El bronce de aluminio C63200, una aleación a base de cobre de alto rendimiento, se usa ampliamente en aplicaciones críticas en industrias marinas, aeroespaciales, de petróleo y gas y maquinaria pesada. Este análisis exhaustivo examina C63200 junto con sus alternativas equivalentes potenciales, proporcionando comparaciones detalladas de la composición química, propiedades mecánicas, consideraciones de fabricación y relaciones de costo-rendimiento. Esta guía tiene como objetivo ayudar a especialistas en adquisiciones, ingenieros y profesionales de selección de materiales a tomar decisiones informadas al obtener materiales para aplicaciones exigentes.
2. C63200 Bronce de aluminio: especificaciones de referencia
Tabla 1: Composición química de bronce de aluminio C63200 (%)
Alabama
Con
Fe
Pb
Minnesota
Ni
Y
8.7-9.5
Movimiento rápido del ojo.
3.5-4.3
00,02 máx.
1.2-2.0
4.0-4.8
0.1 máx.
9.0000*
82.0000*
4.0000*
-
1.6000*
4.0000*
-
*Valores nominales
Tabla 2: Propiedades mecánicas del bronce de aluminio C63200
Propiedad
Valor
Unidad
Fuerza de Tensión
621-950
MPa
Fuerza de producción
310-365
MPa
Alargamiento
9-25
%
Resistencia a la tracción de
120-210
media pensión
Densidad
7.6
S45c
Módulo de elasticidad
110
GPa
Conductividad térmica
42
W/m · k
Coeficiente de expansión termal
16.2
μm/m · k
Conductividad eléctrica
7
% IACS
3. Alternativas equivalentes directas a C63200
3.1 equivalentes estándar internacionales
Tabla 3: equivalentes de estándares internacionales para C63200
País
Estándar
Designacion
Nivel de equivalencia
Estados Unidos
ASMA
US C63200
Referencia
Europa
EN
CuAl10Ni5Fe4
Alto
Alemania
DE
CuAl10Ni5Fe4
Alto
Reino Unido
BS
CA106
Alto
Japón
JIS
CAC702
Medio
porcelana
GB
Kal10-4-4
Alto
Rusia
GOST
Brazhnmts 9-4-4-1
Medio
Internacional
YO ASI
Seasf10f5n5
Medio-alto
3.2 Comparación de composición química
Tabla 4: Comparación de composición química de C63200 y sus equivalentes directos (%)
Aleación
Estándar
Alabama
Con
Fe
Pb
Minnesota
Ni
Y
Otros
C63200
ASMA
8.7-9.5
Movimiento rápido del ojo.
3.5-4.3
00,02 máx.
1.2-2.0
4.0-4.8
0.1 máx.
-
CuAl10Ni5Fe4
EN
8.5-10.5
Movimiento rápido del ojo.
3.0-5.0
00,02 máx.
0.5-2.5
4.0-6.0
0.1 máx.
Zn≤0.5
CA106
BS
8.8-10.0
Movimiento rápido del ojo.
3.0-5.0
0.01 máx.
0.5-2.0
4.0-5.5
0.1 máx.
Zn≤0.5
CAC702
JIS
8.5-10.0
Movimiento rápido del ojo.
2.0-4.0
00,05 máx.
1,5-3,0
4.0-5.5
0.3 máx.
-
Kal10-4-4
GB
9.0-10.5
Movimiento rápido del ojo.
3.5-5.0
0.01 máx.
0.5-2.0
4.0-5.0
0.1 máx.
-
3.3 Comparación de propiedades mecánicas
Tabla 5: Comparación de propiedades mecánicas de C63200 y equivalentes directos
Aleación
Resistencia a la tracción (MPa)
Límite elástico (MPa)
Elongación (%)
Dureza (HB)
C63200 (ASTM)
621-950
310-365
9-25
120-210
Cual10NI5FE4 (EN)
650-830
300-350
10-20
140-200
CA106 (BS)
640-800
300-340
12-18
140-190
CAC702 (él)
590-780
280-330
10-18
130-180
Qal10-4-4 (GB)
640-820
300-350
10-20
140-200
4. Categorías de materiales alternativas
4.1 Otras calificaciones de bronce de aluminio
Tabla 6: Comparación de grados de bronce de aluminio alternativos
Aleación
A NOSOTROS#
Al (%)
Diferencias clave
Costo relativo
Calificación de rendimiento
C63000
C63000
9.0-11.0
Al más alto, propiedades similares
105%
Alto
C63020
C63020
10.0-11.5
Mayor resistencia, menos dúctil
110%
Alto
C62300
C62300
8.5-10.0
Ni inferior, resistencia reducida
85%
Medio-alto
C95400
C95400
10.0-11.5
No Ni, resistencia a la corrosión inferior
80%
Medio
C95500
C95500
10.0-11.5
Contiene Ni, mayor resistencia
90%
Alto
4.2 Alternativas de bronce de aluminio de níquel
Tabla 7: Alternativas de bronce de aluminio de níquel
Aleación
A NOSOTROS#
Composición clave
Propiedades clave
Relación de costos a C63200
Mejores aplicaciones
C95800
C95800
Cu-9Al-4Fe-4Ni
Mayor resistencia a la corrosión
115%
Hélices marinas, bombas
C95700
C95700
CU-12Al-6FE-2NI
Mayor resistencia, menor ductilidad
110%
Rodamientos de servicio pesado
C95900
C95900
CU-12al-6NI-2.5FE
Excelente resistencia al desgaste
120%
Piezas de tren de aterrizaje de aeronaves
4.3 Alternativas de bronce no aluminio
Tabla 8: Materiales alternativos de bronce no aluminio
Categoría de material
Ejemplo de aleación
Comparación de propiedades clave
Relación de costo
Compatibilidad
Bronce fosforado
C52400
Menor resistencia, mejor conductividad eléctrica
75%
Medio
Bronce de manganeso
C86300
Mayor resistencia, menor resistencia a la corrosión
80%
Medio
Bronce de silicio
C87300
Mejor maquinabilidad, menor resistencia al desgaste
85%
Medio
Cobre de berilio
C17200
Mayor resistencia, excelentes propiedades de primavera
180%
Medio-bajo
Níquel
C75200
Menor resistencia, buena resistencia a la corrosión
90%
Bajo en medio
4.4 Alternativas no opcionadas
Tabla 9: Materiales alternativos no superiores a la opción
Categoría de material
Ejemplo de grado
Rendimiento comparativo
Relación de costo
Superposición de la aplicación
Acero inoxidable
316L
Mayor resistencia, menor fricción
sesenta y cinco%
Medio
Aleaciones de níquel
Monels 400
Resistencia de corrosión superior, mayor costo
160%
Alto para marine
Aleaciones de titanio
Ti-6Al-4V
Mayor resistencia a peso, mucho mayor costo
280%
Bajo en medio
Plásticos diseñados
OJEADA
Ligero, auto-lubricante, menor fuerza
85%
Bajo
Rodamientos compuestos
Ptfe/fibra
Baja fricción, capacidad de carga limitada
70%
Muy bajo
5. Análisis de costo de rendimiento
5.1 Índice de costos de material relativo
Tabla 10: Índice de costos de material relativo (C63200 = 100)
Material
Costo de Materia Prima
Costo de procesamiento
Índice de costos totales
Tendencia de costos (2 años)
C63200
100
100
100
Estable
Cual10NI5FE4 (EN)
95-105
95-105
95-105
Estable
C63000
100-110
100-105
100-108
Ligero aumento
C95400
75-85
90-100
80-90
Estable
C95800
110-120
105-115
110-120
Creciente
316L de acero inoxidable
55-65
70-80
60-70
Volátil
Monels 400
150-170
140-160
145-165
Creciente
OJEADA
160-180
40-50
80-90
Estable
5.2 Calificación de rendimiento por aplicación
Tabla 11: Calificación de rendimiento por aplicación (escala 1-10, 10 = mejor)
Material
Marina
Oil & Gas
Aeroespacial
Maquinaria Pesada
Calificación de valor general
C63200
9
8
8
9
8.5
CuAl10Ni5Fe4
9
8
8
9
8.5
C95400
7
7
6
8
7.5
C95800
9
9
8
8
8.8
316L de acero inoxidable
7
7
6
6
7.5
Monels 400
9
9
7
6
7.0
OJEADA
6
7
8
5
6.5
6. Consideraciones de fabricación
6.1 Comparación de procesabilidad
Tabla 12: Idoneidad del proceso de fabricación (escala 1-10, 10 = excelente)
Material
Fundición en arena
Fundición centrífuga
Fundición a la cera perdida
Maquinabilidad
Soldabilidad
C63200
9
9
8
7
6
CuAl10Ni5Fe4
9
9
8
7
6
C95400
8
9
7
6
5
C95800
8
9
7
6
6
316L de acero inoxidable
6
7
8
5
8
Monels 400
6
7
7
5
7
OJEADA
N / A
N / A
N / A
8
N / A
6.2 Consideraciones de la cadena de suministro
Tabla 13: Factores de la cadena de suministro
Material
Disponibilidad global
Tiempo de entrega (semanas)
Diversidad de proveedores
Estabilidad de precios
C63200
Alto
4-6
Alto
Medio
CuAl10Ni5Fe4
Alto
4-6
Alto
Medio
C95400
Alto
3-5
Alto
Medio
C95800
Medio-alto
5-8
Medio
Bajo en medio
316L de acero inoxidable
muy alto
2-4
muy alto
Medio
Monels 400
Medio
6-10
Medio
Bajo
OJEADA
Medio
3-5
Medio
Alto
7. equivalencia específica de aplicación
Tabla 14: Alternativas recomendadas por aplicación
Solicitud
Primera opción
Segunda opción
Tercera opción
Factor de selección de clave
Rodamientos marinos
C63200
C95800
Monels 400
Resistencia a la corrosión
Componentes de válvulas
C63200
CuAl10Ni5Fe4
316L
Manejo de presión
Bomba de bujes
C63200
C95400
C95800
Resistencia al desgaste
Engranajes
C63200
C95500
Acero endurecido
Fuerza
Componentes hidráulicos
C63200
CuAl10Ni5Fe4
OJEADA
Capacidad de presión
Accesorios de aeronaves
C63200
C95900
Ti-6Al-4V
Optimización de peso
Equipo en alta mar
C63200
C95800
Monels 400
Resistencia a la corrosión
8. Metodología de selección para materiales equivalentes
Tabla 15: Matriz de decisión para la selección de materiales
Factor de selección
Peso
C63200
CuAl10Ni5Fe4
C95800
316L SS
Monels 400
OJEADA
Resistencia mecánica
20%
9
9
8
8
7
5
Resistencia a la corrosión
25%
8
8
9
7
9
9
Resistencia al desgaste
20%
9
9
8
6
7
6
Rentabilidad
15%
7
7
6
8
5
6
Disponibilidad
10%
8
8
7
9
6
7
Procesabilidad
10%
8
8
8
7
6
8
Puntaje ponderado
100%
8.25
8.25
7.85
7.30
6.90
6.75
9. Conclusión y recomendaciones
El bronce de aluminio C63200 sigue siendo una excelente opción de material para aplicaciones exigentes que requieren una combinación de resistencia, resistencia a la corrosión y propiedades de desgaste. Las alternativas equivalentes más directas se encuentran en el estándar europeo Cual10NI5FE4 y el estándar chino QAL10-4-4, que ofrecen características y costos de rendimiento casi idénticos.
Para aplicaciones sensibles a los costos donde el compromiso de rendimiento es aceptable, el bronce de aluminio C95400 presenta una alternativa viable a un costo aproximadamente 15-20% más bajo. En entornos altamente corrosivos, particularmente aplicaciones de agua de mar, el bronce de aluminio de níquel C95800 puede justificar su costo 10-20% más alto a través de una longevidad superior.
Para los profesionales de adquisiciones, se aplican las siguientes recomendaciones:
Solicitar documentación de certificación de material para verificar la composición y las propiedades
Considere la disponibilidad regional y los plazos de entrega en las decisiones de abastecimiento
Evaluar el costo total de propiedad, incluida la frecuencia de mantenimiento y reemplazo
Construya relaciones con múltiples proveedores para garantizar la disponibilidad de materiales
Para aplicaciones críticas, realice pruebas de rendimiento con materiales alternativos antes de la implementación completa
Al evaluar cuidadosamente los factores de equivalencia presentados en este análisis, los especialistas en adquisiciones e ingenieros pueden tomar decisiones informadas al seleccionar alternativas a la bronce de aluminio C63200, equilibrando los requisitos de rendimiento con consideraciones de costo.
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