برنز نیکل (Nickel Bronze) نام دیگر آلیاژهای مس – نیکل است. نیکل برای تشکیل یک سری آلیاژ محلول جامد به مس اضافه می‌شود که تقریباً 10، 20 و 30% نیکل دارد و مفرغ نیکل نیز نامیده می‌شود. جدول زیر ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی و کاربرد خاص برخی از این آلیاژها را نشان می‌دهد. افزایش نیکل، استحکام و مقاومت به خوردگی و اکسایش را افزایش می‌دهد. از آنجا که استحکام آلیاژهای مس- نیکل نسبتاً زیاد است و نسبت به خوردگی و سایش ناشی از آب پرفشار دریا مقاوم هستند، لذا در تولید مبرد های دریایی و لوله های انتقال آب دریا به کار می‌روند. چون آلیاژهای مس- نیکل به سرعت کار سخت نمی شوند، در لوله ها و صفحات مبرد، مبدل های حرارتی و طیف گسترده ای از تجهیزات فرآیند های شیمیایی به کار می روند.
| ترکیب شیمیایی ، خواص مکانیکی و کاربرد های خاص آلیاژهای مس نیکل منتخب | ||||||||
| نام و شماره | درصد ترکیب شیمیایی | شکل تجاری | استحکام کششی ksi | استحکام تسلیم ksi | درصد ازدیاد طول در 2 اینچ | درصد مقاومت به خوردگی | درجه قابلیتماشین کاری | مشخصات ساخت و کاربرد های خاص |
| 706 مس-نیکل 10% | 88.7Cu,1.3Fe,10.0Ni | F, T | 44-60 | 16-57 | 10-42 | E | 20 |
قابلیت کار گرم و سرد خوب، ساخت به روش شکل دادن، خمش و جوشکاری. کاربردها: صفحات مبرد، لوله های تقطیر، لوله های مبدل گرما و بخار، لوله های آب شور، بست فلزی. |
| 710 مس-نیکل 20% | 79.0Cu,21.0Ni | F, W, T | 49-95 | 13-85 | 3-40 | E | 20 |
قابلیت کار سرد و گرم، ساخت به روش پولک زنی، شکل دادن، خمش و جوشکاری. کلربردها: مبردهاا، تقویت کننده های ارتباطی، فنرهای الکتریکی، لوله های مبدل گرما و بخار، بست فلزی، مقاومت ها |
| 715 مس-نیکل 30% | 70.0Cu,30.0Ni | F, R, T | 54-75 | 20-70 | 15-45 | E | 20 | مشابه با آلیاژ مس 706 |
| 717 | 67.8Cu,0.7Fe,31.0Ni,0.5Be | F, R, W | 70-200 | 30-180 | 4-40 | G-E | 20 |
قابلیت کاریرد و گرم خوب کاربردها: قطعات سازه ای استحکام بالا برای مقاومت به خوردگی در مقابل آب و دما، کابل های زمینی، فنرها، حلقه های نگهدارنده، مهر، پیچ، پین. |
| 725 | 88.2Cu,9.5Ni,2.3Sn | F, R, W, T | 55-120 | 22-108 | 1-35 | E | 20 |
قابلیت کار سرد و گرم عالی. ساخت به روش پولک زنی، لحیم کاری، سکه زنی، کشش، خمش، کله زنی، فشردن و سردکاری. کاربردها: فنرهای تقویت کننده، اتصال ها، آلیاژ لحیم، چارچوب، فانوس های کنترل دار حساس. |
| F: محصولات مسطح ، T: تیوب ، W: سیم و R: میله. G: خوب ، E: عالی | ||||||||
ویرایش
|
ریزساختار ریزساختار آلیاژهای مس و نیکل شامل محلول جامد α است. به عنوان مثال دانه‌های فاز α که تبلور مجدد یافته اند، در آلیاژ %70Cu-%30Ni مطابق شکل روبرو نشان داده شده است. خواص مکانیکی و الکتریکی خواص مکانیکی آلیاژهای مس- نیکل در جدول بالا ارائه شده است. نیکل و مس هر دو ساختار FCC دارند، بنابراین آلیاژهای Cu-Ni در تمام محدوده ترکیباتشان شکل‌پذیر هستند. با افزایش نیکل، استحکام مس با مکانیزم استحکام دهی محلول جامد افزایش می‌یابد در حالی که شکل پذیری در حد مطلوبی باقی می ماند. |
 |
نیکل شدیداً مقاومت الکتریکی مس را افزایش می‌دهد. مقاومت الکتریکی آلیاژ %55Cu-%45Ni بسیار زیاد است اما ضریب تغییرات نسبت به دما خیلی کم است. یعنی مقاومت الکتریکی تغییرات کمی برحسب دما دارد. بنابراین این آلیاژ برای مقاومت های سیم پیچی شده در ابزارآلات الکتریکی مفید می باشد. در جدول زیر برخی از خواص فیزیکی، مکانیکی و الکتریکی آلیاژهای مس نیکل آورده شده است.
| واحد | مقدار حداکثر | مقدار حداقل | خواص | |
| Mg/m3 | 8.95 | 8.5 | چگالی | Density |
| MJ/kg | 180 | 140 | محتوی انرژی | Energy Content |
| MPa | 550 | 85 | استحکام فشاری | Compressive Strength |
| % | 0.44 | 0.03 | انعطاف پذیری | Ductility |
| MPa | 550 | 85 | حد الاستیک | Elastic Limit |
| MPa | 240 | 138 | حد تحمل | Endurance Limit |
| MPa.m0.5 | 79 | 26 | چقرمگی | Fracture Toughness |
| - | 0.35 | 0.34 | ضریب پوآسون | Poisson s Ratio |
| GPa | 58 | 45 | مدول برشی | Shear Modulus |
| MPa | 624 | 267 | استحکام تسلیم | Tensile Strenght |
| GPa | 156 | 120 | مدول یانگ | Young s Modulus |
| KJ/kg | 240 | 220 | گرمای نهان ذوب | Latent Heat of Fusion |
| K | 480 | 425 | حداکثر دمای کاری | Maximum Service Temperature |
| K | 1508 | 1384 | نقطه ذوب | Melting Point |
| J/kg.K | 386 | 384 | گرمای ویژه | Specific Heat |
| W/m.K | 66 | 19 | رسانش گرمایی | Thermal Conductivity |
| K10-6/K | 17 | 16 | ضریب انبساط حرارتی | Thermal Expansion |
| 10-8ohm.m | 36.3 | 11.7 | مقاومت ویژه | Resistivity |
عضو شوید
عضویت سریع
آمار مطالب
آمار بازدید
