فسفر برنز یکی از آلیاژهای پرکاربرد بر پایه مس است که ترکیب اصلی آن مس (Cu) و قلع (Sn) بوده و به آن مقدار کمی فسفر (P) افزوده می‌شود. این آلیاژ به دلیل داشتن استحکام بالا، مقاومت به خوردگی و خاصیت فنری مناسب، در صنایع مختلف به ویژه الکتریکی، مکانیکی و دریایی کاربرد فراوان دارد.
فسفر برنز به دلیل داشتن میکروساختار ریزدانه و پایدار، یکی از مهم‌ترین آلیاژهای مسی مهندسی به شمار می‌رود. گروه صنعتی فولاد ارزان در این مقاله به بررسی این محصول آلیاژی می‌پردازد. تا انتها با ما همراه باشید.
ترکیب شیمیایی فسفر برنز
ترکیب فسفر برنز بسته به نوع آلیاژ متفاوت است، اما به طور کلی:
مس (Cu): 85% – ۹۵%
قلع (Sn): 5% – ۱۲%
فسفر (P): 0.01% – ۰٫۳۵%
فسفر علاوه بر افزایش سختی و استحکام، به عنوان اکسیدزدا نیز عمل کرده و کیفیت ریخته‌گری را بهبود می‌بخشد.
فولاد ۱٫۲۶۰۱ spk nl
این فولاد سردکار دارای سختی پذیری بالا و مقاومت به سایش خوب است قابلیت ماشین کاری آن پایین می باشد. فولاد Spk با تغییر کوچک و اضافه کردن عنصر وانادیوم و عنصر تنگستن به Spk NL تبدیل می شود.
خواص فیزیکی و مکانیکی
| ویژگی | مقدار تقریبی |
|---|---|
| چگالی | ۸٫۸ – ۸٫۹ g/cm³ |
| نقطه ذوب | ۹۵۰ – ۱۰۵۰ °C |
| سختی (HB) | 80 – ۲۰۰ Brinell |
| مقاومت کششی | ۳۵۰ – ۸۰۰ MPa |
| مدول الاستیسیته | ۱۱۰ – ۱۲۰ GPa |
| رسانایی الکتریکی | ۱۲ – ۱۵% IACS |
| ضریب انبساط حرارتی | ۱۷ ×۱۰⁻⁶ /°C |
- خواص مکانیکی این آلیاژ بسته به میزان قلع و فسفر و همچنین عملیات حرارتی یا نوردکاری تغییر می‌کند.
ویژگی های مهم فسفر برنز
مقاومت به خوردگی بالا: در برابر محیط‌های دریایی، اسیدهای ضعیف و شرایط مرطوب بسیار پایدار است.
خواص فنری عالی: قابلیت انعطاف‌پذیری و برگشت‌پذیری بالا دارد.
مقاومت به سایش: به دلیل سختی نسبی، برای بوش‌ها و یاتاقان‌ها مناسب است.
خواص الکتریکی مناسب: رسانایی کمتر از مس خالص اما کافی برای تجهیزات الکتریکی.
ماشین‌کاری خوب: قابلیت تراشکاری و شکل‌دهی سرد مناسبی دارد.
کاربردهای فسفر برنز
صنعت برق و الکترونیک: ساخت کانکتورها، سوئیچ‌ها، فنرهای الکتریکی و ترمینال‌ها
صنایع مکانیکی: بوش‌ها، یاتاقان‌ها، چرخ‌دنده‌ها، واشرها و قطعات ضدسایش
صنایع دریایی: پروانه کشتی، اتصالات دریایی و قطعات ضد خوردگی
سازهای موسیقی: سیم‌های پیانو، گیتار و دیگر سازهای زهی
ابزار دقیق: قطعات مقاوم به ضربه و اصطکاک در ابزارهای مهندسی
انواع فسفر برنز
فسفر برنز ریختگی (Casting Phosphor Bronze): برای بوش‌ها، یاتاقان‌ها و پروانه‌ها
فسفر برنز نوردی (Wrought Phosphor Bronze): برای ورق‌ها، نوارها و سیم‌ها
فسفر برنز قلع‌دار (High Tin Bronze): دارای قلع بالا (تا ۱۲%)، مناسب برای مقاومت سایشی
مزایا و معایب
مزایا:
مقاومت عالی در برابر خوردگی
استحکام و سختی بالا
خاصیت فنری و انعطاف‌پذیری مناسب
مقاومت سایشی خوب
رسانایی الکتریکی قابل قبول
معایب:
قیمت بالاتر نسبت به برنج و برنز معمولی
رسانایی الکتریکی کمتر از مس خالص
سختی بالا که گاهی ماشین‌کاری را دشوار می‌کند
فسفر برنز به دلیل ترکیب منحصر‌به‌فرد مس، قلع و فسفر، یکی از آلیاژهای مهم مهندسی است که خواصی چون مقاومت خوردگی، استحکام، انعطاف‌پذیری و خاصیت فنری را توأمان داراست. این ویژگی‌ها باعث شده است تا در طیف گسترده‌ای از صنایع، از الکترونیک تا دریایی، جایگاه ویژه‌ای داشته باشد.
