1. Santrauka
JAV C95400 yra viena iš plačiausiai naudojamų aliuminio bronzų, nes jungiasi Didelė jėga, Geras atsparumas dėvėjimams, ir stiprios korozijos savybės, ypač jūrų ir pramonės paslaugų srityje.
Jis yra standartizuotas kaip aliuminio bronzos liejimo lydinys pagal ASTM B148 ir susijusias specifikacijas, ir jis paprastai vadinamas CDA 954.
Praktiškai, tai „darbinio arklio“ lydinys, skirtas sunkiai apkrautoms dalims, pavyzdžiui, krumpliaračiams, įvorės, vožtuvo kūnai, siurblio komponentai, ir guolių elementai.
2. Kas yra UNS C95400 aliuminio bronza?
UNS C95400 aliuminis bronza yra didelio stiprumo vario lydinys, skirtas sunkiam mechaniniam ir koroziniam naudojimui.
Paprastai tariant, tai bronza, kurios eksploatacinės savybės buvo žymiai pagerintos legiruojant varį su aliuminiu, lygintuvas, ir nedidelis kiekis nikelio.
Rezultatas – medžiaga, atitinkanti du tradiciškai skirtingus reikalavimus: jis pakankamai tvirtas stipriai apkrautoms mašinos dalims, tačiau pakankamai atsparus korozijai jūrinėje ir cheminėje aplinkoje.
Šis lydinys dažnai apibūdinamas kaip bendros paskirties aliuminio bronza, tačiau ta etiketė neįvertina jos inžinerinės vertės.
C95400 yra plačiai pasirenkamas, kai komponentas turi atlaikyti nusidėvėjimą, šoko apkrova, stumdomas kontaktas, ir jūros vandens ar kitų agresyvių skysčių poveikis.
Tai ne dekoratyvinė bronza. Tai darbinė medžiaga siurbliams, vožtuvai, įvorės, guoliai, pavaros, dėvėti juosteles, ir konstrukcinė techninė įranga, kai gedimas yra brangus.
Pagrindinės savybės
Didelis stiprumas vario lydiniui
Palyginti su daugeliu įprastų bronzų, C95400 pasižymi žymiai didesne tempimo ir takumo riba.
Dėl to jis tinkamas dalims, patiriančioms didelę apkrovą, spaudimas, poveikis, arba pakartotinis mechaninis įtempis.
Puikus atsparumas dilimui ir dilimui
Vienas iš pagrindinių lydinio pranašumų yra jo gebėjimas atsparus metalo susidėvėjimui ir deformacijai.
Tai ypač vertinga guoliuose, įvorės, Vožtuvo sėdynės, ir lėtai judančios slankiosios sąsajos.
Stiprus atsparumas korozijai
C95400 gerai veikia jūros vandenyje ir daugelyje pramoninių aplinkų, nes lydinyje esantis aliuminis skatina apsauginę oksido plėvelę ant paviršiaus..
Tai yra pagrindinė priežastis, dėl kurios ji tokia paplitusi jūrinėse ir siurblinėse.
Geras atsakas į terminį apdorojimą
Lydinys gerai reaguoja į apdorojimą tirpalu, gesinimas, ir streso mažinimo procedūras.
Praktiškai, stiprumui pagerinti naudojamas terminis apdorojimas, stabilizuojančios savybės, ir sumažinti korozijai jautrių fazių susidarymo riziką.
Liejamumas ir universalumas
C95400 paprastai tiekiamas kaip ištisinis liejimas, Išcentriniai aktoriai, arba smėlio liejimo žaliavos.
Dėl to jis yra prieinamas įvairiomis formomis, įskaitant barus, vamzdžiai, įvorės, nusidėvėjimo plokštelė, ir pritaikytos išlietos formos.
Patikimas tribologinis elgesys
Programose, kuriose yra trintis, ribinis tepimas, arba pertraukiamas tepimas, lydinys gerai veikia, nes jame derinamas kietumas ir atsparumas įtrūkimams.
Štai kodėl jis dažnai naudojamas ten, kur plieninė dalis turi susidurti su bronzine dalimi.
3. Lydinio tapatybė ir tipinė chemija
| Daiktas | Tipiškas diapazonas (Wt.%) | Aprašymas |
| Vario (Cu) | ≥ 83.0 | Bazinis elementas, užtikrina atsparumą korozijai, Šilumos laidumas, ir pagrindinis vario lydinio kietumas. |
| Aliuminis (Al) | 10.0–11.5 | Pirminis stiprinantis elementas; žymiai padidina stiprumą ir kietumą bei padeda suformuoti apsauginę oksido plėvelę. |
| Lygintuvas (Fe) | 3.0–5.0 | Pagerina jėgą, atsparumas nusidėvėjimui, ir prisideda prie mikrostruktūros stabilumo. |
Nikelis (Į) |
≤ 1.5 | Padidina atsparumą kietumui ir korozijai, ypač sunkioje aptarnavimo aplinkoje. |
| Manganas (Mn) | ≤ 0.50 | Daugiausia naudojamas deoksidacijai ir pagalbiniam liejimo valdymui. |
| Lydinio tapatybė | JAV C95400 / C954 bronza / 9C bronza | Paprastai taikomas ASTM B505, ASTM B271, ir kiti lietojo vario lydinio standartai. |
4. C95400 lydinio fizinės ir mechaninės savybės
C95400 yra vertinamas dėl didelio stiprumo tarp vario lydinių. Tipiškos kambario temperatūros savybės priklauso nuo formos ir terminio apdorojimo, bet reprezentatyvios vertybės yra:
Fizinės savybės
| Fizinė nuosavybė | Tipinė vertė | Aprašymas |
| Tankis | 7.45 g/cm³ | Atitinka maždaug 0.269 lb/in³; santykinai didelio tankio vario lydinys, nors vis dar žemesnis už plieną. |
| Savitasis svoris | 7.45 | Atitinka tankio vertę. |
| Lydymosi temperatūra – solidus | 1027 ° C. | Naudinga norint suprasti liejimo ir terminio apdorojimo temperatūros langą. |
Lydymosi temperatūra – skystis |
1038 ° C. | Nurodo viršutinę lydymosi diapazono galą. |
| Elektrinis laidumas | 13% IAC | Laidumas išlieka aiškiai didesnis nei daugelio plienų, bet tai nėra pagrindinis lydinio pranašumas. |
| Šilumos laidumas | 58.7 W/m · k | Santykinai didelis tarp vario lydinių, padeda išsklaidyti šilumą ir paskirstyti šiluminę apkrovą. |
Šiluminio plėtimosi koeficientas |
15.5 × 10⁻⁶ /° C. | Atspindi matmenų jautrumą esant temperatūros pokyčiams. |
| Specifinė šiluminė talpa | 419 J/kg · k | Įtakoja šiluminį atsaką ir šiluminį stabilumą. |
| Tamprumo modulis | 107 GPA | Kietumas pastebimai mažesnis nei plieno, bet vis tiek pakanka daugeliui laikančiųjų dalių. |
| Magnetinis pralaidumas | 1.27 (AS-CAST), 1.2 (TQ50) | Paprastai gali būti laikomas nemagnetiniu vario lydiniu. |
Mechaninės savybės
| Mechaninė savybė | Standartas / sąlyga | Tipinė vertė | Aprašymas |
| Tempimo stiprumas (UTS) | ASTM B505/B505M-23 minimumas | 586 MPA | Bendras minimalaus tempiamojo stiprio reikalavimas esant standartinei liejimo / tiekimo sąlygai. |
| Derliaus stiprumas | ASTM B505/B505M-23 minimumas | 221 MPA | Remiantis 0.5% pratęsimo esant apkrovai kriterijus. |
| Pailgėjimas | ASTM B505/B505M-23 minimumas | 12% | Nurodo, kad lydinys, be didelio stiprumo, išlaiko naudingą plastiškumo lygį. |
| Brinelio kietumas | ASTM B505/B505M-23 tipiškas | 170 Hb | Atspindi gerą jo atsparumą įspaudimams ir nusidėvėjimo potencialą. |
Tempimo stiprumas (termiškai apdorotas) |
TQ50 / termiškai apdorotas tipiškas | 655 MPA | Terminis apdorojimas gali dar labiau padidinti stiprumą. |
| Derliaus stiprumas (termiškai apdorotas) | TQ50 / termiškai apdorotas tipiškas | 310 MPA | Terminis apdorojimas aiškiai pagerina takumo ribą. |
| Pailgėjimas (termiškai apdorotas) | TQ50 / termiškai apdorotas tipiškas | 10% | Kadangi po terminio apdorojimo stiprumas didėja, pailgėjimas paprastai šiek tiek sumažėja. |
5. Liejimo elgsena ir liejimo praktika
Casting elgesys
UNS C95400 pirmiausia vertinamas kaip aliuminio bronza, ir jo veikimas prasideda dar gerokai prieš apdirbant ar aptarnaujant.
Liejyklos požiūriu, tai nėra „atlaidus“ lydinys prastos kokybės bronzos prasme; veikiau, tai didelio našumo liejimo lydinys, kurio kokybė labai priklauso nuo lydymosi kontrolės, kietėjimo kontrolė, ir terminis apdorojimas po liejimo.
Vario plėtros asociacijos duomenys apibūdina jo liejimo charakteristikas kaip santykinas mažas liejimo derlius, didelė apnašų tendencija, vidutinio sklandumo, vidutinė dujų susidarymo tendencija, ir didelis susitraukimas kietėjimo metu.
Šios savybės užtikrina lydalo švarą, tinkamas pakilimas, ir ypač svarbus kruopštus šėrimo dizainas.
Bendri liejimo keliai
Praktiniuose liejybos darbuose, C95400 paprastai atlieka Smėlio liejimas, Išcentrinis liejimas, nuolatinis liejimas, arba nuolatinio pelėsio būdai, priklausomai nuo detalės geometrijos ir aptarnavimo reikalavimų.
Įvorėms ypač paplitusios išcentrinės ir ištisinio liejimo formos, guoliai, ir susidėvintys komponentai, nes jie padeda pagaminti tankų, vienodesnė struktūra su mažiau vidinių nutrūkimų nei prastai kontroliuojamas įprastas liejimas.
Vario plėtros asociacijos gairėse taip pat nurodyta, kad C95400 tinka liejiniams, pvz., išcentriniams liejiniams., nuolatiniai liejiniai, nuolatinės formos liejiniai, ir smėlio liejiniai pagal atitinkamas ASTM ir SAE specifikacijas.
Liejybos praktikos svarstymai
Kadangi lydinyje yra daug aliuminio, jis jautresnis oksidacijai ir lydalo praradimui nei paprastesni vario lydiniai.
Tai reiškia krosnies atmosferą, išlydyti perkaitinti, laikymo laikas, ir perduoti praktikos reikalus.
Reikėtų vengti per didelio perkaitimo, nes tai gali padidinti nuodegų susidarymą ir paskatinti kompozicijos nukrypimą, o dėl netinkamos kontrolės liejinys gali būti akytas arba chemiškai ne toks vienodas.
Liejykloje, tikslas yra išlaikyti švarų lydalą, sumažinti įtraukimo paėmimą, ir išvengti nuosavybės sklaidos po sekciją.
Copper.org lydinio duomenys taip pat rodo, kad C95400 susitraukimas yra gana didelis, todėl norint išvengti susitraukimo ertmių ir vidinių defektų, būtina užtikrinti patikimą šėrimo ir vartymo praktiką.
Terminis apdorojimas po liejimo
Terminis apdorojimas po liejimo yra pagrindinė C95400 proceso lango dalis, nėra neprivalomas patobulinimas.
Copper.org sąrašai streso mažinimas prie 600 ° F., tirpalo apdorojimas 1600–1675 ° F temperatūroje, po to gesinimas vandeniu, ir atkaitinimas 1150–1225 °F temperatūroje lydiniui.
Inžinerine prasme, šie gydymo būdai naudojami liekamajam stresui sumažinti, pagerinti mikrostruktūros vienodumą, ir sureguliuokite stiprumo ir lankstumo pusiausvyrą.
Vario plėtros asociacija plačiau pastebi, kad aliuminio bronzos, kurių aliuminio kiekis viršija apie 9.5% gali būti gydomas šilumos, ir kad manipuliuojant mikrostruktūra gali atsirasti savybių, kurių nėra liejimo sąlygomis.
6. Aparatas, prisijungimas, ir apdaila
C95400 yra pakankamai apdirbamas didelio stiprumo vario lydiniui, bet tai nėra laisvai pjaustoma.
Įrankių susidėvėjimas yra didesnis nei naudojant minkštesnę bronzą, o pjovimo parametrai turi būti parinkti taip, kad būtų išvengta sukietėjimo, plepėti, ir užstatytas kraštas.
Apdirbimas
Dėl posūkio, frezavimas, ir gręžimas:
- naudokite griežtus nustatymus,
- laikykite įrankius aštrius,
- gausiai užtepkite aušinimo skysčio,
- pirmenybę teikia karbido įrankiams gamybos darbams,
- venkite pernelyg didelio užsikimšimo, kuris gali trintis, o ne įpjauti.
Kadangi lydinys gali būti kietas ir abrazyvinis, apdirbamumas pramoniniu požiūriu yra geras, bet ne išskirtinis.
Apdirbimo ekonomija dažnai yra priimtina, kai lyginama su lydinio eksploatavimo trukmės pranašumais.
Prisijungimas
Galimas prisijungimas, bet svarbu metodas.
- Litavimas paprastai yra priimtinas.
- Dažnai naudojamas lankinis suvirinimas dujomis ir lankinis suvirinimas padengtu metalu.
- Oksiacetileno suvirinimas paprastai nerekomenduojamas.
- Po suvirinimo, paprastai patartina sumažinti stresą.
Pagrindinis suvirinimo rūpestis yra mikrostruktūros išsaugojimas ir korozijai jautrių fazių susidarymo karščio zonoje rizikos sumažinimas..
Įtempių mažinimas po suvirinimo padeda sumažinti liekamąjį įtampą ir padidina patikimumą.
Apdaila
Paviršiaus apdaila dažniausiai apima apdirbimą, poliravimas, o kai kuriais atvejais dangos arba kontroliuojama apdaila dėvimiems paviršiams.
Kadangi lydinys naudojamas guoliuose, pavaros, ir vožtuvų dalys, apdailos kokybė gali būti svarbi tiek pat, kiek masės stiprumas.
Tikslioms programoms, Siekiant išsaugoti matmenų tikslumą, dažnai pirmenybė teikiama galutiniam apdirbimui po terminio apdorojimo.
7. Korozija, dėvėti, ir tribologinis veikimas
Čia C95400 tikrai užsitarnauja savo reputaciją.
Atsparumas korozijai
Lydinys turi didelį atsparumą korozijai daugelyje aplinkų, įskaitant jūros vandenį ir daugybę pramoninių skysčių.
Ant paviršiaus natūraliai susidaro apsauginė aliuminio oksido plėvelė, padeda sulėtinti tolesnį puolimą.
Šis pasyvus elgesys yra pagrindinė priežastis, dėl kurios aliuminio bronzos tapo standartinėmis medžiagomis laivybos ir siurblių eksploatacijoje.
Tačiau, lydinys nėra nenugalimas. Iš dvipusio aliuminio bronzos, gali atsirasti selektyvi fazinė korozija, ypač nualiuminimas, kur aliuminis pirmiausia pašalinamas iš konstrukcijos.
Labiausiai tikėtina, kad tai yra plyšiuose, ekranuotos zonos, prastai termiškai apdoroti liejiniai, ir suvirinimo taisyti regionai.
Rizika nėra ta, kad lydinys yra „blogas,“, tačiau jo veikimas labai priklauso nuo mikrostruktūros kokybės ir poveikio sąlygų.
Atsparumas nusidėvėjimui
C95400 yra ypač geras susidėvėjus metalui prie metalo. Jis geriau atsparus dilimui nei daugelis plienų ir daug minkštesnių bronzų.
Dėl to jis tinka stumdomoms sąsajoms, traukos poveržlės, įvorės, ir guolių paviršiai.
Tribologinis elgesys
Tribologija yra ta vieta, kur lydinio vertė dažnai tampa akivaizdi. Turi:
- stiprus atsparumas traukuliams,
- gera apkrova,
- geras atsparumas nuovargiui pakartotinio kontakto metu,
- patikimas elgesys ribinėmis tepimo sąlygomis.
Šis derinys paaiškina jo naudojimą guoliuose, dėvėti juosteles, ir vožtuvų komponentai. Trumpai tariant, jei aptarnavimo aplinka yra korozinė, Abrazyvinis, ir mechaniškai apkrautas, C95400 dažnai yra kandidatų sąrašo viršuje.
8. Tipiški C95400 aliuminio bronzos pritaikymai
UNS C95400 aliuminio bronza plačiai naudojama pramonės šakose, kur komponentai turi atlaikyti kombinuota mechaninė apkrova, dėvėti, ir korozinė aplinka.
Jo taikymo profilį lemia trys pagrindiniai atributai: Didelė jėga, Puikus atsparumas dėvėjimams, ir stiprus atsparumas korozijai, ypač jūrų ir pramonės paslaugose.
Siurblių ir vožtuvų pramonė
Dėl atsparumo korozijai ir mechaninio stiprumo C95400 plačiai naudojamas skysčių tvarkymo sistemose.
Tipiški komponentai apima:
- Siurblio sparnuotės
- Siurblio korpusai
- Vožtuvo kūnai
- Vožtuvų lizdai ir kreiptuvai
Šie komponentai turi naudos iš lydinio atsparumo erozija-korozija ir kavitacijos pažeidimas, ypač vandens ir jūros vandens sistemose.
Guolių ir įvorių sistemos
Lydinys yra standartinė medžiaga, skirta didelių apkrovų guoliams, kai apkrova ir atsparumas dilimui yra labai svarbūs.
Tipiški panaudojimo būdai:
- Paprasti guoliai
- Rankovių įvorės
- Traukos poveržlės
- Kreipiamosios įvorės
Jo anti-galingos savybės ir geras veikimas esant ribiniam tepimui kad jis būtų idealus lėtam greičiui, didelės apkrovos programos.
Jūrų ir jūrų įranga
C95400 plačiai naudojamas jūrinėje aplinkoje dėl didelio atsparumo jūros vandens korozijai.
Įprastos programos apima:
- Laivo aparatūra
- Varomosios sistemos komponentai
- Denio jungiamosios detalės
- Jūros konstrukcijos komponentai
Jo gebėjimas formuoti a Apsauginis oksido sluoksnis padeda užtikrinti ilgalaikį patvarumą veikiant sūriam vandeniui.
Energijos gamyba ir sunkioji pramonė
Elektrinėse ir sunkiosios pramonės sistemose, komponentai dažnai yra veikiami didelio streso ir agresyvios terpės.
Įprastos programos:
- Turbinos komponentai
- Dėvėkite lėkštes
- Struktūrinės atramos didelės apkrovos aplinkoje
- Pramoninės jungiamosios detalės ir jungtys
Lydinio derinys stiprumas ir terminis stabilumas todėl tinka šioms sudėtingoms sąlygoms.
Pavaros ir mechaninės transmisijos komponentai
C95400 dažnai naudojamas pavarų sistemose, kur reikalingas atsparumas dilimui ir smūgiams.
Pavyzdžiai:
- Klijo pavaros
- Pavarų ruošiniai
- Pavaros komponentai
Palyginti su plienu, lydinio pasiūlymai geresnis atsparumas įmušimui ir priepuoliams tam tikromis slydimo sąlyčio sąlygomis.
Slystantys ir dilimui atsparūs komponentai
Lydinys plačiai naudojamas dalyse, kuriose nuolatinė trintis arba dilimas.
Tipiški komponentai:
- Dėvėkite juosteles
- Slidinėjimo plokštelės
- Kreipiamieji bėgiai
- Kameros sekėjai
Jo didelis kietumas ir mažas polinkis įstrigti padaryti jį patikimu sausose arba mažai suteptose sistemose.
| Nuosavybė / Lydinys | C95400 | C95500 | C93200 | C46400 | C86300 |
| Bendras vardas | Aliuminio bronza (9C) | Nikelio aliuminio bronza | Su bronza (Sae 660) | Karinio jūrų laivyno žalvaris | Mangano bronza |
| Pagrindinės kompozicijos savybės | Cu-Al-Fe-Ni | Cu-Al-Fe-Ni (didesnis Ni) | Cu – Sn – Pb | Cu -zn -sn | Cu–Zn–Mn–Al–Fe |
| Stiprumo lygis | Aukštas | Labai aukštas | Vidutinis | Vidutinis – žemas | Labai aukštas |
| Atsparumas korozijai | Puiku (Jūros vanduo) | Viršininkas (jūrų, Kavitacija) | Gerai | Gerai | Vidutinis |
Dėvėti / Atsparumas dilimui |
Puiku | Puiku | Gerai | Vidutinis | Gerai |
| Aparatas | Vidutinis | Vidutinis – žemas | Puiku | Gerai | Vidutinis |
| Liejamumas | Gerai (vidutinio sklandumo) | Vidutinis – geras (jautresnis Ni) | Puiku | Puiku | Vidutinis |
| Tipiškos programos | Įvorės, vožtuvai, Siurbliai, pavaros, Jūrų įranga | Jūrų sraigtai, jūrinės dalys, didelio našumo siurbliai | Guoliai, įvorės | Jūrų jungiamosios detalės, tvirtinimo detalės | Sunkiųjų įvorių, pavaros |
Privalumai |
Subalansuota jėga, dėvėti, ir atsparumas korozijai | Ypač didelė jėga, puikus atsparumas jūros vandeniui | Puikus apdirbamumas ir įterptumas | Lengva formuoti, mažesnės išlaidos | Labai didelė jėga, didelė apkrova |
| Apribojimai | Jautrus liejimui ir terminiam apdorojimui, vidutinis apdirbamumas | Didesnės išlaidos, sunkiau apdoroti, vidutinis apdirbamumas | Mažesnis stiprumas ir atsparumas dilimui, Ribotas atsparumas korozijai | Daug mažesnis stiprumas, Vidutinis atsparumas dilimui | Mažesnis atsparumas korozijai, vidutinis apdirbamumas |
10. Išvados
JAV C95400 aliuminio bronza yra klasikinis inžinerinis lydinys, kurio aktualumas šiuolaikiškai nesumažėjo.
Jo patrauklumas grindžiamas labai praktišku deriniu: Didelė jėga, stiprus atsparumas dilimui, geras jūros vandens veikimas, ir patikimas aptarnavimas sudėtingoje mechaninėje aplinkoje.
Lydinys geriausiai suprantamas kaip sistema, o ne paprasta chemija. Jo veikimas priklauso nuo kompozicijos, liejimo praktika, terminis apdorojimas, ir aptarnavimo sąlygas.
Kai tie kintamieji yra valdomi, C95400 gali užtikrinti ilgą siurblių tarnavimo laiką, vožtuvai, įvorės, pavaros, ir jūrų įranga.
Kai jų nėra, selektyvi korozija ir savybių sklaida gali sumenkinti jo pranašumus.
Dizaino požiūriu, C95400 nėra universalus atsakymas, tačiau tai yra vienas iš labiausiai techniškai subalansuotų atsakymų tarp vario lydinių.
Štai kodėl ji išlieka standartine medžiaga tose pramonės šakose, kurios negali sau leisti priešlaikinio gedimo.
DUK
Ar UNS C95400 yra toks pat kaip 954 bronza?
Taip. „954 bronza,„C954“ ir „UNS C95400“ yra įprasti komerciniai to paties aliuminio bronzos lydinio pavadinimai.
Yra C95400 magnetinis?
Įprastai eksploatuojant jis paprastai laikomas nemagnetiniu, nors gali atsirasti nedidelių atsakymų, priklausomai nuo apdorojimo ir prijungtų komponentų.
Ar galima suvirinti C95400?
Taip, bet svarbu suvirinimo praktika. Dažniausiai naudojamas lankinis suvirinimas dujomis ir lankinis suvirinimas dengtu metalu. Oksiacetileno suvirinimas paprastai nėra pageidautinas.
Ar C95400 tinka jūros vandenyje?
Taip. Dėl didelio atsparumo jūros vandens korozijai jis plačiai naudojamas jūrų tarnyboje, nors plyšių sąlygos ir prastas terminis apdorojimas vis tiek gali sukelti problemų.
Kas yra pagrindinis C95400 trūkumas?
Jo pagrindinis trūkumas nėra mažas stiprumas; tai jautrumas mikrostruktūrai ir selektyviajai fazinei korozijai, jei lydinys yra netinkamai išlietas, termiškai apdorotas, arba suremontuotas.
