.
انواع برنج:
برنج آلفا: ترکیبی از مس و روی که از 5 تا 36 درصد روی دارد.
برنج آلفای زرد: ترکیبی از مس و روی که 20 تا 36 درصد روی دارد.
برنج آلفای زرد: ترکیبی از مس و روی که 5 تا 20 درصد روی دارد.
برنج آلفا و بتا: ترکیبی از مس و روی با 62-54 درصد مس (46-38 درصد روی).
خواص آلیاژهای برنجی
آلیاژهای برنجی ترکیبی از مس و روی هستند. روی در این آلیاژها به‌صورت جانشینی قرار دارد. برخی از آنها شامل مقادیر کمی از عناصر دیگر مانند سرب، قلع یا آلومینیم هستند. تغییرات در ترکیبات شیمیایی موجب تغییرات در رنگ، استحکام، شکل‌پذیری، قابلیت ماشین‌کاری، مقاومت خوردگی یا ترکیبی از چنین خواصی خواهد شد. به همین دلیل این آلیاژ کاربرد فراوانی در صنایع الکتریکی، شیمیایی، غذایی، صنعتی حرارتی و تزئینی دارد. با اضافه کردن روی به مس، خواص مکانیکی مس افزایش می‌یابد و از حدود 30% به بالا کاهش پیدا می‌کند. امّا قابلیت تغییر فرم‌پذیری آنها در دمای پایین مناسب نیست. هر چه درصد روی بیشتر باشد شکل‌پذیری کمتر می‌شود.
2. برنز: برنز یکی از آلیاژهای مس است که حداکثر 12 درصد عنصر آلیاژی دارد. برنزهای قلع، برنزهای سیلیسیم، برنزهای آلومینیم و برنزهای بریلیم.
برنز قلع: برنزهای قلع معمولا برنزهای فسفر نیز نامیده می‌شوند. زیرا فسفر همواره به عنوان یک اکسیدزدا در ریخته‌گری این آلیاژها وجود دارد. فسفر معمولاً در محدوده 0/5-0/01 درصد و قلع بین 18-1 درصد در این آلیاژها وجود دارد.
برنز سیلیسیم: برنزهای سیلیسیم، ترکیبی از مس، سیلیسیم و روی هستند. سیلیسیم موجب افزایش سختی و استحکام کششی آلیاژ می‌شود. آلیاژهای برنز کار شده حداکثر 3% سیلیسیم و آلیاژهای ریختگی حداکثر 5% سیلیسیم دارند. سیلیسیم قابلیت سیالیت مذاب و ریختگی برنزها را افزایش می‌دهد به‌طوری که میتوان قطعات پیچیده را تولید کرد. این آلیاژها هم قابلیت کار سرد و هم کار گرم را دارند و در ساخت قطعات پمپ‌های هیدرولیک، پیچ و مهره‌ها، پرچم‌ها، مبدل‌های حرارتی، مخازن تحت فشار، قطعات دریایی و غیره استفاده می‌شود.
خواص آلیاژهای برنزی
برنز در ابتدا به ترکیبات مس و قلع گفته می‌شد، ولی امروزه به بعضی از برنج‌ها هم گفته می‌شود که نادرست است. برنزها آلیاژهای مس و قلع، آلومینیم، سیلیسیم، نیکل یا بریلیم هستند. علاوه بر این ممکن است شامل فسفر، سرب، روی یا نیکل نیز باشند. این آلیاژها حداقل 60 درصد مس دارند و نسبت به برنج‌ها از خواص مکانیکی و مقاومت خوردگی بالاتری برخوردارند. بنابراین، معمولا در مواردی به‌کار می‌روند که علاوه بر مقاومت خوردگی خوب نیاز به استحکام بالا نیز باشد. گرچه به علت گرانی مس و قلع امروزه کمتر استفاده می‌شوند.
