1. บทนำ
C63000 อลูมิเนียมบรอนซ์เป็นโลหะผสมทองแดงระดับพรีเมี่ยมที่ได้รับการยอมรับสำหรับความแข็งแรงทางกลที่ยอดเยี่ยมความต้านทานการกัดกร่อนและประสิทธิภาพในการเรียกร้องการใช้งาน การวิเคราะห์ที่ครอบคลุมนี้ตรวจสอบ C63000 ควบคู่ไปกับทางเลือกที่เทียบเท่าที่มีศักยภาพโดยให้ผู้เชี่ยวชาญด้านการจัดซื้อวิศวกรและผู้เชี่ยวชาญด้านการเลือกวัสดุกับการเปรียบเทียบรายละเอียดขององค์ประกอบทางเคมีคุณสมบัติเชิงกลการพิจารณาการผลิตและอัตราส่วนผลการดำเนินงาน คู่มือนี้มีวัตถุประสงค์เพื่ออำนวยความสะดวกในการตัดสินใจอย่างมีข้อมูลเมื่อจัดหาวัสดุสำหรับการใช้งานที่สำคัญในการบินและอวกาศทางทะเลน้ำมันและก๊าซและภาคอุตสาหกรรมหนัก
2. C63000 อลูมิเนียมบรอนซ์: ข้อมูลจำเพาะพื้นฐาน
ตารางที่ 1: องค์ประกอบทางเคมีของ C63000 อลูมิเนียมบรอนซ์ (%)
| อัล | Cu | เฟ | พีบี | มิน | ใน | และ |
|---|
| 9.0-11.0 | เรม | 2.0-4.0 | 0.02 สูงสุด | สูงสุด 1.5 | 4.0-5.5 | 0สูงสุด .25 |
| 10.0* | 81.25* | 3.0* | – | 1.0* | 4.5* | 0.25* |
*ค่าเล็กน้อย
ตารางที่ 2: คุณสมบัติเชิงกลของ C63000 อลูมิเนียมบรอนซ์
| คุณสมบัติ | ค่า | หน่วย |
|---|
| ความต้านแรงดึง | 690-860 | MPa |
| ความแข็งแรงของผลผลิต | 380-450 | MPa |
| การยืดตัว | 6-15 | % |
| ความแข็งบริเนล | 170-240 | HB |
| ความหนาแน่น | 7.6 | g/cm³ |
| โมดูลัสของความยืดหยุ่น | 117 | เกรดเฉลี่ย |
| การนำความร้อน | 38 | W/ม·เค |
| ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน | 16.0 | ไมโครเมตร/เมตร·เค |
| การนำไฟฟ้า | 6 | % IACS |
3. ทางเลือกที่เทียบเท่าโดยตรงกับ C63000
3.1 เทียบเท่ามาตรฐานสากล
ตารางที่ 3: มาตรฐานสากลเทียบเท่ากับ C63000
| ประเทศ | มาตรฐาน | การกำหนด | ระดับความเท่าเทียมกัน |
|---|
| สหรัฐอเมริกา | ASTM | UNS C63000 | อ้างอิง |
| ยุโรป | ใน | CuAl10Ni5Fe4 | สูง |
| เยอรมนี | จาก | SESF10F5N5 | สูง |
| สหราชอาณาจักร | BS | CA104 | ปานกลาง-สูง |
| ญี่ปุ่น | JIS | CAC704 | ปานกลาง |
| จีน | GB | Kal10-5-5 | สูง |
| รัสเซีย | GOST | Brazhnfe 10-5-5 | ปานกลาง-สูง |
| ระหว่างประเทศ | ISO | SESF10F5N5 | สูง |
3.2 การเปรียบเทียบองค์ประกอบทางเคมี
ตารางที่ 4: การเปรียบเทียบองค์ประกอบทางเคมีของ C63000 และเทียบเท่าโดยตรง (%)
| ล้อแม็ก | มาตรฐาน | อัล | Cu | เฟ | พีบี | มิน | ใน | และ | คนอื่น |
|---|
| C63000 | ASTM | 9.0-11.0 | เรม | 2.0-4.0 | 0.02 สูงสุด | สูงสุด 1.5 | 4.0-5.5 | 0สูงสุด .25 | – |
| CuAl10Ni5Fe4 | ใน | 8.5-10.5 | เรม | 3.0-5.0 | 0.02 สูงสุด | 0.5-2.5 | 4.0-6.0 | 0สูงสุด .1 | Zn≤0.5 |
| CA104 | BS | 9.0-11.0 | เรม | 2.0-4.0 | 0สูงสุด .01 | 1.0-2.0 | 4.0-6.0 | 0.2 สูงสุด | Zn≤0.5 |
| CAC704 | JIS | 9.0-11.0 | เรม | 2.0-4.0 | 0สูงสุด .05 | 1.0-2.0 | 4.0-6.0 | 0สูงสุด .3 | – |
| Kal10-5-5 | GB | 9.0-11.0 | เรม | 4.0-5.5 | 0สูงสุด .01 | 0.5-1.5 | 4.5-6.0 | 0.2 สูงสุด | – |
3.3 การเปรียบเทียบคุณสมบัติเชิงกล
ตารางที่ 5: การเปรียบเทียบคุณสมบัติเชิงกลของ C63000 และเทียบเท่าโดยตรง
| ล้อแม็ก | ความต้านแรงดึง (MPa) | ความแข็งแรงของผลผลิต (MPa) | การยืดตัว (%) | ความแข็ง (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 (เขา) | 650-820 | 350-420 | 6-12 | 170-220 |
| QAL10-5-5 (GB) | 680-850 | 370-440 | 7-14 | 170-230 |
4. ประเภทวัสดุทางเลือก
4.1 เกรดบรอนซ์อลูมิเนียมอื่น ๆ
ตารางที่ 6: การเปรียบเทียบเกรดบรอนซ์อลูมิเนียมทางเลือก
| ล้อแม็ก | เรา# | อัล (%) | ความแตกต่างที่สำคัญ | ต้นทุนสัมพัทธ์ | คะแนนประสิทธิภาพ |
|---|
| C63200 | C63200 | 8.7-9.5 | AL ต่ำกว่าความเหนียวที่ดีกว่า | 95% | สูง |
| C63020 | C63020 | 10.0-11.5 | อัลสูงขึ้นความแข็งที่เพิ่มขึ้น | 105% | สูงมาก |
| C62300 | C62300 | 8.5-10.0 | Ni ที่ต่ำกว่าลดความแข็งแรง | 85% | ปานกลาง-สูง |
| C95400 | C95400 | 10.0-11.5 | ไม่มี Ni ความต้านทานการกัดกร่อนที่ต่ำกว่า | 80% | ปานกลาง |
| C95500 | C95500 | 10.0-11.5 | มี Ni ความแข็งแรงที่คล้ายกัน | 90% | สูง |
4.2 ทางเลือกสีบรอนซ์อลูมิเนียมนิกเกิล
ตารางที่ 7: ทางเลือกสีบรอนซ์อลูมิเนียมนิกเกิล
| ล้อแม็ก | เรา# | องค์ประกอบสำคัญ | คุณสมบัติที่สำคัญ | อัตราส่วนต้นทุนต่อ C63000 | แอปพลิเคชันที่ดีที่สุด |
|---|
| C95800 | C95800 | Cu-9Al-4Fe-4Ni | ความต้านทานการกัดกร่อนที่สูงขึ้น | 110% | ใบพัดทางทะเลวาล์ว |
| C95700 | C95700 | CU-12AL-6FE-2NI | มีความแข็งแรงสูง ความเหนียวลดลง | 105% | ตลับลูกปืนสำหรับงานหนัก |
| C95900 | C95900 | CU-12AL-6NI-2.5FE | ทนต่อการสึกหรอได้ดีเยี่ยม | 115% | ชิ้นส่วนเกียร์เครื่องบิน |
4.3 ทางเลือกทองสัมฤทธิ์ที่ไม่ใช่อลูมิเนียม
ตารางที่ 8: วัสดุทางเลือกที่ไม่ใช่อลูมิเนียมบรอนซ์
| หมวดหมู่วัสดุ | ตัวอย่างอัลลอยด์ | การเปรียบเทียบคุณสมบัติที่สำคัญ | อัตราส่วนต้นทุน | ความเข้ากันได้ |
|---|
| สารเรืองแสงสีบรอนซ์ | C52400 | ความแข็งแรงต่ำการนำไฟฟ้าที่ดีขึ้น | 70% | ปานกลางต่ำ |
| บรอนซ์แมงกานีส | C86300 | ความแข็งแรงคล้ายกันความต้านทานการกัดกร่อนที่ต่ำกว่า | 75% | ปานกลาง |
| สีบรอนซ์ซิลิคอน | C87300 | ความสามารถในการกลืนได้ดีขึ้นความต้านทานการสึกหรอที่ลดลง | 80% | ปานกลาง |
| เบริลเลียมคอปเปอร์ | C17200 | ความแข็งแรงสูงกว่าคุณสมบัติฤดูใบไม้ผลิที่ยอดเยี่ยม | 170% | ปานกลาง |
| นิกเกิล-เงิน | C75200 | ความแข็งแรงลดลงความต้านทานการกัดกร่อนที่ดี | 85% | ต่ำ |
4.4 ทางเลือกที่ไม่ใช่แคปเปอร์
ตารางที่ 9: วัสดุทางเลือกที่ไม่ใช่แคปเปอร์
| หมวดหมู่วัสดุ | ตัวอย่างตัวอย่าง | ประสิทธิภาพเปรียบเทียบ | อัตราส่วนต้นทุน | แอปพลิเคชันซ้อนทับกัน |
|---|
| สแตนเลส | 17-4ph | ความแข็งแรงสูงกว่าแรงเสียดทานลดลง | 70% | ปานกลาง-สูง |
| โลหะผสมนิกเกิล | อินโคเนล 625 | ความต้านทานการกัดกร่อนที่เหนือกว่าค่าใช้จ่ายที่สูงขึ้น | 180% | สูงสำหรับนาวิกโยธิน |
| โลหะผสมไทเทเนียม | ti-6al-4v | ความแข็งแรงสูงถึงน้ำหนักสูงกว่าค่าใช้จ่ายที่สูงขึ้นมาก | 300% | ปานกลาง |
| เพล็กซ์สแตนเลส | 2205 | ความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีต้นทุนที่ต่ำลง | 80% | ปานกลาง |
| แบริ่งคอมโพสิต | PTFE/บรอนซ์ | แรงเสียดทานต่ำความสามารถในการโหลดที่ จำกัด | 65% | ต่ำ |
5. การวิเคราะห์ประสิทธิภาพด้านต้นทุน
5.1 ดัชนีต้นทุนวัสดุสัมพัทธ์
ตารางที่ 10: ดัชนีต้นทุนวัสดุสัมพัทธ์ (C63000 = 100)
| วัสดุ | ต้นทุนวัตถุดิบ | ต้นทุนการประมวลผล | ดัชนีต้นทุนทั้งหมด | แนวโน้มต้นทุน (2 ปี) |
|---|
| C63000 | 100 | 100 | 100 | มั่นคง |
| cual10ni5fe4 (en) | 95-105 | 95-105 | 95-105 | มั่นคง |
| C63200 | 90-100 | 95-105 | 92-102 | มั่นคง |
| C95400 | 75-85 | 90-100 | 80-90 | ลดลงเล็กน้อย |
| C95800 | 105-115 | 100-110 | 103-113 | ที่เพิ่มขึ้น |
| 17-4ph SS | 65-75 | 75-85 | 68-78 | ระเหย |
| อินโคเนล 625 | 170-190 | 150-170 | 160-180 | ที่เพิ่มขึ้น |
| ti-6al-4v | 280-320 | 150-170 | 240-270 | ระเหย |
5.2 การจัดอันดับประสิทธิภาพโดยแอปพลิเคชัน
ตารางที่ 11: การจัดอันดับประสิทธิภาพโดยแอปพลิเคชัน (ระดับ 1-10, 10 = ดีที่สุด)
| วัสดุ | การบินและอวกาศ | มารีน | Oil & Gas | เครื่องจักรกลหนัก | คะแนนโดยรวม |
|---|
| 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 |
| อินโคเนล 625 | 9 | 9 | 9 | 7 | 8.5 |
| ti-6al-4v | 10 | 8 | 7 | 6 | 7.8 |
6. ข้อควรพิจารณาในการผลิต
6.1 การเปรียบเทียบความสามารถในการประมวลผล
ตารางที่ 12: ความเหมาะสมของกระบวนการผลิต (ระดับ 1-10, 10 = ยอดเยี่ยม)
| วัสดุ | การหล่อทราย | การหล่อแบบแรงเหวี่ยง | การหล่อการลงทุน | ความสามารถในการแปรรูป | ความสามารถในการเชื่อม | การตอบสนองต่อการรักษาความร้อน |
|---|
| 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 |
| อินโคเนล 625 | 5 | 6 | 7 | 4 | 8 | 7 |
| ti-6al-4v | 4 | 5 | 7 | 3 | 7 | 8 |
6.2 การพิจารณาห่วงโซ่อุปทาน
ตารางที่ 13: ปัจจัยห่วงโซ่อุปทาน
| วัสดุ | ความพร้อมทั่วโลก | เวลานำ (สัปดาห์) | ความหลากหลายของซัพพลายเออร์ | ความเสถียรของราคา | การรีไซเคิล |
|---|
| C63000 | สูง | 5-7 | สูง | ปานกลาง | สูง |
| CuAl10Ni5Fe4 | สูง | 5-7 | สูง | ปานกลาง | สูง |
| C63200 | สูง | 4-6 | สูง | ปานกลาง | สูง |
| C95400 | สูง | 3-5 | สูง | ปานกลาง | สูง |
| C95800 | ปานกลาง-สูง | 5-8 | ปานกลาง | ปานกลางต่ำ | สูง |
| 17-4ph SS | สูงมาก | 2-4 | สูงมาก | ปานกลาง | สูง |
| อินโคเนล 625 | ปานกลาง | 8-12 | ปานกลาง | ต่ำ | ปานกลาง |
| ti-6al-4v | ปานกลาง | 10-14 | ปานกลาง | ต่ำ | ปานกลาง |
7. ความเท่าเทียมกันเฉพาะแอปพลิเคชัน
ตารางที่ 14: ทางเลือกที่แนะนำโดยแอปพลิเคชัน
| แอปพลิเคชัน | ตัวเลือกแรก | ตัวเลือกที่สอง | ตัวเลือกที่สาม | ปัจจัยการเลือกที่สำคัญ |
|---|
| ตลับลูกปืนการบินและอวกาศ | C63000 | C63020 | ti-6al-4v | ความแข็งแรง |
| เพลาทะเล | C63000 | C95800 | อินโคเนล 625 | ความต้านทานการกัดกร่อน |
| Oil & gas valves | C63000 | C95800 | 17-4ph | ความจุแรงดัน |
| เกียร์เครื่องจักรกลหนัก | C63000 | C63200 | 17-4ph | ความต้านทานการสึกหรอ |
| แอปพลิเคชันอุณหภูมิสูง | C63000 | อินโคเนล 625 | C95800 | ความเสถียรของอุณหภูมิ |
| ส่วนประกอบโครงสร้าง | C63000 | C63200 | 17-4ph | ความต้านทานความเหนื่อยล้า |
| รัด | C63000 | 17-4ph | ti-6al-4v | ความแข็งแกร่ง |
| บูชและแบริ่ง | C63000 | C63200 | C95400 | ความสามารถในการโหลด |
8. วิธีการเลือกสำหรับวัสดุที่เทียบเท่า
ตารางที่ 15: เมทริกซ์การตัดสินใจสำหรับการเลือกวัสดุ
| ปัจจัยการเลือก | น้ำหนัก | C63000 | CuAl10Ni5Fe4 | C63200 | 17-4ph SS | C95800 | อินโคเนล 625 |
|---|
| ความแข็งแรงเชิงกล | 25% | 9 | 8 | 8 | 9 | 8 | 9 |
| ความต้านทานการกัดกร่อน | 20% | 8 | 8 | 8 | 7 | 9 | 10 |
| ความต้านทานการสึกหรอ | 15% | 9 | 8 | 9 | 7 | 8 | 7 |
| ความคุ้มค่า | 15% | 7 | 7 | 7 | 8 | 6 | 4 |
| ความสามารถในการแปรรูป | 10% | 6 | 6 | 7 | 5 | 6 | 4 |
| ความพร้อมใช้งาน | 10% | 8 | 8 | 8 | 9 | 7 | 6 |
| ความสามารถในการเชื่อม | 5% | 5 | 5 | 6 | 8 | 6 | 8 |
| คะแนนถ่วงน้ำหนัก | 100% | 8.05 | 7.65 | 7.90 | 7.70 | 7.65 | 7.40 |
9. ความพร้อมใช้งานของตลาดระดับภูมิภาคและแนวโน้มราคา
ตารางที่ 16: ความพร้อมใช้งานระดับภูมิภาคและการเปลี่ยนแปลงราคา
| ภูมิภาค | ความพร้อมใช้งาน C63000 | ดัชนีราคา | ซัพพลายเออร์ชั้นนำ | ข้อควรพิจารณานำเข้า |
|---|
| อเมริกาเหนือ | สูง | 100 | Copper & Brass Fabricators Council members | อุปทานในประเทศแข็งแกร่ง |
| ยุโรป | สูง | 105-110 | KME, Wieland, Aurubis | การรับรองวัสดุของสหภาพยุโรป |
| จีน | ปานกลาง-สูง | 85-95 | หนิงโบ, ซัพพลายเออร์โลหะผสมทองแดงเซี่ยงไฮ้ | จำเป็นต้องมีการตรวจสอบคุณภาพ |
| ญี่ปุ่น | ปานกลาง | 110-120 | JX Nippon Mining, Mitsubishi Materials | ราคาพรีเมี่ยมคุณภาพสูง |
| อินเดีย | ปานกลาง | 90-100 | Hindustan Copper โรงหล่อระดับภูมิภาค | คุณภาพตัวแปร |
| ตะวันออกกลาง | ปานกลางต่ำ | 115-125 | นำเข้าส่วนใหญ่ | หน้าที่นำเข้าเวลานำ |
| ออสเตรเลีย | ปานกลาง | 110-120 | ผู้จัดจำหน่ายระดับภูมิภาค | ปัจจัยต้นทุนการขนส่ง |
ตารางที่ 17: การวิเคราะห์แนวโน้มราคาห้าปี (ดัชนี: 2020 = 100)
| ปี | C63000 | C63200 | C95800 | 17-4ph SS | ดัชนีทองแดง | ดัชนีนิกเกิล |
|---|
| 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 |
*ค่าที่คาดการณ์ไว้
10. ข้อสรุปและคำแนะนำการจัดหา
C63000 อลูมิเนียมบรอนซ์มีประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในการใช้งานแอพพลิเคชั่นที่ต้องการความแข็งแรงสูงความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีและคุณสมบัติการสึกหรอ ทางเลือกที่เทียบเท่าโดยตรงที่สุดพบได้ใน Cual10NI5FE4 มาตรฐานยุโรปและมาตรฐาน QAL10-5-5 ของจีนซึ่งมีลักษณะการทำงานที่คล้ายคลึงกันมากพร้อมการเปลี่ยนแปลงค่าใช้จ่ายน้อยที่สุด
C63200 นำเสนอทางเลือกที่ยอดเยี่ยมด้วยความสามารถในการกลึงที่ดีขึ้นเล็กน้อยและคุณสมบัติเชิงกลที่คล้ายกันในราคาที่เทียบเคียงหรือต่ำกว่าเล็กน้อย สำหรับการใช้งานที่มีข้อกำหนดการกัดกร่อนอย่างมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมทางทะเล C95800 อลูมิเนียมบรอนซ์นิกเกิลอาจแสดงให้เห็นถึงค่าใช้จ่ายที่สูงขึ้น 5-10% ผ่านประสิทธิภาพที่เหนือกว่าและอายุยืน
สำหรับผู้เชี่ยวชาญด้านการจัดซื้อมีคำแนะนำเชิงกลยุทธ์ต่อไปนี้:
- พัฒนาความสัมพันธ์กับซัพพลายเออร์หลายรายในภูมิภาคต่าง ๆ เพื่อลดความเสี่ยงของห่วงโซ่อุปทาน
- ขอเอกสารรับรองวัสดุเพื่อตรวจสอบองค์ประกอบและคุณสมบัติเสมอ
- พิจารณาค่าใช้จ่ายทั้งหมดของการเป็นเจ้าของรวมถึงการบำรุงรักษาและความถี่ทดแทนไม่ใช่แค่ต้นทุนวัสดุเริ่มต้น
- สำหรับการใช้งานที่ไม่สำคัญให้ประเมินสแตนเลส 17-4ph เป็นทางเลือกที่ช่วยประหยัดต้นทุนที่มีศักยภาพ
- ตรวจสอบราคาสินค้าทองแดงและนิกเกิลเนื่องจากค่าใช้จ่ายอลูมิเนียมบรอนซ์อย่างมีนัยสำคัญ
- รักษาหุ้นความปลอดภัยของส่วนประกอบที่สำคัญในช่วงระยะเวลาของความผันผวนของราคาหรือข้อ จำกัด ด้านอุปทาน
- พัฒนาโปรโตคอลการทดแทนวัสดุมาตรฐานสำหรับสถานการณ์ฉุกเฉิน
โดยการประเมินปัจจัยที่เทียบเท่าที่นำเสนออย่างรอบคอบในการวิเคราะห์นี้ผู้เชี่ยวชาญด้านการจัดหาและวิศวกรสามารถทำการตัดสินใจอย่างชาญฉลาดเมื่อเลือกทางเลือกให้กับ C63000 อลูมิเนียมบรอนซ์, การปรับสมดุลความต้องการด้านประสิทธิภาพด้วยการพิจารณาต้นทุนและความยืดหยุ่นของห่วงโซ่อุปทาน
