Le leghe di bronzo-alluminio sono ampiamente utilizzate nelle applicazioni marine grazie alla loro eccellente resistenza alla corrosione, elevata resistenza e buona resistenza all'usura. Questo articolo esplora i gradi più comuni di bronzo all'alluminio utilizzati nelle apparecchiature marine, le loro proprietà e applicazioni.
Gradi comuni di bronzo all'alluminio e loro composizioni
| Grado (USA) | Cu% | Al% | Fe% | In % | Mn% | Altro |
|---|---|---|---|---|---|---|
| C95200 | 86-89 | 8.5-9.5 | 2.5-4.0 | – | 0.8-1.5 | – |
| C95400 | 85-89 | 10-11.5 | 3.0-5.0 | – | 0.5 max | – |
| C95500 | 78-82 | 10-11.5 | 3.5-4.5 | 4.0-5.5 | 0.5 max | – |
| C95800 | 79-82 | 8.5-9.5 | 3.5-4.5 | 4.0-5.0 | 0.8-1.5 | – |
| C95900 | 76-79 | 11-13 | 3.5-5.5 | 1,5-3,0 | 1,5 massimo | – |
Proprietà dei gradi di bronzo all'alluminio
| Grado (USA) | Resistenza alla trazione (MPa) | Carico di snervamento (MPa) | Allungamento (%) | Durezza Brinell |
|---|---|---|---|---|
| C95200 | 585 | 240 | 20 | 150 |
| C95400 | 620 | 275 | 12 | 170 |
| C95500 | 760 | 380 | 12 | 190 |
| C95800 | 690 | 275 | 15 | 180 |
| C95900 | 760 | 380 | 10 | 200 |
Applicazioni dei gradi di bronzo all'alluminio nelle apparecchiature marine
1.C95200
- Applicazioni: Corpi pompe, corpi valvole, giranti
- Caratteristiche: Buona resistenza alla corrosione, robustezza moderata
2.C95400
- Applicazioni: Eliche, componenti di pompe, cuscinetti
- Caratteristiche: Resistenza superiore a C95200, buona resistenza all'usura
3.C95500
- Applicazioni: Eliche per carichi pesanti, componenti offshore per petrolio e gas
- Caratteristiche: Elevata robustezza, eccellente resistenza alla corrosione
4.C95800
- Applicazioni: Sistemi di tubazioni per acqua di mare, steli di valvole, elementi di fissaggio marini
- Caratteristiche: Eccellente resistenza alla corrosione, buona resistenza e tenacità
5.C95900
- Applicazioni: Componenti sottoposti a sollecitazioni elevate, ingranaggi, ruote elicoidali
- Caratteristiche: Massima resistenza tra i comuni bronzi all'alluminio, buona resistenza all'usura
Confronto con altri materiali marini
| Proprietà | Bronzo alluminio (C95800) | Acciaio inossidabile 316 | Bronzo Al Nichel-Alluminio |
|---|---|---|---|
| Tasso di corrosione nell'acqua di mare (mm/anno) | 00,02 – 0,05 | 0.1 – 0,3 | 00,02 – 0,05 |
| Resistenza alla trazione (MPa) | 690 | 515 – 690 | 650 – 740 |
| Carico di snervamento (MPa) | 275 | 205 – 310 | 280 – 350 |
| Durezza Brinell | 180 | 160 – 190 | 160 – 220 |
Fattori che influenzano la selezione del grado
- Resistenza alla corrosione: Tutti i gradi offrono una buona resistenza alla corrosione, ma C95800 è spesso preferito per ambienti altamente corrosivi.
- Requisiti di forza: Per applicazioni ad alta sollecitazione, C95500 o C95900 potrebbero essere più adatti.
- Resistenza all'usura: C95400 e C95900 offrono una migliore resistenza all'usura, rendendoli adatti per cuscinetti e ingranaggi.
- Costo: Generalmente, i gradi con un contenuto di nichel più elevato (come C95800) sono più costosi ma offrono prestazioni complessive migliori.
- Forgiatura a caldo: C95200 e C95400 sono generalmente più facili da saldare rispetto ai gradi con resistenza più elevata.
Casi di studio
- Alberi di elica: Un'azienda di ingegneria navale è passata dall'acciaio inossidabile al C95800 per gli alberi delle eliche, con un conseguente aumento del 40% della durata utile grazie a una migliore resistenza alla corrosione e all'usura.
- Valvole per piattaforme offshore: Una compagnia petrolifera ha sostituito le valvole in acciaio al carbonio con valvole C95500, riducendo la frequenza di manutenzione del 60% nei propri sistemi di acqua di mare.
- Giranti per pompe sommergibili: Un produttore ha adottato C95400 per le giranti delle pompe sommerse, migliorando l'efficienza del 15% grazie alla migliore stabilità dimensionale nell'acqua di mare.
Conclusione
La scelta del grado di bronzo all'alluminio appropriato per le applicazioni marine dipende dai requisiti specifici del componente e dell'ambiente operativo. Sebbene tutti i gradi di bronzo all'alluminio offrano un'eccellente resistenza alla corrosione in ambienti marini, differiscono per robustezza, resistenza all'usura e costi.
- C95200 e C95400 sono adatti per applicazioni marine generali dove è sufficiente una resistenza moderata.
- C95500 e C95800 sono preferiti per le applicazioni più impegnative che richiedono maggiore robustezza ed eccellente resistenza alla corrosione.
- C95900 è ideale per componenti sottoposti a sollecitazioni elevate in cui la resistenza all'usura è fondamentale.
Ingegneri e progettisti dovrebbero considerare attentamente le condizioni operative, i requisiti di carico e i fattori economici quando scelgono un grado di bronzo all'alluminio per le apparecchiature marine. La consulenza con esperti di metallurgia e l'esecuzione di test sul campo possono garantire ulteriormente la selezione ottimale dei materiali per specifiche applicazioni marine.