C63000 Алюминиевая бронза и ее эквивалентная альтернативы: комплексная производительность и оценка затрат

1. Введение

C63000 Алюминиевая бронза является премиальным медным сплавом, расположенным за исключительную механическую прочность, коррозионную стойкость и производительность в требовательных приложениях. Этот всесторонний анализ исследует C63000 наряду с его потенциальными эквивалентными альтернативами, предоставляя специалистам по закупкам, инженерам и специалистам по выбору материалов подробным сравнением химического состава, механических свойств, производственных соображений и коэффициентов производительности затрат. Это руководство направлено на то, чтобы облегчить информированное принятие решений при поиске материалов для критических применений в аэрокосмической, морской, нефтяной и газовой и тяжелой промышленной секторах.

2. C63000 Алюминиевая бронза: базовые характеристики

Таблица 1: Химический состав алюминиевой бронзы C63000 (%)

Al	С участием	Fe	Pb	Mn	Ni	А также
9,0-11,0	Рем.	2,0-4,0	00,02 макс.	1,5 макс.	4.0-5,5	00,25 макс.
10.0*	81.25*	3.0*	-	1.0*	4.5*	0.25*

*Номинальные значения

Таблица 2: Механические свойства алюминиевой бронзы C63000

Имущество	Формование и изгиб	Ед. изм
Предел прочности	690-860	МПа
Предел текучести	380-450	МПа
Удлинение	6-15	%
Твердость по Бринеллю	170-240	HB
Плотность	7.6	г / см³
Модуль упругости	117	ГПа
Формование и изгиб	38	W/m · k
Коэффициент температурного расширения	16,0	мкм/м · к
Электрическая проводимость	6	% IACS

3. Прямые эквивалентные альтернативы C63000

3.1 Международные стандартные эквиваленты

Таблица 3: Международные стандарты эквиваленты для C63000

Страна	Стандарт	Обозначение	Уровень эквивалентности
Соединенные Штаты Америки	АСТМА	УНС C63000	Ссылка
Европа	НА	CuAl10Ni5Fe4	Высокий
Германия	ИЗ	SEASF10F5N5	Высокий
Соединенное Королевство	BS	CA104	Средне-высокий
Япония	JIS	CAC704	Середина
Китай	ГБ	KAL10-5-5	Высокий
Россия	ГОСТ	BrAZhNFe 10-5-5	Средне-высокий
Международный	ISO	SEASF10F5N5	Высокий

3.2 Сравнение химического состава

Таблица 4: Сравнение химического состава C63000 и его прямых эквивалентов (%)

Сплав	Стандарт	Al	С участием	Fe	Pb	Mn	Ni	А также	Другие
C63000	АСТМА	9,0-11,0	Рем.	2,0-4,0	00,02 макс.	1,5 макс.	4.0-5,5	00,25 макс.	-
CuAl10Ni5Fe4	НА	8.5-10.5	Рем.	3,0-5,0	00,02 макс.	0.5-2.5	4.0-6.0	0.1 макс.	Zn≤0,5
CA104	BS	9,0-11,0	Рем.	2,0-4,0	00,01 макс.	1,0-2,0	4.0-6.0	0.2 макс.	Zn≤0,5
CAC704	JIS	9,0-11,0	Рем.	2,0-4,0	00,05 макс.	1,0-2,0	4.0-6.0	0.3 макс.	-
KAL10-5-5	ГБ	9,0-11,0	Рем.	4.0-5,5	00,01 макс.	0.5-1.5	4.5-6.0	0.2 макс.	-

3.3 Сравнение механических свойств

Таблица 5: Сравнение механических свойств C63000 и прямых эквивалентов

Сплав	Прочность на растяжение (МПа)	Предел текучести (МПа)	Удлинение (%)	Твердость (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 (он)	650-820	350-420	6-12	170-220
QAL10-5-5 (ГБ)	680-850	370-440	7-14	170-230

4. Альтернативные категории материалов

4.1 Другие алюминиевые бронзовые оценки

Таблица 6: Альтернативное сравнение алюминиевых бронзовых сортов

Сплав	НАС#	Ал (%)	Ключевые различия	Относительная стоимость	Рейтинг производительности
C63200	C63200	8,7-9,5	Нижний AL, лучшая пластичность	95%	Высокий
C63020	C63020	10.0-11.5	Более высокий AL, повышенная твердость	105%	Очень высоко
C62300	C62300	8.5-10.0	Более низкий Ni, уменьшенная сила	85%	Средне-высокий
C95400	C95400	10.0-11.5	Нет ни, более низкая коррозионная стойкость	80%	Середина
C95500	C95500	10.0-11.5	Содержит Ni, аналогичную силу	90%	Высокий

4.2 Никелевые алюминиевые бронзовые альтернативы

Таблица 7: Никелевые алюминиевые бронзовые альтернативы

Сплав	НАС#	Ключевая композиция	Ключевые свойства	Коэффициент стоимости к C63000	Лучшие приложения
C95800	C95800	Cu-9Al-4Fe-4Ni	Более высокая коррозионная стойкость	110%	Морские винты, клапаны
C95700	C95700	CU-12AL-6FE-2NI	Более высокая прочность, меньшая пластичность	105%	Подшипники для тяжелых условий эксплуатации
C95900	C95900	CU-12AL-6NI-2,5FE	Отличная износостойкость	115%	Запчасти для авиационных шестерни

4.3 не алюминиевые бронзовые альтернативы

Таблица 8: Неалюминиевые бронзовые альтернативные материалы

Материальная категория	Пример сплава	Сравнение ключевых свойств	Коэффициент стоимости	Совместимость
Фосфорная бронза	C52400	Более низкая прочность, лучшая электропроводность	70%	Низкий средний
Марганец бронза	C86300	Подобная сила, более низкая коррозионная стойкость	75%	Середина
Силиконовая бронза	C87300	Лучшая механизм, более низкая износостойкость	80%	Середина
C17200 Бериллиевый медный стержень	C17200 Бериллиевый медный стержень	Более высокая сила, отличные весенние свойства	170%	Середина
Никель-серебряный	C75200	Более низкая сила, хорошая коррозионная стойкость	85%	Низкий

4.4 Альтернативы, не являющиеся на основе нетокоперов,

Таблица 9: Альтернативные материалы на основе некурящих

Материальная категория	Пример класса	Сравнительная производительность	Коэффициент стоимости	Приложение перекрытие
Нержавеющая сталь	17-4PH	Более высокая сила, более низкое трение	70%	Средне-высокий
Никелевые сплавы	Инконель 625	Превосходная коррозионная стойкость, более высокая стоимость	180%	Высокий для морской пехоты
Титановые сплавы	Ти-6Ал-4В	Более высокая сила до веса, гораздо более высокая стоимость	300%	Середина
Дуплекс нержавеющий	2205	Хорошая коррозионная стойкость, более низкая стоимость	80%	Середина
Составные подшипники	PTFE/Bronze	Низкая трения, ограниченная нагрузка	65%	Низкий

5. Анализ затрат

5.1 Индекс стоимости относительного материала

Таблица 10: Относительный индекс затрат на материал (C63000 = 100)

Материал	Стоимость сырья	Стоимость обработки	Общий индекс затрат	Тенденция стоимости (2 года)
C63000	100	100	100	Стабильный
Cual10ni5fe4 (en)	95-105	95-105	95-105	Стабильный
C63200	90-100	95-105	92-102	Стабильный
C95400	75-85	90-100	80-90	Небольшое уменьшение
C95800	105-115	100-110	103-113	Увеличиваясь
17-4PH SS	65-75	75-85	68-78	Нестабильный
Инконель 625	170-190	150-170	160-180	Увеличиваясь
Ти-6Ал-4В	280-320	150-170	240-270	Нестабильный

5.2 Рейтинг производительности по приложению

Таблица 11: Рейтинг производительности по приложению (1-10 шкала, 10 = лучший)

Материал	Аэрокосмическая промышленность	морской	Oil & Gas	Тяжелая техника	Общий рейтинг стоимости
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
Инконель 625	9	9	9	7	8,5
Ти-6Ал-4В	10	8	7	6	7,8

6. Производственные соображения

6.1 Сравнение обработки

Таблица 12: Приготовление производственного процесса (масштаб 1-10, 10 = отлично)

Материал	Литье в песок	Центробежное литье	Кастинг по выплавляемым моделям	Обрабатываемость	Свариваемость	Ответ термической обработки
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
Инконель 625	5	6	7	4	8	7
Ти-6Ал-4В	4	5	7	3	7	8

6.2 Соображения цепочки поставок

Таблица 13: Коэффициенты цепочки поставок

Материал	Глобальная доступность	Время выполнения (недели)	Разнообразие поставщиков	Стабильность цены	Возможность вторичной переработки
C63000	Высокий	5-7	Высокий	Середина	Высокий
CuAl10Ni5Fe4	Высокий	5-7	Высокий	Середина	Высокий
C63200	Высокий	4-6	Высокий	Середина	Высокий
C95400	Высокий	3-5	Высокий	Середина	Высокий
C95800	Средне-высокий	5-8	Середина	Низкий средний	Высокий
17-4PH SS	Очень высоко	2-4	Очень высоко	Середина	Высокий
Инконель 625	Середина	8-12	Середина	Низкий	Середина
Ти-6Ал-4В	Середина	10-14	Середина	Низкий	Середина

7. Эквивалентность для конкретной приложения

Таблица 14: Рекомендуемые альтернативы по применению

заявка	Первый выбор	Второй выбор	Третий выбор	Ключевой коэффициент выбора
Аэрокосмические подшипники	C63000	C63020	Ти-6Ал-4В	Сила до веса
Морские валы	C63000	C95800	Инконель 625	Устойчивость к коррозии
Oil & gas valves	C63000	C95800	17-4PH	Пропускная способность
Тяжелые механизмы	C63000	C63200	17-4PH	Обычно используемые марки бериллиевой меди следующие:
Приложения с высоким содержанием	C63000	Инконель 625	C95800	Температурная стабильность
Структурные компоненты	C63000	C63200	17-4PH	Устойчивость к усталости
Крепеж	C63000	17-4PH	Ти-6Ал-4В	Сила
Втулки и подшипники	C63000	C63200	C95400	Грузоподъемность

8. Методология отбора для эквивалентных материалов

Таблица 15: Матрица принятия решений для выбора материала

Коэффициент отбора	Масса	C63000	CuAl10Ni5Fe4	C63200	17-4PH SS	C95800	Инконель 625
Механическая прочность	25%	9	8	8	9	8	9
Устойчивость к коррозии	20%	8	8	8	7	9	10
Обычно используемые марки бериллиевой меди следующие:	15%	9	8	9	7	8	7
Экономическая эффективность	15%	7	7	7	8	6	4
Обрабатываемость	10%	6	6	7	5	6	4
Доступность	10%	8	8	8	9	7	6
Свариваемость	5%	5	5	6	8	6	8
Взвешенный счет	100%	8.05	7,65	7,90	7.70	7,65	7.40

9. Региональная доступность рынка и тенденции ценообразования

Таблица 16: Региональная доступность и изменения цены

Область	C63000 Доступность	Индекс цен	Ведущие поставщики	Импортные соображения
Северная Америка	Высокий	100	Copper & Brass Fabricators Council members	Внутреннее снабжение
Европа	Высокий	105-110	KME, Wieland, Aurubis	Сертификаты ЕС
Китай	Средне-высокий	85-95	Нинбо, Шанхайские поставщики медных сплавов	Требуется проверка качества
Япония	Середина	110-120	Jx nippon maining, mitsubishi materials	Высокая качественная, премиальная цена
Индия	Середина	90-100	Индустанская медь, региональные литейные заводы	Переменное качество
Средний Восток	Низкий средний	115-125	В основном импортируется	Импортные пошлины, сроки срока
Австралия	Середина	110-120	Региональные дистрибьюторы	Фактор транспортных затрат

Таблица 17: Пятилетний анализ трендов цен (индекс: 2020 = 100)

Год	C63000	C63200	C95800	17-4PH SS	Медный индекс	Никелевый индекс
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

*Прогнозируемые значения

10. Рекомендации по заключению и закупкам

C63000 Алюминиевая бронза предлагает исключительную производительность в требовательных приложениях, требующих высокой прочности, хорошей коррозионной стойкости и износов. Наиболее прямые эквивалентные альтернативы встречаются в европейском стандартном Cual10NI5FE4 и в китайском стандартном QAL10-5-5, которые предлагают очень похожие характеристики производительности с минимальными изменениями затрат.

C63200 представляет отличную альтернативу с немного лучшей механической свойствами и аналогичными механическими свойствами при сопоставимой или немного более низкой стоимости. Для применений с экстремальными требованиями к коррозии, особенно в морских средах, алюминиевая алюминиевая бронза C95800 может оправдать его на 5-10% более высокую стоимость за счет превосходной производительности и долговечности.

Для специалистов по закупкам применяются следующие стратегические рекомендации:

Развивайте отношения с несколькими поставщиками в разных регионах, чтобы снизить риски цепочки поставок
Всегда запросите документацию по сертификации материалов для проверки композиции и свойств
Рассмотрим общую стоимость владения, включая техническое обслуживание и частоту замены, а не только начальную стоимость материала
Для некритических применений оцените 17-4-миН-тип из нержавеющей стали как потенциальную альтернативу экономии затрат.
Мониторинг цен на медь и никель, так как они значительно влияют на алюминиевые бронзовые затраты
Поддерживать безопасные запасы критических компонентов в периоды волатильности цен или ограничений поставок
Разработать стандартизированные протоколы замены материала для аварийных ситуаций

Тщательно оценивая факторы эквивалентности, представленные в этом анализе, специалисты по закупкам и инженеры могут принимать обоснованные решения при выборе альтернатив алюминиевой бронзе C63000, сбалансируя требования к производительности с соображениями затрат и устойчивостью цепочки поставок.