تعتبر المقارنة بين النحاس والبرونز والنحاس أمرًا حيويًا لأنه من السهل جدًا تشويش هذه المعادن. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الاختلافات بين هذه الخيارات المعدنية دقيقة للغاية. وبالتالي ، قد يتم الخلط بسهولة بين مصممي الأجزاء أثناء اختيار المواد. علاوة على ذلك ، فإن أوجه التشابه في التركيب الأولي لهذه المعادن تجعل تصنيفها أكثر صعوبة.
على الرغم من وجود اختلاف طفيف في اللون ، قد لا تتمكن من التعرف بسرعة على المعادن بعيدًا عن بعضها. الجزء الأكثر صعوبة هو أنه لا يمكنك اختيار أي منها فقط لتطبيقاتك. على الرغم من أوجه التشابه العديدة بينهما ، إلا أنها تتمتع أيضًا بالعديد من الميزات المميزة. لذلك ، قد لا يكون النحاس مناسبًا جدًا لبعض التطبيقات التي تستخدم فيها النحاس عادةً.
تقدم لك هذه المقالة مقارنة مفصلة تحدد الفرق بين النحاس الأصفر والبرونز والنحاس. كما أنه يوضح ميزاتها المميزة والسبائك المتاحة والتطبيقات وغير ذلك الكثير. ستساعدك المعلومات الواردة هنا على اتخاذ أفضل الخيارات المعدنية لمشاريعك المعدنية.
كما ذكرنا سابقًا ، تتمتع هذه المعادن بالعديد من الميزات التي تميزها عن بعضها البعض. سنقوم بتقسيم هذه الاختلافات إلى أقسام مختلفة لمساعدتك على فهمها بشكل أفضل.
السبائك المتاحة
سبائك النحاس
يمنحه التركيب الأولي للنحاس تنوعًا في عدة سبائك مختلفة. تتضمن بعض أشهر أنواع النحاس الأصفر في النماذج الأولية السريعة ما يلي:
سبيكة 260.يشار إلى هذه السبيكة أيضًا باسم خرطوشة النحاس. إنه يوضح خصائص العمل الباردة الممتازة. وبالتالي ، فإن سبيكة 260 مفيدة في السيارات والذخيرة والأجهزة والمثبتات.
سبيكة 272.تُعرف السبيكة 272 ، المعروفة شعبياً باسم النحاس الأصفر ، بحوالي 33 بالمائة من الزنك. إنها مناسبة بشكل أساسي للتطبيقات الصناعية.
سبيكة 330.تعتبر هذه السبائك النحاسية ذات قيمة عالية في المناطق التي تتطلب فيها آلية عالية. محتواها المنخفض من الرصاص يجعلها مناسبة للعمل على البارد. يختار العديد من الشركات المصنعة سبيكة 330 لتطبيقات الأنابيب.
سبيكة 353.يساعد نحاس الساعة في تصنيع أجزاء عالية الدقة مثل أجزاء الساعة نظرًا لقدرتها الممتازة على الماكينة.
سبيكة 360.هذه هي الدرجة الأكثر شيوعًا المتاحة من النحاس الأصفر. إنه يظهر قابلية تشكيل ممتازة وقابلية ميكانيكية. سبيكة 360 مناسبة جدًا أيضًا لتطبيقات اللحام بالنحاس الأصفر. بالإضافة إلى ذلك ، يختار المصممون والميكانيون هذه السبائك لتصنيع التركيبات ، والمثبتات ، والصمامات ، ومكونات الأجهزة.
سبيكة 464.تُعرف هذه السبيكة أيضًا باسم النحاس البحري ، وهي مشهورة بمقاومتها الممتازة للتآكل. يمكنه أيضًا تحمل مجموعة واسعة من التغيرات في درجات الحرارة. إن ملاءمة عمليات التشكيل الباردة والساخنة ، والانحناء ، واللحام ، واللحام ، وما إلى ذلك ، تجعلها مفيدة للعديد من التطبيقات.
سبائك البرونز
تتوفر أيضًا العديد من سبائك البرونز بناءً على تكوينها. الدرجات الأكثر شيوعًا هي:
سبيكة 932.يستخدم المصنعون هذا البرونز عالي الرصاص لصنع الغسالات والبطانات والمكونات الأخرى غير الضغط.
سبيكة 954.هذه سبيكة ألمنيوم برونز تستخدم في المعدات الصناعية والتركيب. إنه مناسب للاستخدام في العديد من البيئات.
سبائك النحاس
مادة النحاسهو خيار مفيد آخر في النماذج الأولية السريعة. بعض سبائك النحاس الأكثر استخدامًا هي:
سبيكة 101.هذا النحاس الخالي من الأكسجين مناسب عندما تحتاج إلى ليونة عالية وموصلية كهربائية.
سبيكة 110.يوضح النحاس الكهربائي (ETP) أعلى موصلية حرارية وكهربائية. كما أن لديها ليونة ممتازة وقابلية للتطويع.
سبيكة 122.في حين أنها تشبه إلى حد كبير سبيكة 110 ميكانيكيًا ، إلا أنها تتمتع بقدرة فائقة على اللحام والتشكيل.
سبيكة 145.هذا نحاس التيلوريوم. يحتوي على حوالي 0. 7 بالمائة من محتوى التيلوريوم. مثل العديد من سبائك النحاس الأخرى ، لديها موصلية كهربائية وحرارية ممتازة ، وقابلية فائقة للتشكيل ، وقابلية عالية للتشكيل.
الاختلافات في خصائص المواد بين النحاس والبرونز والنحاس
سيساعدك فهم الاختلافات في خصائص المواد على الاختيار بشكل أفضل بين النحاس الأصفر أو البرونز أو النحاس. ما يلي يوفر لك معلومات مفصلة.
· تكوين العنصر
النحاس معدن غير حديدي موجود في حالته النقية. على عكس البرونز والنحاس الأصفر ، فإن هذا المعدن موجود بشكل طبيعي ، ويمكنك استخدامه مباشرة للمعالجة. من ناحية أخرى ، فإن النحاس الأصفر سبيكة من النحاس والزنك. غالبًا ما يحتوي على الرصاص ، وقد يشمل أيضًا المنغنيز والحديد والألمنيوم والسيليكون وعناصر أخرى.
البرونز هو سبيكة من النحاس ، وغالبًا ما يحتوي على كمية كبيرة من القصدير كعنصر أساسي. ومع ذلك ، فإنه يحتوي أيضًا على النيكل والألمنيوم والفوسفور والزنك وغيرها.
· المقاومة للتآكل
إحدى الطرق التي يقارن بها المصنعون بين البرونز والنحاس هي استخدام مقاومتهم للتآكل. البرونز ، وهو سبيكة من النحاس ، يتأكسد غالبًا عند التعرض للهواء. وبالتالي ، فإنه يشكل طبقة واقية (الزنجار المرقش). نتيجة لذلك ، يتم منع البرونز بشكل كافٍ من التآكل.
يمكن أن يتحمل البرونز بيئات المياه المالحة. وبالتالي ، فهي مفيدة جدًا في التطبيقات البحرية وتركيبات القوارب. ومع ذلك ، فإن محتوى النحاس في هذا المعدن يتحلل عند التعرض المستمر لمركبات الكلور. يخضع النحاس أيضًا للأكسدة لتشكيل حماية لاحقًا لمقاومة ممتازة للتآكل.
من ناحية أخرى ، يتمتع النحاس الأصفر بمستوى أقل من مقاومة التآكل من البرونز والنحاس. ومع ذلك ، فإن بعض درجات النحاس التي تحتوي على كميات كبيرة من المنجنيز تكون عادة أكثر مقاومة للتآكل. في الختام ، يعد البرونز أكثر المواد مقاومة للتآكل من بين الخيارات المعدنية الثلاثة.
· متانة
البرونز مادة متينة وقوية لا تنثني بسهولة. كما أن مقاومته العالية للتآكل تجعله متينًا للغاية. النحاس هو أيضا مادة قوية. ومع ذلك ، فهو أكثر مرونة من البرونز. يمكنك شدها وثنيها بسهولة ، لكنها بالكاد تتشقق أو تخدش. لذلك ، فهي مادة متينة. ومع ذلك ، فإن النحاس الأصفر عرضة للانقسام والتشقق. كما أنه أقل مقاومة للتآكل من المعدنين الآخرين.
· وزن
يلعب عامل الوزن أيضًا دورًا مهمًا في مساعدتك على الاختيار بين النحاس الأصفر أو البرونز أو النحاس. البرونز والنحاس الأصفر لهما أوزان متقاربة جدًا بناءً على كثافتها. ومع ذلك ، إذا كان عليك الاختيار بين البرونز والنحاس الأصفر عندما تحتاج إلى معدن خفيف الوزن لمشروعك ، فإن النحاس الأصفر هو الخيار الأفضل. وذلك لأنه الأخف وزنا من بين المعادن الثلاثة. تبلغ كثافته حوالي 8720 كجم / متر مكعب.
من ناحية أخرى ، تبلغ كثافة البرونز حوالي 7400 إلى 8900 كجم / متر مكعب. النحاس هو أثقل المعادن الثلاثة ، حيث تبلغ كثافته 8930 كجم / متر مكعب.
· آلية
يُظهر النحاس قدرة ميكانيكية أفضل من النحاس والبرونز. إنه معدن أكثر مرونة ، مما يتيح عمليات الانحناء والخراطة وغيرها من عمليات المعالجة. علاوة على ذلك ، غالبًا ما تُظهر سبائك النحاس ليونة عالية. البرونز معدن أكثر صلابة وثباتًا لا يمكن ثنيه بسهولة. يعتبر النحاس الأصفر أيضًا أقل مرونة ، مما يجعله أقل قابلية للتشغيل من الخيارات الأخرى.
· قابلية اللحام
النحاس والبرونز والنحاس قابلة للحام في مجالاتها الخاصة. تتيح هذه المعادن الانضمام إلى اللحام البرونزي السليكوني أو معدات MIG أو تقنيات أخرى. عادة ما يتم لحام النحاس الخالي من الأكسجين بسهولة أكبر. نفس الشيء هو الحال بالنسبة للنحاس منزوع الأكسجين. MIG و TIG هما أكثر التقنيات شيوعًا لخلط هذا المعدن.
تدعم سبائك النحاس أيضًا لحام MIG و TIG والفضة. ومع ذلك ، يصعب لحام السبائك المحتوية على الرصاص. في الأساس ، تضمن السبائك ذات المحتوى المنخفض من الزنك عملية لحام أسهل. من بين الدرجات البرونزية ، يتميز البرونز الخالي من الرصاص بإمكانية اللحام العادلة. ومع ذلك ، فإنها عادة ما تتصدع تحت الضغط ، وقد يكون SMAW هو أفضل تقنية.
يلخص الجدول أدناه الاختلافات في خصائص المواد.
التوصيل الاختلافات بين النحاس والبرونز والنحاس
ستساعدك الاختلافات في التوصيل الكهربائي والحراري على الاختيار الأفضل لتطبيقاتك.
· التوصيل الكهربائي
النحاس هو أحد المواد المستخدمة في الصناعة التحويلية لتقييم المواد الكهربائية. يعبر المصنعون عن تصنيف موصلية هذه المواد بالنسبة إلى النحاس. وبالتالي ، يمكننا القول أن النحاس له موصلية كهربائية بنسبة 100٪.
من ناحية أخرى ، يعتبر النحاس موصلاً مثل النحاس بنسبة 28 بالمائة ، بينما يحتوي البرونز على حوالي 15 بالمائة من الموصلية الكهربائية. يمكن أن يرجع انخفاض معدلات البرونز إلى تكوين عنصر السبائك.
· توصيل حراري
البرونز لديه أعلى موصلية حرارية للمعادن الثلاثة. الموصلية الحرارية لها ما بين 229 و 1440 BTU / hr-ft²- درجة F. يتبع النحاس مع 223 BTU / hr-ft²- درجة F. النحاس هو أقل موصلة حرارية بين المعادن الثلاثة ، مع التوصيل الحراري 64 BTU / ساعة- قدم²- درجة F.
اختلافات القوة بين النحاس والبرونز والنحاس
قوة المادة ضرورية لمساعدتك على اتخاذ قرار بشأن التطبيقات الأكثر ملاءمة. وبالتالي ، يجب مراعاة هذا العامل عند مقارنة النحاس والبرونز مقابل النحاس.
· قوة الشد
عادةً ما يكون البرونز هو الخيار المثالي في التطبيقات التي تكون فيها قوة المعدن ضرورية. هذا بسبب قوة شدها بين 350 إلى 635 ميجا باسكال. يتبع النحاس بقوة شد مطلقة من 338 إلى 469 ميجا باسكال. من ناحية أخرى ، يتمتع النحاس بقوة شد تبلغ 210 ميجا باسكال.
· قوة الغلة
يتميز البرونز بقوة إنتاجية أعلى من النحاس والنحاس. تبلغ قوة الخضوع 125-800 ميجا باسكال ، بينما يحتوي النحاس الأصفر على حوالي 95 إلى 124 ميجا باسكال. يمتلك النحاس أقل مقاومة للخضوع عند 33.3 ميجا باسكال.
القدرة على التشكيل
يجب أن تفي المواد الخاصة بك بمتطلبات الجودة من حيث القابلية للتشكيل. وبالتالي ، سيكون من الأفضل إجراء الاختيار الصحيح.
· القابلية للتشكيل
النحاس قادر على الخضوع لتشوه البلاستيك دون ضرر. لذلك ، تتمتع بقابلية تشكيل استثنائية ، لذلك ينتج المصنعون أسلاكًا بحجم ميكرون مع هذا المعدن. بعض سبائك البرونز قابلة للتشكيل أيضًا. وخير مثال على ذلك هو برونز الفوسفور PB1 الذي يسمح بالتشكيل على البارد. من ناحية أخرى ، يصعب تكوين النحاس الأصفر بسبب مرونته المنخفضة جدًا.
· نقطة الانصهار
كلما انخفضت درجة انصهار المادة ، زادت قابليتها للتشكيل. قد تحد نقطة انصهار النحاس البالغة 1085 درجة من قابليتها للتشكيل. من ناحية أخرى ، تبلغ درجة انصهار البرونز 913 درجة بينما تبلغ درجة انصهار النحاس الأصفر 927 درجة.
المظهر واللمس
قد يكون التفريق بين النحاس والبرونز والنحاس أمرًا صعبًا نظرًا لوجود أوجه تشابه في مظهرهما. ومع ذلك ، هناك بعض الاختلافات الدقيقة التي يجب ملاحظتها.
· اللون
قد يكون التمييز بين البرونز والنحاس الأصفر أمرًا سهلاً مع لونها. يأتي النحاس الأصفر في لون ذهبي مصفر خفيف ، على غرار الحجر العادي. هذا يجعل النحاس مادة مثالية للتركيبات. من ناحية أخرى ، البرونز له لون بني محمر إلى حد ما. لون البرونز مشابه تمامًا للنحاس. لكن البني المحمر البرونزي له ظل ذهبي باهت ، في حين أن اللون البني المحمر للنحاس المكشوف حديثًا مميز للغاية.
· صلابة
سجل النحاس 35 درجة على مقياس صلابة برينل ، بينما سجل النحاس ما بين 55 و 73. من ناحية أخرى ، حصل البرونز على درجة بين 40 و 420. تظهر هذه النتيجة أن البرونز هو الأصعب من بين المعادن الثلاثة. بالإضافة إلى ذلك ، فهو أكثر هشاشة وبالتالي أكثر عرضة للكسر.
التسعير والخيارات
غالبًا ما يوجد النحاس والبرونز والنحاس في درجات مختلفة. وبالتالي ، فإن سعرها يختلف عادة. في حين أن أسعارها قد تختلف بناءً على السبائك ، فإن النحاس عادة ما يكون أغلى من النحاس الأصفر والبرونز. قد يرجع الانخفاض في سعر البرونز إلى انخفاض محتوى النحاس في السبيكة. وبالمثل ، فإن النحاس الأصفر هو الأقل تكلفة لأنه يحتوي على نسبة أكبر من الزنك. نظرًا لأن الزنك أرخص من النحاس ، ينخفض سعر النحاس الأصفر.
في حين أن هذه المعادن مناسبة للعديد من التطبيقات المماثلة ، إلا أن هناك بعض الخصائص المميزة. فيما يلي بعض التطبيقات المهمة للنحاس والبرونز والنحاس.
تطبيقات النحاس
يشتهر النحاس بمزاياه الجمالية والزخرفية. كما أن قابليتها للماكينة وقابليتها للتشغيل تجعلها مفيدة في العديد من الصناعات الأخرى. بعض تطبيقات النحاس تضمن:
مواد السباكة والأنابيب
توصيلات
الإلكترونيات والمحطات الكهربائية
الات موسيقية
مكونات الساعة والساعة
تطبيقات برونزية
الصفائح المعدنية البرونزية مناسبة أيضًا للعديد من التطبيقات الصناعية. توافرها في درجات مختلفة يجعلها متعددة الاستخدامات. تشمل بعض تطبيقاته ما يلي:
البطانات والمحامل لانتقال السيارات
المكونات البحرية ، مثل المراوح وتركيبات السفن والقوارب
الموصلات الكهربائية والمحركات الكهربائية
الينابيع
مكونات البتروكيماويات وأدوات حفر البترول
تطبيقات النحاس
يتمتع النحاس بالعديد من الفوائد ، بدءًا من التشغيل الآلي الممتاز وقابلية التشكيل والتوصيل. هذه الميزات تجعلها مفيدة في مجموعة واسعة من الصناعات. بعض تطبيقات النحاس هي:
محركات كهربائية
مكونات الاتصالات
المشتتات الحرارية والمبادلات الحرارية
أنابيب مفرغة
المكونات المضادة للوقود الحيوي في الغواصات
المكونات المعمارية
فوائد النحاس والبرونز والنحاس
تثبت الدرجات المتاحة تجارياً من هذه المعادن أن الطلب عليها مرتفع في العديد من الصناعات. هذا يرجع إلى خصائصها المفيدة العديدة.
تشمل بعض فوائد النحاس الأصفر ما يلي:
متانة.نظرًا لأن هذا المعدن يحتوي على النحاس والزنك كمكونات أساسية له ، فإنه يتمتع بقابلية منخفضة للتآكل. وبالتالي ، فإن متانته وأدائه يظلان على حالهما لفترة طويلة.
خصائص مضادة للبكتيريا.يمكن أن ينتج النحاس الموجود في النحاس أيونات يمكنها مهاجمة بعض الكائنات الحية الدقيقة. هذه الميزة تجعل من النحاس الأصفر مناسبًا لأنظمة الصرف الصحي وترشيح المياه.
جماليات.على عكس البرونز والنحاس النقي ، فإن النحاس الأصفر أكثر جاذبية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن لمعانها الطبيعي يجعلها مثالية للعناصر الزخرفية.
يحتوي البرونز أيضًا على المزايا التالية:
مقاومة التآكل والارهاق.يحتوي المعدن البرونزي على محتوى نحاسي يتأكسد ليشكل طبقة واقية تمنع التآكل. وهي أيضًا مادة صلبة ذات قوة شد ممتازة لمساعدته على تحمل تطبيقات الإجهاد.
دقة عالية الأبعاد.يعد البرونز أيضًا أكثر ملاءمة لخدمات التصنيع باستخدام الحاسب الآلي الدقيقة.
الموصلية الحرارية والكهربائية العالية.هذه الميزة تجعلها مناسبة للتطبيقات الكهربائية حيث يكون التوصيل أمرًا بالغ الأهمية.
تشطيبات أسطح ممتازة.يدعم البرونز مجموعة واسعة منتشطيب الأسطح المعدنيةالتقنيات. لذلك ، يمكن أن يكون بديلاً للنحاس ، حتى عندما تكون الجماليات مصدر قلق كبير ،
تشمل بعض فوائد النحاس لأغراض التصنيع ما يلي:
الموصلية الحرارية والكهربائية العالية.تجعل هذه الخاصية وفعاليتها النسبية من حيث التكلفة النحاس ذا قيمة عالية في صناعة الكهرباء والإلكترونيات.
آلية ممتازة.النحاس ناعم ، ومرن ، ومرن ، مما يجعله سهل التمدد والانحناء والتشكيل دون أن ينكسر. وبالتالي ، فهو معدن متعدد الاستخدامات لتصنيع المكونات المختلفة.
المقاومة للتآكل.يتمتع النحاس بفاعلية منخفضة مما يؤدي إلى انخفاض احتمالات التآكل. هذا يجعلها أكثر فائدة للأنابيب والتطبيقات الأخرى التي تتطلب التعرض للغلاف الجوي.
إعادة التدوير.من السهل إعادة تدوير النحاس دون أن تفقد جودته. هذه العملية أرخص من معالجة النحاس النقي الجديد. بالإضافة إلى ذلك ، فإن إعادة التدوير تزيد من توفر هذا المعدن.
النحاس مقابل البرونز مقابل النحاس: أي واحد يجب عليك أن تختار؟
تعتبر عملية الاختيار حاسمة للحصول على نتائج عالية الجودة في مرحلة التصميم والتصنيع. عند الاختيار ، يجب أن تضع في اعتبارك ما يلي:
في حين أن المعادن الثلاثة توفر مزيدًا من المتانة ، إلا أنها لا تتمتع بنفس درجة قابلية التشغيل الآلي. يجب أن تفكر في ذلك لضمان معالجة أكثر سلاسة وتقليل التكلفة.
الميزانية هي اعتبار مهم آخر. النحاس هو أرخص المعادن الثلاثة ، في حين أن النحاس هو الأغلى. لذلك ، إذا كانت الميزانية مصدر قلق ، فقد ترغب في الذهاب للنحاس.
في النهاية ، يأتي التطبيق والمرافق أيضًا للعب في اختيارك. سيحدد الاستخدام النهائي للمكون نوع المعدن الذي تختاره. سيكون النحاس مفيدًا عندما تحتاج إلى التوصيل الكهربائي. البرونز مناسب لتطبيقات المياه المالحة بسبب مقاومته للتآكل. كما أنها متينة وصلبة ، ويمكنها أن تتحمل التعب.
