برونز الألومنيوم

📅 آخر تحديث: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 4 صور
الموسوعة الحرة
الألواح الكبيرة في الخلفية مصنوعة من برونز الألومنيوم

البرونز الألومنيومي نوع من البرونز يُضاف فيه الألومنيوم إلى النحاس كمعدن رئيسي (للاطلاع على سبائك الألومنيوم والنحاس التي يكون الألومنيوم مكونها الرئيسي، انظر سبائك الألومنيوم والنحاس )، وذلك على عكس البرونز العادي (النحاس والقصدير ) أو النحاس الأصفر (النحاس والزنك ) . وقد استُخدمت أنواع مختلفة من البرونز الألومنيومي بتراكيب متنوعة في الصناعة، حيث تتراوح نسبة الألومنيوم في معظمها بين 5% و11% وزناً، بينما تشكل نسبة النحاس النسبة المتبقية. كما تُضاف أحيانًا عناصر أخرى مثل الحديد والنيكل والمنغنيز والسيليكون إلى البرونز الألومنيومي.

المؤلفات

فيما يلي أكثر تركيبات سبائك البرونز الألومنيوم المطروق شيوعًا، وفقًا لتصنيفات ISO 428. تُظهر النسب المئوية التركيب النسبي للسبيكة بالوزن. النحاس هو المكون المتبقي بالوزن، ولذلك لم يُدرج في القائمة.

سبيكةالألومنيومحديدالنيكلالمنغنيزالزنكالزرنيخ
CuAl54.0–6.5%0.5% كحد أقصى.0.8% كحد أقصى.0.5% كحد أقصى.0.5% كحد أقصى.0.4% كحد أقصى.
CuAl87.0–9.0%0.5% كحد أقصى.0.8% كحد أقصى.0.5% كحد أقصى.0.5% كحد أقصى.
CuAl8Fe36.5–8.5%1.5–3.5%1.0% كحد أقصى.0.8% كحد أقصى.0.5% كحد أقصى.
CuAl9Mn28.0–10.0%1.5% كحد أقصى.0.8% كحد أقصى.1.5–3.0%0.5% كحد أقصى.
CuAl10Fe38.5–11.0%2.0–4.0%1.0% كحد أقصى.2.0% كحد أقصى.0.5% كحد أقصى.
CuAl10Fe5Ni58.5–11.5%2.0–6.0%4.0–6.0%2.0% كحد أقصى.0.5% كحد أقصى.

خصائص المواد

برونز ألومنيوم يحتوي على 20% ألومنيوم عند تكبير 500 مرة

تتميز برونزيات الألومنيوم بلونها الذهبي. وتُقدّر قيمتها العالية لقوتها ومقاومتها للتآكل مقارنةً بسبائك البرونز الأخرى. تتميز هذه السبائك بمقاومتها للتشوه ، وانخفاض معدلات تآكلها في الظروف الجوية العادية ، وانخفاض معدلات أكسدتها عند درجات الحرارة العالية، وانخفاض تفاعلها مع المركبات الكبريتية ونواتج الاحتراق الأخرى . كما أنها مقاومة للتآكل في مياه البحر . وتعود مقاومة برونزيات الألومنيوم للتآكل إلى الألومنيوم الموجود فيها، والذي يتفاعل مع أكسجين الهواء الجوي مُكَوِّنًا طبقة سطحية رقيقة ومتينة من الألومينا (أكسيد الألومنيوم) تعمل كحاجز يمنع تآكل السبيكة الغنية بالنحاس. ويمكن تحسين مقاومة التآكل بإضافة القصدير . [ 1 ]

من الخصائص البارزة الأخرى لبرونز الألومنيوم تأثيراته المضادة للميكروبات . يمنع عنصر النحاس في السبيكة استعمار الكائنات البحرية، بما في ذلك الطحالب والأشنات والبرنقيل وبلح البحر ، ولذلك قد يكون مفضلاً على الفولاذ المقاوم للصدأ أو غيره من السبائك غير النحاسية في التطبيقات التي يكون فيها هذا الاستعمار غير مرغوب فيه.

التطبيقات

تُستخدم برونزيات الألومنيوم بشكل شائع في التطبيقات التي تجعلها مقاومتها للتآكل مفضلة على مواد هندسية أخرى. وتُستخدم في التطبيقات البحرية نظرًا لمقاومتها الممتازة للتآكل في مياه البحر. [ 2 ] [ 3 ] وتُستخدم في المعدات البحرية مثل المراوح والمضخات والصمامات، بالإضافة إلى مكونات بناء السفن وتجهيزات الهيكل. [ 4 ] ولخصائصها غير المغناطيسية، تُستخدم أيضًا في السفن الحربية، وخاصة في معدات السونار . [ 5 ] وتشمل التطبيقات الأخرى المحامل البسيطة ومكونات معدات الهبوط في الطائرات ، وأوتار الغيتار ، ومكونات المحركات (خاصة للسفن البحرية)، والتثبيتات تحت الماء في الهندسة البحرية . [ 6 ] كما تُستخدم برونزيات الألومنيوم لتلبية متطلبات توجيه ATEX للمناطق 1 و2 و21 و22. وقد أدى لونها الذهبي الجذاب إلى استخدامها في صناعة المجوهرات .

تُعدّ برونزات الألومنيوم من أكثر المعادن طلبًا في القطاعات والمجالات التالية: الخدمات العامة المتعلقة بمياه البحر، وإمدادات المياه ، وصناعات النفط والبتروكيماويات (أي الأدوات المستخدمة في البيئات غير المُولِّدة للشرر)، والتطبيقات المتخصصة في مقاومة التآكل، وبعض تطبيقات ترميم المباني الإنشائية. يمكن لحام هذه السبيكة باستخدام تقنية اللحام بالغاز الخامل المعدني، وذلك باستخدام قلب من برونز الألومنيوم وغاز الأرجون النقي . تُستخدم هذه السبيكة بديلًا عن الذهب في صناعة تيجان الأسنان ، نظرًا لخمولها الكيميائي ومظهرها الذي يُشبه الذهب.

اشتهرت شركة دوهلر لصب القوالب في توليدو، أوهايو، بإنتاج براستيل، وهي سبيكة برونزية عالية الشد ومقاومة للتآكل. [ 7 ] [ 8 ]

العملات المعدنية

عملات معدنية من فئة 5 فرنكات مصنوعة من البرونز الألومنيومي من عام 1940

كانت إيطاليا رائدة في استخدام سبيكة برونزية من الألومنيوم في سك عملاتها المعدنية ، تُسمى " برونزيتال " ( وهي كلمة مركبة من "البرونز الإيطالي")، وذلك لعملتيها من فئة 5 و10 سنتيمو في عام 1939، قبل أن يتم اعتماد تركيبة نهائية للسبيكة بنسبة 92% نحاس، و6% ألومنيوم، و2% نيكل في عام 1967. [ 9 ] ومنذ ذلك الحين، استُخدمت هذه السبيكة في عملات الليرة الإيطالية من فئات 20 و200 و500 ليرة حتى عام 2001. كما استُخدمت هذه السبيكة في عملات الدولار الأسترالي والنيوزيلندي من فئتي 1 و2 دولار، وعملات السنتيمو المكسيكية من فئتي 20 و50 سنتيمو قبل عام 2009، واللب الداخلي لعملات البيزو المكسيكية ثنائية المعدن من فئات 1 و2 و5 بيزو، وعملة البيزو الفلبينية من فئة 10 بيزو قبل عام 2017 ، وعملة الدولار الكندي من فئة 2 دولار (المعروفة أيضًا باسم "توني")، والحلقات الخارجية لعملات البيزو المكسيكية من فئات 10 و20 و50 و100 بيزو. عملات بيزو.

الذهب النوردي هو سبيكة أخرى من البرونز الألومنيومي تُستخدم في سك العملات، وقد طُوّرت في ثمانينيات القرن الماضي، وتتكون من 89% نحاس، و5% ألومنيوم، و5% زنك، و1% قصدير. استُخدمت هذه السبيكة لأول مرة في صناعة العملة السويدية فئة 10 كرونات عام 1991، وانتشر استخدامها على نطاق واسع بعد استخدامها في صناعة عملات اليورو من فئات 10 و20 و50 سنتًا عام 2002.

مراجع

  1. ↑ "الزمرد | طرق ومواد مقاومة التآكل | تأثير إضافة القصدير على مقاومة التآكل لبرونز الألومنيوم" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2014-02-02 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2011-01-11 .
  2. ↑ ترينتو، تشين (12 أبريل 2024). "كيف يُستخدم البرونز اليوم" . مواد ستانفورد المتقدمة . تم الاطلاع عليه في 27 أكتوبر 2024 .
  3. ↑ "البرونز: خصائصه واستخداماته ومشاكله" . إدارة الخدمات العامة الأمريكية . 8 مايو 2016. تم الاطلاع عليه في 27 أكتوبر 2024 .
  4. ↑ يوكوتا، موتوهيرو؛ موتشيزوكي، هيرومي (2024). "تأثيرات مقاومة التآكل لطلاءات أغشية برونز الألومنيوم ومقاومة الانفصال الكاثودي لأغشية الطلاء" . الهندسة البحرية . 59 (2): 234-240 . doi : 10.5988/jime.59.234 .
  5. ↑ سنوك، ك. أ.؛ ريهريج، ب. و. (2005). "محولات طاقة متطورة تعتمد على بلورة أحادية كهرضغطية لتطبيقات السونار البحري". ندوة IEEE للموجات فوق الصوتية . المجلد 2. الصفحات 1065-1068 . doi : 10.1109/ULTSYM.2005.1603034 . ISBN   0-7803-9382-1.
  6. ↑ "السبائك النموذجية المستخدمة" . شركة أكيوريت سبيشياليتيز . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28-08-2018 .
  7. ↑ "مجموعة شركة دوهلر-جارفيس، MSS-202" .
  8. ↑ سبائك وولدمان الهندسية ( الطبعة التاسعة). الجمعية الأمريكية للمعادن. 2000. ISBN  978-0-87170-691-1.
  9. ^ "20 ليرة، إيطاليا" . نوميستا .