الوزن النوعي للبرونز وخصائصه وتصنيفه وجدول القيم
البرونز سبيكة ثنائية أو متعددة المكونات من النحاس وعناصر أخرى غير الزنك، تُضاف لتحسين خصائص المعدن. وتُعد العناصر التي تبلغ نحو 2,5% من الكتلة الكلية مكونات سبائكية. ومنها القصدير والرصاص والكروم والحديد والمنغنيز والبيريليوم والسيليكون والفوسفور والألمنيوم وعناصر مشابهة أخرى.
يُرمز إلى البرونز وفق معلمتين: تدل الحروف على السبيكة نفسها، وتبين الأرقام محتوى مكونات السبك. فمثلًا БрА5 برونز ألمنيومي، وБрО5 برونز قصديري.
البرونز من أقدم المواد في العالم، وقد صُنعت منه قديمًا أدوات العمل والأسلحة وقطع الأثاث المختلفة.
جدول الوزن النوعي للبرونز
البرونز مجموعة من سبائك النحاس، ولذلك تعتمد كثافته على الدرجة وعناصر السبك. ويُستخدم للبرونز القصديري غالبًا نطاق يقارب 8,7-8,9 غ/سم³، لكن القيم قد تختلف في البرونز الألمنيومي والسيليكوني والبيريليومي والرصاصي. وللحساب الدقيق تؤخذ كثافة الدرجة المحددة من الجدول أو شهادة المادة.
يسهّل الجدول التالي حساب وزن البرونز بعرض قيم الوزن النوعي ووزن البرونز بحسب وحدات القياس.
جدول وزن البرونز
| المادة | الوزن النوعي (غ/سم³) | وزن 1 م³ (كغ) |
| البرونز | من 7,4 إلى 8,9 | من 7400 إلى 8900 |
تصنيف البرونز
يُصنف البرونز وفق معيارين: تقني وكيميائي.
وينقسم وفق المعيار التقني إلى نوعين:
- البرونز القابل للتشكيل: نوع ممتاز للتشغيل الميكانيكي، مثل الطرق والكبس والتخديد. ويتميز بانخفاض محتوى القصدير فيه إلى ما لا يزيد على 6%، مما يمنح المادة الخام لدونة عالية.
- برونز السباكة: نوع خاص لصب الأشكال، ويُستخدم في صنع قطع الآلات العاملة في المياه المالحة والتروس وبطانات المحامل.
وينقسم وفق المعيار الكيميائي إلى:
- البرونز القصديري: سبيكة يكون القصدير مكونها الأساسي، وقد يدخل الفوسفور والرصاص والزنك شوائب إضافية. ويكسب القصدير المادة المرونة وسهولة الانصهار والصلادة، بما يحسن التلميع. وتُستخدم المكونات الإضافية لتحسين خصائص السباكة والخصائص الميكانيكية ومقاومة الاحتكاك.
- البرونز الخاص الخالي من القصدير: سبيكة لا تستخدم القصدير. ولا تقل خصائصها عن البرونز القصديري، بل قد تتفوق عليه في بعض المؤشرات.
خصائص البرونز
يتميز البرونز بمتانة عالية ومقاومة للتآكل وخصائص ممتازة مضادة للاحتكاك. كما يقاوم المياه المالحة والهواء ومحاليل الأحماض والمحاليل الكربونية بدرجة مرتفعة. ويلائم اللحام بالقصدير واللحام باستخدام سبائك حشو لينة وصلبة.
يعتمد لون البرونز على نوع مكونات السبك، وقد يتراوح من الأبيض إلى الأحمر. وتختلف خصائص المادة بفضلها أيضًا:
- تؤدي إضافة النيكل والقصدير والألمنيوم والسيليكون إلى تحسين مقاومة التآكل والمرونة والمتانة
- تضيف إضافة الفوسفور والزنك والرصاص خصائص محسنة لمقاومة الاحتكاك إلى خصائص النوع السابق
- ينتج عن إضافة الحديد والنيكل سبيكة معاد تبلورها دقيقة الحبيبات
- تحسن إضافة البيريليوم والزركونيوم والكروم مقاومة الحرارة وتخفض التوصيل الكهربائي
الأسئلة الشائعة
كم يزن 1 م³ من البرونز؟
يعتمد الوزن على درجة البرونز، إذ تختلف كثافة سبائك النحاس مع القصدير والألمنيوم والسيليكون وغيرها من العناصر.
لماذا لا تكون كثافة البرونز واحدة لجميع الدرجات؟
البرونز مجموعة سبائك لا معدن واحد. ويغيّر تركيب عناصر السبك الكثافة والمتانة وخصائص السباكة ومقاومة الاحتكاك.
كيف يُحسب وزن قطعة برونزية؟
حدد حجم القطعة واضربه في كثافة درجة البرونز المطلوبة من الجدول أو شهادة المادة.