فسفر برنز (Phosphor bronze) آلیاژی است که از مس و قلع ساخته می شود و برای استحکام فسفر به آن اضافه می شود. این به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی شناخته شده است و در بسیاری از کاربردهای صنعتی استفاده می شود. در این پست وبلاگ، به خواص و ویژگی‌های فسفر برنز، از جمله قابلیت ماشینکاری، رسانایی، سختی، خواص مکانیکی، استحکام تسلیم، ترکیب شیمیایی و کاربردهای بالقوه آن خواهیم پرداخت.
برنز فسفر به دلیل استحکام کششی و شکل پذیری خوب، قابلیت ماشینکاری عالی دارد. این آن را برای عملیات تراشکاری و سوراخ کاری و همچنین رزوه کاری ایده آل می کند. رسانایی حرارتی بالای آن همچنین به جلوگیری از تجمع گرما در حین عملیات ماشینکاری کمک می کند. آلیاژها معمولاً با پرداخت سطحی خوب عرضه می شوند که به حداقل سنگ زنی یا پرداخت پس از ماشینکاری نیاز دارند.
رسانایی الکتریکی فسفر برنز در مقایسه با آلیاژهای دیگر مانند مس یا آلومینیوم نسبتاً کم است اما همچنان از اکثر آلیاژهای فولادی بالاتر است. وجود قلع در آلیاژ به آن مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی می دهد که آن را برای کاربردهای الکتریکی در محیط های سخت مانند محیط های دریایی یا تاسیسات صنعتی نزدیک به ساحل ایده آل می کند. همچنین غیر مغناطیسی است، که آن را برای استفاده در قطعات الکتریکی که نیاز به محافظت در برابر میدان های مغناطیسی دارند، مانند موتورها و ژنراتورها، مناسب می کند.
سختی برنز فسفر بسته به ترکیب آلیاژ متفاوت است، اما به طور کلی از 30 تا 50 راکول C (Rc) متغیر است. این محدوده آن را برای قطعات مقاوم در برابر سایش برای یاتاقان‌ها و بوش‌ها و چرخ دنده‌ها و پینیون‌ها که ممکن است ضربه وارد شود، مناسب می‌کند. همچنین مقاومت در برابر خستگی را نسبت به سایر فلزات ارائه می‌کند و آن را برای کاربردهای با چرخه بالا مانند فنرها یا بست‌هایی که تحت شرایط بارگذاری چرخه‌ای مکرر قرار دارند، مناسب می‌سازد.
خواص مکانیکی برنز فسفر به مقدار مس و قلع موجود در آلیاژ و همچنین هر عنصر اضافی اضافه شده در طول فرآیند تولید مانند روی یا سرب بستگی دارد. به طور کلی، این آلیاژها استحکام کششی بسیار خوبی در دماهای بالا تا 150 درجه سانتیگراد (302 درجه فارنهایت) همراه با شکل پذیری خوب حتی در دمای اتاق نشان می دهند و آنها را برای کاربردهای با دمای بالا مانند آسترهای کوره یا منیفولدهای اگزوز در جایی که وجود دارد مناسب است. نیاز به ثبات ابعادی برتر در شرایط دمای بالا تا 200 درجه سانتیگراد (392 درجه فارنهایت).
قدرت تسلیم برنز فسفر به ترکیب دقیق آلیاژ بستگی دارد، اما معمولاً در محدوده 500 MPa (72 ksi) تا 900 MPa (130 ksi) قرار دارد. این محدوده، برنزهای فسفر را برای کاربردهای باربری مختلف، مانند چرخ دنده‌هایی با نیروی برش بالا، بدون کاهش چقرمگی یا شکل‌پذیری در دماهای بالا تا 150 درجه سانتیگراد (302 درجه فارنهایت) مناسب می‌سازد.
آلیاژهای فسفر برنز حاوی تقریباً 97-99٪ مس با 1-3٪ قلع وزنی و مقادیر کمی از عناصر دیگر مانند سرب، روی، بیسموت یا آرسنیک، بسته به نیازهای کاربرد مورد نظرشان هستند. این عناصر اضافی می توانند به بهبود ویژگی های فیزیکی آن ها کمک کنند و در عین حال مقاومت در برابر خوردگی عالی را به دلیل محتوای مس زیادشان حفظ کنند.
برنزهای فسفر به دلیل ویژگی‌های فیزیکی عالی و مقاومت در برابر خوردگی برتر در مقایسه با آلیاژهای دیگر مانند فولاد یا آلیاژهای آلومینیوم، طیف گسترده‌ای از کاربردهای بالقوه را دارند که آنها را انتخابی ایده‌آل برای جستجوی موادی می‌کند که در محیط‌های سخت مانند محیط‌های دریایی به راحتی خورده نشوند. یا نزدیک تاسیسات صنعتی ساحلی طیف گسترده ای از ویژگی های مکانیکی آنها را برای استفاده در کاربردهای مختلف از اجزای الکتریکی مانند دسته سیم، سوئیچ ها، کانکتورها، ترمینال ها، رله ها و غیره تا قطعات مقاوم در برابر سایش مانند یاتاقان ها، بوش ها، چرخ دنده ها، شفت ها، پین ها مناسب می کند. و غیره، به قطعات ماشین دقیق مانند پیچ، مهره پیچ و غیره، به فنرها و بست ها تحت شرایط بارگذاری چرخه ای مکرر.
برنزهای فسفر ترکیبی منحصربفرد از ویژگی‌های فیزیکی عالی و مقاومت در برابر خوردگی عالی را ارائه می‌کنند، که آنها را به انتخاب موادی ایده‌آل در هنگام جستجوی موادی تبدیل می‌کند که می‌توانند در محیط‌های سخت بدون خوردگی سریع مقاومت کنند. طیف گسترده ای از خواص مکانیکی آنها را برای استفاده در بسیاری از کاربردهای مختلف از جمله اجزای الکتریکی، قطعات مقاوم در برابر سایش، قطعات دقیق ماشین آلات و فنرها و بست ها در شرایط بارگذاری چرخه ای مکرر مناسب می کند. با توانایی آنها در ارائه عملکرد برتر حتی در دماهای بالا تا 150 درجه سانتیگراد (302 درجه فارنهایت)، آنها یک انتخاب عالی برای جستجوی موادی هستند که به پایداری ابعادی برتر در شرایط دمایی شدید نیاز دارند. بنابراین اگر به دنبال موادی هستید که دوام و عملکرد را با هم ترکیب کنند، فسفر برنز بهترین انتخاب است!
منبع: https://foolaz.ir/
