C63000 bằng đồng nhôm và các lựa chọn thay thế tương đương của nó: hiệu suất toàn diện và đánh giá chi phí

1. Giới thiệu

C63000 bằng đồng nhôm là một hợp kim dựa trên đồng cao cấp được công nhận là cường độ cơ học đặc biệt, khả năng chống ăn mòn và hiệu suất trong các ứng dụng đòi hỏi. Phân tích toàn diện này xem xét C63000 cùng với các lựa chọn tương đương tiềm năng của nó, cung cấp các chuyên gia mua sắm, kỹ sư và các chuyên gia lựa chọn vật liệu với các so sánh chi tiết về thành phần hóa học, tính chất cơ học, cân nhắc sản xuất và tỷ lệ hiệu suất chi phí. Hướng dẫn này nhằm mục đích tạo điều kiện cho việc ra quyết định sáng suốt khi tìm nguồn cung ứng vật liệu cho các ứng dụng quan trọng trong hàng không vũ trụ, biển, dầu khí và các lĩnh vực công nghiệp nặng.

2. C63000 bằng đồng: Thông số kỹ thuật cơ bản

Bảng 1: Thành phần hóa học của đồng nhôm C63000 (%)

Al	Với	Fe	Pb	Mn	Ni	Và
9,0-11,0	Rem.	2.0-4.0	0tối đa 0,02	tối đa 1,5	4.0-5,5	0tối đa 0,25
10.0*	81,25*	3.0*	-	1.0*	4.5*	0.25*

*Giá trị danh nghĩa

Bảng 2: Tính chất cơ học của đồng nhôm C63000

Tài sản	Giá trị	Đơn vị
Sức căng	690-860	MPa
Sức mạnh năng suất	380-450	MPa
Kéo dài	6-15	%
Brinell độ cứng	170-240	HB
Tỉ trọng	7.6	g / cm³
Mô đun đàn hồi	117	GPa
Dẫn nhiệt	38	W/m · k
Hệ số giãn nở nhiệt	16.0	m/m · k
Tinh dân điện	6	% Iacs

3. Các lựa chọn thay thế tương đương trực tiếp với C63000

3.1 Tương đương tiêu chuẩn quốc tế

Bảng 3: Tương đương tiêu chuẩn quốc tế cho C63000

Quốc gia	Tiêu chuẩn	Chỉ định	Mức độ tương đương
Hoa Kỳ	ASTHMA	Hoa Kỳ C63000	Thẩm quyền giải quyết
Châu Âu	TRÊN	CuAl10Ni5Fe4	Cao
nước Đức	TỪ	SEASF10F5N5	Cao
Vương quốc Anh	BS	CA104	Trung bình cao
Nhật Bản	JIS	CAC704	Trung bình
Trung Quốc	GB	KAL10-5-5	Cao
Nga	GOST	Brazhnfe 10-5-5	Trung bình cao
Quốc tế	ISO	SEASF10F5N5	Cao

3.2 So sánh thành phần hóa học

Bảng 4: So sánh thành phần hóa học của C63000 và tương đương trực tiếp (%)

Hợp kim	Tiêu chuẩn	Al	Với	Fe	Pb	Mn	Ni	Và	Khác
C63000	ASTHMA	9,0-11,0	Rem.	2.0-4.0	0tối đa 0,02	tối đa 1,5	4.0-5,5	0tối đa 0,25	-
CuAl10Ni5Fe4	TRÊN	8,5-10,5	Rem.	3.0-5.0	0tối đa 0,02	0.5-2.5	4.0-6.0	0tối đa 0,1	Zn≤0.5
CA104	BS	9,0-11,0	Rem.	2.0-4.0	0tối đa 0,01	1,0-2,0	4.0-6.0	0.2 tối đa	Zn≤0.5
CAC704	JIS	9,0-11,0	Rem.	2.0-4.0	0tối đa 0,05	1,0-2,0	4.0-6.0	0tối đa 0,3	-
KAL10-5-5	GB	9,0-11,0	Rem.	4.0-5,5	0tối đa 0,01	0.5-1.5	4.5-6.0	0.2 tối đa	-

3.3 So sánh tính chất cơ học

Bảng 5: So sánh tính chất cơ học của C63000 và tương đương trực tiếp

Hợp kim	Độ bền kéo (MPa)	Sức mạnh năng suất (MPa)	Độ giãn dài (%)	Độ cứng (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 (anh ấy)	650-820	350-420	6-12	170-220
QAL10-5-5 (GB)	680-850	370-440	7-14	170-230

4. Các loại vật liệu thay thế

4.1 Lớp bằng đồng nhôm khác

Bảng 6: So sánh lớp bằng đồng nhôm thay thế

Hợp kim	CHÚNG TA#	Al (%)	Sự khác biệt chính	Chi phí tương đối	Xếp hạng hiệu suất
C63200	C63200	8,7-9,5	AL thấp hơn, độ dẻo tốt hơn	95%	Cao
C63020	C63020	10.0-11.5	Al cao hơn, độ cứng tăng	105%	Rất cao
C62300	C62300	8,5-10.0	NI thấp hơn, giảm sức mạnh	85%	Trung bình cao
C95400	C95400	10.0-11.5	Không có Ni, khả năng chống ăn mòn thấp hơn	80%	Trung bình
C95500	C95500	10.0-11.5	Chứa NI, sức mạnh tương tự	90%	Cao

4.2 Giải pháp thay thế bằng đồng nhôm niken

Bảng 7: Giải pháp thay thế bằng đồng nhôm niken

Hợp kim	CHÚNG TA#	Thành phần chính	Thuộc tính chính	Tỷ lệ chi phí so với C63000	Ứng dụng tốt nhất
C95800	C95800	Cu-9al-4fe-4ni	Kháng ăn mòn cao hơn	110%	Cánh quạt biển, van
C95700	C95700	CU-12AL-6FE-2NI	Độ bền cao hơn, độ dẻo thấp hơn	105%	Vòng bi nặng
C95900	C95900	Cu-12al-6ni-2,5fe	Khả năng chống mài mòn tuyệt vời	115%	Bộ phận thiết bị hạ cánh máy bay

4.3 Giải pháp thay thế bằng đồng không phải bằng nhôm

Bảng 8: Vật liệu thay thế bằng đồng không nhôm

Thể loại vật chất	Ví dụ Hợp kim	So sánh tính chất chính	Tỷ lệ chi phí	Khả năng tương thích
Đồng phốt-pho	C52400	Độ bền thấp hơn, độ dẫn điện tốt hơn	70%	Trung bình thấp
Mangan đồng	C86300	Sức mạnh tương tự, khả năng chống ăn mòn thấp hơn	75%	Trung bình
Silicon đồng	C87300	Khả năng gia công tốt hơn, khả năng chống hao mòn thấp hơn	80%	Trung bình
Đồng berili	C17200	Sức mạnh cao hơn, tính chất mùa xuân tuyệt vời	170%	Trung bình
Niken-Silver	C75200	Sức mạnh thấp hơn, khả năng chống ăn mòn tốt	85%	Thấp

4.4 Các lựa chọn thay thế không dựa trên máy tính

Bảng 9: Vật liệu thay thế không dựa trên nền tảng

Thể loại vật chất	Lớp ví dụ	Hiệu suất so sánh	Tỷ lệ chi phí	Ứng dụng chồng chéo
Thép không gỉ	17-4PH	Sức mạnh cao hơn, ma sát thấp hơn	70%	Trung bình cao
Hợp kim niken	Inconel 625	Kháng ăn mòn vượt trội, chi phí cao hơn	180%	Cao cho biển
Hợp kim Titan	Ti-6Al-4V	Sức mạnh cao hơn để cân, chi phí cao hơn nhiều	300%	Trung bình
Duplex không gỉ	2205	Kháng ăn mòn tốt, chi phí thấp hơn	80%	Trung bình
Vòng bi tổng hợp	PTFE/đồng	Ma sát thấp, khả năng tải hạn chế	65%	Thấp

5. Phân tích hiệu suất chi phí

5.1 Chỉ số chi phí vật liệu tương đối

Bảng 10: Chỉ số chi phí vật liệu tương đối (C63000 = 100)

Vật tư	Chi phí nguyên liệu thô	Chi phí xử lý	Tổng chỉ số chi phí	Xu hướng chi phí (2 năm)
C63000	100	100	100	Ổn định
Cual10ni5fe4 (en)	95-105	95-105	95-105	Ổn định
C63200	90-100	95-105	92-102	Ổn định
C95400	75-85	90-100	80-90	Giảm nhẹ
C95800	105-115	100-110	103-113	Tăng dần
17-4ph ss	65-75	75-85	68-78	Bay hơi
Inconel 625	170-190	150-170	160-180	Tăng dần
Ti-6Al-4V	280-320	150-170	240-270	Bay hơi

5.2 Xếp hạng hiệu suất theo ứng dụng

Bảng 11: Xếp hạng hiệu suất theo ứng dụng (tỷ lệ 1-10, 10 = tốt nhất)

Vật tư	Không gian vũ trụ	Hàng hải	Oil & Gas	Máy móc hạng nặng	Xếp hạng giá trị tổng thể
C63000	9	số 8	số 8	9	8,5
CuAl10Ni5Fe4	số 8	số 8	số 8	9	8.3
C63200	số 8	9	số 8	9	8,5
C95400	6	7	7	số 8	7,0
C95800	số 8	9	9	số 8	8,5
17-4ph ss	9	7	số 8	số 8	8,0
Inconel 625	9	9	9	7	8,5
Ti-6Al-4V	10	số 8	7	6	7,8

6. Cân nhắc sản xuất

6.1 So sánh khả năng xử lý

Bảng 12: Sự phù hợp của quy trình sản xuất (tỷ lệ 1-10, 10 = xuất sắc)

Vật tư	Đúc cát	Đúc ly tâm	Đúc đầu tư	Khả năng gia công	Khả năng hàn	Đáp ứng điều trị nhiệt
C63000	số 8	9	số 8	6	5	9
CuAl10Ni5Fe4	số 8	9	số 8	6	5	9
C63200	9	9	số 8	7	6	số 8
C95400	số 8	9	7	6	5	7
C95800	số 8	9	7	6	6	7
17-4ph ss	6	7	số 8	5	số 8	9
Inconel 625	5	6	7	4	số 8	7
Ti-6Al-4V	4	5	7	3	7	số 8

6.2 Cân nhắc chuỗi cung ứng

Bảng 13: Các yếu tố chuỗi cung ứng

Vật tư	Tính khả dụng toàn cầu	Thời gian dẫn (tuần)	Sự đa dạng của nhà cung cấp	Sự ổn định giá cả	Khả năng tái chế
C63000	Cao	5-7	Cao	Trung bình	Cao
CuAl10Ni5Fe4	Cao	5-7	Cao	Trung bình	Cao
C63200	Cao	4-6	Cao	Trung bình	Cao
C95400	Cao	3-5	Cao	Trung bình	Cao
C95800	Trung bình cao	5-8	Trung bình	Trung bình thấp	Cao
17-4ph ss	Rất cao	2-4	Rất cao	Trung bình	Cao
Inconel 625	Trung bình	8-12	Trung bình	Thấp	Trung bình
Ti-6Al-4V	Trung bình	10-14	Trung bình	Thấp	Trung bình

7. Tương đương cụ thể của ứng dụng

Bảng 14: Các lựa chọn thay thế được đề xuất theo ứng dụng

Ứng dụng	Lựa chọn đầu tiên	Lựa chọn thứ hai	Lựa chọn thứ ba	Yếu tố lựa chọn chính
Vòng bi hàng không vũ trụ	C63000	C63020	Ti-6Al-4V	Sức mạnh để cân nặng
Trục biển	C63000	C95800	Inconel 625	Chống ăn mòn
Oil & gas valves	C63000	C95800	17-4PH	Công suất áp lực
Bánh răng máy móc hạng nặng	C63000	C63200	17-4PH	Hao mòn điện trở
Ứng dụng cao cấp	C63000	Inconel 625	C95800	Sự ổn định nhiệt độ
Các thành phần cấu trúc	C63000	C63200	17-4PH	Kháng mệt mỏi
Chốt	C63000	17-4PH	Ti-6Al-4V	Sức lực
Ống lót và vòng bi	C63000	C63200	C95400	Khả năng tải

8. Phương pháp lựa chọn cho các vật liệu tương đương

Bảng 15: Ma trận quyết định cho lựa chọn vật liệu

Yếu tố lựa chọn	Trọng lượng	C63000	CuAl10Ni5Fe4	C63200	17-4ph ss	C95800	Inconel 625
Sức mạnh cơ học	25%	9	số 8	số 8	9	số 8	9
Chống ăn mòn	20%	số 8	số 8	số 8	7	9	10
Hao mòn điện trở	15%	9	số 8	9	7	số 8	7
Hiệu quả chi phí	15%	7	7	7	số 8	6	4
Khả năng gia công	10%	6	6	7	5	6	4
khả dụng	10%	số 8	số 8	số 8	9	7	6
Khả năng hàn	5%	5	5	6	số 8	6	số 8
Điểm số có trọng số	100%	8.05	7.65	7,90	7,70	7.65	7.40

9. Xu hướng giá cả và định giá thị trường khu vực

Bảng 16: Tính khả dụng của khu vực và các biến thể về giá

Vùng đất	C63000 sẵn có	Chỉ số giá	Nhà cung cấp hàng đầu	Nhập khẩu cân nhắc
Bắc Mỹ	Cao	100	Copper & Brass Fabricators Council members	Cung cấp trong nước mạnh mẽ
Châu Âu	Cao	105-110	KME, Wieland, Aurubis	Chứng nhận vật liệu EU
Trung Quốc	Trung bình cao	85-95	Ningbo, nhà cung cấp hợp kim đồng Thượng Hải	Cần xác minh chất lượng
Nhật Bản	Trung bình	110-120	Khai thác Nippon JX, Vật liệu Mitsubishi	Chất lượng cao, giá cao
Ấn Độ	Trung bình	90-100	Đồng Hindustan, xưởng đúc khu vực	Chất lượng biến đổi
Trung Đông	Trung bình thấp	115-125	Chủ yếu là nhập khẩu	Nhập khẩu thuế, thời gian dẫn đầu
Châu Úc	Trung bình	110-120	Nhà phân phối khu vực	Yếu tố chi phí vận chuyển

Bảng 17: Phân tích xu hướng giá năm năm (INDEX: 2020 = 100)

Năm	C63000	C63200	C95800	17-4ph ss	Chỉ số đồng	Chỉ số niken
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

*Giá trị dự kiến

10. Kết luận và đề xuất mua sắm

C63000 bằng đồng nhôm cung cấp hiệu suất đặc biệt trong các ứng dụng đòi hỏi đòi hỏi sức mạnh cao, khả năng chống ăn mòn tốt và tính chất hao mòn. Các lựa chọn thay thế tương đương trực tiếp nhất được tìm thấy trong Cual10NI5Fe4 tiêu chuẩn châu Âu và QAL10-5 tiêu chuẩn Trung Quốc, cung cấp các đặc điểm hiệu suất rất giống nhau với các biến thể chi phí tối thiểu.

C63200 trình bày một sự thay thế tuyệt vời với khả năng vận động tốt hơn một chút và các tính chất cơ học tương tự với chi phí tương đương hoặc thấp hơn một chút. Đối với các ứng dụng có yêu cầu ăn mòn cực độ, đặc biệt là trong môi trường biển, đồng bằng đồng nhôm C95800 có thể biện minh cho chi phí cao hơn 5-10% của nó thông qua hiệu suất vượt trội và tuổi thọ cao.

Đối với các chuyên gia mua sắm, các khuyến nghị chiến lược sau đây được áp dụng:

Phát triển mối quan hệ với nhiều nhà cung cấp trên các khu vực khác nhau để giảm thiểu rủi ro chuỗi cung ứng
Luôn yêu cầu tài liệu chứng nhận tài liệu để xác minh thành phần và thuộc tính
Xem xét tổng chi phí sở hữu bao gồm cả tần suất bảo trì và thay thế, không chỉ chi phí nguyên liệu ban đầu
Đối với các ứng dụng không quan trọng, đánh giá thép không gỉ 17-4PH là một sự thay thế tiết kiệm chi phí tiềm năng
Giám sát giá hàng hóa đồng và niken, vì những điều này ảnh hưởng đáng kể đến chi phí bằng đồng nhôm
Duy trì cổ phiếu an toàn của các thành phần quan trọng trong thời gian biến động giá hoặc các ràng buộc cung cấp
Phát triển các giao thức thay thế vật liệu được tiêu chuẩn hóa cho các tình huống khẩn cấp

Bằng cách đánh giá cẩn thận các yếu tố tương đương được trình bày trong phân tích này, các chuyên gia và kỹ sư mua sắm có thể đưa ra quyết định sáng suốt khi lựa chọn các lựa chọn thay thế cho đồng nhôm C63000, cân bằng các yêu cầu về hiệu suất với cân nhắc chi phí và khả năng phục hồi chuỗi cung ứng.