كم تعرف عن تصنيف النحاس؟!

ما هو النحاس الأصفر؟
　　النحاس الأصفر سبيكة تتكون من النحاس والزنك. إذا كان النحاس الأصفر مكوّنًا فقط من النحاس والزنك، يُطلق عليه «النحاس الأصفر العادي». عندما يكون النحاس الأصفر سبيكةً تتكوّن من عنصرين أو أكثر، يُسمَّى «النحاس الأصفر الخاص»، مثل سبائك النحاس التي تحتوي على الرصاص والقصدير والمنغنيز والنيكل والحديد والسيليكون.
　　تصنيف النحاس
　　اعتمادًا على أنواع عناصر السبائك الموجودة في النحاس الأصفر، يُقسَم النحاس الأصفر إلى فئتين: نحاس أصفر عادي ونحاس أصفر خاص.
　　01 نحاس عادي
　　عندما يقل محتوى الزنك عن 39%، يذوب الزنك في النحاس ليشكل طورًا أحادي الطور α، يُعرف باسم نحاس أحادي الطور. يتمتع هذا النوع من النحاس بمرونة جيدة وهو مناسب للتشكيل بالضغط البارد والساخن على حد سواء. عندما يتجاوز محتوى الزنك 39%، بالإضافة إلى طور α أحادي الطور، يتكون أيضًا محلول صلب β قائم على النحاس والزنك؛ ويُشار إلى هذا النوع باسم نحاس ثنائي الطور. يقلل طور β من المرونة لكنه يزيد من قوة الشد، مما يجعله مناسبًا فقط للتشكيل بالضغط الساخن. وإذا استمرت الكتلة الحجمية للزنك في الزيادة بعد هذه النقطة، فإن قوة الشد ستنخفض، مما يجعل السبيكة غير صالحة للاستخدام.
　　تتكون سبائك النحاس ذات محتوى الزنك الأقل من 36% من محلول صلب وتتمتع بخصائص رائعة في المعالجة الباردة. على سبيل المثال، يُستخدم النحاس الذي يحتوي على 30% زنك بشكل شائع لتصنيع أغلفة الخراطيش، وغالبًا ما يُطلق عليه «نحاس الخرطوشة» أو «نحاس 73». كما أن سبائك النحاس ذات محتوى الزنك بين 36% و42% تتكون أيضًا من محلول صلب؛ ومن بينها، فإن أكثرها انتشارًا هو نحاس 64، الذي يحتوي على 40% زنك.
　　بشكل عام، يُستخدم النحاس أحادي الطور في معالجة التشوه البارد، بينما يُستخدم النحاس ثنائي الطور في معالجة التشوه الساخن.
　　02 نحاس خاص
　　لتعزيز مقاومة النحاس الأصفر للتآكل، وزيادة قوته وصلابته وقدرته على التشغيل، تُضاف كميات صغيرة (عادةً من 1% إلى 2%， وأحيانًا تصل إلى 3% إلى 4%， وفي حالات نادرة تصل إلى 5% إلى 6%) من عناصر مثل القصدير والألمنيوم والمنغنيز والحديد والسيليكون والنيكل والرصاص إلى سبائك النحاس-الزنك، مما يكوّن سبائك ثلاثية أو رباعية أو حتى خماسية—تعرف باسم النحاس الأصفر المعقد، وتُسمى أيضًا بالنحاس الأصفر الخاص.
　　(1) يمكن تقدير التركيب الدقيق للنحاسيات المعقدة استنادًا إلى «معامل التكافؤ الزنك» للعناصر المضافة إلى النحاسية. ويرجع ذلك إلى أن إضافة كميات صغيرة من عناصر سبائك أخرى إلى سبيكة نحاس-زنك يؤدي عادةً فقط إلى تحول—إما نحو اليسار أو نحو اليمين—لمنطقة الطور α/(α+β) في مخطط طور Cu-Zn. وبالتالي، فإن التركيب الدقيق للنحاسيات الخاصة يتطابق عمومًا مع تلك الخاصة بالنحاسيات العادية، سواء بزيادة أو نقصان محتوى الزنك. على سبيل المثال، يعادل التركيب الدقيق لسبيكة Cu-Zn التي تحتوي على 1% من السيليكون تركيب سبيكة Cu-Zn ذات محتوى زنك أكبر بنسبة 10%. لذلك، فإن السيليكون له «مكافئ زنك» يبلغ 10. ويتمتع السيليكون بأعلى «معامل تكافؤ زنك»، مما يؤدي إلى تحول حدود الطور α/(α+β) في نظام Cu-Zn بشكل كبير نحو جانب النحاس، وبالتالي خفض حجم منطقة الطور α بشكل حاد. وعلى النقيض من ذلك، فإن النيكل له «معامل تكافؤ زنك» سلبي، مما يعني أنه يوسع منطقة الطور α.
　　(2) خصائص النحاس المخصوص: في النحاس المخصوص، تكون الطوران α وβ عبارة عن محاليل صلبة معقدة متعددة المكونات تتمتع بتأثيرات تقوية كبيرة. في المقابل، فإن الطورين α وβ في النحاس العادي هما محاليل صلبة بسيطة من النحاس والزنك تتمتع بتأثيرات تقوية أضعف نسبيًا. رغم أن مكافئات الزنك فيهما مقاربة، إلا أن خصائص المحاليل الصلبة متعددة المكونات تختلف عن خصائص المحاليل الصلبة الثنائية البسيطة. لذلك، فإن إدخال كمية صغيرة من التقوية متعددة المكونات يُعدّ أحد الأساليب الفعالة لتحسين أداء السبائك.
　　(3) التركيب المجهري وخصائص المعالجة بالضغط لعدة سبائك نحاسية خاصة شائعة الاستخدام: نحاس رصاص، نحاس منغنيز، نحاس حديد، نحاس نيكل، وغيرها.
　　درجات النحاس (المعيار الوطني)
　　02 نحاس عادي
　　H90، H80، H68، H62
　　03 نحاس خاص
　　برونز الرصاص: HPb59-1، HPb62-3، HPb58-3، HPb61-1، HPb60-3، HPb57-4
　　نحاس منغنيزي: HMn58-2، HMn57-3-1، HMn57-2-2-0.5، HMn55-3-1
　　برونز سيليكون: HSi80-3، HSi75-3، HSi62-0.6، HSi61-0.6
　　نحاس نيكل: HNi65-5، HNi56-3
　　نحاس ألومنيوم: HAl60-1-1، HAl59-3-2، HAl61-4-3-1، HAl61-4-3-1.5
　　سبائك القصدير-النحاس: HSn70-1، HSn62-1، HSn60-1، HSn72-1، HSn65-0.03
　　حديد نحاس: HFe59-1-1، HFe58-1-1
　　برونز الأنتيمون: HSb60-0.9، HSb61-0.8-0.5
　　برونز المغنيسيوم: HMg60-1