النحاس مقابل البرونز مقابل النحاس الأصفر: أي معدن هو المناسب لك؟

المعادن الأكثر استخداما ل التصنيع باستخدام الحاسب الآلي وتشمل المعادن المستخدمة في البناء النحاس والبرونز والنحاس الأصفر. وهي تتمتع بقدرات عمل جيدة وتقنيات صعبة. وعلى الرغم من أن هذه المعادن تبدو متشابهة ولها خصائص كيميائية متشابهة، إلا أن لكل منها بعض الفوائد اعتمادًا على الخصائص والاستخدامات الرئيسية. لاختيار المعدن المناسب لمشاريعك، من الضروري فهم بعض الاختلافات بين النحاس مقابل البرونز مقابل النحاس.

لذا، في هذه المقالة، سنصف ما هي النحاس والبرونز والنحاس الأصفر من حيث بنيتها الأساسية ودرجاتها وسبائكها. بالإضافة إلى ذلك، سنقارن بين ميزاتها الرئيسية ونقاط قوتها ونقاط ضعفها المحددة. في نهاية هذه المقالة، يمكنك اختيار المادة المناسبة لأغراض التصنيع أو البناء.

ما هو النحاس؟

يستخدم النحاس الأصفر كعنصر معدني يتكون في الغالب من النحاس والزنك مع إضافات أخرى، مثل الرصاص والقصدير والألمنيوم. يختلف محتوى النحاس مقارنة بالزنك، مما يجعله مادة معدنية مفيدة، أي النحاس الأصفر.

يتميز النحاس بمظهر لامع مثل الذهب، ويُستخدم عادةً حيث يكون مظهر المادة مهمًا. ومع ذلك، فهو يحظى بتقدير كبير لقدرته على الاحتفاظ بالصوت، ومرونته، ومقاومته للصدأ. لذا، يتم استخدامه في الإلكترونيات، والأدوات الموسيقية المتناغمة، والسباكة.

الخصائص الرئيسية:

قد تشمل بعض الخصائص الرئيسية للنحاس ما يلي؛

• قابلية عالية للطرق
• موصلية كهربائية جيدة
• مقاومة للتآكل
• مناسب جدًا للعمل أو القطع الدقيق.

ما هو البرونز؟

البرونز هو بشكل عام سبيكة تتكون من النحاس 88% والقصدير 12%، ولكن مع إضافات صغيرة من الألومنيوم والمنجنيز والنيكل. وحتى يومنا هذا، يستخدم البرونز على نطاق واسع، وقد استخدم منذ حوالي 5000 ألف عام. علاوة على ذلك، فهو أكثر صلابة وأقل قابلية للسحب من النحاس الأصفر، وعادة ما يكون لونه بنيًا محمرًا.

يتمتع البرونز بصلابة عالية وخصائص مقاومة للتآكل مما يجعله مناسبًا للعديد من التطبيقات. قد تشمل هذه التطبيقات المحامل والمواد المستخدمة في الصناعة البحرية والأجزاء الأخرى المحملة بشكل كبير. كما يتمتع بمقاومة كبيرة للتآكل، وخاصة من المياه المالحة مما يجعله مثاليًا للاستخدام حيث تكون احتمالية ملامسة المياه المالحة عالية جدًا.

الخصائص الرئيسية:

قد تتضمن بعض الخصائص الرئيسية للبرونز ما يلي؛

• قوة عالية ومتانة
• يتميز بمقاومة جيدة للتآكل (خاصة في البيئات البحرية).
• مقاومة جيدة للتآكل
• القدرة على العمل مع هياكل/أشكال معينة

ما هو النحاس؟

النحاس عنصر كيميائي، وهو معدن يوجد في حالته القياسية في الطبيعة. بالإضافة إلى ذلك، فهو يشكل أحد أفضل موصلات الحرارة والكهرباء. يتميز بلونه البرتقالي المحمر ويستخدم على نطاق واسع في التطبيقات الكهربائية وتوزيع المياه وفي تصنيع المعدات الصناعية.

فهو مهم في العديد من القطاعات لأنه يوصل الكهرباء بكفاءة، ولا يدعم نمو البكتيريا ويقاوم التآكل.

الخصائص الرئيسية:

قد تشمل بعض الخصائص الرئيسية للنحاس ما يلي؛

• خصائص توصيل كهربائية وحرارية ممتازة
• العناصر المضادة للبكتيريا التي تأتي من الطبيعة
• ليونة عالية
• سهلة التشكيل والعمل بها

الفروق الرئيسية بين النحاس والبرونز والنحاس الأصفر

لذا، فإن كل هذه العناصر لها نفس الخصائص والتطبيقات تقريبًا. لكنها تختلف جميعًا عن بعضها البعض. دعونا نناقش الفرق بين النحاس والبرونز والنحاس؛

1. التكوين

الآن، يُصنع النحاس من النحاس والزنك، ويُصنع البرونز من النحاس والقصدير مع إضافات مثل الألومنيوم أو النيكل. بالإضافة إلى ذلك، فإن النحاس معدن، لا يُخلط بأي مادة أخرى؛ فهو مادة مكونة من عنصر واحد.

2. اللون والمظهر

يبدو النحاس أصفر اللون إلى ذهبي، ولذلك يُستخدم عادةً في الأعمال الزخرفية. أما البرونز فهو أبيض فضي اللون وله لون بني محمر مناسب للنحت والاستخدامات الصناعية. ومن ناحية أخرى، يتميز النحاس بلون أحمر فاتح.

3. القوة والمتانة

البرونز هو النوع الأكثر شيوعًا من السبائك وهو أقوى أنواع السبائك علميًا وأقلها تعرضًا للتآكل والتلف. في حين أن النحاس الأصفر والبرونز من المواد القابلة للطرق إلى حد ما، فإن النحاس الأصفر أضعف نسبيًا من البرونز والنحاس هو الأقل صلابة من بين الثلاثة.

4. مقاومة التآكل

يتمتع البرونز بقيم عالية جدًا للتآكل، وخاصة في الظروف البحرية. يتمتع النحاس بمقاومة معتدلة للتآكل ويمكن استخدامه في الأدوات المنزلية، بينما يتمتع النحاس بمقاومته ولكنه سيشكل طبقة واقية كميزة إضافية.

5. قابلية التشكيل

تشمل خصائص هذين المعدنين قابلية عالية للطرق مما يعني أنه يمكن طرقهما ولفهما بسهولة. يتمتع هذا المعدن بقابلية متوسطة للطرق ويرجع ذلك أساسًا إلى أن البرونز يصعب تشكيله نسبيًا مقارنة بالمعادن الأخرى.

6. التكلفة

النحاس الأصفر أقل تكلفة من البرونز عادة، على الرغم من أن النحاس أغلى قليلاً بسبب قوة المادة ومرونتها. المعدات المصنوعة من النحاس أغلى قليلاً من تلك المصنوعة من المعدنين الآخرين، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى أن النحاس أغلى عادةً من الحديد أو الألومنيوم.

7. التطبيقات

غالبًا ما يستخدم النحاس في الأجزاء المعرضة للديكور إلى جانب مواد السباكة، ومن ناحية أخرى، يتم استخدام البرونز على نطاق واسع في الصناعات والأجهزة البحرية.

مميزة	نحاس	برونزي	نحاس
تعبير	النحاس + الزنك	النحاس + القصدير (وعناصر أخرى)	النحاس النقي
لون	من الأصفر إلى الذهبي	بني محمر	محمر
القوة (ميجا باسكال)	200 – 700 ميجا باسكال	300 – 900 ميجا باسكال	210 – 350 ميجا باسكال
مقاومة التآكل	متوسط (التقييم: 2-3/5)	مرتفع (التقييم: 4-5/5)	متوسط (التقييم: 3-4/5)
قابلية التشكيل	عالية (سهلة التشكيل)	معتدل (تشكيل محدود)	عالية (سهلة التشكيل)
التكلفة (دولار أمريكي للكيلوغرام)	$3 – $7	$5 – $15	$6 – $10
التطبيقات الشائعة	العناصر الزخرفية، تجهيزات السباكة	معدات بحرية ومكونات صناعية	التمديدات الكهربائية والسباكة

التطبيقات الشائعة للنحاس

وفيما يلي التطبيقات الشائعة للنحاس:

1. الآلات الموسيقية - البوق، والأبواق، والساكسفون.
2. تركيبات السباكة – الصمامات والصنابير والأنابيب.
3. العناصر الملحقة – المصابيح، وزخارف الأثاث.
4. الأجزاء الميكانيكية – التروس والأقفال.
5. المجوهرات – مجوهرات رخيصة وطويلة الأمد.

التطبيقات الشائعة للنحاس

وفيما يلي التطبيقات الشائعة للنحاس:

1. التمديدات الكهربائية – تركيب الأسلاك للممتلكات السكنية والتجارية.
2. الدراسات التطبيقية – المواد والمكونات – السباكة – الأنابيب والتجهيزات.
3. الإلكترونيات – لوحات الدوائر المطبوعة والموصلات.
4. مواد التسقيف – أعمال الكسوة لمقاومة الظروف الجوية.
5. الرعاية الصحية – استخدام مبيدات الفطريات والبكتيريا في الأجهزة الطبية.

التطبيقات الشائعة للبرونز

وفيما يلي التطبيقات الشائعة للبرونز:

1. ضمن تجار المعدات والإمدادات البحرية، المنتجات المحددة المضمنة هي المراوح والمضخات والتجهيزات والمعدات البحرية.
2. المعدات الصناعية - الأعمدة، المحاور، الوصلات، التروس، أجزاء المحرك - المحامل والبطانات.
3. المنحوتات والفنون - من الناحية الفنية، تشمل الأقسام الأخرى التي تعرض أنواعًا مختلفة من التماثيل البرونزية المصبوبة ما يلي؛
4. المعدات – المعدات المقاومة للانفجار والتي تستخدم في البيئات المتفجرة.
5. التروس وأدوات التثبيت - تتميز هذه التروس وأدوات التثبيت دائمًا بأعلى جودة، وخاصةً للآلات الثقيلة.

درجات البرونز والنحاس والبرونز

تتوفر درجات مختلفة من النحاس والبرونز والنحاس الأصفر في السوق. ولكل منها تركيبات وقوى مختلفة. لذا، فإن تطبيقاتها مختلفة أيضًا. سيساعدنا الجدول التالي على فهم الفرق في درجاتها؛

معدن	درجة	تعبير	القوة (ميجا باسكال)	الاستخدام النموذجي
برونزي	سي93200	النحاس 88%، والقصدير 8%، والرصاص 4%	310 – 480	المحامل والبطانات
	سي95400	النحاس 85%، والألومنيوم 8%، والحديد 5%	380 – 550	معدات بحرية، أجزاء المضخة
	سي67500	النحاس 90%، والقصدير 10%	400 – 650	التطبيقات البنيوية
نحاس	سي 11000	النحاس النقي (99.9% نحاس)	210 – 350	التمديدات الكهربائية والسباكة
	سي12200	النحاس الخالي من الأكسجين (نحاس 99.95%)	210 – 350	التطبيقات الكهربائية الراقية
نحاس	سي 36000	النحاس 61%، والزنك 35%، والرصاص 2%	200 – 300	مثبتات وتجهيزات السباكة
	سي26800	النحاس 65% والزنك 35%	250 – 400	التطبيقات الزخرفية

مميزات وعيوب النحاس

فيما يلي بعض إيجابيات وسلبيات النحاس البارزة؛

المميزات:

• مطاوع – قدرة على الانحناء والتشكيل بالإضافة إلى سهولة الحفر والقطع.
• مقاومة للتآكل مناسب بشكل خاص لأعمال السباكة والديكور.
• وظيفية – مظهر السطح يشبه الذهب.
• أكثر بأسعار معقولة مقارنة بالنحاس والبرونز الأكثر تكلفة.
• امتصاص الصوت المادة الأكثر طلبا في الآلات الموسيقية.

القيود:

• قوة منخفضة – هذه العملية ليست مناسبة للاستخدام في الصناعات التحويلية.
• موصلية معتدلة - أقل توصيلا من النحاس.
• قد يتغير اللون - اعتمادًا على السطح الذي تعرض للمادة، هناك احتمالية كبيرة لتغيير مظهرها اللامع.
• عرضة لإزالة الزنك – غالبًا ما نجد أن الزنك يذوب في بعض الظروف.
• مقاومة أقل للتآكل مقاومة التآكل للنحاس أقل من مقاومة التآكل للبرونز.

مميزات وعيوب النحاس

وفيما يلي بعض إيجابيات وسلبيات النحاس البارزة؛

المزايا

• موصلية أعلى - مثالي للاستخدام في الأسلاك الكهربائية.
• السباكة والتطبيقات الخارجية - المادة مقاومة للتآكل عند استخدام الماء البارد أو الساخن.
• خصائص مضادة للبكتيريا - مناسب للاستخدام في قطاع الرعاية الصحية.
• قابل للانصهار يمكن ثنيها إلى أسلاك أو لفها إلى صفائح بقوة لا تذكر.
• خدمة طويلة - قوية وقادرة على تحمل الظروف غير الملائمة.

القيود

• قاسٍ - يعتبر النحاس باهظ الثمن مقارنة بالبرونز والنحاس في شكله الأكثر نقاءً.
• النعومة- أقل مرونة بشكل ملحوظ تجاه الضغط الميكانيكي...
• أكسدة -يمكن أن تنتج طبقة من الأكسيد الواقي على سطح المادة في بعض الأحيان.
• ثقيل- يعتبر النحاس ثقيلًا نسبيًا مما يجعله غير مناسب لبعض التطبيقات.
• حساس للخدوش - النظرة يمكن خدشها بسهولة.

مميزات وعيوب البرونز

فيما يلي بعض إيجابيات وسلبيات البرونزية البارزة؛

المميزات:

• متين- مناسب للاستخدام في الأماكن التي من المحتمل أن تتعرض للاحتكاك مثل المحامل والبطانات.
• طبيعة الشد العالية - قوة شد أعلى من المعادن النحاسية والمعادن النحاسية.
• غير قابل للتآكل مناسبة للتطبيقات البحرية.
• انخفاض التآكل – مناسب للاستخدام حيث يكون هناك سطحين على اتصال مباشر مع بعضهما البعض.
• سهولة التصنيع – يمكن تشكيلها بسهولة أو قطعها إلى أي شكل مرغوب.

القيود:

• يمكن أن تكلف أكثر من النحاس - تكلفة المادة أعلى لأنها عبارة عن سبيكة.
• أثقل - لا يمكن استخدامه حيث يكون من المرغوب فيه استخدام باب ذو وزن أقل.
• أقل توصيلا - غير مناسب للأغراض الكهربائية.
• هشاشة - قد يكون أقل ليونة من النحاس الأصفر أو النحاس الأصفر.
• الكلوريدات - عرضة للكلوريدات وقد تتحلل في ظل ظروف الكلوريد القاسية.

سبائك البرونز والنحاس والبرونز

تتوفر سبائك مختلفة من النحاس والبرونز والنحاس في الأسواق. ولكل منها خصائص وتطبيقات مختلفة. لذا، سيساعدنا الجدول التالي على فهم الفرق بين سبائكها؛

معدن	اسم السبيكة	تعبير	ملكيات	التطبيقات النموذجية
برونزي	برونز الألمنيوم	النحاس 90%، والألومنيوم 10%	مقاومة للتآكل، عالية القوة	المكونات البحرية والصمامات
	برونز السيليكون	النحاس 96%، السيليكون 4%	مقاومة ممتازة للتآكل	الموصلات الكهربائية، المعدات البحرية
	الفوسفور البرونزي	النحاس 90%، والقصدير 10%، والفوسفور 1%	مقاومة للتآكل، ومرونة جيدة	الينابيع، الاتصالات الكهربائية
نحاس	النحاس والنيكل	النحاس 70%، النيكل 30%	مقاوم للتآكل، قوي	التطبيقات البحرية والمبادلات الحرارية
	النحاس والفضة	النحاس 92%، الفضة 8%	تعزيز القوة والتوصيل	الالكترونيات والمجوهرات
نحاس	قطع النحاس الحر	النحاس 60%، والزنك 35%، والرصاص 2%	قابلية التصنيع الجيدة	البراغي والصواميل والمسامير
	خرطوشة نحاسية	النحاس 70% والزنك 30%	ليونة عالية	أغلفة الذخيرة، تجهيزات السباكة

متى نختار النحاس؟

يمكنك استخدام مكونات النحاس على أساس المتطلبات أدناه:

• عندما تقرر الشركة أنها بحاجة إلى تحقيق التوازن بين الجمال والعملية
• للتطبيقات حيث تحتاج المادة إلى حماية معتدلة من التآكل
• مناسب بشكل خاص للاستخدام في الآلات الموسيقية والسباكة والأجزاء الدقيقة.

متى تختار البرونز؟

يمكنك استخدام مادة البرونز لصنع مكوناتك بناءً على المتطلبات أدناه:

• إذا كانت قوة المادة ومقاومتها للتآكل عاملين أساسيين
• مخصصة للاستخدامات الشاقة أو البحرية أو الصناعية.
• مثالية للمحامل والبطانات والتماثيل

متى نختار النحاس؟

يمكنك استخدام مادة النحاس لصنع مكوناتك بناءً على المتطلبات أدناه:

• على وجه التحديد، عندما تصبح الموصلية الكهربائية أو الحرارية معيارًا أساسيًا
• فيما يتعلق بالأسلاك الكهربائية وعناصر التسخين والسباكة.
• مثالي للاستخدام في الأماكن التي تتطلب مقاومة للتآكل والخدش والبكتيريا.

خاتمة

في الختام، خصائص النحاس والبرونز والنحاس مميزة وبالتالي تجعلها مناسبة للاستخدام في تطبيقات مختلفة. يمكنك استخدام قوة الشد العالية وخصائص التحمل برونزي، الخصائص الكهربائية والحرارية للنحاس، أو سهولة تشكيله نحاسيمكن أن يؤثر اختيارهم بشكل كبير على الأداء النهائي لمهمة معينة. ولهذا السبب، عند مقارنة خصائص المعادن المختلفة، فأنت تعرف متطلباتك ومتى تختار معدنًا أو آخر لأغراض التصنيع والبناء.

الأسئلة الشائعة

س1: ما هو المعدن الذي يناسب الأسلاك الكهربائية بشكل أفضل؟

يتم استخدام النحاس مرة أخرى لأنه موصل أفضل للكهرباء من أي معدن آخر.

س2: هل يمكن أن يتآكل النحاس؟

إنه يتمتع بمقاومة مرضية للتآكل ولكنه عرضة للتشقق الناتج عن التآكل الإجهادي في بعض الدرجات.

س3: هل البرونز أقوى من النحاس؟

نعم، البرونز أقوى نسبيًا وأكثر متانة من النحاس الأصفر.

س4: في أي الحالات يجب علي استبدال النحاس بالبرونز؟

أ: يمكن تطبيق البرونز في ظروف تحمل عالية وتآكلية، مثل المياه المالحة أو حيث من المرجح أن يتعرض للتآكل الشديد.