برونز الألمنيوم C63000 وبدائله المكافئة: الأداء الشامل وتقييم التكلفة

1. مقدمة

C63000 Bronze من الألومنيوم هي سبيكة قائمة على النحاس معترف بها لقوته الميكانيكية الاستثنائية ، ومقاومة التآكل ، والأداء في التطبيقات الصعبة. يفحص هذا التحليل الشامل C63000 إلى جانب بدائله المعادلة المحتملة ، حيث يوفر أخصائيي المشتريات والمهندسين ومحترفي اختيار المواد مع مقارنات مفصلة للتكوين الكيميائي ، والخصائص الميكانيكية ، واعتبارات التصنيع ، ونسب الأداء التكلفة. يهدف هذا الدليل إلى تسهيل عملية صنع القرار المستنيرة عند تحديد مصادر المواد للتطبيقات الهامة في الفضاء والفضاء البحري والنفط والغاز والقطاعات الصناعية الثقيلة.

2.

الجدول 1: التركيب الكيميائي للبرونز الألمنيوم C63000 (٪)

ال	مع	Fe	الرصاص	Mn	ني	و
9.0-11.0	ريم.	2.0-4.0	0.02 ماكس	1.5 كحد أقصى	4.0-5.5	0.25 كحد أقصى
10.0*	81.25*	3.0*	-	1.0*	4.5*	0.25*

*القيم الاسمية

الجدول 2: الخصائص الميكانيكية من البرونز الألمنيوم C63000

ملكية	قيمة	وحدة
إلى 500 درجة مئوية وتخفيف التوتر	690-860	الآلام والكروب الذهنية
قوة الغلة	380-450	الآلام والكروب الذهنية
استطالة	6-15	٪
صلابة برينل	170-240	سمك 12-300 مم × عرض 200-2300 مم
سمك 12-300 مم × عرض 200-2300 مم	7.6	ز / سم³
معامل المرونة	117	المعدل التراكمي
توصيل حراري	38	ث/م · ك
معامل التمدد الحراري	16.0	ميكرون/م · ك
التوصيل الكهربائي	6	٪ IACS

3. بدائل مكافئة مباشرة لـ C63000

3.1 معادلات قياسية دولية

الجدول 3: معادل المعايير الدولية لـ C63000

دولة	اساسي	تعيين	مستوى التكافؤ
الولايات المتحدة الأمريكية	من	الولايات المتحدة C63000	مرجع
أوروبا	تشغيل	CuAl10Ni5Fe4	عالي
D3 الصلب للأعمال الباردة لديه مقاومة تآكل عالية جدًا ضد التآكل الكاشطة والمواد اللاصقة بسبب الحجم الكبير للكربيدات الصلبة في مصفوفة الصلب	من	Seasf10f5n5	عالي
D3 الصلب للأعمال الباردة لديه مقاومة تآكل عالية جدًا ضد التآكل الكاشطة والمواد اللاصقة بسبب الحجم الكبير للكربيدات الصلبة في مصفوفة الصلب	D3 الصلب للأعمال الباردة لديه مقاومة تآكل عالية جدًا ضد التآكل الكاشطة والمواد اللاصقة بسبب الحجم الكبير للكربيدات الصلبة في مصفوفة الصلب	CA104	متوسطة
D3 الصلب للأعمال الباردة لديه مقاومة تآكل عالية جدًا ضد التآكل الكاشطة والمواد اللاصقة بسبب الحجم الكبير للكربيدات الصلبة في مصفوفة الصلب	JIS	CAC704	إلى 500 درجة مئوية وتخفيف التوتر
D3 الصلب للأعمال الباردة لديه مقاومة تآكل عالية جدًا ضد التآكل الكاشطة والمواد اللاصقة بسبب الحجم الكبير للكربيدات الصلبة في مصفوفة الصلب	غيغابايت	KAL10-5-5	عالي
روسيا	GOST	Brazhnfe 10-5-5	متوسطة
دولي	ISO	Seasf10f5n5	عالي

3.2 مقارنة التكوين الكيميائي

الجدول 4: مقارنة التكوين الكيميائي لـ C63000 وما يعادلها المباشر (٪)

سبيكة	اساسي	ال	مع	Fe	الرصاص	Mn	ني	و	آحرون
C63000	من	9.0-11.0	ريم.	2.0-4.0	0.02 ماكس	1.5 كحد أقصى	4.0-5.5	0.25 كحد أقصى	-
CuAl10Ni5Fe4	تشغيل	8.5-10.5	ريم.	3.0-5.0	0.02 ماكس	0.5-2.5	4.0-6.0	0.1 كحد أقصى	Zn≤0.5
CA104	D3 الصلب للأعمال الباردة لديه مقاومة تآكل عالية جدًا ضد التآكل الكاشطة والمواد اللاصقة بسبب الحجم الكبير للكربيدات الصلبة في مصفوفة الصلب	9.0-11.0	ريم.	2.0-4.0	0.01 كحد أقصى	1.0-2.0	4.0-6.0	0.2 كحد أقصى	Zn≤0.5
CAC704	JIS	9.0-11.0	ريم.	2.0-4.0	0.05 ماكس	1.0-2.0	4.0-6.0	0.3 كحد أقصى	-
KAL10-5-5	غيغابايت	9.0-11.0	ريم.	4.0-5.5	0.01 كحد أقصى	0.5-1.5	4.5-6.0	0.2 كحد أقصى	-

3.3 مقارنة الخصائص الميكانيكية

الجدول 5: خصائص الميكانيكية مقارنة بين C63000 وما يعادلها المباشر

سبيكة	قوة الشد (MPa)	قوة الخضوع (ميجا باسكال)	استطالة (٪)	صلابة (HB)
C63000 (ASTM)	690-860	380-450	6-15	170-240
Cual10ni5fe4 (EN)	650-830	350-420	8-15	160-220
CA104 (BS)	680-840	360-430	7-15	170-230
CAC704 (هو)	650-820	350-420	6-12	170-220
QAL10-5-5 (GB)	680-850	370-440	7-14	170-230

4. فئات المواد البديلة

4.1 الدرجات البرونزية من الألومنيوم الأخرى

الجدول 6: مقارنة الدرجات البرونزية الألومنيوم البديلة

سبيكة	نحن#	AL (٪)	الاختلافات الرئيسية	التكلفة النسبية	تصنيف الأداء
C63200	C63200	8.7-9.5	انخفاض AL ، ليونة أفضل	95 ٪	عالي
C63020	C63020	10.0-11.5	أعلى AL ، زيادة صلابة	105 ٪	عالية جدًا
C62300	C62300	8.5-10.0	انخفاض NI ، انخفاض القوة	85 ٪	متوسطة
C95400	C95400	10.0-11.5	لا ني ، مقاومة تآكل أقل	80 ٪	إلى 500 درجة مئوية وتخفيف التوتر
C95500	C95500	10.0-11.5	يحتوي على NI ، قوة مماثلة	90 ٪	عالي

4.2 بدائل النيكل المصنوعة من الألومنيوم

الجدول 7: بدائل البرونز الألمنيوم النيكل

سبيكة	نحن#	التكوين الرئيسي	الخصائص الرئيسية	نسبة التكلفة إلى C63000	أفضل التطبيقات
C95800	C95800	Cu-9Al-4Fe-4Ni	مقاومة تآكل أعلى	110 ٪	المراوح البحرية ، الصمامات
C95700	C95700	CU-12AL-6FE-2NI	قوة أعلى ، ليونة أقل	105 ٪	المحامل الشاقة
C95900	C95900	Cu-12al-6ni-2.5fe	مقاومة تآكل ممتازة	115 ٪	أجزاء معدات هبوط الطائرات

4.3 بدائل البرونز غير الألومنيوم

الجدول 8: مواد بديلة من غير الألومنيوم

فئة المواد	مثال سبيكة	خصائص المفتاح مقارنة	نسبة التكلفة	التوافق
الفوسفور البرونز	C52400	انخفاض قوة ، توصيل كهربائي أفضل	70 ٪	منخفضة medium
البرونز المنغنيز	C86300	قوة مماثلة ، مقاومة تآكل أقل	75 ٪	إلى 500 درجة مئوية وتخفيف التوتر
السيليكون البرونز	C87300	أفضل قابلية للآلات ، تقلص مقاومة التآكل	80 ٪	إلى 500 درجة مئوية وتخفيف التوتر
البريليوم النحاس	C17200	قوة أعلى ، خصائص الربيع ممتازة	170 ٪	إلى 500 درجة مئوية وتخفيف التوتر
النيكل سيلفر	C75200	انخفاض القوة ، مقاومة التآكل الجيدة	85 ٪	قليل

4.4 بدائل غير قائمة

الجدول 9: مواد بديلة غير قائمة

فئة المواد	مثال الصف	أداء مقارن	نسبة التكلفة	التطبيق تداخل
ستانلس ستيل	17-4ph	قوة أعلى ، احتكاك أقل	70 ٪	متوسطة
سبائك النيكل	انكونيل 625	مقاومة تآكل متفوقة ، تكلفة أعلى	180 ٪	عالية للبحرية
سبائك التيتانيوم	TI-6AL-4V	أعلى قوة إلى وزن ، وزيادة التكلفة بكثير	300 ٪	إلى 500 درجة مئوية وتخفيف التوتر
دوبلكس مقاوم للصدأ	2205	مقاومة تآكل جيدة ، التكلفة المنخفضة	80 ٪	إلى 500 درجة مئوية وتخفيف التوتر
المحامل المركبة	PTFE/البرونز	احتكاك منخفض ، سعة تحميل محدودة	65٪	قليل

5. تحليل التكلفة الأداء

5.1 مؤشر تكلفة المواد النسبية

الجدول 10: مؤشر تكلفة المواد النسبية (C63000 = 100)

من	تكلفة المواد الخام	تكلفة المعالجة	مؤشر التكلفة الإجمالية	اتجاه التكلفة (عامين)
C63000	100	100	100	مستقر
Cual10ni5fe4 (EN)	95-105	95-105	95-105	مستقر
C63200	90-100	95-105	92-102	مستقر
C95400	75-85	90-100	80-90	انخفاض طفيف
C95800	105-115	100-110	103-113	زيادة
17-4PH SS	65-75	75-85	68-78	متقلب
انكونيل 625	170-190	150-170	160-180	زيادة
TI-6AL-4V	280-320	150-170	240-270	متقلب

5.2 تصنيف الأداء حسب التطبيق

الجدول 11: تصنيف الأداء حسب التطبيق (1-10 مقياس ، 10 = الأفضل)

من	الفضاء	البحرية	Oil & Gas	آلات ثقيلة	تقييم القيمة الإجمالية
C63000	9	8	8	9	8.5
CuAl10Ni5Fe4	8	8	8	9	8.3
C63200	8	9	8	9	8.5
C95400	6	7	7	8	7.0
C95800	8	9	9	8	8.5
17-4PH SS	9	7	8	8	8.0
انكونيل 625	9	9	9	7	8.5
TI-6AL-4V	10	8	7	6	7.8

6. اعتبارات التصنيع

6.1 مقارنة معالجة

الجدول 12: مدى ملاءمة عملية التصنيع (1-10 مقياس ، 10 = ممتاز)

من	صب الرمال	الطرد المركزي الصب	صب الاستثمار	آلية	قابلية اللحام	استجابة المعالجة الحرارية
C63000	8	9	8	6	5	9
CuAl10Ni5Fe4	8	9	8	6	5	9
C63200	9	9	8	7	6	8
C95400	8	9	7	6	5	7
C95800	8	9	7	6	6	7
17-4PH SS	6	7	8	5	8	9
انكونيل 625	5	6	7	4	8	7
TI-6AL-4V	4	5	7	3	7	8

6.2 اعتبارات سلسلة التوريد

الجدول 13: عوامل سلسلة التوريد

من	توافر عالمي	مهلة الرصاص (أسابيع)	تنوع المورد	استقرار السعر	قابلية إعادة التدوير
C63000	عالي	5-7	عالي	إلى 500 درجة مئوية وتخفيف التوتر	عالي
CuAl10Ni5Fe4	عالي	5-7	عالي	إلى 500 درجة مئوية وتخفيف التوتر	عالي
C63200	عالي	4-6	عالي	إلى 500 درجة مئوية وتخفيف التوتر	عالي
C95400	عالي	3-5	عالي	إلى 500 درجة مئوية وتخفيف التوتر	عالي
C95800	متوسطة	5-8	إلى 500 درجة مئوية وتخفيف التوتر	منخفضة medium	عالي
17-4PH SS	عالية جدًا	2-4	عالية جدًا	إلى 500 درجة مئوية وتخفيف التوتر	عالي
انكونيل 625	إلى 500 درجة مئوية وتخفيف التوتر	8-12	إلى 500 درجة مئوية وتخفيف التوتر	قليل	إلى 500 درجة مئوية وتخفيف التوتر
TI-6AL-4V	إلى 500 درجة مئوية وتخفيف التوتر	10-14	إلى 500 درجة مئوية وتخفيف التوتر	قليل	إلى 500 درجة مئوية وتخفيف التوتر

7. معادلة خاصة التطبيق

الجدول 14: البدائل الموصى بها حسب التطبيق

تطبيق	الاختيار الأول	الخيار الثاني	الخيار الثالث	عامل الاختيار الرئيسي
محامل الفضاء	C63000	C63020	TI-6AL-4V	قوة إلى الوزن
مهاوي البحرية	C63000	C95800	انكونيل 625	المقاومة للتآكل
Oil & gas valves	C63000	C95800	17-4ph	قدرة الضغط
تروس الآلات الثقيلة	C63000	C63200	17-4ph	ارتداء المقاومة
التطبيقات عالية الإيقاع	C63000	انكونيل 625	C95800	استقرار درجة الحرارة
المكونات الهيكلية	C63000	C63200	17-4ph	مقاومة التعب
مهمات الربط	C63000	17-4ph	TI-6AL-4V	قوة
البطانات والمحامل	C63000	C63200	C95400	سعة التحميل

8. منهجية الاختيار للمواد المكافئة

الجدول 15: مصفوفة القرار لاختيار المواد

عامل الاختيار	وزن	C63000	CuAl10Ni5Fe4	C63200	17-4PH SS	C95800	انكونيل 625
القوة الميكانيكية	25 ٪	9	8	8	9	8	9
المقاومة للتآكل	20 ٪	8	8	8	7	9	10
ارتداء المقاومة	15%	9	8	9	7	8	7
فعالية التكلفة	15%	7	7	7	8	6	4
آلية	10 ٪	6	6	7	5	6	4
التوفر	10 ٪	8	8	8	9	7	6
قابلية اللحام	5 ٪	5	5	6	8	6	8
درجة مرجح	100%	8.05	7.65	7.90	7.70	7.65	7.40

9. توافر السوق الإقليمي واتجاهات التسعير

الجدول 16: التوفر الإقليمي وتغيرات الأسعار

منطقة	توافر C63000	مؤشر السعر	كبار الموردين	اعتبارات استيراد
أمريكا الشمالية	عالي	100	Copper & Brass Fabricators Council members	العرض المحلي قوي
أوروبا	عالي	105-110	kme ، ويلاند ، أوروبيس	شهادات المواد في الاتحاد الأوروبي
D3 الصلب للأعمال الباردة لديه مقاومة تآكل عالية جدًا ضد التآكل الكاشطة والمواد اللاصقة بسبب الحجم الكبير للكربيدات الصلبة في مصفوفة الصلب	متوسطة	85-95	نينغبو ، موردي سبيكة النحاس شنغهاي	التحقق من الجودة اللازمة
D3 الصلب للأعمال الباردة لديه مقاومة تآكل عالية جدًا ضد التآكل الكاشطة والمواد اللاصقة بسبب الحجم الكبير للكربيدات الصلبة في مصفوفة الصلب	إلى 500 درجة مئوية وتخفيف التوتر	110-120	JX Nippon Mining ، Mitsubishi Materials	جودة عالية ، السعر المتميز
الهند	إلى 500 درجة مئوية وتخفيف التوتر	90-100	هندوستان النحاس ، المسابك الإقليمية	جودة متغيرة
الشرق الأوسط	منخفضة medium	115-125	في الغالب مستوردة	واجبات الاستيراد ، أوقات الرصاص
C45 عبارة عن فولاذ متوسط القوة يتمتع بآلية جيدة وخصائص شد ممتازة	إلى 500 درجة مئوية وتخفيف التوتر	110-120	الموزعين الإقليميين	عامل تكاليف النقل

الجدول 17: تحليل اتجاه السعر لمدة خمس سنوات (الفهرس: 2020 = 100)

سنة	C63000	C63200	C95800	17-4PH SS	فهرس النحاس	فهرس النيكل
2020	100	100	100	100	100	100
2021	118	116	122	108	125	135
2022	132	128	138	116	135	150
2023	128	125	135	120	130	145
2024	125	122	130	115	128	140
2025*	120	118	128	118	125	138

*القيم المتوقعة

10. توصيات الاستنتاج والشراء

يوفر Bronze C63000 من الألومنيوم أداءً استثنائياً في التطبيقات التي تتطلب قوة عالية ومقاومة جيدة للتآكل وخصائص التآكل. تم العثور على أكثر البدائل المكافئة المباشرة في المعيار الأوروبي Cual10NI5FE4 والمعيار الصيني QAL10-5-5 ، والتي توفر خصائص أداء مماثلة للغاية مع الحد الأدنى من الاختلافات في التكلفة.

يقدم C63200 بديلاً ممتازًا مع قابلية أفضل للآلات وخصائص ميكانيكية مماثلة بتكلفة مماثلة أو أقل قليلاً. بالنسبة للتطبيقات ذات متطلبات التآكل الشديدة ، وخاصة في البيئات البحرية ، فإن البرونز المصنوع من النيكل C95800 قد يبرر تكلفته المرتفعة بنسبة 5-10 ٪ من خلال الأداء المتفوق وطول العمر.

بالنسبة لمحترفي المشتريات ، تنطبق التوصيات الاستراتيجية التالية:

تطوير علاقات مع العديد من الموردين عبر مناطق مختلفة لتخفيف مخاطر سلسلة التوريد
طلب دائمًا وثائق شهادة المواد للتحقق من التكوين والخصائص
النظر في التكلفة الإجمالية للملكية بما في ذلك تردد الصيانة والاستبدال ، وليس فقط تكلفة المواد الأولية
للتطبيقات غير الحرجة ، قم بتقييم الفولاذ المقاوم للصدأ 17-4 في الساعة كبديل محتمل لتوفير التكاليف
مراقبة أسعار السلع الأساسية للنحاس والنيكل ، لأن هذه تؤثر بشكل كبير على تكاليف البرونز الألمنيوم
الحفاظ على سلامة المكونات الهامة خلال فترات تقلب الأسعار أو قيود العرض
تطوير بروتوكولات موحدة استبدال المواد لحالات الطوارئ

من خلال تقييم عوامل التكافؤ بعناية في هذا التحليل ، يمكن لأخصائيي المشتريات والمهندسين اتخاذ قرارات مستنيرة عند اختيار بدائل لـ C63000 من البرونز المصنوع من الألومنيوم ، وموازنة متطلبات الأداء مع اعتبارات التكلفة ومرونة سلسلة التوريد.