C63000 Bronze en aluminium et ses alternatives équivalentes: performance complète et évaluation des coûts

1. Introduction

Le bronze en aluminium C63000 est un alliage de cuivre premium reconnu pour sa résistance mécanique exceptionnelle, sa résistance à la corrosion et ses performances dans des applications exigeantes. Cette analyse complète examine C63000 aux côtés de ses alternatives équivalentes potentielles, fournissant aux spécialistes des achats, aux ingénieurs et aux professionnels de la sélection de matériaux des comparaisons détaillées de la composition chimique, des propriétés mécaniques, des considérations de fabrication et des ratios de performance coûts. Ce guide vise à faciliter la prise de décision éclairée lors de l'approvisionnement en matériaux pour des applications critiques dans les secteurs aérospatiaux, marins, pétroliers et gaziers et lourds.

2. C63000 Bronze en aluminium: spécifications de base

Tableau 1: Composition chimique du bronze en aluminium C63000 (%)

Al	Avec	Fe	Pb	Mn	Ni	Et
9.0-11.0	Rem.	2.0-4.0	0.02 maximum	1,5 maximum	4.0-5.5	00,25 maximum
10.0 *	81.25 *	3.0 *	–	1.0 *	4.5 *	0.25 *

* Valeurs nominales

Tableau 2: Propriétés mécaniques du bronze en aluminium C63000

Propriété	Valeur	Unité
Résistance à la traction	690-860	MPa
Limite d'élasticité	380-450	MPa
Élongation	6-15	%
Dureté Brinell	170-240	HB
Densité	7.6	g/cm³
Propriétés mécaniques de l'acier à outils AISI HSS M2	117	GPa
Conductivité thermique	38	W/m·K
Coefficient de dilatation thermique	16,0	µm/m·K
Conductivité électrique	6	% IACS

3. Alternatives équivalentes directes à C63000

3.1 Équivalents standard internationaux

Tableau 3: Équivalents de normes internationales pour C63000

Pays	Standard	La désignation	Niveau d'équivalence
Etats-Unis	ASTHME	UNS C63000	Référence
L'Europe 	AU	CuAl10Ni5Fe4	Haut
Allemagne	DE	Seasf10f5n5	Haut
Royaume-Uni	BS	CA104	Moyen-élevé
Japon	JIS	CAC704	Moyen
Chine	FR	KAL10-5-5	Haut
Russie	GOST	Brazhnfe 10-5-5	Moyen-élevé
International	ISO	Seasf10f5n5	Haut

3.2 Comparaison de la composition chimique

Tableau 4: Comparaison de la composition chimique de C63000 et de ses équivalents directs (%)

Alliage	Standard	Al	Avec	Fe	Pb	Mn	Ni	Et	Les autres
C63000	ASTHME	9.0-11.0	Rem.	2.0-4.0	0.02 maximum	1,5 maximum	4.0-5.5	00,25 maximum	–
CuAl10Ni5Fe4	AU	8.5-10.5	Rem.	3.0-5.0	0.02 maximum	0.5-2.5	4.0-6.0	0.1 maximum	Zn≤0,5
CA104	BS	9.0-11.0	Rem.	2.0-4.0	00,01 maximum	1.0-2.0	4.0-6.0	0.2 maximum	Zn≤0,5
CAC704	JIS	9.0-11.0	Rem.	2.0-4.0	00,05 maximum	1.0-2.0	4.0-6.0	0.3 maximum	–
KAL10-5-5	FR	9.0-11.0	Rem.	4.0-5.5	00,01 maximum	0.5-1.5	4.5-6.0	0.2 maximum	–

3.3 Comparaison des propriétés mécaniques

Tableau 5: Comparaison des propriétés mécaniques de C63000 et d'équivalents directs

Alliage	Résistance à la traction (MPa)	Limite d'élasticité (MPa)	Allongement (%)	Dureté (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 (il)	650-820	350-420	6-12	170-220
QAL10-5-5 (GB)	680-850	370-440	7-14	170-230

4. Catégories de matériel alternatif

4.1 Autres notes de bronze en aluminium

Tableau 6: Comparaison alternative des grades de bronze en aluminium

Alliage	NOUS#	Al (%)	Différences clés	Coût relatif	Note de performance
C63200	C63200	8,7-9,5	Inférieur al, meilleure ductilité	95%	Haut
C63020	C63020	10.0-11.5	AL plus élevé, l'augmentation de la dureté	105%	Très haut
C62300	C62300	8.5-10.0	Ni inférieur, résistance réduite	85%	Moyen-élevé
C95400	C95400	10.0-11.5	Pas de ni, une résistance à la corrosion inférieure	80%	Moyen
C95500	C95500	10.0-11.5	Contient du ni, une force similaire	90%	Haut

4.2 Alternatives en bronze en aluminium nickel

Tableau 7: Alternatives en bronze en aluminium nickel

Alliage	NOUS#	Composition clé	Propriétés clés	Ratio de coût à C63000	Meilleures applications
C95800	C95800	Cu-9Al-4Fe-4Ni	Résistance à la corrosion plus élevée	110%	Hélices marines, valves
C95700	C95700	CU-12AL-6FE-2NI	Résistance supérieure, ductilité inférieure	105%	Roulements robustes
C95900	C95900	CU-12AL-6NI-2.5FE	Excellente résistance à l'usure	115%	Pièces d'atterrissage des avions

4.3 Alternatives en bronze non en aluminium

Tableau 8: Matériaux alternatifs en bronze non aluminium

Catégorie de matériel	Exemple d'alliage	Comparaison des propriétés clés	Ratio de coûts	Compatibilité
Bronze phosphoreux	C52400	Force inférieure, meilleure conductivité électrique	70%	À faible médium
Bronze de manganèse	C86300	Résistance similaire, résistance à la corrosion plus faible	75%	Moyen
Bronze en silicium	C87300	Meilleure machinabilité, résistance à l'usure plus faible	80%	Moyen
Cuivre beryllium	C17200	Plus haute résistance, excellentes propriétés de printemps	170%	Moyen
Nickel-silver	C75200	Force inférieure, bonne résistance à la corrosion	85%	Faible

4.4 Alternatives non-Copper

Tableau 9: Matériaux alternatifs non basés

Catégorie de matériel	Exemple	Performance comparative	Ratio de coûts	Chevauchement de l'application
Acier inoxydable	17-4PH	Force plus élevée, frottement plus faible	70%	Moyen-élevé
Alliages de nickel	Inconel 625	Résistance à la corrosion supérieure, coût plus élevé	180%	Haut pour marin
Alliages en titane	Ti-6Al-4V	Force à poids plus élevé, coût beaucoup plus élevé	300%	Moyen
Inoxydable duplex	2205	Bonne résistance à la corrosion, moindre coût	80%	Moyen
Roulements composites	Ptfe / bronze	Faible frottement, capacité de charge limitée	65%	Faible

5. Analyse du coût-performance

5.1 Indice de coût des matériaux relatifs

Tableau 10: Indice relatif des coûts des matériaux (C63000 = 100)

Matériel	Coût des matières premières	Coût de traitement	Indice total des coûts	Tendance des coûts (2 ans)
C63000	100	100	100	Écurie
Cual10ni5fe4 (en)	95-105	95-105	95-105	Écurie
C63200	90-100	95-105	92-102	Écurie
C95400	75-85	90-100	80-90	Légère diminution
C95800	105-115	100-110	103-113	Croissant
17-4ph SS	65-75	75-85	68-78	Volatil
Inconel 625	170-190	150-170	160-180	Croissant
Ti-6Al-4V	280-320	150-170	240-270	Volatil

5.2 Évaluation des performances par application

Tableau 11: Évaluation des performances par application (échelle 1-10, 10 = meilleur)

Matériel	Aérospatial	Marin	Oil & Gas	Machinerie lourde	Évaluation globale de la valeur
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
Inconel 625	9	9	9	7	8.5
Ti-6Al-4V	dix	8	7	6	7.8

6. Considérations de fabrication

6.1 Comparaison de la processabilité

Tableau 12: Adéabilité du processus de fabrication (échelle 1-10, 10 = excellent)

Matériel	Moulage au sable	Coulée centrifuge	Moulage d'investissement	Usinabilité	Soudabilité	Réponse au traitement thermique
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
Inconel 625	5	6	7	4	8	7
Ti-6Al-4V	4	5	7	3	7	8

6.2 Considérations de la chaîne d'approvisionnement

Tableau 13: Facteurs de la chaîne d'approvisionnement

Matériel	Disponibilité mondiale	Délai de livraison (semaines)	Diversité des fournisseurs	Stabilité des prix	Recyclabilité
C63000	Haut	5-7	Haut	Moyen	Haut
CuAl10Ni5Fe4	Haut	5-7	Haut	Moyen	Haut
C63200	Haut	4-6	Haut	Moyen	Haut
C95400	Haut	3-5	Haut	Moyen	Haut
C95800	Moyen-élevé	5-8	Moyen	À faible médium	Haut
17-4ph SS	Très haut	2-4	Très haut	Moyen	Haut
Inconel 625	Moyen	8-12	Moyen	Faible	Moyen
Ti-6Al-4V	Moyen	10-14	Moyen	Faible	Moyen

7. Équivalence spécifique à l'application

Tableau 14: Alternatives recommandées par application

Application	Premier choix	Deuxième choix	Troisième choix	Facteur de sélection des clés
Roulements aérospatiaux	C63000	C63020	Ti-6Al-4V	Force à poids
Arbres marins	C63000	C95800	Inconel 625	mais il y a des limites
Oil & gas valves	C63000	C95800	17-4PH	Capacité de pression
Gears de machines lourds	C63000	C63200	17-4PH	Résistance à l'usure
Applications à température élevée	C63000	Inconel 625	C95800	Stabilité de la température
Composants structurels	C63000	C63200	17-4PH	Résistance à la fatigue
Attaches	C63000	17-4PH	Ti-6Al-4V	Force
Bagues et roulements	C63000	C63200	C95400	Capacité de chargement

8. Méthodologie de sélection pour les matériaux équivalents

Tableau 15: Matrice de décision pour la sélection des matériaux

Facteur de sélection	Masse	C63000	CuAl10Ni5Fe4	C63200	17-4ph SS	C95800	Inconel 625
Résistance mécanique	25%	9	8	8	9	8	9
mais il y a des limites	20%	8	8	8	7	9	dix
Résistance à l'usure	15%	9	8	9	7	8	7
Rentabilité	15%	7	7	7	8	6	4
Usinabilité	dix%	6	6	7	5	6	4
Disponibilité	dix%	8	8	8	9	7	6
Soudabilité	5%	5	5	6	8	6	8
Score pondéré	100%	8.05	7.65	7.90	7.70	7.65	7.40

9. Disponibilité du marché régional et tendances de tarification

Tableau 16: Disponibilité régionale et variations de prix

Région	Disponibilité C63000	Indice des prix	Fournisseurs de premier plan	Considérations d'importation
Amérique du Nord	Haut	100	Copper & Brass Fabricators Council members	Fourniture domestique robuste
L'Europe 	Haut	105-110	Kme, wieland, aurubis	Certifications de matériel de l'UE
Chine	Moyen-élevé	85-95	Ningbo, Shanghai Copper Alliages Fournisseurs	Vérification de la qualité nécessaire
Japon	Moyen	110-120	JX Nippon Mining, Matériaux Mitsubishi	Prix de haute qualité et premium
Inde	Moyen	90-100	Cuivre hindoustan, fondries régionales	Qualité variable
Moyen-Orient	À faible médium	115-125	Principalement importé	Droits d'importation, délai de livraison
Australie	Moyen	110-120	Distributeurs régionaux	Facteur de coûts de transport

Tableau 17: Analyse de la tendance des prix de cinq ans (Index: 2020 = 100)

An	C63000	C63200	C95800	17-4ph SS	Index de cuivre	Index nickel
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

* Valeurs projetées

10. Conclusion et recommandations d'approvisionnement

Le bronze en aluminium C63000 offre des performances exceptionnelles dans des applications exigeantes nécessitant une forte résistance, une bonne résistance à la corrosion et des propriétés d'usure. Les alternatives équivalentes les plus directes se trouvent dans la norme européenne CUAL10NI5FE4 et la standard chinoise QAL10-5-5, qui offrent des caractéristiques de performance très similaires avec des variations de coûts minimes.

C63200 présente une excellente alternative avec une machinabilité légèrement meilleure et des propriétés mécaniques similaires à un coût comparable ou légèrement inférieur. Pour les applications ayant des exigences de corrosion extrêmes, en particulier dans les environnements marins, le bronze en aluminium en nickel C95800 peut justifier son coût de 5 à 10% grâce à des performances supérieures et à une longévité.

Pour les professionnels de l'approvisionnement, les recommandations stratégiques suivantes s'appliquent:

Développer des relations avec plusieurs fournisseurs dans différentes régions pour atténuer les risques de la chaîne d'approvisionnement
Demandez toujours la documentation de certification matérielle pour vérifier la composition et les propriétés
Considérez le coût total de la possession, y compris l'entretien et la fréquence de remplacement, pas seulement le coût initial du matériau
Pour les applications non critiques, évaluez l'acier inoxydable 17-4ph comme alternative potentielle
Surveiller les prix des matières premières en cuivre et en nickel, car ceux-ci ont un impact significatif sur les coûts de bronze en aluminium
Maintenir le stock de sécurité des composants critiques pendant les périodes de volatilité des prix ou de contraintes d'offre
Développer des protocoles de substitution matérielle standardisés pour les situations d'urgence

En évaluant soigneusement les facteurs d'équivalence présentés dans cette analyse, les spécialistes des achats et les ingénieurs peuvent prendre des décisions éclairées lors de la sélection d'alternatives à la bronze en aluminium C63000, en équilibre les exigences de performance avec des considérations de coûts et la résilience de la chaîne d'approvisionnement.