وبلاگ

اگر نگاهی به دور و بر خود بیندازیم بسیاری از سازه‌ ها، دستگاه‌ ها و ماشین‌ آلاتی را می‌ بینیم که تماماً از فلز ساخته‌ شده‌ اند یا در ساختار خود قطعات فلزی به‌ کار برده شده است. فلزها انواع گوناگون دارند و هر کدام از آن‌ ها نیز کاربردهای گسترده و گوناگون منحصر به خود را دارند. آلیاژها از ترکیب دو یا چند فلز با هم و یا از ترکیب فلز و نافلز تشکیل می‌ شوند. آلیاژهای مختلف نیز کاربرد متفاوت دارند. در این مقاله به معرفی مفرغ، انواع آن، تاریخچه و کاربرد مفرغ در دوران مختلف می‌ پردازیم.

فلز مفرغ چیست؟

مفرغ در واقع همان آلیاژ برنز است که در زمان‌ های قدیم ایرانیان نام مفرغ را بر آن نهاده بودند. مفرغ یا برنز را می‌ توان به‌ عنوان قدیمی‌ ترین آلیاژی که توسط بشر شناخته‌ شده نام برد. قدمت این آلیاژ به حدود پنج هزار سال قبل از میلاد مسیح بر می‌ گردد. مفرغ در واقع آلیاژی است که بر پایه فلز مس بوده و از ترکیب مس و روی تشکیل می‌ شود. این آلیاژ را می‌ توان به‌ طور طبیعی در معادن مس نیز مشاهده کرد. زیرا به‌ طور طبیعی در این معادن فلز مس با فلزات سنگ‌ های اطراف که ممکن است فلز روی‌ هم باشند ترکیب‌ شده و به شکل آلیاژ طبیعی قابل‌ مشاهده است.

حداقل 67 درصد آلیاژ مفرغ را فلز مس تشکیل می‌ دهد. آلیاژ مفرغ از فلزات مس و روی سخت‌ تر است و به همین جهت در ساختن اشیای مقاوم و برنده مانند چاقو و غیره استفاده می‌ شود. این آلیاژ در رنگ‌ های مختلف وجود دارد مانند نارنجی، قرمز و قرمز کم‌ رنگ. از دیگر خصوصیات آلیاژ مفرغ (برنز) می‌ توان به جوش‌ پذیری عالی، نرمی و ماشین پذیری، مقاومت به خوردگی اتمسفری، عدم جرقه سایشی، دوام و پایداری و سخت شدگی با کار سرد اشاره کرد.

انواع مفرغ

آلیاژ مفرغ یا برنز را به سه دسته کلی زیر طبقه‌ بندی می‌ کنند:

1. مفرغ (برنز) آلفا: این نوع از برنز چکش‌ پذیری خوبی در حالت سرد دارد.
2. مفرغ (برنز) بتا: مفرغ بتا در حالت گرم دارای خاصیت چکش‌ خواری بالایی است.
3. مفرغ (برنز) گاما: این نوع از برنز (مفرغ) نرم و شکننده است و قابلیت چکش‌ خواری ( چکش‌ پذیری) خوبی ندارد.

تاریخچه مفرغ در ایران

همان‌ طور که در قسمت بالا اشاره شد از زمان‌ های بسیار دور و از حدود هزاران سال قبل مفرغ به‌ عنوان یکی از آلیاژهای مهم مورد استفاده بشر قرار می‌ گرفته و بشر از این آلیاژ برای مصارف گوناگون استفاده می‌ کرده است. به‌ عنوان‌ مثال در انگلستان در معادن کورنوال ذخیره‌ های بسیار زیادی از روی وجود دارد و از زمان‌ های دور انگلیسی‌ ها از این روی برای تولید و استفاده اشیای مفرغی استفاده می‌ کردند و بخشی از این روی را نیز به کشورهای دیگر اروپایی برای ساختن مفرغ می‌ فرستادند. رومی‌ ها، مصری‌ ها، چینی‌ ها و یونانی‌ ها نیز از مفرغ برای ساخت وسایل استفاده می‌ کردند.

کاربردهای آلیاژ مفرغ در زمان‌ های قدیم

کاربرد مفرغ در زمان‌ های قدیم برای ساخت ظروف مختلف و ادواتی مانند نیزه، چاقو و غیره بوده است. استفاده از ظروفی مانند کاسه‌ ها، فنجان‌ ها و بشقاب‌ های مفرغی در قرون‌ وسطی در انگلستان و سایر کشورها رواج داشته است. ولی این آلیاژ مختص طبقه متوسط جامعه بود و ثروتمندان آن زمان از ظروفی از جنس نقره برای وسایلشان استفاده می‌ کردند. در کشورهای مختلف مانند فرانسه، روسیه، هلند، بلژیک، آلمان، سوئیس و غیره نیز از قرن چهاردهم ساخت ظروف مفرغی مانند قابلمه، بشقاب، نمکدان، فنجان و غیره رواج پیدا کرد.

کاربرد فلز مفرغ در صنعت

در زمان حال، از مفرغ با نام برنز فسفری نیز یاد می‌ شود که استحکام و مقاومت بالایی دارد ولی ضریب اصطکاکش پایین است. همین خصوصیات مفرغ باعث شده است تا از آن در ساخت و تولید انواع چرخ‌ دنده‌ ها، پره موتور کشتی‌ ها و تمامی اجزای متحرک ماشین‌ آلات استفاده شود. از دیگر کاربرد این فلز می‌ توان به استفاده از این آلیاژ در ساخت قطعات ابزارهای موسیقی مانند سیم گیتار و ساخت ساکسیفون یاد کرد. همین‌ طور می‌ توان از آلیاژ مفرغ در ساخت ظروف مختلف، مجسمه‌ های گوناگون و ابزار تزیینی برای استفاده در دکوراسیون منازل و سایر مکان‌ ها بهره برد.

مفرغ‌ های مختلف با درصد قلع مختلف و کاربرد آن‌ ها

مفرغ را بر اساس میزان قلع موجود در آلیاژ به شش گروه طبقه‌ بندی می‌ کنند که مفرغ هر گروه کاربردهای مختلفی دارد که در این قسمت به توضیح مختصر آن می‌ پردازیم:

• مفرغ گروه اول یا گروه آلفا

در این نوع از مفرغ چیزی حدود 7 تا 8 درصد قلع و کمتر از 0.01 درصد فسفر استفاده‌ شده است. از این نوع از مفرغ در ساخت و تولید چرخ محور توربین‌ ها، ساخت فنرهای مختلف و تولید سکه استفاده می‌ شود.

• مفرغ گروه دوم

در این گروه از آلیاژ مفرغ نیز حدود 7 تا 8 درصد قلع به همراه روی و سرب وجود دارد. از مفرغ گروه دوم در ساخت و تولید لوله‌ ها و دریچه‌ ها و ساخت مدال‌ های ورزشی برنزی استفاده می‌ شود.

• مفرغ گروه سوم

مفرغ گروه سوم حاوی 8 تا 10 درصد قلع است. از این نوع از آلیاژ مفرغ در ساخت انواع چرخ‌ دنده و انواع یاتاقان که در صنایع مختلف کاربرد دارند، استفاده می‌ شود.

• مفرغ گروه چهارم

گروه چهارم از مفرغ‌ ها دارای 6 تا 14 درصد قلع به همراه 0.1 تا 0.6 درصد فسفر و مقدار کمی از عناصر سرب و نیکل است. از این نوع از مفرغ‌ ها در صنایع کشتی‌ سازی استفاده می‌ شود.

• مفرغ گروه پنجم

آلیاژ مفرغ گروه پنجم حاوی 0 تا 10 درصد قلع و تا 30 درصد سرب است که در ساخت و تولید یاتاقان‌ ها کاربرد دارد.

• مفرغ گروه ششم

و بالاخره گروه ششم از مفرغ‌ ها شامل تا 30 درصد قلع و مقادیر کمی از عناصر سرب و روی است که در ساخت زنگ‌ ها و ناقوس‌ ها استفاده می‌ شود.

اگر بخواهیم کاربردهای آلیاژ مفرغ (برنز) را به‌ طور کلی در یک جا جمع‌ آوری کنیم، می‌ توان گفت که کاربردهای آلیاژ مفرغ به شرح زیر است:

• استفاده در ساخت و تولید محصولات الکتریکی
• در مجسمه‌ سازی و ریخته‌ گری
• ساخت قطعات سازهای موسیقی
• در ساخت ابزارهای مربوط به سوارکاری
• ساخت ظروف مختلف مانند بشقاب قابلمه و غیره
• ساخت ظروف و اشیای تزیینی
• در ساخت انواع لوسترها
• در صنایع خودروسازی مانند ساخت یاتاقان، بلبرینگ، ابزارهای انتقال قدرت در موتور خودرو
• استفاده در صنایع کشتی‌ سازی
• در ساخت توربین‌ ها
• در ساخت انواع لوله‌ ها و دریچه‌ ها

جمع‌ بندی

آلیاژ مفرغ یا همان برنز، طبق روایتی اولین آلیاژی است که از هزاران سال قبل بشر آن را کشف کرده و از آن در مصارف مختلف استفاده کرده است. این آلیاژ از ترکیب مس و روی حاصل می‌ شود که کاربردهای گسترده‌ ای از ظروف مورد استفاده در آشپزخانه گرفته تا صنایع کشتی‌ سازی و خودروسازی دارد.

نوشته مفرغ چیست و چه کاربردی دارد و تفاوت آن با برنز در چیست؟ اولین بار در مرکزآهن. پدیدار شد.