متالورژی ، علم ناشناخته

برای سربلندی کشورمان ، باید به سرآغاز هایمان پایان دهیم

 
برنز
نویسنده : مصطفی زارع - ساعت ۸:٤٧ ‎ق.ظ روز ۱۳٩٠/٢/٢٥
 

 

      آلیاژ برنز

 

 مس و آلیاژهای آن به دلیل مقاومت نسبت به زنگ زدگی در بسیاری از صنایع ساختمانی، هواپیمایی، صنایع دریائی از جمله مخازن ضد زنگ، لوله کشی در آب شور دریا، قطعات و ملخ هواپیما، خطوط آب و بخار در ساختمانها، روکش پشت بام، ناودان‌ها، آب روها، روکش بدنه کشتی‌ها، دکل‌های نفت و شیرین کننده‌های آب شور مصرف می‌شود. مس به طور گسترده در تولید قطعات وماشین آلات صنعتی غیر الکتریکی، لوازم خانگی، تجهیزات تهویه هوا و ماشین آلات کشاورزی به مصرف می‌رسد. در صنایع نظامی در تهیه فشنگ تفنگ های کوچک، خشاب‌ها، خازن‌ها و فیوزها و همچنین تجهیزات و ماشین آلات ارتباطی، اجزاء الکتریکی و قطعات کامپوتر کاربرد دارد. بعلاوه در سلاح‌های تاکتیکی و استراتژیک مانند زیردریائی‌های اتمی، در موشک‌ها، هواپیماهای نظامی، کنترل‌های الکتریکی در هواپیما و کابل موشک استفاده می‌گردد.


برنز:

برُنز، آلیاژی از مس و قلع می‌باشد. برخی از انواع برنج‌ها برنز هم نامیده می‌شوند. بطور کلی آلیاژ CU و Sn برنز قلع و در اصطلاح عامیانه برنز نامیده می‌شود این آلیاژ در زمانهای قدیم در ایران بنام مفرغ مشهور بوده‌است اما از لحاظ کلی برنز به آلیاژهای مس به علاوه یک عنصر غیر از روی اطلاق می‌شود. مانند آلیاژ مس و آلومینیوم که به آلومینیوم برنز مشهور است.یا مس و نیکل که به نیکل برنز مشهور است. بررسی نمودار تعادلی آلیاژ Cu و Sn نشان می‌دهد که با افزایش عنصر قلع نقطه ذوب کاهش و فازهای گاما و ε در ساختار ظاهر می‌گردد لذا با افزایش عنصر قلع سختی و استحکام آلیاژ افزایش و انعطاف پذیری آن کاهش میابد، لذا برنزهای قلع ریختگی حداکثر ۲۵٪ قلع دارند علاوه برای به منظور بهبود نرمی از خواص آلیاژ برنز قلع به آن عناصر مختلفی اضافه می‌شود که مهمترین آنها عبارتند از Zn , Pb , P اضافه نمودن Zn به آلیاژ برنز قلع باعث افزایش سیالیت مذاب و سهولت ریختگری می‌گردد.

 

کاربرد برنز در فشنگ :

فشنگ ها دارای یک پوکه هستند که مرمی ، باروت و چاشنی را در یک واحد مستقل یکپارچه می کند. فشنگ یکی از مهمترین بخش های اسلحه های گرم به شمار می رود. فشنگ یک واحد مستقل کاملا آب بندی شده و یکپارچه شده است.

 

پوکه ( Case ) :

پوکه جایگاهی است که در آن عمل انفجار باروت صورت گرفته و باعث رانش ود و در نتیجه ساچمه ها می شود. پوکه ها از نظر طولی اندازه های مختلفی دارند. بدنه پوکه در هنگام شلیک به جان لوله چسبیده و باعث آبندی شدن و جلوگیری از خروج گاز باروت از ته لوله می شود. وجود هر گونه عیب و ایرادی در پوکه باعث اختلال در آب بندی لوله و فرار گاز باروت و منجر به حادثه می شود.

 

پایه پوکه ( base ) وظیفه نگهداری چاشنی را دارد و قسمت برنزی آن دارای زه است که باعث می شود فشنگ در محل معین خود در جان لوله توقف کرده و همچنین برای کشیدن فشنگ از جان لوله و بیرون آوردن آن استفاده می شود. درون پوکه در قسمت ته آن یک پایه وجود دارد که قسمتی از بدنه چاشنی را نگه داشته و به قدرت کلی پوکه کمک می کند. از نظر جنس مواد ، پایه بیرونی همه پوکه ها از جنس برنز بوده و در جنس بدنه و پایه داخلی با هم تفاوت دارند ( به جز پوکه های تمام برنزی قدیمی ) پوکه ها در چند نوع مختلف مقوائی ، پلاستیکی با پایه داخلی مقوا و پلاستیکی موجود هستند. در ته پوکه محل قرار گرفتن چاشنی قرار دارد و دور پایه آن با استوانه برنزی پوشیده شده است.

 

وجود قلع در مس باعث افزایش استحکام و خواص مکانیکی می شود حد حلالیت قلع در مس در فاز آلفا حدود 13.5 درصد است و در درجه محیط مقادیر بسیار کوچک و صفر می رسد

قلع در مس تشکیل فاز بین فلزی دلتا را می دهد Cu3Sn8 این فاز ، فاز سختی بوده و باعث افزایش سختی آلیاژ می شود عموما آلیاژ های مس قلع زیر 20 درصد قلع دارند و آلیاژ هایی که 5 تا 10 درصد قلع دارند دارای فاصله انجماد بسیار طولانی 200درجه و لذا انجماد خمیری دارند یکی از آلیاژ های برنز آلیاژ زنگ می باشد که دارای 20 تا 23 درصد قلع می باشد و سختی و شکنندگی زیاد دارد وجود سرب باعث افزایش خاصیت ماشین کاری می شود وجود آلومینیم در آلیاژ های مس قلع باعث افزایش سختی و شکنندگی این نوع آلیاژ ها می شود و همچنین وجود آهن در ترکیب شیمیایی این نوع آلیاژ ها به ریز شدن شبکه کریستالی کمک می کند .

آلیاژ های برنز در یاتاقان ها و نقاطی که میزان خوردگی بالا می باشد استفاده می شود مانند اسکله ها و کشتی ها همچنین درجه حرارت ریخته گری برنز 1070 تا 1150 درجه می باشد.

 

حمل و نقل:

کلیه اشکال اصلی حمل و نقل برای اجرای نقش‌های حیاتی‌شان به مس وابسته‌اند. از آلیاژهای مس-نیکل بر روی بدنه‌های قایق‌ها و کشتی‌ها برای کاهش پوسیدگی ناشی از آب دریا استفاده می‌شود و بدین طریق مقدار آب‌نشینی کشتی‌ها کاسته شده و مصرف سوخت بهبود می‌یابد.

ظروف، مخازن، لوله‌هایی که در معرض آب دریا هستند، پروانه کشتی‌ها، سکوهای نفتی و ایستگاه‌های برق ساحلی همگی به مقاومت مس در برابر خوردگی نیازمندند.

     بعلت مقاومت بالای مس در مقابل خوردگی، از این فلز به وفور در صنایع غذایی و شیمیایی استفاده می شود. در مهندسی مکانیک، با تولید کننده های ابزارهای دقیق، در ساخت خودرو و کشتی سازی، کاربرد فراوان دارد. گرایش به سمت کاربرد مس در ساختمان سازی بعنوان ماده نصب، دیوار سازی و سقف سازی رو به فزونی است. در مهندسی هیدرولیک، مس در گرفتن روزنه های سدها، دریچه سد (مسیل) و پل ها کاربرد دارد.

با ورود به قرن جدید و تغییر شیوه های رزمی در میادین جنگ ؛خوانواده ی جدیدی از مسلسل های دستی معرفی شده که به اختصار (personal defence weapon) یا  pdwسلاح دفاع شخصی خوانده میشوند.از ویژگی های اصلی این گروه نوظهور میتوان به سبکی؛نواخت تیر بالا و سرعت دهانه ی بیشتر و ضریب کشندگی قابل قبول اشاره کرد.

کارخانه ی هکلر اند کوخ بعنوان یکی از پیشگامان طراحی و ساخت سلاح های کارامد دست به طراحی و ساخت مسلسل دستی مدرن mp7 زده تا با دستی پر وارد قرن ۲۱ شود.به جرات میتوان گفت که تاکنون در ساخت هیچ سلاحی همانند mp7 به وفور از پلاستیک استفاده نشده.نوع پلاستیکی که در ساخت قبضه و روپوش لوله این سلاح به کار رفته از ضریب مقاومت بالایی در برابر ضربه و حرارت برخوردار است.اسکلت اصلی این سلاح از جنس فولاد ساخته شده و برای افزایش استحکام و کاهش هر چه بیشتر وزن سلاح ساختمان ان به شکل نردبانی طراحی شده.

 

بیشتر گلوله های معمولی از جنس فلز سرب ساخته شده و با ورق مس روکش میشوند ولی گلوله های این سلاح که وزن انها ۶/۱ گرم است از جنس فولاد ساخته شده و با ورق برنز روکش میشوند.علت بکار گیری فلز فولاد در ساخت گلوله های این سلاح افزایش توانایی این گلوله در نفوذ در انواع زره سبک بوده است.