دانلود تحقیق اثر ناخالصی ها بر روی مس

نوارهای مسی در عملیاتهای شکل دهی مورد استفاده قرار می گیرند .

تمپر ( درجه نوردکاری سرد ) تاثیر کمی بر روی حد فنجانی شدن ( حد عمیق کششی ) دارد ولی اثرات جدی بروی شکل دادن کشیدنی دارد ( به فرو رفتگی های ایجاد شده در آزمایش اریکسن ، گلویی شدن در شکل دادن کشیدنی مراجعه کنید ) و دیگر موارد .

در جدولهای (6-1) ترکیب بعضی از آلیاژهای تجاری مس داده شده است .

Effect of other elements in copper ::7-4
عناصر مورد بحث ، ناخالصیها ، اکسیژن زداهای باقیمانده یا عناصری که عملاً بدلیل خاصی برای بالا بردن بعضی خواص به مس اضافه شده اند در مس می یاشند.

ارسنیک ، آنتیموان ، سیموت ، آهن ، سرب ، کادیم ، کبالت ، نیکل ، نقره ، سولفور ، سلنیم ، تلور عنوان ناخالصی طبقه بندی می شوند .

با وجود اکسیژن بطور عمدی کنترل می شود اما این عنصر ممکن است بعنوان ناخالصی طبقه بندی شود اما شاید صحیح تر این باشد که به عنوان آلیاژ ساز طبقه بندی شود .

بعضی از عناصر که در موارد خاصی به عنوان ناخالصی حضور می یابند در موقعیتهای دیگر به عنوان عناصر الیاژسازی ظاهر می شوند مانند نقره ، سرب ، تلور .

عناصر فسفر ، لیتیم ، بور ، کلسیم می توانند بعنوان اکسیژن زدا مورد استفاده قرار گیرند اما هیچکدام در حد تجاری و قابل توجهی مورد استفاده واقع نمی شود .

ارسنیک ، برلیم ، کادیم ،کبالت ، کرم ، سرب ، نیکل ، فسفر ، سیلیسم ، نقره ، تلور ، قلع ، روی ، و زیرکونیم به طورعمدی به مس اضافه می شوند .

حضور این عناصر در جدول 7 نشان داده شده است .

ARSENIC::1-7-4
ارسنیک بطور طبیعی در بعضی سنگهای معدنی مس ظاهر می شود و ممکن است اجازه داده شود که بعد از عمل تصفیه در مس باقی بماند یا بطور عمدی در غلظتی به میزان 3/0 % به مس اضافه شود .

بعضی وقتها این عنصر به اندازه 5/0% به مس اضافه شده است که تحت عنوان مس ارسنیکی به فروش می رسد و در لوله های مبدلهای حرارتی و لوله های کندانسرها مورد استفاده واقع می شود ( تکنولوژی مبدلهای حرارتی را ببینید ).

ارسنیک استحکام خمشی را تحت شرایط کارسرد کمی افزایش مس دهد و دمای تبلور را بالا می برد .

نقره که به مس ارسنیکی افزوده می شود به بالا رفتن دما تبلور مجدد کمک می کند .

آرسنیک اثر زیان آور قابل بر روی هدایت الکتریکی مس حتی در حضور اکسیژن دارد (به شکل 6 نگاه کنید)
حضور اکسیژن مشخصه های ریخته گری مس ارسنیکی را بهبود می بخشد .

از طرفی ارسنیک موجب بهبود خصوصیات کاری مس اکسیژن دار می شود .

اثرمفید ارسنیک بروی خواص کارسرد مس اکسیژندار بدلیل تاثیر ارسنیک بروی ساختمان آلیاژ تلقی می شود .

اکسیدمس بطور طبیعی به شکل یک یوتکتیک که کریستالها یادانه های نرم را احاطه می کند .

هنگامیکه غلظت ارسنیک از مقدار ( 1/0 )% افزایش می یابد یوتکتیک بوسیله ذرات کروی نسبتا بزرگی و منفردی جانشین می شود و دانه های جداگانه واقع می شوند .

اجزاء تشکیل شده جدید احتمالا محصول واکنش انجام شده بین ارسنیک و اکسید مس هستند که ممکن است این مواد ارسنات مس یاشند .

این ترکیب فعال نوری است و شکلهای تداخلی خاصی هنگامیکه تحت نورپلاریزه به آن نگاه می کنیم تشکیل می دهد.

مشابه آن برای سیستمهای مس- اکسیژن-آنتیموان خاصیت فعالیت نوری گزارش شده است .

ANTIMONY: معمولا آنتیموان فقط در غلظتهای خیلی کم در مس یافت می شود .

آنتیموان با مس بدون اکسیژن تشکیل محلول جامد می دهد بنابراین بر هدایت الکتریکی مؤثر است اما با وجود این کمتر از ارسنیک مورد توجه واقع می شود .

آنتیموان همچنین در حضور CUO تشکیل کره هایی می دهد که ترکیب حاصل شده فعالیت نوری نیز دارد .

مسی که شامل تا حدود (5/0)% آنتیموان در حضور (03/0 – 02/0 )% اکسیژن است بطور موفقیت آمیزی نورد گرم می شود .

مسی که شامل (5/0 – 05/0)% از هر یک ا ز عناصر آنتیموان و ارسنیک در حضور (02/0 )% اکسیژن است می تواند کار گرم شود .

آنتیموان استحکام کنشی و ویژگیهای خستگی مس را در مقایسه با مس ارسنیکی افزایش می دهد و موجب افزایش حد دوام ( حد خستگی) می شود .

آنتیموان حتی در مس اکسیژن دار دمای تبلور مجدد را افزایش می دهد .

BISMUTH :: بیسموت غالبا در مس نامحلول است .

(02/0) % بیسموت در دمای C 0 980 در مس حل می شود .

بیسموت به شکل یک لایه بین دانه ای در مس بدون اکسیژن ظاهر می شود و چون دمای ذوب پایینی دارد (C 0 271 ) تمایل به سرخ شکنندگی است با توجه به اینکه قسمت عظیمی از نوارهای ورق (تسمه ها ) مسی توسط نورد گرم تولید می شوند ، حتی مقدار خیلی کمی بیسموت در مس قابل تعمل نمی باشد حضور فسفر باعث می شود که سرخ شکنندگی ایجاد شود اثر وجود آنتیموان مجددا تکرار شود .

Rees , Conda (26) با انجام عمل آنیلی در دمای c 0 900 دریافتند که تنها اثر بیسموت روی دمای سیم سختی مس ، ( c 0 5/2) به ازای هر ppm بیسموت در دامنه pmm (3-6/1) است بیسموت مانند آرسنیک و با اکسید مس واکنش می دهد که نتیجه اش یک تجمع تدریجی از ساختار یوتکتیکی مس – اکسید مس است به همراه افزایش یافتن غلظت بیسموت تا اینکه ذرات کروی از ماده متشکله جدید بوجود آیند .

با وجود غلظت نسبتاً بالا اکسیژن در مس بیسموت دار ، لایه بیسموت در زیر میکروسکوپ ریز نشده است .

حضور اکسیژن در مس بیسموت دار بهبود خواص مکانیکی نورد کاری گرم را توجیه می کند .

بیسموت همچنین با تمایل به ساختن مدار شکننده خواص نورد کاری سرد را تحت تاثیر قرار می دهد .

حضور سرب علاوه بر بیسموت در آلیاژ سازی اثرات زیان آور بیسموت را کاهش می دهد به این وسیله تمایل بیسموت را به ساختن لایه های مرزدانه ای معدوم می سازد .

آرسنیک و آنتیموان در حضور اکسیژن سعی می کند سرخ کنندگی مس بیسموت دار را کاهش دهند که نتیجه آن توزیع مجدد بیسموت در ساختار میکروسکوپی مس است .

اکسیدهای کمپلکس بیسموت و آنتمیوان که ممکن است تشکیل شوند از جدایش بیسموت در مرزدانه ها جلوگیری می کنند .

SULFUR , SELENIUM , TELURIUM:: این سه عنصر سرخ شکنندگی و سرد شکنندگی ایجاد نمی کنند و اثر کمی روی استحکام کششی دارند اگر چه ممکن است کاهشی در انعطاف پذیری بوجود آورند .

اگر چه این عناصر معمولا فقط در غلظتهای خیلی کمی در مس تصفیه شده ظاهر می شوند این عنصر ها هنگامیکه به مقدار 1% به مس اضافه می شوند موجب افزایش راحتی ماشینکار آن می شوند .

هر سه این عناصر با مس ترکیباتی تشکیل می دهند و بطریقه کمی نمودار های فازی مشابهی را بوجود می آورند .

قابلیت حلالیت جامد هر یک از این عناصر پایین است .

بر اساس مقاومت الکتریکی اندازه گیری شده حلالیت آنها به شرح زیر است : سولفور اثر قابل توجهی در غلظتهای پایین تا حدود PPM 10بر روی دمای تبلور مجدد دارد .

این اثر در غلظتهای بالاتر سولفور کاهش می یابد زیرا قابلیت حلالیت جامد ( محلول جامد) محدود می شود .

بخشی از این تاثیرات بدلیل تشکیل CU2S نامحلول است .

دمای تبلور مجدد مس به ازای هر ppm سولفور c 0 7/0 در دامنه ppm (25-6 ) افزایش خواهد یافت .

(28) سلنیم اثر نافذی بر روی نرم سازی مس دارد .‌(29) هر ppm سلنیم کاهشی معادل mm (60-40) در تغییر طول نسبی ار تجاعی ( فنر) ، در مقایسه با اثر سولفور که (mm20) است ، ایجاد می کند .

تنها اثر سلنیم از لحاظ دمای نرم سازی c 0 12 به ازای هر ppm سلنیم در دامنه ppm (5-0) برای تابکاری در دمای c 0 850 است .

تلور اثر نسبتا بالاتری به مقدار c 0 6 به ازای هر ppm دارد .

اکسیژن به نظر نمی رسد که رفتارتلور را تغییر دهد .

آلیاژهای مسی شامل سولفور و تلور بعنوان مسهای با قابلیت ماشینکاری فروخته می شوند مس خالص نرم و جقرمه است و ماشینکاری آنها مشکل می باشد .

هنگامیکه مس بریده می شود ( برشکاری) رشته های طویل حلقوی تشکیل می شوند که سرعت برش را کاهش می دهند ، ابزار برش گیر نموده و حرارت ایجاد شده افزایش می یابد ، که سرعت ماشینکاری پایینی به مس نسبت داده می شود .

در مقایسه با قابلیت ماشینکاری برنج (zn 36% +pb 3% +cu 61% ) به عنوان استاندارد ( سرعت 100) ، مس 20% سرعت دارد .

مس سولفوری (s3/0% + cu7/99 %) و مس تلوریم دار ( Te 5/0% + cu 5/99% ) هر هر درصد دارای سرعت ماشینکاری 85% هستند و خواص مکانیکی هر دو آنها شبیه مس است .

سربی که به مس اضافه می شود قابلیت ماشینکاری را بهبود می بخشید اما این آلیاژ تمایل به ترک خوردگی دارد .

مس تلوریم دار از ترک خوردگی گرمائی نسبتاً عاری است و به خوبی به درد فورجینگ گرم ( پتک کاری گرم ) می خورد.

فاز تلورید مس در آلیاژ نسبتا شکننده است و استحکام خیلی کمی دارد که موجب می شود براده ها (ships) بجای اینکه رشته ای شوند بشکنند .

فازهای شکننده احتیاج به ابزار فرسایش دارند بنابراین ابزاری که با نوک الماسی در ماشینکاری اتوماتیک برای برش دادن مسهای تلوریم دار لازم است .

LEAD:: سرب عملا در مس نا محلول است و به صورت کره هایی در مرزدانه ها در سراسر ساختار مس در می آید که می تواند منتهی به سرخ شکنندگی یا پارگی داغ شود .

معمولا سرب در غلظتی بالاتر از 02/0% درسی که نوردکاری گرم می شود نمی تواند تحمل شود و سرب در غلظتهای کمتر از 01/0% در لوله هایی که توسط سنبه کاری تولید می شوند استفاده می شود .

این فرایندها ، نیروهای فشاری بر روی فلزاتی که کار می شوند اعمال می کنند و ترک هایی به وجود می آورند .

با وجود این مسی که غلظت سرب کمتر از 1% داشته باشد بطور موفقیت آمیزی توسط عمل اکستروژن گرم به شکلهای میله یا لوله تبدیل می شوند زیرا در عمل اکستروژن تنشها غالبا فشاری هستند .

وجود اکسیژن و غلظت خیلی کمی از سرب می تواند از سرخ شکنندگی در حین عمل نورد گرم میلگرد جلوگیری کند .

احتمالا واکنشی بین اکسید مس و سرب وجود دارد که اکسید مخلوطی را تشکیل می دهد .

حدود مجاز ناخالصیهای گزارش شده می تواند تغییرات قابل توجهی را نشان دهد در حالیکه فاکتورهای متعدد دیگری از قبیل دما و کنترل آن ، سطح نهایی نورد ، شکل ، نسبت ضخامت قطعه کار به قطر نورد ، تغییر ساختار دانه های ریخته گری شده زگرگاسیون (جدایش )عدم صحت در انالیز و امکان وجود دیگر ناخالصی ها در قطعه می یاید مورد بررسی و توجه قرار گیرند از سرب روی نوردکاری گرم بهتر است به اینصورت بیان شود که بالا تر از یک محدوده غلظتی از سرب نورد گرم به صورت فرایند هایی با مشکل روبروی می شود تا اینکه گفته می شود که بالای یک محدوده غلظتی مشخص سرب اغلب منجر به شکست می شود .

نتایج متنوعی که در مورد تاثیر سرب بر روی دمای نرم سازی گزارش شده را احتمالا می توان به حضور نا خالصیهای دیگر از قبیل اکسیژن ، سولفور و سلینم نسبت داد.

مسی که سرب به طور عمودی به آن اضافه شده است ، توسط عمل اکستروژن گرم به میلگرد تبدیل می شود .

وظیفه سرب افزایش تری و شکنندگی آلیاژ است که اجازه می دهند آلیاژ به راحتی هنگامی که ماده را ماشینکاری می شود به شکل برداری کوچک (SHIPS) قطع شود .

اگر چه مقدار کمی از سرب اضافه شده این شرط را ایجاد می کند بیشتر از 1% سرب فشار لازم برای ابزار را کاهش می دهد و عمر ابزار بالا می برد .

قابلیت ماشین کاری میله های مسی سرب دار حدود 80% قابلیت ماشینکاری برجها است IRON: 6 – 7 – 4 مقدار خیلی کمی از آهن طبیعی در مس تجاری اثر قابل ملاحظه ای بروی خواص مکانیکی مس ندارد .

در مس بدون اکسیژن ، حضور (005/0 -001/0)% آهن کاهشی به میزان 0/8 % به ازای هر ( 001/0 )% آهن در محصول ایجاد می کند.

حضور اکسید مس بطور کامل این اثر را با تشکیل اکسید آهن نا محلول از بین می برد .

شکل های سیستم های تعادلی a : سیستم تعادلی مس _سولفور b : سیستم تعادلی مس _سلنیم c : سیستم تعادلی مس_تلرنیم در گروه آلیاژهای آهن – مس با 2% آهن و مس سخت و با استحکامی بدون کاهش قابل توجهی در انعطاف پذیری آن ایجاد می کند.

آهن در مس بدون اکسیژن دمای نرم سازی را افزایش می دهد و در حضور فسفر این اثر تصفیه می شود ( برطرف می گردد ) هنگامیکه فسفر و آهن هر دو در مس حضور می یابند ساختار دانه های مس آنیل شده می تاند خیلی غیر همگن شود .

آلیاژهای مس – آهن – فسفر از نوع آلیاژهای پیر سختی پذیر هستند که با مقادیر نسبتا کوچکی از آهن و فسفر بدست می آیند .

بهترین هدایت الکتریکی هنگامی ایجاد می شود که آهن و فسفر به نسبت 6/3 به 1 که مطابق به ترکیب است حضور می یابند .هنگامی که هدایت الکتریکی بالایی در این الیاژ ها مد نظر است قابلیت حلالیت ترکیب در دمای آنیل کردن باید خیلی کم باشد COBALT : 7 – 7 – 4 اثرات ناشی از کبالت بر روی خواص مس مانند اثرات آهن است .

کبالت از محلول جامد مس اکسیژن دار رسوب داده می شود بنابراین تاثیر آن بروی هدایت الکتریکی لغو می شود .

کبالت اثرات قابل توجهی بر روی هدایت الکتریکی مس بدون اکسیژن دارد ( به شکل 6 نگاه کنید ) اما تأثیر کمی بر روی دما نرم سازی آن دارد .

به ازای هر PPM 100 کبالت دمای نرم سازی مس C 0 25 Ca افزایش می یابد .

NICKEL:: نیکل در مس بدون اکسیژن تا غلظتی حدود 05/0 % به ازای هر 001/0% هدایت الکتریکی مس را در حدود (09/0%IACS ) کاهش می دهد .

واکنش بین نیکل و اکسید مس ، در مس نیکل دار برگشت پذیر است .

مقدار اکسیژن نیکل تشکیل شده بستگی به غلظت مواد واکنش دهنده و زمان در دمای واکنش دارد .

اضافه مقدار کمی نیکل به مس به مقدار کمی تغییر طول نسبس را افزایش می دهد و غلظت حدود 1% آن بطور یکنواختی ویژگیهای خستگی مس را افزایش می دهد .(31) حضور نیکل تا غلظت حدود 05/0% تأثیری بر روی دمای تبلور مجدد ندارد .

وجود نرمی پیوسته ای از محلول جامد نیکل و مس در تمامی غلظتهای آنها بوسیله میکروسکوپ یا آزمایشات X-RAG تأیید شده است .

آلیاژ مس – نیکل نقطه ذوب بالا تری نسبت به نقطه ذوب مس دارد و ساختار کریستالی آن FCC است.

دیاگرام فازی این آلیاژ خیلی ساده است بطوریکه ترکیبات و مخلوط یوتکنیک ندارد .

عمدتا نیکل مقدار کمی مس را سخت می کند و استحکام مس را بدون کاهش انعطاف پذیری آن ، افزایش می دهد .

نیکل اثر شایان توجهی بر روی رنگ مس دارد .

مثلا فقط 10% نیکل آلیاژی به رنگ صورتی تولید می کند آلیاژهایی با جزء ترکیبی ( غلظت) بیشتر از نیکل ظاهرا سفید هستند .

آلیاژهای نیکلی پایه مس اهمیت منفعت تجاری دارند .

این آلیاژها شامل (30-20-10) % نیکل و مقدار کمی منگنز و آهن به منظور بالا بردن کیفیت جوشکاری و مقاومت به خوردگی هستند .

این آلیاژها بعنوان کوپرونیکل ( مفرغ نیکلی) شناخته شده اند و بخوبی مناسب کاربرد در صنایع شیمیایی هستند و بدلیل مقاومت خوردگی نسبتا بالا و مقاومت ویژه در مقابل خوردگی حفره ای به عنوان لوله های مبدلهای حرارتی .

کندانسرها مورد استفاده واقع می شوند .

این آلیاژ ها از مس و دیگر آلیاژهای پایه مس معمولا از نظر مقاومت در مقابل حمله اسید های حلال ، بهترند .

این آلیاژها مقاومت بالایی نسبت به خوردگی تنشی که نوعی شکست است دارند اما رفتارشان نسبت به خوردگی سولفوری به نظر غریب می رسد .( خوردگی در حضور سولفور) رفتار این آلیاژها در مقابل سولفررها عموماً به خوبی برنجهای مانند آلیاژ های دریایی نمی باشند .

کربن ، سولفور و فسفور بعنوان نا خالصی در این آلیاژها اثرات برجسته و قابل توجهی بر روی ساخت و ویژگیهای جوشکاری آنها دارند و به طور تجاری کنترل می شوند .

انواع مختلف آلیاژهای کوپرونیکل (مفرغ نیکلی) برای ساخت انواع سکه ها استفاده می شوند .

گروهی از آلیاژها که شامل مقادیر مختلفی از مس – نیکل هستند تحت عنوان ورشوها( نقره آلمانی ) شناخته شده اند این آلیاژها همانطور که در زیورآلات و اجناس نوری کاربرد پیدا کرده در اجناس میان تهی ، جواهرات تزئینی بدلی و چفت کشو استعمال می یابند .

PHOSPHORUS:: فسفر با مس تشکیل یک محلول جامد خنی از مس می دهد که اثر شدیدی بر روی هدایت الکتریکی آن در غیاب اکسیدمس دارد .

فسفر مای نرم سازی مس را تحت شرایطی که فاقد اکسیژن است افزایش می دهد .

فسفر مقدار کمی استحکام کششی و خستگی را بدون کاهش قابل ملاحظه در انعطاف پذیری ، افزایش می دهد .

با وجودیکه آلیاژی که شامل 1% فسفر است مس تواند بوسیله رسوب سختی کمی سخت شود ، استحکام این آلیاژ بطور قابل ملاحظه ای تحت تأثیر اقع نمی شود .

فسفر به راحتی با اکسید مس واکنش می دهد و به همین دلیل به عنوان یکی از مهمترین عناصری است که بطور تجاری تحت عنوان عنصر اکسیژن زدا در کارخانه های ذوب مورد استفاده واقع می شود .

دو نوع مهم و تجاری مس که با فسفر اکسیژن زدائی شده اند در دسترس می باشند .

آنها تحت عناوین مس «DLP» ( هدایت الکتریکی بالا و فسفر باقیمانده کم ) ( P 003/0) و مس «DPH» ( هدایت الکتریکی کم و فسفر باقیمانده بالا ) (P 002/0%) شناخته شده اند .

هدایت الکتریکی این آلیاژها به ترتیب برای مس DHP ( IACS1/1%) و برای مس DLP (1/2%IACS) می باشد .

مس DLP بعنوان میله های جریان ، هادیهای الکتریکی و bus و tabular مورد استفاده قرار می گیرد در صورتیکه مس DHP در تصفیه سازی هوا ، لوله های کاز ، خطوط گرماده ، لوله های سرپیچ ، لوله کشی ساختمان ، لوله های تبخیر کننده ها ، سرد کننده ها و مبدلهای حرارتی استفاده می شوند .

بعضی از این استعمالات احتیاج به لبه کاری ، سنبه کاری و شکل دادن چرخشی دارند .

که می توانست بطور زیان آوری تحت تأثیر توزیع ترکیب یوتکتیک مس – اکسید مس که خصوصیت مس TPC است قرار گیرد .

مس های فسفر دار در کاربرد هایی که حرارت دادن تحت شرایط احیاء را ایجاب می کند مورد استفاده قرار می گیرند بطوریکه می توانند با عملیاتهای جوشکاری و لحیم کاری مواجه شوند .

آلیاژهای با هدایت الکتریکی کم ( 04/0 -015/0)% فسفر مناسب ترند زیرا در غلظتهای پایین فسفر امکان بدست آمدن یک شرایط تعادلی بین اکسیژن و فسفر در این الیاژ های مسی وجود دارد زیرا تحت این شرایط مس امکان صدمه دیدن ساختار آلیاژ با هدایت الکتریکی بالا هنگامیکه در محیط گازی احیاء کننده حرارت داده می شود وجود دارد .

مسی که فسفر دارد به عنوان یک فلز آندی در سیستم آبکاری شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرد و به کنترل تشکیل لجن در حمام آبکاری کمک می کند .

SILICIOM::10 -7 -4 سیلیسیم همچنین می تواند به عنوان اکسیژن زدا مورد استفاده قرار گیرد و غلظت کم باقیمانده آن تأثیر کمی بروی خواص مکانیکی دارد .

اضافه کمی از سیلیسیم اثر قابل توجهی بر روی هدایت الکتریکی مس بدون اکسیژن دارد که این تأثیر با وجود اکسید مس لغو خواهد شد .سیلیسیم تشکیل محلول جامد در مس می دهد سیلیسیم که به مس اضافه می شود آلیاژ سیلیسیم برنز تشکیل می دهد که همچنین معمولا شامل یکی از چهار عنصر ، منگنز ، روی ، آهن و سلفیم در غلظتی حدود ( 5/1-8/0) %می باشد .

اگر چه تعدادی از آلیاژهای سیلیسم برنز در دسترس وجود داند آنها اساساً در غلظت سیلیسیم و نوع عنصر سوم با یکدیگر فرق دارند .

این آلیاژها عموماً به دو نوع تقسیم بندی می شوند تحت عنوان نوع A و نوع B که به ترتیب شامل 3% و 1% سیلیسیم هستند .

سیلیسیم سخت کننده بسیار مؤثر مس است و بیبشتر از 3% آن ، تقریبا استحکام کششی مس را دو برابر می کند .

استحکام کششی سیمی از این آلیاژ که به شدت کشیده شده است ممکن است به بزرگی mpa 1 برسد و این دلالت می کند که این آلیاژ نسبت به بیشتر مسها و دیگر آلیاژهای مسی با سرعت بیشتری کار سختی می شوند .

سیلسسیم اثر قابل توجهی بر روی هدایت الکتریکی مس دارد و میزان تأثیرش باندازه تأثیر عناصر ارسنیک و تلور است .

قابلیت هدایت الکتریکی برای نوع A (IACS 7% ) و برای نوع B (IACS 12% ) است .

شکل 10 : دیاگرام تعادلی سیستم آلیاژی مس_سیلسیم که درصد اتمی و درصد وزنی را به ترتیب نشان می دهد مثلا 25/11 % اتمی 3/5% اتمی بعضی از کاربرد های این آلیاژها در ساختمان و ابزار بدلیل آسانی ساخت آنها توسط عمل جوشکاری است .

آلیاژها شامل 5/1% سیلسسیم استحکام کمتری دارند اما معمولا در حالت کار سرد شده برای مواردی که استحکام بالا و جالب توجهی دارند استفاده می شوند .

هر دو نوع الیاژ ویژگیهای کار گرم خوبی دارند و براحتی می توانند نورد ، اکستروژن و تیک کاری شوند .

میزان سرب به عنوان نا خالصی باید کنترل شود .

مذابها مستعد حل کردن گازها هستند .

بنابراین باید اقدامات دقیقی برای جلوگیری از پیش آمدن این حالت بکاربرده شود یا ممکن است سوراخهای درشتی هنگام جوشکاری در فلز ظاهر شوند .

پوشش همام مذاب این آلیاژ ها با زغال تکلیس نشده به عنوان امری که منتهی به ریخته گری بی ارزشی می شود شناخته شده است .

آنیل کردن هر نوع آلیاژ بستگی به درجه نرمی مورد نیاز در دمای بین C 0 (760-425) انجام می گیرد .

اگر عمل آنیل کردن در هوا انجام شود پوسته اکسیدی تشکیل شده خیلی دیر گداز است و حتی توسط برس زدن سیمی به سختی از روی سطح برداشته می شود .

یک محلول اسید شویی از HF 5% ، HNO3 2% ، 1% بطور مؤثری برای این منظور مورد استفاده قرار گرفته است .

یک آنیل که اتمسفری محتوی مقداری CO در غلظتی به کمی 2% است دارد همچنین می تواند آلیاژ برنز سیلیسیمی را اکسید کند که بستگی به زمان و دمای بکار برده شده طی عمل آنیل دارد .

آتمسفری از نیتروژن خشک سطح آلیاژ را طی عمل آنیل کردن محافظت خواهد کرد .

برنز های سیلسسیمی برای ساخت مخزنها ، بزارهای شیمیایی ، لوله های هیدرولیکی ، پیچها ، چرخها ، مهره ها ، صفحات رینگی و شافتها مورد استفاده قرار گرفته می شوند .

OXYGEN::11 – 7 - 4 اکسیژن به شکل اکسید مس « CUO » غالبا در مس TPC ظاهر می شود و تحت شرایط عاری مزاحمتی برای استفاده از آن ایجاد نمی کند .

در حالیکه حجم وسیعی از مس که نورد می شود اکسیژن دار است ، زیرا منفعتی در یک نوع از اثرات حضور اکسید مس بر نورد کاری گرم مس وجود دارد و آن تأثیر نا خالصیها در اثر وجود اکسید مس است .

اطلاعات کلی در مورد این موضوع که می توان در مطالب نوشته شده ( نوشتجات) پیدا نمود شاید به این دلیل باشد که اکسیژن با غلظت متوسط ( 08/0-03/0 ) % در مس TPC مزاحمتی برای عمل نورد کاری گرم مس ایجاد نمی کند .

حد احتمالی از این عنصر که در مس TPC می تواند تحمل شود (7-6 ) برابر غلظت معمولش است .

مسی که متشکل از اکسیژنی به غلظت 36/0% است می تواند به خوبی از قطر Cm5/2 تا قطر Cm 2/2 نورد کاری گرم شود .

تغییرات خواص مس نورد و آنیل شده با افزایش غلظت اکسیژن در جدول 8 نشان داده شده است .

جدول 8 : تأثیر غلظتهای مختلف اکسیژن بروری خواص مس نورد آنیل شده .

تغییرات استحکام کششی ، تغییرات طول نسبی ، انقباض سطح ، مقاومت ضربه ای ، هدایت جرمی هنگامیکه حجم اکسیژن پایین تر از 1/0 % است خیلی کم می باشد .

بنابراین این عنصر که بطور متوسط در حدود غلظت ( 08/0 – 03/0 ) % در tpc وجود دارد معمولا اثر زیادی بر روی خواص مکانیکی انواع تجاری آن ندارد .

اگر تمرکز غلظت قابل توجهی از اکسیژن در ساختار مس ظاهر شود خواص مکانیکی و قابلیت کشش ممکن است بطور مشهودی تحت تأثیر واقع شود .

مس اکسیژن دار با سرعت کمی بالاتری تمایل به کار سختی دارد و انعطاف پذیری آن نسبت به مس بدون اکسیژن و مس اکسیژن زدائی شده کمتر است .

بعضی محققان پیشنهاد داده اند که مقدار کمی اکسیژن هدایت الکتریکی را واقعا افزایش می دهد که این تأثیر بدلیل واکنش بین ناخالصیها و اکسید مس است که موجب رسوب شدن کامل یا جزئی این نا خالصیها به شکل اکسیدها از محلول جامد می شود .

بنابراین خلوص فلز پایه افزایش خواهد یافت .

HYDROGEN DAMAGE EMBRITTLEMENT:12- 7 - 4 تمام آلیاژهای مس که شامل مقدار محسوسی از اکسید مس هستند از قبیل TPC و DLP هنگامیکه تحت شرایط احیاء حرارت داده شوند ، خصوصاً اگر هیدروژن عامل احیاء باشد ، مستعد نوعی خسارت هستند که تردی یا خسارت هیدروژنی نامیده می شود .

هنگامی که مس اکسیژن دار در هیدروژن یا گاز هیدروژن دار حرارت داده می شود هیدروژن به اسانی به فلز نفوذ می کند و با اکسید مس واکنش داده و تولید بخار آب می کند .

تحت فشار طبیعی ، بخار تولید سوراخها و شکافهایی می کند و انعطاف پذیری ساختار را کاهش می دهدد .

این ویژگیها عموماً به عنوان تردی خسارت هیدروژنی شناخته شده اند .

مس TPC که در دمای C 0 595 در هیدروژن حرارت داده شده است آسیبی به عمق mm 9/0 بعد از یک ساعت و به عمق mm 5/2 بعد از 10 ساعت حرارت دیدن پیدا کرده است .

تأثیر واکنش اکسید مس و هیدروژن در ساختار میکروسکوپی مس کار شده ( شکل 11 توضیح داده شده است .

با وجودیکه هیدروژن و بخار ایجاد شده در صورتیکه هر دو به شکل گاز باشند می بایست حجمهای مساوی اشغال کنند ، این عقیده وجود دارد که هیدروژن در مس حل نمی شود تا زمانیکه بجار تشکیل شود .

زمان و دما نیز همانند موجودیت گاز احیاء کننده از قبیل هیدروژن در واکنشهای این حالت فاکتورهای مهمی هستند .

مسی که 06/0 % اکسیژن را در سرعت واکنش زیر دمای c 0 450 بطور قابل توجهی کاهش می یابد و کمتر از دمای C 0 400 سرعت واکنش نا چیز است .

مس بدون اکسیژن و مس اکسیژن زدائی شده هنگامیکه در هیدروژن حرارت داده شوند مستعد تری نیستند مگر اینکه قبلا ابتدا در یک اتمسفر اکسید کننده حرارت داده شوند .

در طی کوره اکسیداسیون اکسیژن به درون مس نفوذ می کند و اکسید های داخلی که اکسید عناصر باقیمانده اکسیژن زدا یا عناصری با غلظت کم هستند رسوب پیدا می کنند .

درادامه رفتار مس نسبت به هیدروژن مس در طول مرزدانه های خود به حدود عمیق و تیزی که بوسیله اکسیدهای داخلی در مرزدانه ها که ناشی از نفوذ قبلی اکسیژن به مس هست محدود شده شکسته خواهد شد .

اکسیدهای خارجی ایجاد شده در سطح مس بوسیله گاز هیدروژن در دمای بالا احیاء می شوند و نوعی از خسارت(تردی) هیدروژنی تنها به همین دلیل ایجاد می شود .

اکسید های معروفی که با یک هیدروژن احیاء می شوند از قبیل اکسید های منگنز ، نیکل ، فسفر ، قلع ، روی ، می توانند تردی هیدروژنی ایجاد کنند اکسید های منیزیم و آلومینیم و زیرکونیم کمتر تحت تاثیر واقع می شئند .

متوسط تأثیر هیدروژن بر روی اکسید های ارسنیک بیسموت بور ، کلسیم ، کرم ، آهن ، سرب ، آنتیموان و تیتانیم است .

تردی می تواند در مسهایی رخ دهد که شامل ارسنیک ، آنتیموان بیسموت هستند .

هیدراتهای فرار مانند ارسنیک ، STIBINE و بیسموت ممکن است تحت فشارهای کافی ظاهر شوند که موجب گسختیگی آلیاژ می شوند .

اغلب مسهای تجاری تولید شده در یک اتمسفر گازی کنترل شده یا خنثی که شامل مقداری زیاد N2 است آنیل می شوند .

این آتمسفر همچنین شامل (5-2) % مواد قابل اشتعال مانند ترکیبی از CO و H2 می باشد .

آنیل تجاری در چنین اتمسفری که شامل 2% هیدروژن باشد بطور منظمی در دمایی به زیادی C 0 510 و زمانی به بلندی 3 ساعت انجام می شود بدون اینکه هیچگونه تردی هیدروژنی اتفاق بیافتد .

هنگامی که مس TPC جوشکاری یا لحیم کاری می شود امکان خسارت هیدروژنی یا تردی باید پیش بینی شود .

اتمسفر هیدروژنی باید بکاربرده شود تا مس بدون اکسیژن یا مس اکسیژن زدائی شود انتخاب شده باشند .

شکل 11: ساختار میکروسکوپی مس را که تحت اثر هیدروژن ، خسارت ئیدروژنی دیده است نشان می دهد .

(a ) به گسیختگی فلز در امتداد مرز دانه ها توجه کنید (b ) مس TPCنرمال (بدون تولید ئیدروژن) SILVER: نقره با غلظت های متفاوت یکی از معمولی ترین ناخالصیهاست که در مس یافت می شود آنالیز شیمیایی مس یکی از معمولی ترین اعمال جهت تعیین نقره موجود در آلیاژهای مس است .

خواص مس بطور قابل ملاحظه ای با حضور نقره بهبود پیدا نمی کنند اما حضور این اثر قابل توجهی بر روی دمای نرم سازی مس دارد .

مس نقره دار با غلظت نقره (1-25/0) به طور تجاری در دسترس می باشد .

بیشترین افزایش این تاثیر با استفاده از غلظت مس تا حدود 25/0 قابل توجه است .

افزایش دمای نرم سازی با افزایش یافتن غلظت نقره افزایش خواهد یافت اما با سرعت پایینتری.

بیشترین مقدار نقره هنگامیکه بیشترین دمای نرم سازی مس مورد نیاز است ، معین شده است .

مقومت خزشی (پدیده انبساط تحت نیروی کمتر از استحکام کششی ماده ) نشان داده شده که برای غلظت نقره به میزان79/0 افزایش یافته است .

افزایش اندازه دانه ها و انجام نورد سرد موجب بالا رفتن مقاومت به خزشی می شود .

مس نقره دار در جاهایی بکار برده می شود که خلوص مکانیکی مس کار سخت شده ممکن است در عملیات جوشکاری یا سفید گری (قلع پوشانی) یا در بخش های جا به جا گری که به منظور غلتیدن در اثر نیروهای الکتریکی در معرض گرما هستند ، صدمه ببیند .