บรอนซ์จัดอยู่ในทวีปอเมริกาเหนืออย่างไร?
บรอนซ์เป็นโลหะผสมที่ประกอบด้วยทองแดงเป็นหลัก ดีบุกประมาณ 12% ถึง 12.5% และโลหะอื่นๆ เช่น อลูมิเนียม แมงกานีส สังกะสี หรือนิกเกิล บางครั้งประกอบด้วยอโลหะหรือเมทัลลอยด์ เช่น สารหนู ฟอสฟอรัส และซิลิคอน ส่วนเสริมที่เป็นโลหะและอโลหะที่แตกต่างกันจะผลิตโลหะผสมทองแดงหลายประเภทที่มีคุณสมบัติแตกต่างกัน
โดยทั่วไปแล้วบรอนซ์เป็นโลหะผสมที่มีความยืดหยุ่นสูง โดยปกติแล้วจะออกซิไดซ์บนพื้นผิวเท่านั้น และเมื่อชั้นคอปเปอร์ออกไซด์เกิดขึ้น แกนโลหะจะได้รับการปกป้องจากการกัดกร่อนเพิ่มเติม กระบวนการนี้สามารถเห็นได้ในรูปปั้นโบราณ โลหะผสมที่มีทองแดง เช่น บรอนซ์ มีจุดหลอมเหลวต่ำกว่าเหล็กหรือเหล็ก ซึ่งทำให้ผลิตได้ง่ายกว่า บรอนซ์มีความหนาแน่นมากกว่าเหล็กประมาณ 10% แม้ว่าโลหะผสมที่ใช้อลูมิเนียมหรือซิลิคอนอาจมีความหนาแน่นต่ำกว่าเล็กน้อย บรอนซ์มีค่าการนำความร้อนและไฟฟ้าได้ดีกว่าเหล็กกล้าส่วนใหญ่ โดยทั่วไปจะมีราคาแพงกว่าเหล็ก แต่ราคาถูกกว่าโลหะผสมที่มีนิกเกิล เป็นสีทองหม่นและมีวงแหวนสีจางๆ อยู่บนพื้นผิว
บทความนี้จะกล่าวถึงทองแดงประเภทต่างๆ โดยเฉพาะโลหะผสม การใช้งาน และคุณสมบัติต่างๆ
ดีบุกบรอนซ์
ทองแดงที่มีดีบุกเป็นองค์ประกอบหลักในการผสม โดยทั่วไปปริมาณดีบุกจะอยู่ระหว่าง 3 ถึง 14% และส่วนใหญ่จะใช้เพื่อสร้างส่วนประกอบที่ยืดหยุ่นและชิ้นส่วนที่ทนทานต่อการสึกหรอ บรอนซ์ดีบุกข้ออ้อยมีดีบุกไม่เกิน 8% และบางครั้งก็เติมฟอสฟอรัส ตะกั่ว สังกะสี และองค์ประกอบอื่น ๆ ฟอสฟอรัสเป็นสารกำจัดออกซิไดซ์ที่ดีและยังช่วยเพิ่มความลื่นไหลและความต้านทานต่อการสึกหรออีกด้วย ตะกั่วจะถูกเติมลงในดีบุกบรอนซ์เพื่อปรับปรุงความสามารถในการขึ้นรูปและความต้านทานการสึกหรอ และสังกะสีจะถูกเพิ่มเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติการหล่อ โลหะผสมนี้มีคุณสมบัติทางกลสูง คุณสมบัติต้านแรงเสียดทานและความต้านทานการกัดกร่อน ตัดง่าย มีคุณสมบัติในการบัดกรีและการเชื่อมที่ดี มีค่าสัมประสิทธิ์การหดตัวเล็กน้อย และไม่เป็นแม่เหล็ก การเคลือบผิว เช่น บูชบรอนซ์ ปลอก และองค์ประกอบต้านแม่เหล็ก สามารถเตรียมได้โดยการพ่นเปลวไฟด้วยลวดและการพ่นอาร์ค
ซิลิคอนบรอนซ์
ซิลิคอนบรอนซ์ บางครั้งเรียกว่าบรอนซ์ซิลิคอนสีแดง ประกอบด้วยทองแดง ซิลิคอน และสังกะสี โดยปกติจะมีซิลิคอนมากถึง 6% นอกจากนี้ยังสามารถประกอบด้วยทองแดง ซิลิคอน และโลหะผสมอื่นๆ เช่น แมงกานีส ดีบุก เหล็ก และสังกะสี เป็นโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูง มีความสามารถในการเทง่าย ทนต่อการกัดกร่อนสูง และมีผิวสำเร็จที่สวยงาม นิยมใช้กับชิ้นส่วนปั๊มและวาล์วมากที่สุด
สารเรืองแสงสีบรอนซ์
ฟอสเฟอร์บรอนซ์หรือที่เรียกว่าดีบุกบรอนซ์ ประกอบด้วยทองแดง ดีบุกมากถึง 11% และฟอสฟอรัสสูงถึง 0.35% การเติมฟอสฟอรัสจะเพิ่มความต้านทานการสึกหรอและความแข็งของทองแดง โลหะผสมนี้ขึ้นชื่อในด้านความเหนียว ความทนทาน ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ และขนาดเกรนที่ละเอียด ฟอสเฟอร์บรอนซ์มักใช้ในการผลิตอุปกรณ์ที่ทนต่อการกัดกร่อน อุปกรณ์ไฟฟ้า แหวนรอง สปริง เครื่องเป่าลม และเครื่องดนตรี
อลูมิเนียมบรอนซ์
อลูมิเนียมบรอนซ์ประกอบด้วยทองแดง อลูมิเนียมประมาณ 6% ถึง 12% และบางครั้งมีการเติมแต่งอื่นๆ เช่น เหล็ก นิกเกิล แมงกานีส และซิลิคอน เป็นโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูง ทนต่อการกัดกร่อน และทนต่อการเสียดสี การใช้งานทั่วไป ได้แก่ ฮาร์ดแวร์ทางทะเลและปั๊มที่ใช้ขนส่งของเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเนื่องจากความต้านทานการกัดกร่อน โดยเฉพาะกับน้ำทะเล นอกจากนี้ยังใช้ในอุตสาหกรรมปิโตรเลียม ปิโตรเคมี และน้ำประปาอีกด้วย
แมงกานีสบรอนซ์
แมงกานีสบรอนซ์ประกอบด้วยแมงกานีส ทองแดง สังกะสี อลูมิเนียม และเหล็กมากถึง 3% ทนทานต่อแรงกระแทกและเสียรูปแทนที่จะแตกหัก มีความทนทานต่อการกัดกร่อนของน้ำเค็มได้สูง จึงมักใช้กับใบพัดเดินทะเล บรอนซ์แมงกานีสยังใช้สำหรับชิ้นส่วนวาล์วและปั๊ม เกียร์ น็อตและโบลต์
แบริ่งบรอนซ์
ตามชื่อที่สื่อถึง ตลับลูกปืนบรอนซ์มักใช้ทำตลับลูกปืนและบุชชิ่ง แบริ่งบรอนซ์มีปริมาณตะกั่วประมาณ 6% ถึง 8% ปริมาณตะกั่วที่สูงขึ้นทำให้มีคุณสมบัติเสียดสีต่ำ ทำให้เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีการสึกหรอสูง โดยเฉพาะพื้นที่ที่เข้าถึงหรือบำรุงรักษาได้ยาก
ทองแดง-นิกเกิล
ทองแดง-นิกเกิลบรอนซ์หรือที่เรียกว่าทองแดงสีขาว มีปริมาณนิกเกิลสูงกว่าตั้งแต่ 2% ถึง 30% เช่นเดียวกับโลหะผสมทองแดงประเภทอื่นๆ มีความทนทานและทนต่อการกัดกร่อน โดยเฉพาะกับน้ำเค็ม อีกทั้งยังมีเสถียรภาพทางความร้อนสูงอีกด้วย คอปเปอร์-นิกเกิล บรอนซ์ใช้ในชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์ทางทะเล ตัวเรือ ปั๊ม และวาล์ว
บิสมัทบรอนซ์
บิสมัทบรอนซ์ประกอบด้วยบิสมัท 1% ถึง 6% มีความทนทานต่อการกัดกร่อน เหนียวกว่า และนำความร้อนได้มาก มันขัดเงาได้ดี บางครั้งจึงใช้กับตัวสะท้อนแสงและกระจกเงา การใช้งานทางอุตสาหกรรมที่พบบ่อยที่สุดคือตลับลูกปืน บิสมัทบรอนซ์มักใช้ทำเครื่องครัวตลอดประวัติศาสตร์ ปัจจุบันบางครั้งก็ใช้แทนทองสัมฤทธิ์ที่มีสารตะกั่ว
