アルミニウム青銅合金は、優れた耐食性、高強度、良好な耐摩耗性により、海洋用途で広く使用されています。この記事では、船舶用機器に使用されるアルミニウム青銅の一般的なグレード、その特性、および用途について説明します。
一般的なアルミニウム青銅のグレードとその組成
| グレード（米国） | 銅% | アルミニウム% | Fe% | で ％ | マンガン％ | 他の |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 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最大.5 | – |
| C95500 | 78-82 | 10-11.5 | 3.5-4.5 | 4.0-5.5 | 0最大.5 | – |
| 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 | 最大1.5 | – |
アルミニウム青銅グレードの特性
| グレード（米国） | 引張強さ(MPa) | 降伏強さ(MPa) | 伸長 （％） | ブリネル硬度 |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
船舶用機器におけるアルミニウム青銅グレードの用途
1.C95200
- アプリケーション：ポンプケーシング、弁体、羽根車
- 特徴：耐食性に優れ、適度な強度
2.C95400
- アプリケーション：プロペラ、ポンプ部品、ベアリング
- 特徴：C95200より強度が高く、耐摩耗性に優れています。
3.C95500
- アプリケーション: 頑丈なプロペラ、海洋石油およびガス部品
- 特徴：高強度、優れた耐食性
4.C95800
- アプリケーション：海水配管システム、バルブステム、船舶用ファスナー
- 特徴：耐食性に優れ、強度と靱性が良好
5.C95900
- アプリケーション：高応力部品、ギア、ウォームホイール
- 特徴：一般的なアルミニウム青銅の中で最も強度が高く、耐摩耗性に優れています。
他の海洋資材との比較
| 財産 | アルミニウム青銅(C95800) | 316 ステンレス鋼 | ニッケルアルミニウムブロンズ |
|---|---|---|---|
| 海水中での腐食速度 (mm/年) | 0.02 – 0.05 | 0.1 – 0.3 | 0.02 – 0.05 |
| 引張強さ(MPa) | 690 | 515 – 690 | 650 – 740 |
| 降伏強さ(MPa) | 275 | 205 – 310 | 280～350 |
| ブリネル硬度 | 180 | 160 – 190 | 160 – 220 |
グレードの選択に影響を与える要素
- 耐食性: すべてのグレードは優れた耐食性を備えていますが、腐食性の高い環境では C95800 が好まれることがよくあります。
- 強度要件: 高応力アプリケーションには、C95500 または C95900 の方が適している可能性があります。
- 耐摩耗性：C95400、C95900は耐摩耗性に優れ、ベアリングやギヤなどに適しています。
- 料金: 一般に、ニッケル含有量が高いグレード (C95800 など) は高価ですが、全体的な性能が優れています。
- 溶接性：C95200、C95400は一般的に高強度グレードに比べて溶接が容易です。
ケーススタディ
- プロペラシャフト: ある海洋エンジニアリング会社は、プロペラ シャフトをステンレス鋼から C95800 に切り替えました。その結果、耐食性と耐摩耗性が向上し、耐用年数が 40% 延長されました。
- オフショアプラットフォームバルブ: ある石油会社は炭素鋼バルブを C95500 バルブに置き換え、海水システムのメンテナンス頻度を 60% 削減しました。
- 水中ポンプの羽根車: あるメーカーが水中ポンプの羽根車に C95400 を採用し、海水中での寸法安定性が向上したため効率が 15% 向上しました。
結論
海洋用途に適切なアルミニウム青銅グレードの選択は、コンポーネントの特定の要件と動作環境によって異なります。すべてのアルミニウム青銅グレードは海洋環境において優れた耐食性を備えていますが、強度、耐摩耗性、およびコストが異なります。
- C95200 および C95400 は、適度な強度があれば十分な一般的な海洋用途に適しています。
- C95500 および C95800 は、より高い強度と優れた耐食性を必要とする、より要求の厳しい用途に適しています。
- C95900 は、耐摩耗性が重要な高応力コンポーネントに最適です。
エンジニアと設計者は、海洋機器用のアルミニウム青銅グレードを選択する際に、動作条件、負荷要件、経済的要因を慎重に考慮する必要があります。冶金学者に相談し、実地試験を実施することで、特定の海洋用途に最適な材料を選択することができます。