1. مقدمة

C63200 aluminum bronze, a high-performance copper-based alloy, is widely used in critical applications across marine, aerospace, oil and gas, and heavy machinery industries. This comprehensive analysis examines C63200 alongside its potential equivalent alternatives, providing detailed comparisons of chemical composition, mechanical properties, manufacturing considerations, and cost-performance ratios. This guide aims to assist procurement specialists, engineers, and material selection professionals in making informed decisions when sourcing materials for demanding applications.

2. C63200 Aluminum Bronze: Baseline Specifications

Table 1: Chemical Composition of C63200 Aluminum Bronze (%)

المعFeالرصاصMnنيو
8.7-9.5ريم.3.5-4.30.02 ماكس1.2-2.04.0-4.80.1 كحد أقصى
9.0000*82.0000*4.0000*-1.6000*4.0000*-

*القيم الاسمية

Table 2: Mechanical Properties of C63200 Aluminum Bronze

ملكيةقيمةوحدة
إلى 500 درجة مئوية وتخفيف التوتر621-950الآلام والكروب الذهنية
قوة الغلة310-365الآلام والكروب الذهنية
استطالة9-25٪
صلابة برينل120-210سمك 12-300 مم × عرض 200-2300 مم
سمك 12-300 مم × عرض 200-2300 مم7.6ز / سم³
معامل المرونة110المعدل التراكمي
توصيل حراري42ث/م · ك
معامل التمدد الحراري16.2ميكرون/م · ك
التوصيل الكهربائي7٪ IACS

3. Direct Equivalent Alternatives to C63200

3.1 معادلات قياسية دولية

Table 3: International Standards Equivalents for C63200

دولةاساسيتعيينمستوى التكافؤ
الولايات المتحدة الأمريكيةمنالولايات المتحدة C63200مرجع
أوروباتشغيلCuAl10Ni5Fe4عالي
D3 الصلب للأعمال الباردة لديه مقاومة تآكل عالية جدًا ضد التآكل الكاشطة والمواد اللاصقة بسبب الحجم الكبير للكربيدات الصلبة في مصفوفة الصلبمنCuAl10Ni5Fe4عالي
D3 الصلب للأعمال الباردة لديه مقاومة تآكل عالية جدًا ضد التآكل الكاشطة والمواد اللاصقة بسبب الحجم الكبير للكربيدات الصلبة في مصفوفة الصلبD3 الصلب للأعمال الباردة لديه مقاومة تآكل عالية جدًا ضد التآكل الكاشطة والمواد اللاصقة بسبب الحجم الكبير للكربيدات الصلبة في مصفوفة الصلبCA106عالي
D3 الصلب للأعمال الباردة لديه مقاومة تآكل عالية جدًا ضد التآكل الكاشطة والمواد اللاصقة بسبب الحجم الكبير للكربيدات الصلبة في مصفوفة الصلبJISCAC702إلى 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 الصلبغيغابايتQAl10-4-4عالي
روسياGOSTBrAZhNMts 9-4-4-1إلى 500 درجة مئوية وتخفيف التوتر
دوليISOSeasf10f5n5متوسطة

3.2 مقارنة التكوين الكيميائي

Table 4: Chemical Composition Comparison of C63200 and Its Direct Equivalents (%)

سبيكةاساسيالمعFeالرصاصMnنيوآحرون
C63200من8.7-9.5ريم.3.5-4.30.02 ماكس1.2-2.04.0-4.80.1 كحد أقصى-
CuAl10Ni5Fe4تشغيل8.5-10.5ريم.3.0-5.00.02 ماكس0.5-2.54.0-6.00.1 كحد أقصىZn≤0.5
CA106D3 الصلب للأعمال الباردة لديه مقاومة تآكل عالية جدًا ضد التآكل الكاشطة والمواد اللاصقة بسبب الحجم الكبير للكربيدات الصلبة في مصفوفة الصلب8.8-10.0ريم.3.0-5.00.01 كحد أقصى0.5-2.04.0-5.50.1 كحد أقصىZn≤0.5
CAC702JIS8.5-10.0ريم.2.0-4.00.05 ماكس1.5-3.04.0-5.50.3 كحد أقصى-
QAl10-4-4غيغابايت9.0-10.5ريم.3.5-5.00.01 كحد أقصى0.5-2.04.0-5.00.1 كحد أقصى-

3.3 مقارنة الخصائص الميكانيكية

Table 5: Mechanical Properties Comparison of C63200 and Direct Equivalents

سبيكةقوة الشد (MPa)قوة الخضوع (ميجا باسكال)استطالة (٪)صلابة (HB)
C63200 (ASTM)621-950310-3659-25120-210
Cual10ni5fe4 (EN)650-830300-35010-20140-200
CA106 (BS)640-800300-34012-18140-190
CAC702 (JIS)590-780280-33010-18130-180
QAl10-4-4 (GB)640-820300-35010-20140-200

4. فئات المواد البديلة

4.1 الدرجات البرونزية من الألومنيوم الأخرى

الجدول 6: مقارنة الدرجات البرونزية الألومنيوم البديلة

سبيكةنحن#AL (٪)الاختلافات الرئيسيةالتكلفة النسبيةتصنيف الأداء
C63000C630009.0-11.0Higher Al, similar properties105 ٪عالي
C63020C6302010.0-11.5Higher strength, less ductile110 ٪عالي
C62300C623008.5-10.0انخفاض NI ، انخفاض القوة85 ٪متوسطة
C95400C9540010.0-11.5لا ني ، مقاومة تآكل أقل80 ٪إلى 500 درجة مئوية وتخفيف التوتر
C95500C9550010.0-11.5Contains Ni, higher strength90 ٪عالي

4.2 بدائل النيكل المصنوعة من الألومنيوم

الجدول 7: بدائل البرونز الألمنيوم النيكل

سبيكةنحن#التكوين الرئيسيالخصائص الرئيسيةCost Ratio to C63200أفضل التطبيقات
C95800C95800Cu-9Al-4Fe-4Niمقاومة تآكل أعلى115 ٪Marine propellers, pumps
C95700C95700CU-12AL-6FE-2NIقوة أعلى ، ليونة أقل110 ٪المحامل الشاقة
C95900C95900Cu-12al-6ni-2.5feمقاومة تآكل ممتازة120%أجزاء معدات هبوط الطائرات

4.3 بدائل البرونز غير الألومنيوم

الجدول 8: مواد بديلة من غير الألومنيوم

فئة الموادمثال سبيكةخصائص المفتاح مقارنةنسبة التكلفةالتوافق
الفوسفور البرونزC52400انخفاض قوة ، توصيل كهربائي أفضل75 ٪إلى 500 درجة مئوية وتخفيف التوتر
البرونز المنغنيزC86300Higher strength, lower corrosion resistance80 ٪إلى 500 درجة مئوية وتخفيف التوتر
السيليكون البرونزC87300أفضل قابلية للآلات ، تقلص مقاومة التآكل85 ٪إلى 500 درجة مئوية وتخفيف التوتر
البريليوم النحاسC17200قوة أعلى ، خصائص الربيع ممتازة180 ٪متوسطة منخفضة
النيكل سيلفرC75200انخفاض القوة ، مقاومة التآكل الجيدة90 ٪منخفضة medium

4.4 بدائل غير قائمة

الجدول 9: مواد بديلة غير قائمة

فئة الموادمثال الصفأداء مقارننسبة التكلفةالتطبيق تداخل
ستانلس ستيل316Lقوة أعلى ، احتكاك أقل65٪إلى 500 درجة مئوية وتخفيف التوتر
سبائك النيكلمونيل 400مقاومة تآكل متفوقة ، تكلفة أعلى160 ٪عالية للبحرية
سبائك التيتانيومTI-6AL-4Vأعلى قوة إلى وزن ، وزيادة التكلفة بكثير280%منخفضة medium
Engineered PlasticsPEEKLightweight, self-lubricating, lower strength85 ٪قليل
المحامل المركبةPTFE/Fiberاحتكاك منخفض ، سعة تحميل محدودة70 ٪منخفض جدا

5. تحليل التكلفة الأداء

5.1 مؤشر تكلفة المواد النسبية

Table 10: Relative Material Cost Index (C63200 = 100)

منتكلفة المواد الخامتكلفة المعالجةمؤشر التكلفة الإجماليةاتجاه التكلفة (عامين)
C63200100100100مستقر
Cual10ni5fe4 (EN)95-10595-10595-105مستقر
C63000100-110100-105100-108Slight increase
C9540075-8590-10080-90مستقر
C95800110-120105-115110-120زيادة
316L Stainless55-6570-8060-70متقلب
مونيل 400150-170140-160145-165زيادة
PEEK160-18040-5080-90مستقر

5.2 تصنيف الأداء حسب التطبيق

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

منالبحريةOil & Gasالفضاءآلات ثقيلةتقييم القيمة الإجمالية
C6320098898.5
CuAl10Ni5Fe498898.5
C9540077687.5
C9580099888.8
316L Stainless77667.5
مونيل 40099767.0
PEEK67856.5

6. اعتبارات التصنيع

6.1 مقارنة معالجة

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

منصب الرمالالطرد المركزي الصبصب الاستثمارآليةقابلية اللحام
C6320099876
CuAl10Ni5Fe499876
C9540089765
C9580089766
316L Stainless67858
مونيل 40067757
PEEKغير متاحغير متاحغير متاح8غير متاح

6.2 اعتبارات سلسلة التوريد

الجدول 13: عوامل سلسلة التوريد

منتوافر عالميمهلة الرصاص (أسابيع)تنوع المورداستقرار السعر
C63200عالي4-6عاليإلى 500 درجة مئوية وتخفيف التوتر
CuAl10Ni5Fe4عالي4-6عاليإلى 500 درجة مئوية وتخفيف التوتر
C95400عالي3-5عاليإلى 500 درجة مئوية وتخفيف التوتر
C95800متوسطة5-8إلى 500 درجة مئوية وتخفيف التوترمنخفضة medium
316L Stainlessعالية جدًا2-4عالية جدًاإلى 500 درجة مئوية وتخفيف التوتر
مونيل 400إلى 500 درجة مئوية وتخفيف التوتر6-10إلى 500 درجة مئوية وتخفيف التوترقليل
PEEKإلى 500 درجة مئوية وتخفيف التوتر3-5إلى 500 درجة مئوية وتخفيف التوترعالي

7. معادلة خاصة التطبيق

الجدول 14: البدائل الموصى بها حسب التطبيق

تطبيقالاختيار الأولالخيار الثانيالخيار الثالثعامل الاختيار الرئيسي
Marine bearingsC63200C95800مونيل 400المقاومة للتآكل
مكونات الصمامC63200CuAl10Ni5Fe4316LPressure handling
Pump bushingsC63200C95400C95800ارتداء المقاومة
التروسC63200C95500Hardened steelقوة
Hydraulic componentsC63200CuAl10Ni5Fe4PEEKقدرة الضغط
تجهيزات الطائراتC63200C95900TI-6AL-4VWeight optimization
Offshore equipmentC63200C95800مونيل 400المقاومة للتآكل

8. منهجية الاختيار للمواد المكافئة

الجدول 15: مصفوفة القرار لاختيار المواد

عامل الاختياروزنC63200CuAl10Ni5Fe4C95800316L SSمونيل 400PEEK
القوة الميكانيكية20 ٪998875
المقاومة للتآكل25 ٪889799
ارتداء المقاومة20 ٪998676
فعالية التكلفة15%776856
التوفر10 ٪887967
Processability10 ٪888768
درجة مرجح100%8.258.257.857.306.906.75

9. Conclusion and Recommendations

C63200 aluminum bronze remains an excellent material choice for demanding applications requiring a combination of strength, corrosion resistance, and wear properties. The most direct equivalent alternatives are found in the European standard CuAl10Ni5Fe4 and the Chinese standard QAl10-4-4, which offer nearly identical performance characteristics and cost.

For cost-sensitive applications where some performance compromise is acceptable, C95400 aluminum bronze presents a viable alternative at approximately 15-20% lower cost. In highly corrosive environments, particularly seawater applications, C95800 nickel aluminum bronze may justify its 10-20% higher cost through superior longevity.

For procurement professionals, the following recommendations apply:

  1. Request material certification documentation to verify composition and properties
  2. Consider regional availability and lead times in sourcing decisions
  3. Evaluate total cost of ownership including maintenance and replacement frequency
  4. Build relationships with multiple suppliers to ensure material availability
  5. For critical applications, conduct performance testing with alternative materials before full implementation

By carefully evaluating the equivalence factors presented in this analysis, procurement specialists and engineers can make informed decisions when selecting alternatives to C63200 aluminum bronze, balancing performance requirements with cost considerations.