પિત્તળ (brass) : તાંબું (copper, Cu) અને જસત(zinc, Zn)ની મિશ્રધાતુ. આમ, તો ‘પિત્તળ’ શબ્દ Cu-Zn મિશ્રધાતુઓની સઘળી પરાસ (range) માટે વપરાય છે. પણ ઘણુંખરું તે 55 %થી 80 % Cu ધરાવતી મિશ્રધાતુઓ માટે સીમિત છે. 80 %થી 95 % Cu અને 20 %થી 5 % Zn ધરાવતી મિશ્રધાતુઓ સામાન્ય રીતે સ્વર્ણન ધાતુઓ (gilding metals) કહેવાય છે. આના કેટલાક પ્રકાર ડચ ધાતુ, લાલ ધાતુ (red metal) તરીકે પણ ઓળખાય છે. જસતનું પ્રમાણ વધતાં મિશ્રધાતુની કિંમત ઓછી થતી જાય છે. વેપારી ધોરણે ઉપયોગી પિત્તળમાં નિકલ, સીસું, ઍલ્યુમિનિયમ વગેરે ધાતુઓ પણ થોડાક પ્રમાણમાં ઉમેરવામાં આવે છે.
પિત્તળના ઉત્પાદન માટે જસતના ગઠ્ઠાઓ પિગાળેલા તાંબામાં ઉમેરી મિશ્રણને એકરસ કરી, બીબામાં ઢાળી ઠંડું પાડતાં લગડીઓ (billets) મળે છે. તેના ઉપર રોલિંગ, બહિ:સ્ફુટન (extruding), ઘડાઈ (forging) જેવી વિધિઓ કરવામાં આવે છે.
પિત્તળનો ઉપયોગ કારતૂસનાં ખોખાં, નળકાર્ય(plumbing)નાં સાધનો, વાલ્વ, પાઇપ, સ્ક્રૂ, ઘડિયાળના ભાગો અને સંગીત માટેનાં ઉપકરણો બનાવવામાં થાય છે.
કૉપરઝિંક મિશ્રધાતુઓમાં કૉપરનું પ્રમાણ જેમ જેમ ઘટાડતા જવામાં આવે તેમ તેમ કૉપરનો પ્રભાવક લાલાશવાળો(warm reddish) રંગ ધીરે ધીરે ઓછો થતો જાય છે. સ્વર્ણન ધાતુઓ (95 %થી 80 % Cu) વિવિધ સોનેરીથી માંડી પીળાશભર્યો રંગ ધરાવે છે. જ્યારે કૉપરનું પ્રમાણ 70 % થાય (દા.ત., કારતૂસ-પિત્તળ) ત્યારે પીળો રંગ ઝાંખો પડી ધાતુ લીલાશ પકડે છે, પણ કૉપરનું પ્રમાણ વધુ ઘટાડતાં પીળો રંગ પાછો પ્રભાવક (warmer) બને છે અને પીળી ધાતુ (yellow metal) તરીકે ઓળખાતું 60/40 પિત્તળ લાક્ષણિક ગેરુઓ (ochre) રંગ ધરાવે છે. કૉપરનું પ્રમાણ 55 %થી વધુ ઘટાડતાં ધાતુ ફરી પાછી સોનેરી રંગ ધરાવતી થાય છે.
જો મિશ્રણ પિગાળેલું અને બરાબર હલાવવામાં આવેલું હોય તો પીગળેલા તાંબામાં જસત પૂરા પ્રમાણમાં ઓગળે છે અને એકધારી પ્રકૃતિવાળું પ્રવાહી દ્રાવણ ઉત્પન્ન કરે છે. જો પિત્તળમાં 63 %થી ઓછું તાંબું ન હોય તો આવી એકસરખા દ્રાવણની સ્થિતિ મિશ્રણને ઠંડું પાડી ઘન અવસ્થામાં લાવવાથી પણ પ્રાપ્ત થાય છે; દા.ત., 70 % Cu અને 30 % Znને પિગાળવાથી મળતી મિશ્રધાતુને ઠંડી પાડતાં તે કૉપરમાં ઓગળેલ ઝિંકના એકસરખા ઘનદ્રાવણ(solid solution)ના સ્ફટિકોની બનેલી લાગે છે. અનુકૂળતા ખાતર આને α-પિત્તળ કહે છે. સામાન્ય રીતે 63 % Cuથી 37 % Zn સુધી આવું પિત્તળ મળે છે, પણ જો પિગાળને ધીમેથી ઠંડો પાડવામાં આવે અને તેનું સંભાળપૂર્વક તાપાનુશીતન (annealing) કરવામાં આવે તો 39 % Zn સુધી α-પિતળ મળી શકે છે. આ પિત્તળ શીત-કાર્યન (cold-working) માટે વપરાય છે.
‘પીળી ધાતુ’ (yellow metal) અથવા મન્ટ્ઝ (Muntz) મેટલ જેવા વધુ જસત ધરાવતા પિત્તળ(60 % Cu, 40 % Zn)માં એક અન્ય Zn-સમૃદ્ધ ઘટક, β-ઘન દ્રાવણ ઉદભવે છે. આવી દ્વિઘટકી (duplex) સંરચનાવાળી ધાતુને α-β- પિત્તળ કહે છે. ઠંડા હોય ત્યારે β-સ્ફટિકો કઠણ હોય છે. તે પિત્તળની પ્રતન્યતા (ductility) ઘટાડવાનું અને તનન-સામર્થ્ય (tensile strength) વધારવાનું કાર્ય કરે છે. તે ઢાળવા (casting) અથવા ઉષ્ણ-કાર્યન (hot-working) માટે વપરાય છે.
પિત્તળના કેટલાક પ્રકાર સારણીમાં દર્શાવ્યા છે.
તાંબામાં જસત ઉમેરવાથી તેની વિદ્યુતવાહકતામાં તથા ઉષ્મા-વાહકતામાં ઘટાડો થાય છે; દા.ત., 95/5 સ્વર્ણન ધાતુની વિદ્યુતવાહકતા તાંબાની સરખામણીમાં 55 % જેટલી અને ઉષ્માવાહકતા 60 % જેટલી હોય છે. 70/30 (કારતૂસ) પિત્તળ, 65/35 પિત્તળ અને 60/40 (પીળી ધાતુ) પિત્તળની વિદ્યુતવાહકતા 27 % જ્યારે ઉષ્માવાહકતા 30 % જેટલી હોય છે.
કેટલાંક ખાસ પ્રકારનાં પિત્તળ : (i) સીસા(lead)યુક્ત પિત્તળ : 60/40 પ્રકારના પિત્તળમાં 1 %થી 3 % જેટલું સીસું ઉમેરવાથી તે મુક્ત-કર્તનીય (free cutting) પ્રકારનું બને છે. સીસું પિત્તળમાં અદ્રાવ્ય હોવાથી તે છૂટક છૂટક ગોળ કણો (globules) રૂપે અલગ પડી જાય છે. આવી ધાતુ પર યંત્રકાર્ય (machining) કરવામાં આવે તો છોલ (turnings) ઝીણી (ટૂંકી) બની ઝડપથી છૂટી પડી જાય છે. આને લીધે સ્ટીલની સરખામણીમાં પિત્તળ માટે ઓછી ઊર્જા વપરાય છે.
(ii) મૅંગેનીઝ ધરાવતું પિત્તળ (મૅંગેનીઝ-બ્રૉન્ઝ) : મૅંગેનીઝ બ્રૉન્ઝ એ, મૅંગેનીઝ, કલાઈ (tin, Sn) અથવા અન્ય તત્વો ધરાવતું 60/40 પિત્તળ છે. આ તત્વો પિત્તળને કઠિન અને મજબૂત બનાવવા વપરાય છે. તેને ઉચ્ચ-તનન (high tensile) પિત્તળ કહે છે.
(iii) ઍલ્યુમિનિયમયુક્ત પિત્તળ : પિત્તળનો ક્ષારણ-અવરોધ (corrosion-resistance), ખાસ કરીને દરિયાના પાણી સામે, વધારવા તેમાં 2 % જેટલું ઍલ્યુમિનિયમ ઉમેરવામાં આવે છે; દા.ત., 76 % Cu, 22 % Zn, 2 % Al.
(iv) કલાઈ ધરાવતું પિત્તળ : કેટલીક દરિયાઈ અને અન્ય પરિસ્થિતિમાં કૉપર-ઝિંક મિશ્રધાતુમાં કલાઈ ઉમેરવાથી તેનો ક્ષારણ-અવરોધ સુધરે છે; દા. ત., α-પિત્તળમાં કલાઈ ઉમેરવાથી મળતી ઍડમિરલ્ટી મિશ્રધાતુ (70 % Cu, 29 % Zn, 1 % Sn) કન્ડેન્સર ટ્યૂબ માટે સારી જણાઈ છે. (α + β) પિત્તળમાં કલાઈ ઉમેરવાથી મળતા નેવલ પિત્તળ(naval brasses)નો ઉપયોગ પાણી નીચેના વહાણના ભાગોમાં વપરાતી બોલ્ટ, ચાકી (nuts) અને ફેરૂલ જેવી વસ્તુઓમાં થાય છે.
પિત્તળના પ્રકાર
| મિશ્રધાતુ | સંઘટન | ઉપયોગિતા | |
| 1. | કૅપ કૉપર | Cu 95 %થી 98 %;
Zn 5 %થી 2 % |
ઊંચું તનન-સામર્થ્ય |
| 2. | સ્વર્ણન ધાતુ
(gilding metal) |
Cu 80 %થી 95 %
Pb 0.3 %થી ઓછું; અન્ય અશુદ્ધિ < 0.6 %; બાકીનું Zn |
સ્થાપત્યકીય ધાતુકાર્ય, બુલેટની ખોળી, ઝવેરાત અને અન્ય ચીજોમાં |
| 3. | કારતૂસ-પિત્તળ
(cartridge brass) |
Cu 70 ± 2 %;
Pb < 0.07 %; બાકીનું Zn |
કન્ડેન્સર ટ્યૂબો, ખેંચીને બનાવેલા તથા ભારે દબાણથી બનાવેલા ઘાટવાળાં પાત્રો, ઊંચા તનન-સામર્થ્ય સાથે મજબૂતાઈ જરૂરી હોય ત્યાં |
| 4. | 65/35 પિત્તળ | Cu 64 %થી 67 %;
Pb < 0.1 %; અશુદ્ધિઓ, < 0.4 % બાકીનું, Zn |
નીચા તાપમાને દાબકાર્ય (press-work) માટે તન્ય મિશ્રધાતુ |
| 5. | આધાર-પિત્તળ
(basis brass) |
Cu 61.5 %થી 64 %
Pb < 0.3 %, અન્ય અશુદ્ધિઓ, < 0.6 % બાકીનું Zn |
સામાન્ય દાબકાર્ય માટેની મિશ્રધાતુ |
| 6. | ‘પીળી’ (yellow)
અથવા મન્ટ્ઝ ધાતુ |
Cu 59 % ઓછામાં ઓછું,
અશુદ્ધિઓ < 1.0 %; બાકીનું Zn |
બહિ:સ્ફુટિત (extruded) જણસો, ઢાળકાં (castings), ઉષ્ણ મુદ્રાંકન (hot stampings), શીતકાર્ય (નિમ્ન તાપમાને કાર્ય) (cold-work) જરૂરી હોય તેવી વસ્તુઓ |
| 7. | મુક્ત-કર્તન પિત્તળ (free cutting brass) અથવા સીસાયુક્ત (leaded) પિત્તળ | Cu 55 %થી 60 %;
Pb 2 %થી 3.5 %; અશુદ્ધિઓ 0.75 %; બાકીનું Zn |
ઉચ્ચ-ઝડપી યંત્રકાર્ય (high speed machining) વડે તૈયાર કરવામાં આવતા દાગીના માટે |
| 8. | નેવલ પિત્તળ | Cu 59 %થી 61 %;
Sn 0.6 %થી 1.5 %; અશુદ્ધિઓ 0.75 %; બાકીનું Zn |
સળિયા અથવા ઘડાયેલી વસ્તુ રૂપે વપરાતી બાંધકામ સામગ્રીમાં, ખાસ કરીને ક્ષારણકારી પરિસ્થિતિમાં |
| 9. | ઍડમિરલ્ટી પિત્તળ | Cu 70 % ઓછામાં
ઓછું; Sn 1 %થી 1.5 %; અશુદ્ધિઓ < 0.4 %; બાકીનું Zn |
કન્ડેન્સર-ટ્યૂબ |
| 10. | ઍલ્યુમિનિયમ પિત્તળ | Cu 76 %; Al
2 %; Zn 22 % |
દરિયાના પાણી સામે રક્ષણ માટે |
| 11. | મૅગેનીઝ બ્રૉન્ઝ | Cu 54 %; 62 %;
Sn, Mn, Fe જેવા અન્ય તત્વો 7 %; બાકીનું Zn |
દરિયાઈ પ્રોપેલર જેવાં સાધનો |
| 12. | જર્મન-સિલ્વર | Cu 65%; Ni
10 %થી 18 %; બાકીનું Zn |
કૅમેરાના ભાગો, ઇલેક્ટ્રિકલ સ્વિચ ગિયર, ઝિપર, વાસણો વગેરે |
ભેજવાળી હવામાં પિત્તળ ઝાંખું પડે છે. પણ આ દરમિયાન તેની ઉપર જામતું પડ આસંજક (adherent) અને સાતત્યપૂર્ણ (continuous) હોવાથી ધાતુનું વધુ ક્ષારણ કે ઉપચયન થતું નથી. ફરીથી ચળકતું બનાવવા તેને નાઇટ્રિક ઍસિડ વડે ધોઈ તેના ઉપર પ્રલાક્ષ(lacquer)નું પડ ચઢાવવામાં આવે છે. એમોનિયામય વાતાવરણમાં તે પ્રતિબળ-ક્ષારણ તડ (stress corrosion cracking) અનુભવે છે. કેટલીક વાર તેનું વિજસતીકરણ (dezincification) પણ થાય છે.
જ. પો. ત્રિવેદી,
ગૌતમ ઉપાધ્યાય