C63200 Aluminiowy brąz i jego równoważne alternatywy: Porównanie kosztów i wydajności

1. Wprowadzenie

C63200 Aluminiowy brąz, wysokowydajny stop na bazie miedzi, jest szeroko stosowany w krytycznych zastosowaniach w branżach morskich, lotniczych, ropy i gazu oraz ciężkich maszyn. Ta kompleksowa analiza analizuje C63200 wraz z potencjalnymi równoważnymi alternatywami, zapewniając szczegółowe porównania składu chemicznego, właściwości mechanicznych, wzglętów produkcyjnych i wskaźników kosztów wydajności. Niniejszy przewodnik ma na celu pomoc specjalistom ds. Zakupów, inżynierów i specjalistów do wyboru materiałów w podejmowaniu świadomych decyzji przy pozyskiwaniu materiałów do wymagających aplikacji.

2. C63200 Aluminiowy brąz: specyfikacje podstawowe

Tabela 1: Skład chemiczny C63200 Aluminium Bronze (%)

Glin	Cu	Fe	Pb	Mn	W	I
8.7-9.5	Rem.	3,5-4,3	00,02 maks	1,2-2,0	4,0-4,8	00,1 maks
9.0000*	82.0000*	4.0000*	–	1.6000*	4.0000*	–

*Wartości nominalne

Tabela 2: Właściwości mechaniczne C63200 Aluminium brąz

Nieruchomość	Wartość	Jednostka
Wytrzymałość na rozciąganie	621-950	MPa
Siła plonowania	310-365	MPa
Wydłużenie	9-25	%
Twardość Brinella	120-210	HB
Gęstość	7.6	g/cm³
Moduł sprężystości	110	GPa
Przewodność cieplna	42	W/m · k
Współczynnik rozszerzalności cieplnej	16.2	μm/m · k
Przewodnictwo elektryczne	7	% IACS

3. Bezpośrednie równoważne alternatywy dla C63200

3.1 Międzynarodowe równoważniki standardowe

Tabela 3: Międzynarodowe równoważniki dla C63200

Kraj	Standard	Przeznaczenie	Poziom równoważności
USA	ASTM	US C63200	Odniesienie
Europa	W	CuAl10Ni5Fe4	Wysoki
Niemcy	OD	CuAl10Ni5Fe4	Wysoki
Wielka Brytania	BS	CA106	Wysoki
Japonia	JIS	CAC702	Średni
Chiny	GB	KAL10-4-4	Wysoki
Rosja	GOST	Brazhnmts 9-4-4-1	Średni
Międzynarodowy	ISO	SEASF10F5N5	Średni-wysoki

3.2 Porównanie składu chemicznego

Tabela 4: Porównanie składu chemicznego C63200 i jego bezpośrednich równoważników (%)

Stop	Standard	Glin	Cu	Fe	Pb	Mn	W	I	Inni
C63200	ASTM	8.7-9.5	Rem.	3,5-4,3	00,02 maks	1,2-2,0	4,0-4,8	00,1 maks	–
CuAl10Ni5Fe4	W	8.5-10.5	Rem.	3,0-5,0	00,02 maks	0.5-2.5	4.0-6.0	00,1 maks	Zn ≤ 0,5
CA106	BS	8.8-10.0	Rem.	3,0-5,0	00,01 maks	0.5-2.0	4.0-5.5	00,1 maks	Zn ≤ 0,5
CAC702	JIS	8.5-10.0	Rem.	2,0-4,0	00,05 maks	1,5-3,0	4.0-5.5	00,3 maks	–
KAL10-4-4	GB	9.0-10.5	Rem.	3.5-5.0	00,01 maks	0.5-2.0	4,0-5,0	00,1 maks	–

3.3 Porównanie właściwości mechanicznych

Tabela 5: Porównanie właściwości mechanicznych C63200 i bezpośrednich równoważników

Stop	Wytrzymałość na rozciąganie (MPa)	Granica plastyczności (MPa)	Wydłużenie (%)	Twardość (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 (on)	590-780	280-330	10-18	130-180
QAL10-4-4 (GB)	640-820	300-350	10-20	140-200

4. Alternatywne kategorie materiałów

4.1 Inne gatunki brązu aluminium

Tabela 6: Porównanie alternatywnych gatunków brązu

Stop	NAS#	Al (%)	Kluczowe różnice	Koszt względny	Ocena wydajności
C63000	C63000	9,0-11,0	Wyższe AL, podobne właściwości	105%	Wysoki
C63020	C63020	10.0-11.5	Wyższa siła, mniej plastyczna	110%	Wysoki
C62300	C62300	8.5-10.0	Niższy Ni, zmniejszona wytrzymałość	85%	Średni-wysoki
C95400	C95400	10.0-11.5	Bez Ni, niższa odporność na korozję	80%	Średni
C95500	C95500	10.0-11.5	Zawiera Ni, wyższą siłę	90%	Wysoki

4.2 Nickel Aluminium Brązowe Alternatywy

Tabela 7: Nickel aluminium brązowe alternatywy

Stop	NAS#	Kluczowy kompozycja	Kluczowe właściwości	Wskaźnik kosztów do C63200	Najlepsze aplikacje
C95800	C95800	CU-9AL-4FE-4NI	Wyższy odporność na korozję	115%	Morskie śmigła, pompy
C95700	C95700	CU-12AL-6FE-2NI	Wyższa wytrzymałość, niższa plastyczność	110%	Łożyska wytrzymałe
C95900	C95900	CU-12AL-6NI-2,5FE	Doskonała odporność na zużycie	120%	Części lądowania samolotów

4.3 Alternatywy z brązu bez aluminium

Tabela 8: Alternatywne materiały z brązu bez aluminium

Kategoria materialna	Przykładowy stop	Porównanie kluczowych właściwości	Wskaźnik kosztów	Zgodność
Brąz fosforowy	C52400	Niższa wytrzymałość, lepsza przewodność elektryczna	75%	Średni
Brąz manganu	C86300	Wyższa wytrzymałość, niższa odporność na korozję	80%	Średni
Krzemowy brąz	C87300	Lepsza maszyna, niższa odporność na zużycie	85%	Średni
Miedź berylowa	C17200	Wyższa siła, doskonałe właściwości sprężyny	180%	Średnio-niski
Nickel-silver	C75200	Niższa wytrzymałość, dobra odporność na korozję	90%	Niskie średnio

4.4 Alternatywy nieokreślone

Tabela 9: Alternatywne materiały nieokreślone

Kategoria materialna	Przykładowa ocena	Wydajność porównawcza	Wskaźnik kosztów	Nakładanie się aplikacji
Stal nierdzewna	316L	Wyższa siła, niższe tarcia	65%	Średni
Stopy niklu	Monele 400	Doskonała odporność na korozję, wyższy koszt	160%	Wysoki dla morskiej
Stopy tytanu	Ti-6Al-4V	Wyższa siła do masy, znacznie wyższy koszt	280%	Niskie średnio
Zaprojektowane tworzywa sztuczne	ZERKAĆ	Lekki, samozwańczy, niższa wytrzymałość	85%	Niski
Łożyska kompozytowe	PTFE/FIBER	Niskie tarcia, ograniczona pojemność obciążenia	70%	Bardzo niski

5. Analiza kosztów wydajności

5.1 Wskaźnik kosztów materiałów względnych

Tabela 10: Wskaźnik kosztów materiału względnego (C63200 = 100)

Materiał	Koszt surowca	Koszt przetwarzania	Całkowity wskaźnik kosztów	Trend kosztów (2 lata)
C63200	100	100	100	Stabilny
CUAL10NI5FE4 (EN)	95-105	95-105	95-105	Stabilny
C63000	100-110	100-105	100-108	Niewielki wzrost
C95400	75-85	90-100	80-90	Stabilny
C95800	110-120	105-115	110-120	Wzrastający
316L ze stali nierdzewnej	55-65	70-80	60-70	Lotny
Monele 400	150-170	140-160	145-165	Wzrastający
ZERKAĆ	160-180	40-50	80-90	Stabilny

5.2 Ocena wydajności według aplikacji

Tabela 11: Ocena wydajności według aplikacji (skala 1-10, 10 = najlepsza)

Materiał	Morski	Oil & Gas	Przemysł lotniczy	Ciężkie maszyny	Ogólna ocena wartości
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 ze stali nierdzewnej	7	7	6	6	7,5
Monele 400	9	9	7	6	7.0
ZERKAĆ	6	7	8	5	6,5

6. Rozważania produkcyjne

6.1 Porównanie przetwarzania

Tabela 12: Przydatność procesu produkcyjnego (skala 1-10, 10 = doskonała)

Materiał	Casting piasku	Odlewanie odśrodkowe	Casting inwestycyjny	Obrabialność	Spawalność
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 ze stali nierdzewnej	6	7	8	5	8
Monele 400	6	7	7	5	7
ZERKAĆ	nie dotyczy	nie dotyczy	nie dotyczy	8	nie dotyczy

6.2 Rozważania łańcucha dostaw

Tabela 13: Czynniki łańcucha dostaw

Materiał	Globalna dostępność	Czas realizacji (tygodnie)	Różnorodność dostawców	Stabilność cen
C63200	Wysoki	4-6	Wysoki	Średni
CuAl10Ni5Fe4	Wysoki	4-6	Wysoki	Średni
C95400	Wysoki	3-5	Wysoki	Średni
C95800	Średni-wysoki	5-8	Średni	Niskie średnio
316L ze stali nierdzewnej	Bardzo wysoki	2-4	Bardzo wysoki	Średni
Monele 400	Średni	6-10	Średni	Niski
ZERKAĆ	Średni	3-5	Średni	Wysoki

7. Równoważność specyficzna dla aplikacji

Tabela 14: Zalecane alternatywy według aplikacji

Podanie	Pierwszy wybór	Drugi wybór	Trzeci wybór	Kluczowy współczynnik wyboru
Łożyska morskie	C63200	C95800	Monele 400	Odporność na korozję
Elementy zaworu	C63200	CuAl10Ni5Fe4	316L	Obsługa ciśnienia
Tuleje pompowe	C63200	C95400	C95800	Odporność na zużycie
Przekładnie	C63200	C95500	Stalowa stal	Wytrzymałość
Składniki hydrauliczne	C63200	CuAl10Ni5Fe4	ZERKAĆ	Pojemność nacisku
Osprzęt lotniczy	C63200	C95900	Ti-6Al-4V	Optymalizacja masy
Sprzęt morski	C63200	C95800	Monele 400	Odporność na korozję

8. Metodologia selekcji dla równoważnych materiałów

Tabela 15: Matryca decyzyjna do wyboru materiału

Czynnik wyboru	Waga	C63200	CuAl10Ni5Fe4	C95800	316L SS	Monele 400	ZERKAĆ
Siła mechaniczna	20%	9	9	8	8	7	5
Odporność na korozję	25%	8	8	9	7	9	9
Odporność na zużycie	20%	9	9	8	6	7	6
Opłacalność	15%	7	7	6	8	5	6
Dostępność	10%	8	8	7	9	6	7
Możliwość przetwarzania	10%	8	8	8	7	6	8
Ważony wynik	100%	8.25	8.25	7,85	7.30	6.90	6,75

9. Wnioski i zalecenia

C63200 Aluminiowy brąz pozostaje doskonałym wyborem materialnym do wymagających zastosowań wymagających połączenia wytrzymałości, odporności na korozję i właściwości zużycia. Najbardziej bezpośrednie równoważne alternatywy znajdują się w europejskim standardowym standardowym CUAL10NI5FE4 i chińskim standardowym standardowym QAL10-4-4, które oferują prawie identyczne charakterystykę wydajności i koszty.

W przypadku zastosowań wrażliwych na koszty, w których pewna wydajność kompromis jest dopuszczalna, brąz aluminiowy C95400 stanowi realną alternatywę przy około 15-20% niższych kosztach. W wysoce korozyjnych środowiskach, zwłaszcza zastosowaniach wód morskich, brąz niklowy C95800 może uzasadnić jego 10-20% wyższy koszt poprzez doskonałą długowieczność.

W przypadku specjalistów ds. Zamówień obowiązują następujące zalecenia:

Poproś o dokumentację certyfikacji materialnej w celu weryfikacji składu i nieruchomości
Rozważ regionalną dostępność i czasy realizacji w decyzjach dotyczących pozyskiwania
Oceń całkowity koszt własności, w tym częstotliwość konserwacji i wymiany
Buduj relacje z wieloma dostawcami, aby zapewnić dostępność materiałów
W przypadku krytycznych zastosowań przeprowadzaj testy wydajności za pomocą materiałów alternatywnych przed pełnym wdrożeniem

Dzięki dokładnie oceniając czynniki równoważności przedstawione w tej analizie, specjaliści ds. Zakupów i inżynierowie mogą podejmować świadome decyzje przy wyborze alternatyw dla brązu aluminiowego C63200, równoważenie wymagań dotyczących wydajności z względami kosztów.