Zhrnutie
UNS C95800 je zliatina niklu a bronzu určená do náročných prostredí, kde sila, odolnosť proti korózii morskou vodou, odpor, a odolnosť proti zadretiu na všetkom záleží súčasne.
Patrí do širšej rodiny hliníkových bronzov, ale je to nikel- a chémia bohatá na železo mu dáva špecializovanejšiu úlohu ako bežné bronzy: inžinieri ho často špecifikujú pre námorný hardvér, vrtule, ventily, čerpadlá, a ďalšie časti, ktoré musia prežiť agresívnu soľnú prevádzku.
Z dizajnového hľadiska, C95800 sa najlepšie chápe ako a konštrukčný bronz morskej kvality.
Nie je to len „silná meď“. Jeho hodnota pochádza z interakcie chémie, fázová štruktúra, a tepelnú históriu.
Na morskej vode, táto kombinácia môže poskytnúť vynikajúci servisný výkon, ale len vtedy, keď kompozícia zostane vo vnútri špecifikovaného okna a proces odlievania je starostlivo kontrolovaný.
1. Čo je UNS C95800 Nikel Aluminium Bronze?
UNS C95800 je a niklový hliník bronz odlievacia zliatina navrhnuté pre náročné servisné prostredia, kde sila, odolnosť proti korózii morskou vodou, odpor, a odolnosť proti zadretiu na všetkom záleží súčasne.
Ide o štandardnú liatu zliatinu medi pokrytú ASTM B148, ktorý uvádza UNS C95800 medzi triedami hliníkovo-bronzových odliatkov používaných pre náročné aplikácie.
V praktickom strojárskom využití, C95800 je často vybraný pre morský hardvér, vrtule, komponenty čerpadla, ventily, a odliatky vystavené morskej vode pretože kombinuje vysokú mechanickú pevnosť so silnou odolnosťou voči slanej vode.
Technická literatúra o niklových hliníkových bronzoch tiež identifikuje rodinu zliatin ako vhodnú pre námorný hardvér, čerpadlá a ventily na morskú vodu, a vysokovýkonné objímkové ložiská.
Kľúčové funkcie
Odolnosť proti korózii na morskej úrovni
C95800 je obzvlášť cenený pre služby s morskou vodou. Niklové hliníkové bronzy sú široko používané v morskom prostredí, pretože ich chémia a mikroštruktúra podporujú silný korózny výkon pri vystavení slanej vode.
Vysoká pevnosť pre zliatinu medi
V porovnaní s mnohými univerzálnymi bronzmi, C95800 ponúka vysokú pevnosť.
Typické publikované údaje mu dávajú minimálnu pevnosť v ťahu pri izbovej teplote 85 ksi a minimálna medza klzu okolo 35 ksi, zaraďuje ho do rozsahu vysokej pevnosti pre zliatiny na báze medi.
Vynikajúca odolnosť proti opotrebovaniu a oderu
Zliatina dobre funguje pri klznom kontakte, ťažký náklad, a abrazívne podmienky morskej vody môžu spôsobiť rýchle opotrebovanie mäkších materiálov.
Niklové hliníkové bronzy sú špecificky uznávané pre ich silné opotrebovanie v námorných a priemyselných službách.
Silný výkon pri kavitácii a erózii
C95800 je bežnou voľbou pre vrtule a komponenty vystavené prúdeniu, pretože niklové hliníkové bronzy majú silnú odolnosť voči kavitácii a erózii-korózii v prevádzke s morskou vodou.
Dobrá zlievateľnosť pre zložité diely
Ako odlievacia zliatina, C95800 je k dispozícii vo formách, ako je liatie do piesku, odstredivka, a kontinuálne liaty materiál, vďaka čomu je praktický pre veľké námorné komponenty a priemyselné odliatky.
2. Identita zliatiny a typická chémia
Chémia je základom správania zliatiny. Hlavným technickým bodom je, že C95800 nie je náhodná zmes medi a legujúcich prísad.
Je to starostlivo vyvážený bronz, v ktorom každý prvok prispieva k určitému výkonnostnému cieľu
Súhrny založené na ASTM uvádzajú rovnaký základný rozsah a všimnite si, že obsah železa nesmie prekročiť obsah niklu.
| Prvok | Typický rozsah (wt.%) | Funkčná úloha |
| Meď (Cu) | 79.0 blesk | Základný kov; poskytuje matricu zliatiny medi a vnútorné korózne správanie. |
| hliník (Al) | 8.5–9.5 | Hlavný posilňovací prvok; podporuje tvorbu ochranných oxidov a vysokú pevnosť. |
Nikel (V) |
4.0–5.0 | Zlepšuje odolnosť proti korózii a pomáha stabilizovať užitočné mikroštruktúry. |
| Žehlička (FE) | 3.5–4.5 | Výrazne prispieva k pevnosti a odolnosti proti opotrebovaniu. |
| Mangán (Mn) | 0.8–1.5 | Pomáha pri deoxidácii a rovnováhe vlastností. |
| Kremík (A) | až do 0.10 | Kontrolovaný limit nečistôt. |
| Vedenie (Pb) | až do 0.03 | Prísny limit nečistôt pre kontrolu kvality a servisu. |
3. Metalurgia a mikroštruktúra
C95800 je metalurgicky komplexný. V odliatom stave, výskum na UNS C95800 opisuje mikroštruktúru alfa (a) a beta (b) fázy plus malý zlomok intermetalického kappa (Mr) fáza.
Podiel a distribúcia týchto fáz závisí od rýchlosti ochladzovania a následného tepelného spracovania.
To nie je zanedbateľný detail; je to jeden z dôvodov, prečo môže zliatina tak dobre fungovať, a tiež jeden z dôvodov, prečo zlé riadenie procesov môže poškodiť výkon.
Táto fázová štruktúra vysvetľuje dve dôležité správanie. Prvé, zliatina získava veľkú časť svojej sily vďaka svojej viacfázovej povahe, nie z jednoduchého jednofázového tuhého roztoku. Druhý, mikroštruktúra silne ovplyvňuje koróznu odozvu v morskej vode.
Štúdie morskej vody Langhe-Industry ukazujú, že malé rozdiely v zložení, najmä obsah hliníka, môže viesť k výrazne odlišným výsledkom korózie.
V jednej štúdii, zloženie s vyšším obsahom hliníka v rámci radu C95800 vykazovalo vynikajúcu odolnosť proti korózii morskou vodou, zatiaľ čo porovnávací materiál s nižším obsahom hliníka trpel oveľa závažnejším napadnutím selektívnou fázou.
4. Fyzikálne a mechanické vlastnosti niklového hliníkového bronzu UNS C95800
C95800 je zliatina medi s vysokou pevnosťou, a jeho vlastnosti závisia od stavu odliatku a tepelnej histórie.
Nižšie uvedené tabuľky ukazujú reprezentatívne referenčné hodnoty pre zliatinu v typických podmienkach výroby alebo odlievania.
Fyzikálne vlastnosti
| Majetok | Hodnota metriky | Imperiálna hodnota |
| Hustota | 7.64 g/cm³ | 0.276 lb/in³ |
| Modul pružnosti (Youngov modul) | 120 GPA | 17.4 × 10^6 psi |
| Modul šmyku | 44 GPA | 6.38 × 10^6 psi |
| Poissonov pomer | 0.34 | 0.34 |
| Tepelná vodivosť | 36 W/m · k | 20.8 BTU/(h·ft·°F) |
| Špecifická tepelná kapacita | 440 J/kg · k | 0.189 Btu/lb · ° F |
| Tepelná rozťažnosť | 17 µm/m · k | 9.44 µin/in·°F |
| Elektrická vodivosť | 7.0% IACS | 7.0% IACS |
| Teplota solidusu | 1040 ° C | 1904 ° F |
| Teplota kvapaliny | 1060 ° C | 1940 ° F |
Mechanické vlastnosti
| Majetok | Stav | Hodnota metriky | Imperiálna hodnota |
| Pevnosť v ťahu | Liate a žíhané | 585 MPA | 84.8 ksi |
| Pevnosť v ťahu | Pieskové liatie | 655 MPA | 95 ksi |
| Pevnosť v ťahu | Odliatok do trvalej formy | 660 MPA | 95.7 ksi |
| Výnosová sila | Liate a žíhané | 240 MPA | 34.8 ksi |
| Výnosová sila | Pieskové liatie | 262 MPA | 38 ksi |
| Výnosová sila | Odliatok do trvalej formy | 360 MPA | 52.2 ksi |
| Predĺženie | Liate a žíhané | 15% | 15% |
| Predĺženie | Pieskové liatie | 15% | 15% |
| Predĺženie | Odliatok do trvalej formy | 17% | 17% |
| Tvrdosť | Pieskové liatie | 159 HB | 159 HB |
| Tvrdosť | Liate a žíhané | 84-89 HRB | 84-89 HRB |
| Tvrdosť | Odliatok do trvalej formy | 88 HRB | 88 HRB |
| Pevnosť v šmyku | Pieskové liatie | 400 MPA | 58 ksi |
| Únava | Pieskové liatie | 214 MPA | 31 ksi |
5. Korózia & Odpor: Hlavné výhody výkonu
UNS C95800 si získava svoju povesť v prevádzke, pretože kombinuje vysoká odolnosť proti korózii morskou vodou s silná odolnosť proti opotrebovaniu a oderu.
Výskum na C95800 in 3.5 % hmotn. NaCl ukazuje, že korózne správanie aj povrchová reaktivita závisia od kompozícia, stav tepelného spracovania, a či zliatina čelí stagnujúcim alebo tečúcim slaným podmienkam.
Vďaka tomu je zliatina obzvlášť dôležitá pre námorný hardvér, vrtuľové systémy, a ďalšie časti, ktoré pracujú nepretržite v slanej vode.
Užitočný spôsob zobrazenia zliatiny je ako materiál, ktorý odoláva niekoľkým poruchám naraz:
- Všeobecná korózia morskou vodou: vhodné na nepretržitú expozíciu v námornej službe.
- Selektívny fázový útok / citlivosť na odlegovanie: záleží na mikroštruktúre, a zliatina funguje najlepšie, keď chémia zostáva v rozsahu a štruktúra je dobre kontrolovaná.
- Opotrebenie a oder: zliatina je široko vybraná pre diely, ktoré musia znášať trenie, posuvný kontakt, a mechanické zaťaženie.
- Kavitačná a erózna služba: používa sa v lodných skrutkách a iných častiach vystavených prúdeniu, pretože dobre zvláda agresívne morské podmienky.
Hlavná inžinierska správa je jednoduchá: C95800 nie je len odolný voči korózii; je odolný voči korózii a pritom zostáva mechanicky robustný a odolný voči opotrebovaniu.
Táto kombinácia je dôvod, prečo sa často vyberá pre námorné komponenty, kde by oceľ príliš rýchlo korodovala a mäkšie bronzy by sa príliš rýchlo opotrebovali.
6. Odlievací výkon zliatiny C95800
C95800 je v podstate a odlievacia zliatina, a jeho typické formy dodávok odrážajú túto úlohu.
Umiestňujú to normy a referencie produktov liaty do piesku, odstredivo liate, kontinuálne odlievanie, a trvalo odlievané do formy rodiny produktov, s použitím vo veľkých odliatkoch, kde je dôležitá pevnosť a námorná odolnosť.
Bežné odlievacie cesty
- Odlievanie piesku: vhodné pre väčšie, zložitejšie časti, ako je námorný hardvér a ťažké kryty.
- Odstredivé odlievanie: užitočné pre valcové alebo prstencové komponenty, ako sú objímky a tvary puzdier.
- Nepretržité odlievanie: používa sa na polotovary a veľké priemyselné dodávky.
- Odlievanie do trvalej formy: dobré prispôsobenie, keď diel potrebuje lepšiu opakovateľnosť a lepšiu kontrolu rozmerov.
Odlievacie správanie C95800 je úzko späté veľkosť, história tuhnutia, a následné tepelné spracovanie.
V aplikáciách lodných vrtúľ a ventilov, zliatina sa často používa pri veľkých odliatkoch, a štúdie ukazujú, že tepelné spracovanie po odlievaní a mikroštruktúra majú priamy vplyv na mechanické vlastnosti a odolnosť proti korózii.
Praktickým prínosom zlievarne je, že C95800 odmeňuje disciplinované riadenie procesov.
Ak sa odliatok ochladzuje nerovnomerne, ak chémia driftuje, alebo ak je zle zvolené tepelné spracovanie, výsledná mikroštruktúra sa môže posunúť spôsobmi, ktoré oslabia húževnatosť alebo koróznu výkonnosť.
Výskumníci ukázali, že dokonca aj tepelné spracovanie určené na úpravu štruktúry môže viesť k krehkému správaniu, ak tepelný cyklus nie je vhodný.
7. Obrábanie, Príbuzný, a Dokončovanie
C95800 je opracovateľný, ale je nie je to automatová zliatina. Technický list hodnotí jeho obrobiteľnosť na 50 vzhľadom na automatovú mosadz at 100, čo ho zaraďuje do kategórie miernej obrobiteľnosti.
To znamená, že obrába dostatočne dobre na priemyselné práce, ale stále si to vyžaduje rozumné nástroje a prax rezania.
Obrábanie
Na obrábanie, praktickým pravidlom je zaobchádzať s C95800 ako s a vysokopevnostný bronz, nie ako mäkká zliatina medi.
Bežne sa spracováva do finálnych rozhraní, vŕtačka, a dosadacie plochy po odliatí, ale opotrebovanie nástroja a rezná sila sú vyššie ako u jednoduchších mosadzí.
V reálnej produkcii, to znamená pevné nastavenia, vhodné posuvy a rýchlosti, a starostlivé plánovanie zásob.
Príbuzný
Zliatina podporuje niekoľko spôsobov spájania, ale nie všetky metódy sú rovnako vhodné.
Jeden zoznam technických referencií spájkovanie, spájkovanie, oblúkové zváranie povlakovaného kovu, a oblúkové zváranie v ochrannej atmosfére plynu ako vhodné, zatiaľ čo kyslíkové zváranie a zváranie uhlíkovým oblúkom sa neodporúčajú.
To umožňuje pripojenie, ale to tiež znamená, že výrobné tímy by si mali zvoliť proces zámerne, a nie zaobchádzať so zliatinou ako s obyčajnou oceľou.
Dokončenie
Dokončenie je zvyčajne súčasťou výrobného postupu a nie dodatočným nápadom.
Dodávatelia zlievarní a obrábacích strojov bežne spárujú C95800 s ošetrenie, žíhanie, obrábanie, prášok, maľba, Anodizujúci, a montáž v závislosti od požiadavky na konečnú časť.
V prevádzke, najdôležitejším konečným rozhodnutím je často to, či komponent potrebuje ochranný náter, kozmetická úprava, alebo len presne opracované plochy.
8. Typické priemyselné aplikácie zliatiny C95800
Vďaka vyváženému výkonu UNS C95800 je nepostrádateľný v priemyselných odvetviach s vysokým dopytom, so základnými aplikáciami vrátane:
- Morský & Inžinierstvo: Náboje lodných vrtulí, kormidlové ložiská, obežné kolesá a plášte čerpadiel na morskú vodu, telá ventilu, ventilové sedadlá, morské upevňovacie prvky, hardvér offshore platformy, a podvodné konektory.
- Olej & Priemysel: Ventily, komponenty čerpadla, armatúry ústia studne, a konektory pre výrobu na pevnine a na mori, odoláva korózii soľanky a uhľovodíkov.
- Ťažký stroj & Prenos energie: Ložiská, puzdro, výstroj, šnekové kolesá, podložky, a konštrukčné diely prevodoviek, ťažba, a priemyselné stroje.
- Systémy na manipuláciu s kvapalinami: Komponenty vysokotlakového čerpadla a ventilu, sita na príjem morskej vody, a diely hydraulických systémov pre námorné a priemyselné kvapalinové systémy.
- Letectvo a kozmonautika & Armáda: Puzdrá podvozku, axiálne ložiská, a námorný hardvér na vojenskej úrovni vyžadujúci vysokú pevnosť, odpor, a nemagnetické vlastnosti.
- Generovanie energie: Komponenty vodnej turbíny, diel, a armatúry výmenníkov tepla pre pobrežné elektrárne, odoláva korózii morskej vody a kavitácii.
| Majetok | C95800 | C95500 | C95400 | C86300 | C93200 |
| Bežné meno | Hliníkový bronz | Hliníkový bronz | Hliníkový bronz | Bronzový mangán | Bronz / Plechový bronz |
| Hustota | 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 |
| Pevnosť v ťahu | 585-586 MPa / 85 ksi min | 655 MPA / 95 ksi min | 586 MPA / 85 ksi min | 758 MPA / 110 ksi min | 241 MPA / 35 ksi min |
| Výnosová sila | 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 |
| Predĺženie | 18% blesk | 10% blesk | 12% blesk | 14% blesk | 10% blesk |
| Machináovateľnosť | 20 | 50 | 60 | 8 | 70 |
Odpor |
Vynikajúce v morskej vode a námorných službách | Veľmi dobré až vynikajúce v námorných službách | Vynikajúca všeobecná a morská odolnosť proti korózii | Dobre, ale menej špecializované na námorníctvo | Dobre, hlavne pre servis ložísk |
| Obliecť sa / odolnosť proti zadretiu | Vysoký | Vysoký | Vynikajúci | Vynikajúci | Dobre |
| Typické aplikácie | Vrtule, náboje, hriadeľ, telá ventilu, nosiť, šnekové kolesá | Morské ventily, vrtule, obaly, puzdro | Puzdro, výstroj, nosiť, čerpadlá, ventily | Vysoko zaťažiteľné puzdrá, výstroj, stonky ventilu, hydraulické diely | Ložiská, puzdro, podložky, diel |
10. Záver
UNS C95800 nikel hliníkový bronz je prémia, všestranná zliatina medi, ktorá poskytuje bezkonkurenčnú rovnováhu mechanická pevnosť, tvrdosť, odolnosť proti korózii morskou vodou, a výkon pri opotrebovaní.
Jeho precízne navrhnuté chemické zloženie a rafinovaná duplexná mikroštruktúra eliminujú bežné spôsoby zlyhania štandardných zliatin medi v extrémnych prostrediach, čo z neho robí základný materiál pre námorníctvo, pobrežie, ropa, a ťažké priemyselné aplikácie.
Aj keď to vyžaduje špecializované postupy odlievania a obrábania, jeho dlhá životnosť, minimálne nároky na údržbu, a schopnosť nahradiť oceľ v korózii, systémy s vysokým zaťažením prinášajú v priebehu času nižšie celkové náklady na vlastníctvo.
Pre inžinierov a výbercov materiálov, C95800 je optimálnou voľbou pre komponenty, ktoré vyžadujú odolnosť, spoľahlivosť, a výkon v najtvrdších prevádzkových podmienkach, stojaci ako meradlo vo vysokovýkonných zliatinách medi.
Časté otázky
Je C95800 dobrý v morskej vode?
Áno. To je jeden z hlavných dôvodov použitia, ale výkon závisí od udržania chémie v rámci špecifikácie a kontroly mikroštruktúry.
Môže byť C95800 tepelne spracovaný?
Dá sa tým zbaviť stresu, ale nespráva sa ako klasická precipitačne vytvrdzujúca zliatina. Aj tak, tepelná história stále ovplyvňuje korózne vlastnosti a mikroštruktúru.
Ako je to v porovnaní s C95500?
C95500 je často bronzová vrtuľa najvyššej triedy, zatiaľ čo C95800 je tiež vysoko výkonná námorná zliatina s vynikajúcou odolnosťou proti morskej vode a širokým odlievaním.
