C63200 Алюминиевая бронза и ее эквивалентная альтернативы: сравнение затрат и производительности

1. Введение

Алюминиевая бронза C63200, высокопроизводительный сплав на основе меди, широко используется в критических применениях в морской, аэрокосмической, нефтяной и газовой промышленности и тяжелой машине. Этот всесторонний анализ рассматривает C63200 наряду с его потенциальными эквивалентными альтернативами, обеспечивая подробные сравнения химического состава, механических свойств, соображений производства и коэффициентов производительности затрат. Это руководство направлено на то, чтобы помочь специалистам по закупкам, инженерам и специалистам по выбору материалов в принятии обоснованных решений при поиске материалов для требовательных применений.

2. C63200 Алюминиевая бронза: базовые характеристики

Таблица 1: Химический состав алюминиевой бронзы C63200 (%)

Al	С участием	Fe	Pb	Mn	Ni	А также
8,7-9,5	Рем.	3,5-4,3	00,02 макс.	1,2-2,0	4,0-4,8	0.1 макс.
9.0000*	82.0000*	4.0000*	-	1,6000*	4.0000*	-

*Номинальные значения

Таблица 2: Механические свойства алюминиевой бронзы C63200

Имущество	Формование и изгиб	Ед. изм
Предел прочности	621-950	МПа
Предел текучести	310-365	МПа
Удлинение	9-25	%
Твердость по Бринеллю	120-210	HB
Плотность	7.6	г / см³
Модуль упругости	110	ГПа
Формование и изгиб	42	W/m · k
Коэффициент температурного расширения	16.2	мкм/м · к
Электрическая проводимость	7	% IACS

3. Прямые эквивалентные альтернативы C63200

3.1 Международные стандартные эквиваленты

Таблица 3: Международные стандарты эквиваленты для C63200

Страна	Стандарт	Обозначение	Уровень эквивалентности
Соединенные Штаты Америки	АСТМА	УНС C63200	Ссылка
Европа	НА	CuAl10Ni5Fe4	Высокий
Германия	ИЗ	CuAl10Ni5Fe4	Высокий
Соединенное Королевство	BS	CA106	Высокий
Япония	JIS	CAC702	Середина
Китай	ГБ	KAL10-4-4	Высокий
Россия	ГОСТ	Brazhnmts 9-4-4-1	Середина
Международный	ISO	SEASF10F5N5	Средне-высокий

3.2 Сравнение химического состава

Таблица 4: Сравнение химического состава C63200 и его прямых эквивалентов (%)

Сплав	Стандарт	Al	С участием	Fe	Pb	Mn	Ni	А также	Другие
C63200	АСТМА	8,7-9,5	Рем.	3,5-4,3	00,02 макс.	1,2-2,0	4,0-4,8	0.1 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
CA106	BS	8.8-10.0	Рем.	3,0-5,0	00,01 макс.	0.5-2.0	4.0-5,5	0.1 макс.	Zn≤0,5
CAC702	JIS	8.5-10.0	Рем.	2,0-4,0	00,05 макс.	1,5-3,0	4.0-5,5	0.3 макс.	-
KAL10-4-4	ГБ	9.0-10.5	Рем.	3.5-5.0	00,01 макс.	0.5-2.0	4,0-5,0	0.1 макс.	-

3.3 Сравнение механических свойств

Таблица 5: Сравнение механических свойств C63200 и прямых эквивалентов

Сплав	Прочность на растяжение (МПа)	Предел текучести (МПа)	Удлинение (%)	Твердость (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 (он)	590-780	280-330	10-18	130-180
QAL10-4-4 (ГБ)	640-820	300-350	10-20	140-200

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
C63000	C63000	9,0-11,0	Более высокие Al, аналогичные свойства	105%	Высокий
C63020	C63020	10.0-11.5	Более высокая сила, менее пластичная	110%	Высокий
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, более высокая сила	90%	Высокий

4.2 Никелевые алюминиевые бронзовые альтернативы

Таблица 7: Никелевые алюминиевые бронзовые альтернативы

Сплав	НАС#	Ключевая композиция	Ключевые свойства	Коэффициент стоимости к C63200	Лучшие приложения
C95800	C95800	Cu-9Al-4Fe-4Ni	Более высокая коррозионная стойкость	115%	Морские винты, насосы
C95700	C95700	CU-12AL-6FE-2NI	Более высокая прочность, меньшая пластичность	110%	Подшипники для тяжелых условий эксплуатации
C95900	C95900	CU-12AL-6NI-2,5FE	Отличная износостойкость	120%	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	75%	Середина
Марганец бронза	C86300	Более высокая сила, более низкая коррозионная стойкость	80%	Середина
Силиконовая бронза	C87300	Лучшая механизм, более низкая износостойкость	85%	Середина
C17200 Бериллиевый медный стержень	C17200 Бериллиевый медный стержень	Более высокая сила, отличные весенние свойства	180%	Средний
Никель-серебряный	C75200	Более низкая сила, хорошая коррозионная стойкость	90%	Низкий средний

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	316 л	Более высокая сила, более низкое трение	65%	Середина
Никелевые сплавы	Монелс 400	Превосходная коррозионная стойкость, более высокая стоимость	160%	Высокий для морской пехоты
Титановые сплавы	Ти-6Ал-4В	Более высокая сила до веса, гораздо более высокая стоимость	280%	Низкий средний
Инженерные пластмассы	Заглядывать	Легкий, самосмазываясь, меньшая прочность	85%	Низкий
Составные подшипники	PTFE/Fiber	Низкая трения, ограниченная нагрузка	70%	Очень низкий

5. Анализ затрат

5.1 Индекс стоимости относительного материала

Таблица 10: Индекс стоимости относительного материала (C63200 = 100)

Материал	Стоимость сырья	Стоимость обработки	Общий индекс затрат	Тенденция стоимости (2 года)
C63200	100	100	100	Стабильный
Cual10ni5fe4 (en)	95-105	95-105	95-105	Стабильный
C63000	100-110	100-105	100-108	Небольшое увеличение
C95400	75-85	90-100	80-90	Стабильный
C95800	110-120	105-115	110-120	Увеличиваясь
316L нержавеющая ставка	55-65	70-80	60-70	Нестабильный
Монелс 400	150-170	140-160	145-165	Увеличиваясь
Заглядывать	160-180	40-50	80-90	Стабильный

5.2 Рейтинг производительности по приложению

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

Материал	морской	Oil & Gas	Аэрокосмическая промышленность	Тяжелая техника	Общий рейтинг стоимости
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 нержавеющая ставка	7	7	6	6	7,5
Монелс 400	9	9	7	6	7,0
Заглядывать	6	7	8	5	6,5

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
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 нержавеющая ставка	6	7	8	5	8
Монелс 400	6	7	7	5	7
Заглядывать	Н/Д	Н/Д	Н/Д	8	Н/Д

6.2 Соображения цепочки поставок

Таблица 13: Коэффициенты цепочки поставок

Материал	Глобальная доступность	Время выполнения (недели)	Разнообразие поставщиков	Стабильность цены
C63200	Высокий	4-6	Высокий	Середина
CuAl10Ni5Fe4	Высокий	4-6	Высокий	Середина
C95400	Высокий	3-5	Высокий	Середина
C95800	Средне-высокий	5-8	Середина	Низкий средний
316L нержавеющая ставка	Очень высоко	2-4	Очень высоко	Середина
Монелс 400	Середина	6-10	Середина	Низкий
Заглядывать	Середина	3-5	Середина	Высокий

7. Эквивалентность для конкретной приложения

Таблица 14: Рекомендуемые альтернативы по применению

заявка	Первый выбор	Второй выбор	Третий выбор	Ключевой коэффициент выбора
Морские подшипники	C63200	C95800	Монелс 400	Устойчивость к коррозии
Компоненты клапана	C63200	CuAl10Ni5Fe4	316 л	Обработка давления
Втулки насоса	C63200	C95400	C95800	Обычно используемые марки бериллиевой меди следующие:
Шестерни	C63200	C95500	Закаленная сталь	Сила
Гидравлические компоненты	C63200	CuAl10Ni5Fe4	Заглядывать	Пропускная способность
Оборудование для самолетов	C63200	C95900	Ти-6Ал-4В	Оптимизация веса
Оффшорное оборудование	C63200	C95800	Монелс 400	Устойчивость к коррозии

8. Методология отбора для эквивалентных материалов

Таблица 15: Матрица принятия решений для выбора материала

Коэффициент отбора	Масса	C63200	CuAl10Ni5Fe4	C95800	316L SS	Монелс 400	Заглядывать
Механическая прочность	20%	9	9	8	8	7	5
Устойчивость к коррозии	25%	8	8	9	7	9	9
Обычно используемые марки бериллиевой меди следующие:	20%	9	9	8	6	7	6
Экономическая эффективность	15%	7	7	6	8	5	6
Доступность	10%	8	8	7	9	6	7
Обрабатываемость	10%	8	8	8	7	6	8
Взвешенный счет	100%	8.25	8.25	7,85	7.30	6,90	6,75

9. Заключение и рекомендации

Алюминиевая бронза C63200 остается отличным выбором материала для требовательных применений, требующих сочетания прочности, коррозионной стойкости и износа. Наиболее прямые эквивалентные альтернативы встречаются в европейском стандартном Cual10NI5FE4 и в китайском стандартном QAL10-4-4, которые предлагают почти идентичные характеристики и стоимость производительности.

Для получения чувствительных к стоимости применений, когда некоторые компромисс производительности приемлемы, алюминиевая бронза C95400 представляет собой жизнеспособную альтернативу примерно на 15-20% ниже. В высоко коррозийных средах, в частности, применения морской воды, алюминиевая бронза C95800 может оправдать его на 10-20% более высокую стоимость за счет превосходной долговечности.

Для специалистов по закупкам применяются следующие рекомендации:

Запросить документацию по сертификации материалов для проверки композиции и свойств
Рассмотрим региональную доступность и сроки выполнения выполнения решений по поиску решений
Оценить общую стоимость владения, включая частоту обслуживания и замены
Построить отношения с несколькими поставщиками, чтобы обеспечить доступность материала
Для критических приложений проведите тестирование производительности с помощью альтернативных материалов перед полной реализацией

Тщательно оценивая факторы эквивалентности, представленные в этом анализе, специалисты по закупкам и инженеры могут принимать обоснованные решения при выборе альтернатив алюминиевой бронзе C63200, сбалансируя требования к производительности с соображениями затрат.