آلیاژها ترکیباتی از فلزات هستند که در صنایع مختلف از قبیل صنایع مفتولی، صنایع دستی، هواپیماسازی، ساختمان سازی، ریل راه آهن و ... استفاده میشوند. این آلیاژها با دارا بودن نسبت‌‌های متفاوتی از آهن، مس، سرب، روی خواص ویژه‌ای از قبیل مقاومت بالا و انعطاف پذیری از خود نشان می‌دهند. گاهی اوقات برای سهولت کار با این آلیاژ به آنها نام تجاری داده میشود. به عنوان مثال چدن یک نوع آلیاژ بر پایه آهن است. در این مقاله قصد داریم با یکی از انواع خاص آلیاژ که به نام "آلیاژ ورشو" معروف است آشنا شویم.
آلیاژ ورشو نوعی آلیاژ بر پایه مس است که حدود 65 درصد مس و 18 درصد نیکل و 17 درصد روی در ساخت آن استفاده میشود. در برخی موارد مقادیر ناچیزی سرب، قلع و منگنز به اندازه 1 الی 2 درصد به آلیاژ ورشو اضافه میشود تا هنگام کار با آن، خواص بهتری از خود نشان دهد. با وجودی که آلیاژ ورشو در منابع مختلف تحت عنوان نیکل نقره‌ای شناخته میشود؛ اما در ترکیب آن هیچ نقره‌ای استفاده نشده و این نام صرفاً به علت جلای نقره‌ای حاصل از آلیاژ ورشو است.
آلیاژ ورشو برای اولین بار 2000 سال پیش توسط چینی‌‌ها از ذوب کردن سنگ معدن مس - نیکل ساخته شد که تحت عنوان پکتونگ به معنای مس سفید از آن یاد شده است. در اواخر دهه 1600 میلادی به دلیل رنگ مایل به قرمز سنگ معدن، مس نیکل یا مس کاذب نامیده شد اما شکل پذیری و انعطاف پذیری مس خالص را نداشت. پس از آن، با اضافه کردن سنگ معدن روی، خواص این محصول بهبود یافت و توسط هندی‌ها به اروپا وارد شد. در اروپا تا سال 1914 این محصول مرکب از سه فلز مس، نیکل و روی به عنوان نقره آلمانی شناخته می‌شد. تا اینکه پس از تأسیس کارخانه آبکاری در بیرمنگام انگلیس، نقره آلمانی به عنوان پایه‌ای برای آبکاری نقره بسیار مناسب تشخیص داده شد.
آلیاژ ورشو بسیاری از خواص مشابه برنج و برنز را دارد که به میزان نیکل موجود در آن رنگ آلیاژ ورشو تغییر می‌کند. به این صورت که هر چه محتوای نیکل بیشتر باشد، رنگ به سفید نقره‌ای نزدیکتر است و با کمتر شدن محتوای نیکل، رنگ آن به سمت زرد نزدیک شده و رنگی شبیه آلیاژ برنج از خود نشان میدهد. به عبارت دیگر، وجود مقادیر بیشتر نیکل باعث میشود آلیاژ ورشو بیشتر شبیه نقره باشد و مقادیر بالاتر مس باعث شده آلیاژ ورشو شکل پذیرتر شود و در برابر خوردگی مقاومت بیشتری داشته باشد. از سوی دیگر وجود مقادیر بیشتر روی، باعث میشود که سختی و مقاومت آلیاژ ورشو در برابر خوردگی بهبود یافته و نقطه ذوب آن کاهش یابد.
اما شکل پذیری آلیاژ ورشو را کاهش میدهد. آلیاژ ورشو تحت فرایندهای ریخته گری، نورد، کشش، اکسترود و ماشین کاری ساخته شده و در صورت قرار گرفتن در معرض اکسیژن، یک لایه اکسید محافظ بر روی آلیاژ ایجاد می‌گردد. آلیاژ ورشو نوعی فلز سخت محسوب میشود که با وجود غیرمغناطیسی بودن ولی بسیار سخت بوده و در برابر سایش مقاوم است. علاوه بر آن، هدایت گرمایی و الکتریکی مناسبی داشته و در برابر خوردگی محیط بسیار مقاوم می باشد. همچنین از خاصیت شکل پذیری خوبی برخوردار بوده و بسته به میزان سرب موجود در آن برای لحیم کاری و جوشکاری مناسب است.
آلیاژ ورشو از ابتدای پیدایش در طول تاریخ برای کاربردهای متفاوت مورد استفاده قرار گرفته است. در این بخش کاربردهای آلیاژ ورشو را به دو بخش کاربردهای قدیمی و کاربردهای جدید تقسیم کرده‌ایم، عمده‌ترین کاربرد آلیاژ ورشو در زمان‌های قدیم به شرح زیر هستند:
در طی تاریخ، مرسوم بوده است که حکومت‌های مختلف از فلزات و آلیاژهای خاصی برای ضرب سکه نشان حکومتی خود استفاده کنند. از همین رو آلیاژ ورشو نیز در ساخت سکه‌های برخی کشورها مورد استفاده قرار می‌گرفته است.
آلیاژ ورشو به دلیل جلای خاص و مشابه نقره برای ساخت و آبکاری جواهرات و تزیین لباس استفاده می‌شده است.
آبکاری در اوایل دهه 1900 به اساسی‌ترین کاربرد آلیاژ ورشو تبدیل گردید و نیکل به عنوان جایگزین مس در آبکاری نقره شناسایی شد. نیکل سخت‌تر، قوی‌تر و بادوام‌تر از مس بود؛ به همین ترتیب برخی از موارد استفاده شامل کلیدها، جعبه‌‌های سیگار، رادیاتور اتومبیل و درهای توپی است.
آلیاژ ورشو بیشتر در دهه 1920 در ساخت برخی از قسمت‌های ظریف ساختمان مانند پانل‌های تزئینی، درها، جلو پنجره‌ها، نرده‌ها، وسایل لوله کشی، پلاک‌ها، نوارهای تزئینی و نرده‌های تراس استفاده می‌شد. بیشتر ساختمان‌هایی که برای معماری تزیینی آنها از آلیاژ ورشو استفاده شده است، در دهه‌های 1920 و 1930 ساخته شده‌اند. همچنین استفاده از آلیاژ ورشو به دلیل مقاومت در برابر سایش برای دستگیره‌های در، لولا و صفحات تحت فشار رایج بود. پس از آن استفاده از آلیاژ ورشو در دهه 1950 کاهش یافت و پس از جنگ جهانی دوم، فولاد ضد زنگ و آلومینیوم به دلیل هزینه پایین تولید، جایگزین استفاده از آلیاژ ورشو شدند. با وجود اینکه به مرور زمان، مواد، فلزات و آلیاژهای دیگری جایگزین آلیاژ ورشو شد اما همچنان از آلیاژ ورشو در صنایع مختلفی استفاده میشود. در ادامه این مقاله عمده‌ترین کاربردهای آلیاژ ورشو معرفی شده است:
با توجه به اینکه آلیاژ ورشو از ترکیب مس، نیکل و روی ساخته شده است و بخش عمده آن شامل مس است؛ در تجهیزات حمل و نقل صنایع غذایی و آشامیدنی استفاده میشود. چون اولاً مس از قابلیت ضد میکروبی برخوردار بوده و دوما ترکیب سه فلز مس، نیکل و روی در آلیاژ ورشو موجب مقاومت بالای آن در برابر خوردگی شده که این خاصیت به هنگام قرار گرفتن در معرض اسیدیته غذاها و مخلوط‌های نوشیدنی بسیار مهم است.
آلیاژ ورشو خواص مهندسی شده قابل توجهی دارد که آن را به عنوان یک گزینه مناسب برای کاربردهای حساس الکتریکی تبدیل می‌کند. در ادامه برخی از کاربردهای آلیاژ ورشو در صنایع الکتریکی آورده شده است:
بخش‌های تزئینی و کاربردی در منزل مانند دستگیره کشوها معمولاً از آلیاژ ورشو ساخته میشوند. همچنین می‌توان این قبیل وسایل را به فرم‌های کلی و به صورت پیش‌ساخته قالب‌‌گیری کرد تا مستقل از سلیقه صاحبخانه و متناسب با طیف گسترده‌ای از سبک‌ها و دکوراسیون، قابل استفاده باشد. اشکال ریخته‌‌گری شده آلیاژ ورشو تحت عنوان فرفورژه امروزه به وفور در ساختمان‌ها استفاده میشود. با وجودی که رنگ آلیاژ ورشو امروزه عمدتاً به رنگ سفید نقره‌ای است اما سایه‌های زرد کمرنگ، سبز، صورتی و آبی نیز می‌توانند با تغییر مقدار نیکل تولید شده و در ساختمان سازی استفاده شوند.
با وجود مزایایی که برای آلیاژ ورشو در بالا قید شد؛ این آلیاژ به دلیل نقص‌های اجرایی خود مورد نقد صنعتگران نیز قرار می‌گیرد.
همان‌طور که در بخش‌های پیشین گفته شد، آلیاژ ورشو خاصیت چکشخواری خوبی دارد. این خاصیت موجب میشود در جاهایی از ساختمان و شهر که این آلیاژ برای ساخت ابزار و دکوراسیون و عناصر معماری استفاده شده باشد؛ به راحتی تحت تأثیر خراش‌‌های عمدی و غیر عمدی قرار گرفته و نمای ظاهری خود را از دست دهد.
آلیاژ ورشو مقاومت کششی چندان زیادی ندارد و به همین دلیل در شرایط تنش کششی دچار ترک خوردگی میشود.
به دلیل داشتن مقدار زیاد مس نسبت به اسیدهای کروم و نیتریک حساس است و از سوی دیگر مقدار روی موجود در آلیاژ ورشو باعث حساسیت این آلیاژ نسبت به آلاینده‌های اسیدی و گوگردی میشود همچنین در حضور آنها لکه‌دار خواهد شد.
جمع بندی
در این مقاله با آلیاژ ورشو و خواص کاربردی آن آشنا شدیم. آلیاژ ورشو نوعی آلیاژ بر پایه مس است که مقادیر یکسانی از دو فلز روی و نیکل نیز در ترکیب آن به کار رفته است. در برخی موارد مقادیر بسیار ناچیزی سرب و قلع نیز در آن به کار می رود. مهمترین خاصیت این آلیاژ شباهت ظاهری آن به نقره، مقاومت در برابر شرایط محیطی و انعطاف پذیری آن است. آلیاژ ورشو با داشتن خواص منحصر به فرد خود در صنایع الکتریکی، غذایی، پزشکی و ساختمانی مورد استفاده قرار می‌گیرد.