خلاصه اجرایی
UNS C95800 یک آلیاژ ریخته گری برنز نیکل آلومینیوم است که برای محیط های سخت طراحی شده است. قدرت, مقاومت در برابر خوردگی آب دریا, مقاومت در برابر پوشیدن, و مقاومت تاریک همه در یک زمان مهم هستند.
این متعلق به خانواده گسترده تر آلومینیوم برنز است, اما نیکل آن- و شیمی غنی از آهن به آن نقش تخصصی تری نسبت به برنزهای معمولی می دهد: مهندسان اغلب آن را برای سخت افزار دریایی مشخص می کنند, پیشرو, دریچه, پمپ, و سایر قطعاتی که باید از سرویس سالین تهاجمی جان سالم به در ببرند.
از دیدگاه طراحی, C95800 بهتر است به عنوان یک درک شود برنز ساختاری درجه دریایی.
این فقط "مس قوی" نیست. ارزش آن از تعامل شیمی ناشی می شود, ساختار فازی, و تاریخچه حرارتی.
در آب دریا, این ترکیب می تواند عملکرد خدمات عالی را ایجاد کند, اما تنها زمانی که ترکیب در داخل پنجره مشخص شده باقی می ماند و فرآیند ریخته گری به دقت کنترل می شود.
1. UNS C95800 نیکل آلومینیوم برنز چیست؟?
UNS C95800 یک است آلومینیوم نیکل برنز آلیاژ ریخته گری طراحی شده برای محیط های خدماتی خواستار که در آن قدرت, مقاومت در برابر خوردگی آب دریا, مقاومت در برابر پوشیدن, و مقاومت تاریک همه در یک زمان مهم هستند.
این یک آلیاژ مس ریخته گری استاندارد است که توسط ASTM B148, که UNS C95800 را در میان گریدهای ریخته گری آلومینیوم-برنز مورد استفاده برای کاربردهای سخت ذکر می کند..
در کاربرد مهندسی عملی, C95800 اغلب برای انتخاب می شود سخت افزار دریایی, پیشرو, اجزای پمپ, دریچه, و ریخته گری در معرض آب دریا زیرا استحکام مکانیکی بالا را با مقاومت قوی در برابر خدمات آب شور ترکیب می کند.
ادبیات فنی در مورد برنزهای نیکل آلومینیوم نیز خانواده آلیاژی را برای سخت افزار دریایی مناسب تشخیص می دهد., پمپ ها و شیرآلات آب دریا, و کاربردهای سنگین آستین دار.
ویژگی های کلیدی
مقاومت در برابر خوردگی درجه دریایی
C95800 به ویژه برای خدمات آب دریا با ارزش است. برنزهای آلومینیوم نیکل به طور گسترده در محیط های دریایی استفاده می شوند زیرا شیمی و ریزساختار آنها از عملکرد خوردگی قوی در قرار گرفتن در معرض آب شور پشتیبانی می کند..
استحکام بالا برای آلیاژ مس
در مقایسه با بسیاری از برنزهای همه منظوره, C95800 استحکام بالایی را ارائه می دهد.
داده های معمولی منتشر شده به آن حداقل استحکام کششی در دمای اتاق را می دهد 85 ksi و حداقل قدرت تسلیم در اطراف 35 ksi, قرار دادن آن در محدوده مقاومت بالا برای آلیاژهای ریختگی پایه مس.
مقاومت عالی در برابر سایش و ضربه
این آلیاژ در محل تماس کشویی عملکرد خوبی دارد, بار سنگین, و شرایط ساینده آب دریا می تواند باعث سایش سریع در مواد نرم شود.
برنزهای آلومینیوم نیکل به طور خاص به دلیل رفتار سایش قوی در خدمات دریایی و صنعتی شناخته می شوند.
عملکرد کاویتاسیون و فرسایش قوی
C95800 یک انتخاب متداول برای پروانه ها و اجزای در معرض جریان است زیرا برنزهای آلومینیوم نیکل دارای مقاومت قوی در برابر کاویتاسیون و فرسایش - خوردگی در سرویس آب دریا هستند..
ریخته گری خوب برای قطعات پیچیده
به عنوان آلیاژ ریخته گری, C95800 در اشکالی مانند ریخته گری شنی موجود است, ریخته گری گریز از مرکز, و سهام ریختگی پیوسته, که آن را برای قطعات بزرگ دریایی و ریخته گری های صنعتی کاربردی می کند.
2. هویت آلیاژ و شیمی معمولی
شیمی اساس رفتار آلیاژ است. نکته مهندسی اصلی این است که C95800 ترکیبی تصادفی از اضافات مس و آلیاژی نیست..
این یک برنز با دقت متعادل است که در آن هر عنصر به یک هدف عملکرد خاص کمک می کند
خلاصه های مبتنی بر ASTM همان محدوده ضروری را ارائه می دهند و توجه داشته باشید که میزان آهن نباید از محتوای نیکل تجاوز کند..
| عنصر | دامنه معمولی (وزنی ٪) | نقش عملکردی |
| مس (مس) | 79.0 حداقل | فلز پایه; ماتریس آلیاژ مس و رفتار خوردگی ذاتی را فراهم می کند. |
| آلومینیوم (با هم) | 8.5-9.5 | عنصر اصلی تقویت کننده; از تشکیل اکسید محافظ و استحکام بالا پشتیبانی می کند. |
نیکل (در) |
4.0–5.0 | مقاومت در برابر خوردگی را بهبود می بخشد و به تثبیت ریزساختارهای مفید کمک می کند. |
| اتو کردن (با) | 3.5-4.5 | به شدت به استحکام و مقاومت در برابر سایش کمک می کند. |
| منگنز (منگنه) | 0.8–1.5 | به اکسیداسیون و تعادل خواص کمک می کند. |
| سیلیکون (وت) | تا 0.10 | حد ناخالصی کنترل شده. |
| رهبری (پب) | تا 0.03 | محدودیت شدید ناخالصی برای کنترل کیفیت و خدمات. |
3. متالورژی و ریزساختار
C95800 از نظر متالورژی پیچیده است. در حالت بازیگر, تحقیقات روی UNS C95800 یک ریزساختار از الفا (بوها) و بتا (بشور) فازها به اضافه کسری کوچک از کاپا بین فلزی (آقای) مراحل.
کسر و توزیع این فازها به سرعت سرد شدن و عملیات حرارتی بعدی بستگی دارد.
این یک جزئیات جزئی نیست; این یکی از دلایلی است که آلیاژ می تواند در سرویس بسیار خوب عمل کند, و همچنین یکی از دلایلی که کنترل ضعیف فرآیند می تواند به عملکرد آسیب برساند.
این ساختار فازی دو رفتار مهم را توضیح می دهد. اولی, این آلیاژ بیشتر قدرت خود را از ماهیت چند فازی خود به دست می آورد, نه از یک محلول جامد تک فاز ساده. دوم, ریزساختار به شدت بر پاسخ خوردگی در آب دریا تأثیر می گذارد.
مطالعات آب دریا در صنعت Langhe نشان می دهد که ترکیبات کمی تفاوت دارند, به خصوص محتوای آلومینیوم, می تواند منجر به نتایج قابل توجه خوردگی متفاوت شود.
در یک مطالعه, ترکیب آلومینیوم بالاتر در محدوده C95800 مقاومت در برابر خوردگی آب دریا را نشان داد, در حالی که مواد مقایسه با آلومینیوم کمتر، حمله فاز انتخابی بسیار شدیدتری را متحمل شدند.
4. خواص فیزیکی و مکانیکی آلومینیوم نیکل برنز UNS C95800
C95800 یک آلیاژ مس با مقاومت بالا است, و خواص آن به شرایط ریخته گری و تاریخچه حرارتی بستگی دارد.
جداول زیر نشان می دهد مقادیر مرجع نماینده برای آلیاژ در شرایط معمولی ساخته شده یا ریخته گری.
خواص فیزیکی
| دارایی | ارزش متریک | ارزش امپراتوری |
| تراکم | 7.64 g/cm³ | 0.276 lb/in³ |
| مدول الاستیک (مدول یانگ) | 120 معدل | 17.4 × 10^6 psi |
| مدول برشی | 44 معدل | 6.38 × 10^6 psi |
| نسبت پواسون | 0.34 | 0.34 |
| هدایت حرارتی | 36 w/m · k | 20.8 BTU/(hr·ft·°F) |
| ظرفیت حرارتی خاص | 440 j/kg · k | 0.189 btu/lb · ° f |
| انبساط حرارتی | 17 میکرومتر در متر · k | 9.44 µin/in·°F |
| هدایت الکتریکی | 7.0% قید | 7.0% قید |
| دمای سولیدوس | 1040 درجه سانتیگراد | 1904 ° F |
| دمای مایع | 1060 درجه سانتیگراد | 1940 ° F |
خصوصیات مکانیکی
| دارایی | وضعیت | ارزش متریک | ارزش امپراتوری |
| استحکام کششی | ریخته گری و بازپخت | 585 MPA | 84.8 ksi |
| استحکام کششی | ریخته گری شن و ماسه | 655 MPA | 95 ksi |
| استحکام کششی | قالب گیری دائمی | 660 MPA | 95.7 ksi |
| قدرت عملکرد | ریخته گری و بازپخت | 240 MPA | 34.8 ksi |
| قدرت عملکرد | ریخته گری شن و ماسه | 262 MPA | 38 ksi |
| قدرت عملکرد | قالب گیری دائمی | 360 MPA | 52.2 ksi |
| کشیدگی | ریخته گری و بازپخت | 15% | 15% |
| کشیدگی | ریخته گری شن و ماسه | 15% | 15% |
| کشیدگی | قالب گیری دائمی | 17% | 17% |
| سختی | ریخته گری شن و ماسه | 159 HB | 159 HB |
| سختی | ریخته گری و بازپخت | 84-89 HRB | 84-89 HRB |
| سختی | قالب گیری دائمی | 88 HRB | 88 HRB |
| مقاومت برشی | ریخته گری شن و ماسه | 400 MPA | 58 ksi |
| قدرت خستگی | ریخته گری شن و ماسه | 214 MPA | 31 ksi |
5. خوردگی & مقاومت در برابر پوشیدن: مزایای اصلی عملکرد
UNS C95800 شهرت خود را در خدمات به دلیل ترکیبی بودن به دست آورده است مقاومت بالا در برابر خوردگی آب دریا با مقاومت در برابر سایش و ضربه قوی.
تحقیق در مورد C95800 در 3.5 wt% NaCl نشان میدهد که هم رفتار خوردگی و هم واکنشپذیری سطح به آن بستگی دارد ترکیب, شرایط عملیات حرارتی, و اینکه آیا آلیاژ با شرایط شوری راکد یا جاری مواجه است.
این باعث می شود که آلیاژ به ویژه برای سخت افزارهای دریایی مرتبط باشد, سیستم های پیشران, و سایر قسمت هایی که به طور مداوم در آب نمک کار می کنند.
یک راه مفید برای مشاهده آلیاژ به عنوان ماده ای است که در مقابل چندین حالت خرابی به طور همزمان مقاومت می کند:
- خوردگی عمومی آب دریا: مناسب برای قرار گرفتن در معرض مداوم در خدمات دریایی.
- حمله فاز انتخابی / حساسیت آلیاژ زدایی: ریزساختار مهم است, و آلیاژ زمانی بهترین عملکرد را دارد که شیمی در محدوده باقی بماند و ساختار به خوبی کنترل شود.
- سایش و سایش: این آلیاژ به طور گسترده برای قطعاتی انتخاب می شود که باید اصطکاک را تحمل کنند, تماس کشویی, و بارگذاری مکانیکی.
- خدمات کاویتاسیون و فرسایش: در پروانه ها و سایر قطعات در معرض جریان استفاده می شود زیرا شرایط تهاجمی دریایی را به خوبی مدیریت می کند.
پیام مهندسی کلیدی ساده است: C95800 فقط در برابر خوردگی مقاوم نیست; در برابر خوردگی مقاوم است در حالی که هنوز از نظر مکانیکی قوی و قابل سایش است.
این ترکیب به همین دلیل است که اغلب برای اجزای دریایی انتخاب میشود که در آن فولاد خیلی سریع خورده میشود و برنزهای نرمتر خیلی سریع فرسوده میشوند..
6. عملکرد ریخته گری آلیاژ C95800
C95800 اساساً یک است آلیاژ ریخته گری, و اشکال عرضه معمولی آن منعکس کننده این نقش است.
استانداردها و مراجع محصول آن را در آن قرار می دهند ریخته گری شن و ماسه, ریخته گری گریز از مرکز, ریخته گری پیوسته, و قالب گیری دائمی خانواده های محصول, با استفاده در قطعات بزرگ ریخته گری که در آن استحکام و دوام دریایی هر دو مهم هستند.
مسیرهای معمول ریخته گری
- ریخته گری: مناسب برای بزرگتر, قطعات پیچیده تر مانند سخت افزار دریایی و بدنه های سنگین.
- ریخته گری: مفید برای اجزای استوانه ای یا حلقه ای شکل مانند آستین ها و فرم های بوته ای.
- ریخته گری مداوم: برای سهام نیمه تمام و عرضه صنعتی در مقیاس بزرگ استفاده می شود.
- ریخته گری در قالب دائمی: زمانی که قطعه به تکرارپذیری بهتر و کنترل ابعادی بهتر نیاز دارد، مناسب است.
رفتار ریخته گری C95800 به شدت به آن گره خورده است اندازه جزئی, تاریخچه انجماد, و عملیات حرارتی بعدی.
در کاربردهای پروانه و شیر دریایی, این آلیاژ اغلب در ریخته گری های بزرگ استفاده می شود, و مطالعات نشان می دهد که عملیات حرارتی پس از ریخته گری و ریزساختار تأثیر مستقیمی بر عملکرد مکانیکی و مقاومت در برابر خوردگی دارند..
یک پیشنهاد عملی ریخته گری این است که C95800 به کنترل فرآیند منظم پاداش می دهد.
اگر ریخته گری به طور ناهموار سرد شود, اگر شیمی منحرف شود, یا اگر عملیات حرارتی ضعیف انتخاب شده باشد, ریزساختار حاصل می تواند به گونه ای تغییر کند که چقرمگی یا عملکرد خوردگی را تضعیف کند.
محققان نشان دادهاند که حتی عملیات حرارتی برای تنظیم ساختار میتواند منجر به رفتار شکننده شود اگر چرخه حرارتی مناسب نباشد..
7. ماشینکاری, پیوستن, و اتمام
C95800 قابل ماشینکاری است, اما این است یک آلیاژ آزاد برش نیست. یک دیتاشیت فنی قابلیت ماشینکاری آن را در درجه بندی می کند 50 نسبت به برنج برش آزاد در 100, که آن را در رده ماشینکاری متوسط قرار می دهد.
این بدان معناست که برای کارهای صنعتی به اندازه کافی خوب ماشین می شود, اما همچنان نیاز به ابزار معقول و تمرین برش دارد.
ماشینکاری
برای ماشینکاری, قاعده عملی این است که C95800 را به عنوان یک تلقی کنیم برنز با استحکام بالا, نه به عنوان آلیاژ مس نرم.
معمولاً در واسط های نهایی ماشینکاری می شود, سوراخ, و سطوح بلبرینگ پس از ریخته گری, اما سایش ابزار و نیروی برش بیشتر از برنج های ساده تر است.
در تولید واقعی, این به معنای تنظیمات سفت و سخت است, تغذیه و سرعت مناسب, و برنامه ریزی دقیق انبارها.
پیوستن
این آلیاژ از چندین روش اتصال پشتیبانی می کند, اما همه روش ها به یک اندازه مناسب نیستند.
یک لیست مرجع فنی برز, لحیم کاری, جوشکاری قوس فلزی پوشش داده شده, و جوشکاری قوس محافظ گازی به عنوان مناسب, در حالی که جوشکاری اکسی استیلن و جوشکاری قوس کربنی توصیه نمی شود.
که پیوستن را ممکن می سازد, اما این بدان معناست که تیمهای ساخت باید بهجای برخورد با آلیاژ مانند فولاد معمولی، فرآیند را عمداً انتخاب کنند.
اتمام
اتمام معمولا بخشی از مسیر تولید است تا یک فکر بعدی.
تامین کنندگان ریخته گری و ماشینکاری معمولاً C95800 را با آن جفت می کنند درمان گرما, بازپخت, ماشینکاری, روکش پودری, نقاشی, بوی, و مونتاژ بسته به نیاز قطعه نهایی.
در خدمت, مهمترین تصمیم نهایی اغلب این است که آیا جزء به پوشش محافظ نیاز دارد یا خیر, یک پایان آرایشی, یا فقط سطوح ماشینکاری شده دقیق.
8. کاربردهای صنعتی معمول آلیاژ C95800
عملکرد متعادل UNS C95800 آن را در بخش های صنعتی با تقاضای بالا ضروری می کند., با برنامه های اصلی از جمله:
- دریایی & مهندسی دریایی: هاب پروانه کشتی, بلبرینگ های سکان, پروانه ها و محفظه های پمپ آب دریا, بدنهای, صندلی های دریچه, اتصال دهنده های دریایی, سخت افزار پلت فرم دریایی, و اتصالات زیر آب.
- روغن & صنعت گاز: دریچه, اجزای پمپ, اتصالات سر چاه, و اتصالات برای تولید خشکی و فراساحلی, مقاومت در برابر آب نمک و خوردگی هیدروکربنی.
- ماشین آلات سنگین & انتقال قدرت: یاتاقان های سنگین, بوش, چرخ دنده, چرخ های کرمی, واشرهای رانش, و قطعات گیربکس برای ساخت و ساز, معادن, و ماشین آلات صنعتی.
- سیستم های انتقال سیالات: پمپ فشار بالا و اجزای شیر, صفحه های ورودی آب دریا, و قطعات سیستم هیدرولیک برای سیستم های سیال دریایی و صنعتی.
- هوافضا & نظامی: بوشینگ ارابه فرود, یاتاقان های رانش, و سخت افزار دریایی درجه نظامی که به استحکام بالایی نیاز دارد, مقاومت در برابر خوردگی, و خواص غیر مغناطیسی.
- نیروگاه: اجزای توربین آبی, قطعات پمپ, و اتصالات مبدل حرارتی برای نیروگاه های ساحلی, مقاومت در برابر خوردگی آب دریا و کاویتاسیون.
| دارایی | C95800 | C95500 | C95400 | C86300 | C93200 |
| نام مشترک | برنز آلومینیوم نیکل | برنز آلومینیوم نیکل | برنز | برنز منگنز | برنز / برنز |
| تراکم | 7.64 g/cm³ / 0.276 lb/in³ | 7.53 g/cm³ / 0.272 lb/in³ | 7.45 g/cm³ / 0.269 lb/in³ | 7.83 g/cm³ / 0.283 lb/in³ | 8.91 g/cm³ / 0.322 lb/in³ |
| استحکام کششی | 585-586 مگاپاسکال / 85 ksi min | 655 MPA / 95 ksi min | 586 MPA / 85 ksi min | 758 MPA / 110 ksi min | 241 MPA / 35 ksi min |
| قدرت عملکرد | 241 MPA / 35 ksi min | 290 MPA / 42 ksi min | 221 MPA / 32 ksi min | 427 MPA / 62 ksi min | 138 MPA / 20 ksi min |
| کشیدگی | 18% حداقل | 10% حداقل | 12% حداقل | 14% حداقل | 10% حداقل |
| قابلیت تغییر | 20 | 50 | 60 | 8 | 70 |
مقاومت در برابر خوردگی |
عالی در آب دریا و خدمات دریایی | در خدمات دریایی بسیار خوب تا عالی | مقاومت در برابر خوردگی عمومی و دریایی عالی | خوب, اما کمتر در زمینه دریایی تخصص دارد | خوب, عمدتا برای خدمات بلبرینگ |
| پوشیدن / مقاومت تاریک | عالی | عالی | عالی | عالی | خوب |
| برنامه های معمولی | پیشرو, هاب, شفت, بدنهای, بشقاب بپوشید, چرخ های کرمی | دریچه های دریایی, پیشرو, سرپرست, بوش | بوش, چرخ دنده, بشقاب بپوشید, پمپ, دریچه | بوشینگ با بار سنگین, چرخ دنده, ساقه دریچه, قطعات هیدرولیکی | یاتاقان, بوش, واشر, قطعات پمپ |
10. پایان
UNS C95800 نیکل آلومینیوم برنز یک حق بیمه است, آلیاژ مس ریخته گری همه کاره که تعادل بی نظیری را ایجاد می کند قدرت مکانیکی, سختی, مقاومت در برابر خوردگی آب دریا, و عملکرد پوشیدن.
ترکیب شیمیایی دقیق مهندسی شده و ریزساختار دوبلکس تصفیه شده، حالت های شکست معمول آلیاژهای مس استاندارد را در محیط های شدید حذف می کند., آن را به یک ماده سنگ بنای دریایی تبدیل می کند, خارج از ساحل, نفت و گاز, و کاربردهای سنگین صنعتی.
در حالی که به روش های ریخته گری و ماشینکاری تخصصی نیاز دارد, عمر طولانی آن, حداقل نیازهای تعمیر و نگهداری, و قابلیت جایگزینی فولاد در مواد خورنده, سیستم های با بار بالا هزینه کل مالکیت کمتری را در طول زمان ارائه می دهند.
برای مهندسان و انتخاب کنندگان مواد, C95800 انتخاب بهینه برای قطعاتی است که به دوام نیاز دارند, قابلیت اطمینان, و عملکرد در سخت ترین شرایط عملیاتی, به عنوان یک معیار در آلیاژهای مس ریخته گری با کارایی بالا ایستاده است.
متداول
آیا C95800 در آب دریا خوب است?
بله. این یکی از دلایل اصلی استفاده از آن است, اما عملکرد بستگی به حفظ مواد شیمیایی در مشخصات و کنترل ریزساختار دارد.
آیا می توان C95800 را تحت عملیات حرارتی قرار داد?
می تواند استرس را کاهش دهد, اما مانند یک آلیاژ کلاسیک سختکننده بارش عمل نمیکند. حتی همینطور, تاریخچه حرارتی هنوز بر عملکرد خوردگی و ریزساختار تأثیر می گذارد.
چگونه با C95500 مقایسه می شود?
C95500 اغلب برنز پروانه بالایی است, در حالی که C95800 یک آلیاژ دریایی با کارایی بالا با مقاومت عالی در برابر آب دریا و ابزار ریخته گری گسترده است..
