C63200 bằng đồng nhôm và các lựa chọn thay thế tương đương của nó: so sánh chi phí và hiệu suất

1. Giới thiệu

C63200 bằng đồng nhôm, hợp kim dựa trên đồng hiệu suất cao, được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng quan trọng trên các ngành công nghiệp hàng hải, hàng không vũ trụ, dầu khí và máy móc hạng nặng. Phân tích toàn diện này xem xét C63200 cùng với các lựa chọn thay thế tương đương tiềm năng của nó, cung cấp 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 hỗ trợ các chuyên gia mua sắm, kỹ sư và các chuyên gia lựa chọn vật liệu trong việc đưa ra quyết định sáng suốt khi tìm nguồn cung ứng cho các ứng dụng yêu cầu.

2. C63200 bằng đồng nhôm: Thông số kỹ thuật cơ bản

Bảng 1: Thành phần hóa học của đồng nhôm C63200 (%)

Al	Với	Fe	Pb	Mn	Ni	Và
8,7-9,5	Rem.	3.5-4.3	0tối đa 0,02	1.2-2.0	4.0-4.8	0tối đa 0,1
9.0000*	82.0000*	4.0000*	-	1.6000*	4.0000*	-

*Giá trị danh nghĩa

Bảng 2: Tính chất cơ học của đồng nhôm C63200

Tài sản	Giá trị	Đơn vị
Sức căng	621-950	MPa
Sức mạnh năng suất	310-365	MPa
Kéo dài	9-25	%
Brinell độ cứng	120-210	HB
Tỉ trọng	7.6	g / cm³
Mô đun đàn hồi	110	GPa
Dẫn nhiệt	42	W/m · k
Hệ số giãn nở nhiệt	16.2	m/m · k
Tinh dân điện	7	% Iacs

3. Các lựa chọn thay thế tương đương trực tiếp với C63200

3.1 Tương đương tiêu chuẩn quốc tế

Bảng 3: Tương đương tiêu chuẩn quốc tế cho C63200

Quốc gia	Tiêu chuẩn	Chỉ định	Mức độ tương đương
Hoa Kỳ	ASTHMA	Hoa Kỳ C63200	Thẩm quyền giải quyết
Châu Âu	TRÊN	CuAl10Ni5Fe4	Cao
nước Đức	TỪ	CuAl10Ni5Fe4	Cao
Vương quốc Anh	BS	CA106	Cao
Nhật Bản	JIS	CAC702	Trung bình
Trung Quốc	GB	KAL10-4-4	Cao
Nga	GOST	Brazhnmts 9-4-4-1	Trung bình
Quốc tế	ISO	SEASF10F5N5	Trung bình cao

3.2 So sánh thành phần hóa học

Bảng 4: So sánh thành phần hóa học của C63200 và tương đương trực tiếp (%)

Hợp kim	Tiêu chuẩn	Al	Với	Fe	Pb	Mn	Ni	Và	Khác
C63200	ASTHMA	8,7-9,5	Rem.	3.5-4.3	0tối đa 0,02	1.2-2.0	4.0-4.8	0tối đa 0,1	-
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
CA106	BS	8,8-10.0	Rem.	3.0-5.0	0tối đa 0,01	0.5-2.0	4.0-5,5	0tối đa 0,1	Zn≤0.5
CAC702	JIS	8,5-10.0	Rem.	2.0-4.0	0tối đa 0,05	1.5-3.0	4.0-5,5	0tối đa 0,3	-
KAL10-4-4	GB	9.0-10.5	Rem.	3.5-5.0	0tối đa 0,01	0.5-2.0	4.0-5.0	0tối đa 0,1	-

3.3 So sánh tính chất cơ học

Bảng 5: So sánh tính chất cơ học của C63200 và tương đương trực tiếp

Hợp kim	Độ bền kéo (MPa)	Sức mạnh năng suất (MPa)	Độ giãn dài (%)	Độ cứng (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 (anh ấy)	590-780	280-330	10-18	130-180
QAL10-4-4 (GB)	640-820	300-350	10-20	140-200

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
C63000	C63000	9,0-11,0	Al cao hơn, các thuộc tính tương tự	105%	Cao
C63020	C63020	10.0-11.5	Sức mạnh cao hơn, ít dễ uốn	110%	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 cao hơn	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 thành C63200	Ứng dụng tốt nhất
C95800	C95800	Cu-9al-4fe-4ni	Kháng ăn mòn cao hơn	115%	Cánh quạt biển, máy bơm
C95700	C95700	CU-12AL-6FE-2NI	Độ bền cao hơn, độ dẻo thấp hơn	110%	Vòng bi nặng
C95900	C95900	Cu-12al-6ni-2,5fe	Khả năng chống mài mòn tuyệt vời	120%	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	75%	Trung bình
Mangan đồng	C86300	Sức mạnh cao hơn, khả năng chống ăn mòn thấp hơn	80%	Trung bình
Silicon đồng	C87300	Khả năng gia công tốt hơn, khả năng chống hao mòn thấp hơn	85%	Trung bình
Đồng berili	C17200	Sức mạnh cao hơn, tính chất mùa xuân tuyệt vời	180%	Trung bình thấp
Niken-Silver	C75200	Sức mạnh thấp hơn, khả năng chống ăn mòn tốt	90%	Trung bình 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	316L	Sức mạnh cao hơn, ma sát thấp hơn	65%	Trung bình
Hợp kim niken	Monels 400	Kháng ăn mòn vượt trội, chi phí cao hơn	160%	Cao cho biển
Hợp kim Titan	Ti-6Al-4V	Sức mạnh cao hơn để cân, chi phí cao hơn nhiều	280%	Trung bình thấp
Nhựa kỹ thuật	Nhìn trộm	Nhẹ, tự bôi trơn, sức mạnh thấp hơn	85%	Thấp
Vòng bi tổng hợp	PTFE/Sợi	Ma sát thấp, khả năng tải hạn chế	70%	Rất 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 (C63200 = 100)

Vật tư	Chi phí nguyên liệu thô	Chi phí xử lý	Tổng chỉ số chi phí	Xu hướng chi phí (2 năm)
C63200	100	100	100	Ổn định
Cual10ni5fe4 (en)	95-105	95-105	95-105	Ổn định
C63000	100-110	100-105	100-108	Tăng nhẹ
C95400	75-85	90-100	80-90	Ổn định
C95800	110-120	105-115	110-120	Tăng dần
Không gỉ 316L	55-65	70-80	60-70	Bay hơi
Monels 400	150-170	140-160	145-165	Tăng dần
Nhìn trộm	160-180	40-50	80-90	Ổn định

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	Hàng hải	Oil & Gas	Không gian vũ trụ	Máy móc hạng nặng	Xếp hạng giá trị tổng thể
C63200	9	số 8	số 8	9	8,5
CuAl10Ni5Fe4	9	số 8	số 8	9	8,5
C95400	7	7	6	số 8	7.5
C95800	9	9	số 8	số 8	8,8
Không gỉ 316L	7	7	6	6	7.5
Monels 400	9	9	7	6	7,0
Nhìn trộm	6	7	số 8	5	6,5

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
C63200	9	9	số 8	7	6
CuAl10Ni5Fe4	9	9	số 8	7	6
C95400	số 8	9	7	6	5
C95800	số 8	9	7	6	6
Không gỉ 316L	6	7	số 8	5	số 8
Monels 400	6	7	7	5	7
Nhìn trộm	không áp dụng	không áp dụng	không áp dụng	số 8	không áp dụng

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
C63200	Cao	4-6	Cao	Trung bình
CuAl10Ni5Fe4	Cao	4-6	Cao	Trung bình
C95400	Cao	3-5	Cao	Trung bình
C95800	Trung bình cao	5-8	Trung bình	Trung bình thấp
Không gỉ 316L	Rất cao	2-4	Rất cao	Trung bình
Monels 400	Trung bình	6-10	Trung bình	Thấp
Nhìn trộm	Trung bình	3-5	Trung bình	Cao

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 biển	C63200	C95800	Monels 400	Chống ăn mòn
Thành phần van	C63200	CuAl10Ni5Fe4	316L	Xử lý áp lực
Bơm ống lót	C63200	C95400	C95800	Hao mòn điện trở
Bánh răng	C63200	C95500	Thép cứng	Sức lực
Thành phần thủy lực	C63200	CuAl10Ni5Fe4	Nhìn trộm	Công suất áp lực
Phụ kiện máy bay	C63200	C95900	Ti-6Al-4V	Tối ưu hóa cân nặng
Thiết bị ngoài khơi	C63200	C95800	Monels 400	Chống ăn mòn

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	C63200	CuAl10Ni5Fe4	C95800	316L ss	Monels 400	Nhìn trộm
Sức mạnh cơ học	20%	9	9	số 8	số 8	7	5
Chống ăn mòn	25%	số 8	số 8	9	7	9	9
Hao mòn điện trở	20%	9	9	số 8	6	7	6
Hiệu quả chi phí	15%	7	7	6	số 8	5	6
khả dụng	10%	số 8	số 8	7	9	6	7
Khả năng xử lý	10%	số 8	số 8	số 8	7	6	số 8
Điểm số có trọng số	100%	8,25	8,25	7,85	7.30	6,90	6,75

9. Kết luận và khuyến nghị

C63200 bằng đồng nhôm vẫn là một lựa chọn vật liệu tuyệt vời cho các ứng dụng đòi hỏi đòi hỏi sự kết hợp của sức mạnh, khả năng chống ăn mòn 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 QAL10-4-4 tiêu chuẩn Trung Quốc, cung cấp các đặc điểm và chi phí hiệu suất gần như giống hệt nhau.

Đối với các ứng dụng nhạy cảm với chi phí trong đó một số thỏa hiệp hiệu suất được chấp nhận, đồng bằng đồng C95400 có một giải pháp thay thế khả thi với chi phí thấp hơn khoảng 15-20%. Trong môi trường ăn mòn cao, đặc biệt là các ứng dụng nước biển, đồng bằng đồng nhôm C95800 có thể biện minh cho chi phí cao hơn 10-20% của nó thông qua tuổi thọ cao.

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

Yêu cầu tài liệu chứng nhận tài liệu để xác minh thành phần và tài sản
Xem xét tính khả dụng của khu vực và thời gian dẫn đầu trong các quyết định tìm nguồn cung ứng
Đánh giá tổng chi phí sở hữu bao gồm bảo trì và tần suất thay thế
Xây dựng mối quan hệ với nhiều nhà cung cấp để đảm bảo tính khả dụng của vật liệu
Đối với các ứng dụng quan trọng, tiến hành kiểm tra hiệu suất với các vật liệu thay thế trước khi thực hiện đầy đủ

Bằng cách đánh giá cẩn thận các yếu tố tương đương được trình bày trong phân tích này, các chuyên gia mua sắm và kỹ sư có thể đưa ra quyết định sáng suốt khi chọn các lựa chọn thay thế cho đồng nhôm C63200, cân bằng các yêu cầu về hiệu suất với các cân nhắc về chi phí.