انسان از همان ابتدا به وجود موادی با خواص مختلف پی برده و از آنها به صورت مناسب استفاده کرده است. یکی از قدیمی‌ترین آلیاژهای شناخته شده، آلیاژ مفرغ است که نقش مهمی در زندگی انسان‌های گذشته ایفا می‌کرد. از این آلیاژ در تولید ظروف، قابلمه، سکه، مجسمه‌سازی و … استفاده می‌شد. در حال حاضر نیز این ماده ارزشمند در تولید بسیاری از محصولات به کار گرفته می‌شود. مفرغ ترکیب درصد مشخصی از مس و قلع است که خواص بسیار نادری دارد. استحکام و مقاومت بالا، این آلیاژ را جزء پرکاربردترین آلیاژها در سالیان اخیر قرار داده است. ما در این مطلب در مورد آلیاژ مفرغ و هر آنچه که لازم است در مورد این آلیاژ بدانید، مطالبی را ارائه می‌دهیم.
آلیاژ مفرغ چیست؟
بدون شک شما نیز با شنیدن نام مفرغ، این سوال به ذهنتان خطور خواهد کرد که آلیاژ مفرغ چیست؟ و یا اینکه آلیاژ مفرغ از چه عناصری تشکیل شده است؟ در اطراف ما آلیاژهای گوناگونی وجود دارد که در اثر ترکیب فلزات مختلف با یکدیگر به وجود می‌آیند. از این میان می‌توان به آلیاژ مفرغ که همان برنز است، اشاره کرد. اولین آلیاژی که توسط انسان‌ها ساخته شده است آلیاژ مفرغ می‌باشد.
مفرغ معمولاً از ترکیب مس و قلع به وجود می‌آید. هنگامی که سنگ مس را در کوره‌ها ذوب می‌کنند، فلزاتی که همراه مس هستند و نقطه ذوب پایین دارند، زودتر ذوب می‌شوند. این مواد در گودال‌ها و کوره‌ها ته نشین شده و سبب تولید انواع مفرغ‌ها می‌شوند.
انواع آلیاژ مفرغ
مقاومت، استحکام و ضریب اصطکاک کم این آلیاژها سبب کاربرد فراوان آنها شده است. از این آلیاژها برای ساختن اشیا سختی همچون چاقو و نیزه استفاده می‌کنند. همچنین در پره‌های موتور کشتی‌ها، چرخ دنده‌ها و اجزای متحرک ماشین‌ها از این آلیاژها استفاده می‌شود.
مفرغ‌ها به سه دسته تقسیم می‌شوند:
- مفرغ بتا
- مفرغ آلفا
- مفرغ گاما
مفرغ نوع آلفا در حالت سرد چکش پذیری خوبی از خود نشان می‌دهد. خاصیت چکش پذیری مفرغ نوع بتا در حالت گرم بالاتر می‌باشد. مفرغ نوع سوم که همان مفرغ گاما است، چکش‌کاری خوبی ندارد و نرم و شکننده است.
تاریخچه مفرغ در ایران
پیش از هزاره دوم قبل از میلاد مهاجرانی از دشت‌های شمالی که در سوارکاری و تربیت اسب افرادی بسیار ماهر بودند به لرستان فعلی آمدند. این افراد که علاقه شدیدی به اسب سواری داشتند، هنر مفرغ لرستان را متحول نمودند. لگام، مهار اسب، حلقه‌های زین، رکاب و نیز سلاح‌های دستی، شمشیر و بت‌های مختلف از جمله محصولات مفرغی آن زمان بودند. ساخت وسایل مفرغی به دو صورت ریخته‌گری و چکش‌کاری به دست آن افراد انجام می‌گرفت.
از سنگ و یا گل و موم گمشده برای قالب گیری استفاده می‌کردند. اشیای مفرغی لرستان اکثراً مومی هستند که نشان دهنده استفاده از موم کندوهای عسل می‌باشد. حتما می‌دانید که برای ایجاد نقش‌ها و شکل‌های مختلف روی ورقه‌های فلزی چکش کاری انجام می‌گرفت.
خواص آلیاژ مفرغ
هر یک از آلیاژ ها بسته به نوع فلزاتی که در تولید آنها به کار برده شده است، دارای خواص و ویژگی‌هایی خواهند بود. آلیاژ مفرغ نیز دارای خواصی مختص به خود است که عبارتند از:
- جوش‌پذیری عالی
- نرمی و ماشین‌پذیری
- مقاومت به خوردگی اتمسفری
- عدم جرقه سایشی
- دوام و پایداری و سخت شدگی با کار سرد
اکسیداسیون در برنزها معمولاً به صورت سطحی اتفاق می‌افتد. با تولید کربنات مس که از اکسیداسیون یک لایه از مس تولید می‌شود، قسمت‌های زیرین در مقابل خوردگی محافظت می‌شوند که مشاهده آن در مجسمه‌های دوران گذشته امکان پذیر است.
نقطه ذوب پایین این آلیاژها نسبت به فولاد یا آهن و چگالی پایین از دیگر خواص این مواد می‌باشد. همچنین این آلیاژها برای گرما و الکتریسیته، هادی خوبی به حساب می‌آیند. خاصیت دیگر این مواد فلزی غیر مغناطیسی بودن آنها است. هر کدام از این خواص سبب شده است تا از این آلیاژ ارزشمند در بسیاری از صنایع استفاده شود.
کاربردهای مفرغ
خواص و ویژگی‌های بسیار زیاد آلیاژ مفرغ سبب کاربرد گسترده آن در آشپزخانه تا صنایع مختلف از جمله کشتی سازی و خودرو سازی شده است. در این قسمت سعی داریم شما عزیزان را با برخی از کاربردهای آلیاژ مفرغ آشنا کنیم. برخی از کاربردهای مفرغ به شرح زیر می‌باشد:
- تولید زنگ‌ها و ناقوس‌ها
- ساخت و تولید محصولات الکتریکی
- مجسمه سازی و ریخته گری
- ساخت ابزارهای مربوط به سوارکاری
- ساختن ظروف مختلف مانند قابلمه و بشقاب و …
- استفاده در ساخت ظروف و اشیای تزیینی و انواع لوستر
از دیگر کاربردهای این آلیاژها می‌توان به صنایع کشتی سازی، ساخت و تولید یاتاقان‌ها، ساخت فنرهای مختلف و چرخ محورتوربین‌ها و همچنین تولید سکه اشاره کرد. از مفرغ‌ها برای تولید لوله‌ها و دریچه‌ها، مدال‌های ورزشی و ساخت انواع چرخ دنده‌ها نیز استفاده می‌شود.
کاربرد مفرغ در اروپا و آمریکای قدیم
همانطور که تا به حال دانستید، آلیاژ مفرغ از اولین آلیاژهایی است که توسط بشر کشف شده و در ساخت انواع مختلفی از وسیله‌ها به کار گرفته می‌شد. در اروپا و آمریکا از این آلیاژ در دو مورد بیش از وسایل دیگر استفاده می‌شد.
مهم‌ترین و ظریف‌ترین وسایلی که از این مواد می‌ساختند، کاسه‌های کلیسا بود که آن زمان بسیار مورد توجه بود. در انگلستان مفرغ در تولید بشقاب و فنجان نقش بسیار مهمی داشت. البته اشراف زاده‌ها در ظرف‌های نقره غذا می‌خوردند و این بشقاب‌ها برای طبقه متوسط بود و به همین دلیل کاربرد زیادی داشت. در تهیه بسیاری از وسایل مانند نمکدان، قابلمه و … نیز از این آلیاژ استفاده می‌شد.
جمع بندی
یکی از پرکاربردترین و مهم‌ترین آلیاژهایی که انسان در طول تاریخ با آن آشنا شده است، آلیاژ مفرغ است. این آلیاژ ارزشمند در طول تاریخ اثرات مفیدی برای انسان داشته است. از کاربردهای این آلیاژ می‌توان به تولید بشقاب، کاسه‌های کلیسا، تولید زنگ‌ها، مجسمه‌سازی، ساخت ابزارهای مربوط به سوارکاری و … اشاره کرد. خواص این آلیاژ از همان ابتدا مورد توجه افراد قرار گرفت و هم اکنون نیز با پیشرفت علم و تکنولوژی از این آلیاژ مهم استفاده‌های گوناگونی می‌شود. خواصی مانند هادی الکتریسیته و گرما، غیر مغناطیسی بودن این آلیاژ را بسیار محبوب کرده است.
