مقدمة
تستخدم سبائك النحاس المصبوب على نطاق واسع في مختلف الصناعات بسبب خصائصها الممتازة، بما في ذلك مقاومة التآكل، والتوصيل الحراري، وسهولة الصب. يتم إنتاج هذه السبائك عن طريق صهر وصب النحاس وعناصر أخرى في قوالب لتكوين أشكال معقدة. تستكشف هذه المقالة الأنواع الشائعة من سبائك النحاس المصبوب وخصائصها وتطبيقاتها.
سبائك النحاس والقصدير (البرونز)
تعد سبائك البرونز من بين سبائك النحاس المصبوب الأكثر شيوعًا. أنها تحتوي عادة على النحاس والقصدير كعناصر أساسية.
| نوع سبيكة | الخصائص الرئيسية | التطبيقات المشتركة | قوة الشد (MPa) | صلابة (HB) |
|---|---|---|---|---|
| برونز عالي القصدير | قوة عالية، مقاومة جيدة للتآكل | المحامل والبطانات والتروس | 310-380 | 80-100 |
| برونز متوسط القصدير | مقاومة التآكل ممتازة، وانخفاض الاحتكاك | مقاعد الصمام ومكونات المضخة | 240-310 | 60-85 |
| الجرس البرونزي | صلابة عالية، وقابلية جيدة للتصنيع | أجراس، الآلات الموسيقية | 200-240 | 90-110 |
توفر السبائك البرونزية توازنًا جيدًا بين القوة ومقاومة التآكل ومقاومة التآكل، مما يجعلها مناسبة لمختلف التطبيقات الصناعية.
سبائك النحاس والزنك (النحاس)
سبائك النحاس هي سبائك النحاس والزنك التي تستخدم على نطاق واسع بسبب قابليتها للتشكيل الممتازة وقابليتها للتصنيع.
| نوع سبيكة | الخصائص الرئيسية | التطبيقات المشتركة | قوة الشد (MPa) | استطالة (٪) |
|---|---|---|---|---|
| النحاس الأصفر | قوة جيدة، وقابلية تصنيع ممتازة | تركيبات السباكة، الأجهزة الزخرفية | 230-350 | 20-35 |
| نحاس عالي القوة | ليونة عالية، ومقاومة جيدة للتآكل | المكونات المعمارية، الأجهزة البحرية | 380-550 | 15-25 |
| النحاس المحتوي على الرصاص | إمكانية تصنيع ممتازة، تكلفة منخفضة | الصمامات والتجهيزات والمسبوكات الزينة | 220-310 | 20-30 |
تشتهر سبائك النحاس بلونها الذهبي وغالبًا ما تستخدم في التطبيقات الزخرفية بالإضافة إلى المكونات الوظيفية.
سبائك النحاس والألومنيوم (برونز الألومنيوم)
تجمع سبائك البرونز المصنوعة من الألومنيوم بين خصائص النحاس وقوة وخفة الألومنيوم.
| نوع سبيكة | الخصائص الرئيسية | التطبيقات المشتركة | قوة الشد (MPa) | قوة الخضوع (ميجا باسكال) |
|---|---|---|---|---|
| مرحلة واحدة البرونزية | قوة عالية، مقاومة ممتازة للتآكل | المراوح البحرية، دافعات المضخة | 550-650 | 250-300 |
| دوبلكس البرونز | مقاومة جيدة للتآكل، قوة عالية | المحامل والتروس ومكونات الصمامات | 600-750 | 280-350 |
| النيكل آل البرونز | قوة ممتازة في درجات الحرارة العالية | مكونات الطائرات ، شفرات التوربينات | 650-800 | 300-400 |
تحظى سبائك البرونز والألمنيوم بتقدير خاص لقوتها العالية ومقاومتها الممتازة للتآكل في البيئات البحرية.
سبائك النحاس والسيليكون (برونز السيليكون)
توفر سبائك برونز السيليكون مزيجًا من القوة العالية والمقاومة الممتازة للتآكل.
| نوع سبيكة | الخصائص الرئيسية | التطبيقات المشتركة | قوة الشد (MPa) | الموصلية الكهربائية (%IACS) |
|---|---|---|---|---|
| برونز منخفض السيليكون | قوة عالية، ليونة جيدة | الأجهزة البحرية والتجهيزات المعمارية | 380-480 | 15-20 |
| برونز سيليكون متوسط | مقاومة ممتازة للتآكل، وقابلية لحام جيدة | مكونات المضخة، أجسام الصمامات | 410-520 | 7-10 |
| برونز عالي السيليكون | قوة عالية، مقاومة جيدة للتآكل | المحامل والبطانات والتروس | 450-550 | 5-8 |
غالبًا ما تستخدم سبائك برونز السيليكون في التطبيقات التي تتطلب قوة عالية ومقاومة للتآكل، خاصة في التطبيقات البحرية والمعمارية.
سبائك النحاس والنيكل
توفر سبائك النحاس والنيكل، المعروفة أيضًا باسم كوبرونيكل، مقاومة ممتازة للتآكل، خاصة في مياه البحر.
| نوع سبيكة | الخصائص الرئيسية | التطبيقات المشتركة | قوة الشد (MPa) | الموصلية الحرارية (W/m·K) |
|---|---|---|---|---|
| 70-30 كوبرونيكل | مقاومة ممتازة للتآكل بمياه البحر | الصمامات البحرية والمضخات والمبادلات الحرارية | 330-380 | 29 |
| 90-10 كوبرونيكل | قوة عالية، مقاومة جيدة للتآكل | مهاوي المروحة، والتجهيزات البحرية | 280-330 | 50 |
| 55-45 كوبرونيكل | مقاومة فائقة للتآكل، قوة عالية | معدات المعالجة الكيميائية ومحطات تحلية المياه | 400-450 | 21 |
تستخدم سبائك النحاس والنيكل على نطاق واسع في صناعات المعالجة البحرية والكيميائية بسبب مقاومتها الاستثنائية للتآكل.
سبائك النحاس عالية القوة
تم تصميم هذه السبائك للتطبيقات التي تتطلب قوة وصلابة عالية.
| نوع سبيكة | الخصائص الرئيسية | التطبيقات المشتركة | قوة الشد (MPa) | قوة الخضوع (ميجا باسكال) |
|---|---|---|---|---|
| البرونز المنغنيز | قوة عالية جدًا، مقاومة جيدة للتآكل | محامل الخدمة الشاقة، التروس الدودية | 650-750 | 320-380 |
| النيكل والألومنيوم البرونزية | قوة عالية، مقاومة جيدة للتآكل | المراوح البحرية، دافعات المضخة | 600-700 | 280-350 |
| النيكل والسيليكون البرونزية | قوة ممتازة، ومقاومة جيدة للتآكل | أجسام الصمامات الهيدروليكية، مراوح الغواصات | 700-800 | 350-400 |
تُستخدم هذه السبائك عالية القوة في التطبيقات التي قد لا توفر فيها سبائك البرونز أو النحاس القياسية قوة كافية أو مقاومة للتآكل.
خاتمة
توفر سبائك النحاس المصبوب مجموعة واسعة من الخصائص المناسبة للتطبيقات المتنوعة عبر العديد من الصناعات. من القوة العالية لبرونز الألمنيوم إلى مقاومة التآكل الممتازة لسبائك النحاس نيكل ، هناك سبيكة نحاسية مناسبة لأي متطلبات هندسية تقريبًا. يعتمد اختيار السبائك على التطبيق المحدد ، مع الأخذ في الاعتبار عوامل مثل القوة ، ومقاومة التآكل ، ومقاومة التآكل ، وقابلية الآلات ، والتكلفة.
مع استمرار تقدم علم المواد ، يتم تطوير سبائك النحاس المصبوب الجديدة لتلبية الاحتياجات التكنولوجية الناشئة واللوائح البيئية. يضمن براعة وأداء سبائك النحاس المصبوب أهميتها المستمرة في الهندسة والتصنيع الحديثة.