O bronze de alumínio C63000 é uma liga à base de cobre premium reconhecida por sua excepcional força mecânica, resistência à corrosão e desempenho em aplicações exigentes. Esta análise abrangente examina o C63000, juntamente com suas potenciais alternativas equivalentes, fornecendo especialistas em compras, engenheiros e profissionais de seleção de materiais com comparações detalhadas de composição química, propriedades mecânicas, considerações de fabricação e índices de custo-desempenho. Este guia tem como objetivo facilitar a tomada de decisão informada ao adquirir materiais para aplicações críticas em setores industriais aeroespaciais, marinhos, petróleo e gás e pesados.
2. Bronze de alumínio C63000: especificações de linha de base
Tabela 1: Composição química do bronze de alumínio C63000 (%)
Al
Cu
Fe
Pb
Mn
Dentro
E
9,0-11,0
Rem.
2,0-4,0
0.02 máx
1,5 máx.
4.0-5.5
00,25 máx.
10.0*
81,25*
3.0*
–
1.0*
4.5*
0.25*
*Valores nominais
Tabela 2: Propriedades mecânicas do bronze de alumínio C63000
Propriedade
Valor
Unidade
Resistência à tracção
690-860
MPa
Força de rendimento
380-450
MPa
Alongamento
6-15
%
Dureza Brinell
170-240
HB
Densidade
7.6
g/cm³
Módulos de elasticidade
117
GPa
Condutividade térmica
38
S/m·K
Coeficiente de Expansão Térmica
16,0
μm/m·K
Condutividade elétrica
6
% IACS
3. Alternativas equivalentes diretas para C63000
3.1 Equivalentes de padrão internacional
Tabela 3: Equivalentes de padrões internacionais para C63000
País
Padrão
Designação
Nível de equivalência
EUA
ASTM
UNS C63000
Referência
Europa
DENTRO
CuAl10Ni5Fe4
Alto
Alemanha
A PARTIR DE
SEASF10F5N5
Alto
Reino Unido
BS
CA104
Médio-alto
Japão
ELE
CAC704
Médio
China
GB
Kal10-5-5
Alto
Rússia
GOST
Brazhnfe 10-5-5
Médio-alto
Internacional
ISO
SEASF10F5N5
Alto
3.2 Comparação de composição química
Tabela 4: Comparação de composição química do C63000 e seus equivalentes diretos (%)
Liga
Padrão
Al
Cu
Fe
Pb
Mn
Dentro
E
Outros
C63000
ASTM
9,0-11,0
Rem.
2,0-4,0
0.02 máx
1,5 máx.
4.0-5.5
00,25 máx.
–
CuAl10Ni5Fe4
DENTRO
8.5-10.5
Rem.
3,0-5,0
0.02 máx
00,5-2,5
4.0-6.0
00,1 máx.
Zn≤0,5
CA104
BS
9,0-11,0
Rem.
2,0-4,0
00,01 máx.
1,0-2,0
4.0-6.0
00,2 máx.
Zn≤0,5
CAC704
ELE
9,0-11,0
Rem.
2,0-4,0
00,05 máx.
1,0-2,0
4.0-6.0
00,3 máx.
–
Kal10-5-5
GB
9,0-11,0
Rem.
4.0-5.5
00,01 máx.
0.5-1.5
4.5-6.0
00,2 máx.
–
3.3 Comparação de propriedades mecânicas
Tabela 5: Comparação de propriedades mecânicas de C63000 e equivalentes diretos
Liga
Resistência à tração (MPa)
Força de rendimento (MPa)
Alongamento (%)
Dureza (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 (ele)
650-820
350-420
6-12
170-220
Qal10-5-5 (GB)
680-850
370-440
7-14
170-230
4 categorias de materiais alternativos
4.1 Outros notas de bronze de alumínio
Tabela 6: comparação alternativa de bronze de alumínio
Liga
NÓS#
Al (%)
Principais diferenças
Custo relativo
Classificação de desempenho
C63200
C63200
8.7-9.5
AL mais baixo, melhor ductilidade
95%
Alto
C63020
C63020
10.0-11.5
AL mais alto, dureza aumentada
105%
Muito alto
C62300
C62300
8.5-10.0
Ni inferior, força reduzida
85%
Médio-alto
C95400
C95400
10.0-11.5
Sem Ni, menor resistência à corrosão
80%
Médio
C95500
C95500
10.0-11.5
Contém Ni, força semelhante
90%
Alto
4.2 Alternativas de bronze de alumínio de níquel
Tabela 7: Alternativas de bronze de alumínio de níquel
Liga
NÓS#
Composição -chave
Propriedades principais
Taxa de custo para C63000
Melhores aplicações
C95800
C95800
Cu-9AL-4FE-4NI
Maior resistência à corrosão
110%
Hélices marítimas, válvulas
C95700
C95700
Cu-12al-6fe-2ni
Maior força, menor ductilidade
105%
Rolamentos para serviços pesados
C95900
C95900
Cu-12al-6ni-2.5fe
Excelente resistência ao desgaste
115%
Peças de trem de pouso aeronaves
4.3 alternativas de bronze não alumínio
Tabela 8: Materiais Alternativos de Bronze Não Alumínio
Categoria de material
Exemplo de liga
Comparação de propriedades -chave
Razão de custo
Compatibilidade
Bronze de fósforo
C52400
Menor resistência, melhor condutividade elétrica
70%
Baixo-médio
Bronze de manganês
C86300
Força semelhante, menor resistência à corrosão
75%
Médio
Bronze de silício
C87300
Melhor usinabilidade, menor resistência ao desgaste
80%
Médio
Cobre Berílio
C17200
Maior força, excelentes propriedades da primavera
170%
Médio
Níquel-Silver
C75200
Menor força, boa resistência à corrosão
85%
Baixo
4.4 Alternativas não cobradas
Tabela 9: Materiais Alternativos Baseados
Categoria de material
Grau de exemplo
Desempenho comparativo
Razão de custo
Sobreposição de aplicativos
Aço inoxidável
17-4ph
Maior força, menor atrito
70%
Médio-alto
Ligas de níquel
Inconel 625
Resistência superior à corrosão, maior custo
180%
Alto para fuzileiros navais
Ligas de titânio
Ti-6al-4V
Maior custo para peso, custo muito maior
300%
Médio
Duplex Stainless
2205
Boa resistência à corrosão, menor custo
80%
Médio
Rolamentos compostos
Ptfe/bronze
Baixo atrito, capacidade de carga limitada
65%
Baixo
5. Análise de custo-desempenho
5.1 Índice de custo de material relativo
Tabela 10: Índice de Custo de Material Relativo (C63000 = 100)
Material
Custo da matéria-prima
Custo de processamento
ÍNDICE DE CUSTOS TOTAL
Tendência de custo (2 anos)
C63000
100
100
100
Estável
Cual10ni5fe4 (en)
95-105
95-105
95-105
Estável
C63200
90-100
95-105
92-102
Estável
C95400
75-85
90-100
80-90
Ligeira diminuição
C95800
105-115
100-110
103-113
Aumentando
17-4PH ss
65-75
75-85
68-78
Volátil
Inconel 625
170-190
150-170
160-180
Aumentando
Ti-6al-4V
280-320
150-170
240-270
Volátil
5.2 Classificação de desempenho por aplicação
Tabela 11: Classificação de desempenho por aplicação (escala 1-10, 10 = melhor)
Material
Aeroespacial
Marinho
Oil & Gas
Máquinas Pesadas
Classificação geral de valor
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
10
8
7
6
7,8
6. Considerações de fabricação
6.1 Comparação de processabilidade
Tabela 12: adequação do processo de fabricação (escala 1-10, 10 = excelente)
Material
Fundição de areia
Fundição Centrífuga
Elenco de investimento
Maquinabilidade
Soldabilidade
Resposta ao tratamento térmico
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 Considerações na cadeia de suprimentos
Tabela 13: Fatores da cadeia de suprimentos
Material
Disponibilidade global
Líder de tempo (semanas)
Diversidade de fornecedores
Estabilidade de preços
Reciclabalidade
C63000
Alto
5-7
Alto
Médio
Alto
CuAl10Ni5Fe4
Alto
5-7
Alto
Médio
Alto
C63200
Alto
4-6
Alto
Médio
Alto
C95400
Alto
3-5
Alto
Médio
Alto
C95800
Médio-alto
5-8
Médio
Baixo-médio
Alto
17-4PH ss
Muito alto
2-4
Muito alto
Médio
Alto
Inconel 625
Médio
8-12
Médio
Baixo
Médio
Ti-6al-4V
Médio
10-14
Médio
Baixo
Médio
7. Equivalência específica para aplicação
Tabela 14: Alternativas recomendadas por aplicação
Inscrição
Primeira escolha
Segunda escolha
Terceira escolha
Fator de seleção -chave
Rolamentos aeroespaciais
C63000
C63020
Ti-6al-4V
Força a peso
Eixos marinhos
C63000
C95800
Inconel 625
Resistência à corrosão
Oil & gas valves
C63000
C95800
17-4ph
Capacidade de pressão
Engrenagens de máquinas pesadas
C63000
C63200
17-4ph
Resistência ao desgaste
Aplicações de alta temperatura
C63000
Inconel 625
C95800
Estabilidade da temperatura
Componentes estruturais
C63000
C63200
17-4ph
Resistência à fadiga
Fixadores
C63000
17-4ph
Ti-6al-4V
Força
Buchas e rolamentos
C63000
C63200
C95400
Capacidade de carga
8. Metodologia de seleção para materiais equivalentes
Tabela 15: Matriz de decisão para seleção de material
Fator de seleção
Peso
C63000
CuAl10Ni5Fe4
C63200
17-4PH ss
C95800
Inconel 625
Força mecânica
25%
9
8
8
9
8
9
Resistência à corrosão
20%
8
8
8
7
9
10
Resistência ao desgaste
15%
9
8
9
7
8
7
Custo-efetividade
15%
7
7
7
8
6
4
Maquinabilidade
10%
6
6
7
5
6
4
Disponibilidade
10%
8
8
8
9
7
6
Soldabilidade
5%
5
5
6
8
6
8
Pontuação ponderada
100%
8.05
7.65
7.90
7.70
7.65
7.40
9. Disponibilidade regional de mercado e tendências de preços
Tabela 16: Disponibilidade regional e variações de preços
Região
Disponibilidade C63000
Índice de preços
Fornecedores principais
Considerações de importação
América do Norte
Alto
100
Copper & Brass Fabricators Council members
Fornecimento doméstico robusto
Europa
Alto
105-110
Kme, Wieland, Aurubis
Certificações de materiais da UE
China
Médio-alto
85-95
Ningbo, fornecedores de liga de cobre de Xangai
Verificação de qualidade necessária
Japão
Médio
110-120
JX Nippon Mining, Mitsubishi Materiais
Alta qualidade, preço premium
Índia
Médio
90-100
Hindustan cobre, fundições regionais
Qualidade variável
Médio Oriente
Baixo-médio
115-125
Principalmente importado
Importar tarefas, tempo de entrega
Austrália
Médio
110-120
Distribuidores regionais
Fator de custos de transporte
Tabela 17: Análise de tendência de preços de cinco anos (índice: 2020 = 100)
Ano
C63000
C63200
C95800
17-4PH ss
Índice de cobre
Índice de níquel
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
*Valores projetados
10. Recomendações de conclusão e compras
O bronze de alumínio C63000 oferece desempenho excepcional em aplicações exigentes que requerem alta resistência, boa resistência à corrosão e propriedades de desgaste. As alternativas equivalentes mais diretas são encontradas no padrão europeu Cual10Ni5Fe4 e no Qal10-5-5 padrão chinês, que oferecem características de desempenho muito semelhantes com variações mínimas de custo.
O C63200 apresenta uma excelente alternativa, com máquinabilidade um pouco melhor e propriedades mecânicas semelhantes a um custo comparável ou ligeiramente menor. Para aplicações com requisitos de corrosão extrema, particularmente em ambientes marinhos, o bronze de alumínio de níquel C95800 pode justificar seu custo 5-10% maior através do desempenho e longevidade superiores.
Para profissionais de compras, as seguintes recomendações estratégicas se aplicam:
Desenvolver relacionamentos com vários fornecedores em diferentes regiões para mitigar os riscos da cadeia de suprimentos
Sempre solicite documentação de certificação de material para verificar composição e propriedades
Considere o custo total de propriedade, incluindo manutenção e frequência de reposição, não apenas o custo inicial do material
Para aplicações não críticas, avalie o aço inoxidável de 17 a 4ph como uma alternativa potencial de economia de custos
Monitore os preços das commodities de cobre e níquel, pois eles afetam significativamente os custos de bronze de alumínio
Manter o estoque de segurança dos componentes críticos durante períodos de volatilidade de preços ou restrições de oferta
Desenvolver protocolos de substituição de materiais padronizados para situações de emergência
Ao avaliar cuidadosamente os fatores de equivalência apresentados nesta análise, os especialistas e engenheiros de compras podem tomar decisões informadas ao selecionar alternativas ao bronze de alumínio C63000, equilibrando os requisitos de desempenho com considerações de custo e resiliência da cadeia de suprimentos.
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