Czym jest stop miedzi C61400
UNS C61400 to brąz aluminiowy - stop miedzi, w którym aluminium jest głównym dodatkiem stopowym w ilości około 7%, a żelazo w ilości około 2% kontroluje strukturę ziaren i wzmacnia osnowę. Jest znany w praktyce europejskiej jako CuAl7Fe3 i pojawia się w normie ASTM B171 dla płyt, arkuszy, taśm i prętów walcowanych oraz w normie ASTM B111 dla bezszwowych rur skraplacza i wymiennika ciepła.
Warto być precyzyjnym w określeniu rodziny, gdyż stop ten bywa określany luźno jako mosiądz. Tak nie jest. Jego charakterystyczne właściwości - wysoka wytrzymałość, odporność na kawitację i erozję oraz dobre działanie w wodzie morskiej - wynikają z fazy bogatej w glin- i dodatku żelaza, a nie z cynku. Zawartość cynku jest ograniczona do poziomu resztkowego, a zawartość ołowiu jest utrzymywana na bardzo niskim poziomie maksymalnym, co jest zaletą w zastosowaniach, w których stopy- zawierające ołów są ograniczone.
Skład chemiczny
| Element | Wymóg % | Efekt |
|---|---|---|
| Cu | 88,0 min | matryca |
| Glin | 6.0-8.0 | główny wzmacniacz; buduje na powierzchni ochronny film |
| Fe | 1.5-3.5 | udoskonala strukturę ziaren; podnosi wytrzymałość i odporność na zużycie |
| Mn | 1,0 maks | pozostały; przyczynia się do siły |
| Zn | 1,0 maks | pozostałości zanieczyszczeń |
| Pb | maks. 0,01 | pozostały; stop faktycznie nie zawiera-ołowiu |
Dolny limit ołowiu ma dwie konsekwencje. Po pierwsze, stop nadaje się do zastosowań, w których zawartość ołowiu jest regulowana. Po drugie, często pomijane, oznacza to, że materiał nie charakteryzuje się-swobodną obróbką skrawaniem jak mosiądz ołowiowy, dlatego należy go obrabiać przy użyciu narzędzi i parametrów wybranych dla-utwardzalnego brązu aluminiowego, a nie mosiądzu swobodnietnącego-.
Właściwości mechaniczne
| Nieruchomość | Zachowanie |
|---|---|
| Wytrzymałość na rozciąganie | wysoki jak na stop miedzi; rura i pręt są uwalniane zgodnie z minimalnymi wartościami podanymi w ASTM B111 i ASTM B171 dla zamówionego stanu, a komercyjny produkt C61400 jest powszechnie podawany z minimalną wytrzymałością na rozciąganie około 550 MPa |
| Wydajność | powszechnie podawane minimum 275 MPa, zapewniające użyteczną-nośność pompy, zaworu i części eksploatacyjnych |
| Wydłużenie | zazwyczaj co najmniej 30% w stanie wyżarzonym, dzięki czemu stop zachowuje plastyczność pomimo swojej wytrzymałości |
| Twardość i zużycie | dobra odporność na zużycie ślizgowe, zatarcie i agresję ścierną w porównaniu z mosiądzami i czystą miedzią |
| Przewodność elektryczna | niski, rzędu 13% IACS; stop jest wybierany ze względu na wytrzymałość i odporność na korozję, a nie na przewodność |
Ponieważ brązy aluminiowe-silnie twardnieją, stan i ilość redukcji na zimno zastosowanej w gotowej części mają duży wpływ na dostarczone właściwości. Specyfikacje zakupu powinny zatem określać stan, a nie tylko stop, i powinny zawierać informacje o wynikach rozciągania i plastyczności gotowego produktu.
Korozja i zużycie
C61400 tworzy na swojej powierzchni ochronną warstwę tlenku glinu, która jest źródłem jego reputacji w agresywnym środowisku. Jest odporny na wodę morską, słonawą, wiele obojętnych roztworów soli, rozcieńczone kwasy i szereg przemysłowych środków chemicznych i sprawdza się szczególnie dobrze tam, gdzie przepływ jest turbulentny oraz gdzie kawitacja lub atak uderzeniowy mógłby uszkodzić bardziej miękkie stopy miedzi.
W warunkach zużycia stop zachowuje się dobrze tam, gdzie obciążenia są umiarkowane do wysokich, a smarowanie jest niedoskonałe. Jest odporny na zacieranie się stali i stali nierdzewnej lepiej niż większość stopów miedzi, dlatego można go znaleźć w tulejach, łożyskach, płytach ścieralnych i elementach pomp. W przypadku dużych obciążeń kolejnym krokiem jest często zastosowanie brązu niklowo-aluminiowego-; tam, gdzie środowisko jest łagodne, a koszty są krytyczne, wystarczający może być brąz mosiężny lub cynowy.
Typowe zastosowania
Korpusy pomp, wirniki, pierścienie ślizgowe i dyfuzory do pomp wody morskiej i procesowej.
Korpusy zaworów, gniazda, trzpienie i wykończenia do zastosowań morskich i chemicznych.
Arkusze rur wymienników ciepła, skrzynki wodne i elementy skraplaczy.
Łożyska, tuleje i podkładki oporowe w maszynach morskich i przemysłowych.
Przekładnie ślimakowe i mocno obciążone elementy przekładni.
Tuleje wałów napędowych, sprzęt morski i elementy konstrukcyjne offshore.
Wytyczne dotyczące produkcji, obróbki i łączenia
Obróbkę na gorąco przeprowadza się w zakresie temperatur typowych dla brązów aluminiowych, po czym następuje odpowiednie wyżarzanie; stop nie jest przeznaczony do intensywnego formowania na zimno, ponieważ-szybko twardnieje. Wyżarzanie zmiękcza-obrobioną na zimno część i przywraca plastyczność do dalszego formowania lub zginania.
Obróbka wymaga dodatniego natarcia, sztywnych ustawień i parametrów skrawania, które utrzymują narzędzie w dobrej kondycji; materiał-twardnieje pod narzędziem, więc przebywanie w nim i powtarzające się przejścia światła powodują powstawanie twardej powłoki, która przyspiesza zużycie. Ostre narzędzia, odpowiednie chłodziwo i mocne posuwy zapewniają najlepsze wykończenie powierzchni i trwałość narzędzia.
Spawanie jest praktyczne w przypadku procesów łuku gazowo-wolframowego i łuku gazowo-metalowego przy użyciu odpowiedniego spoiwa z brązu aluminiowego. Przygotowanie złącza musi być czyste, wstępne rozgrzewanie jest zwykle minimalne, a niski dopływ ciepła w przypadku listew podłużnicowych ogranicza pękanie i rozcieńczanie. Lutowanie twarde i lutowanie jest trudniejsze niż w przypadku mosiądzów ze względu na ciągliwy tlenek powierzchniowy i wymaga odpowiedniego topnika i przygotowania powierzchni.
Punkty kontroli i typowe pułapki
Sprawdź zawartość aluminium i żelaza na certyfikacie; zarówno siłę kontrolną, jak i odporność na korozję.
Sprawdź, czy przestrzegany jest limit ołowiu określony w obowiązującej normie, szczególnie tam, gdzie zastosowanie ogranicza stopy zawierające ołów-.
Potwierdź stan i wymagaj wyników testów mechanicznych gotowego produktu, a nie wlewka.
Nie określaj dowolnych-parametrów obróbki; stop faktycznie nie zawiera ołowiu-i odpowiednio się zachowuje.
Jeżeli część będzie spawana po obróbce, należy uwzględnić utratę wytrzymałości w strefie spawania i odpowiednio zaprojektować połączenie.
Często zadawane pytania
P: Czy C61400 to mosiądz czy brąz?
To jest brąz aluminiowy, a nie mosiądz. Głównym pierwiastkiem stopowym jest około 7% aluminium i około 2% żelaza, a zawartość cynku stanowi jedynie resztkowe zanieczyszczenie. Jego wytrzymałość, odporność na zużycie i działanie w wodzie morskiej wynikają z konstrukcji bogatej w aluminium.
P: Jakie są właściwości mechaniczne C61400?
Jest to-stop miedzi o wysokiej wytrzymałości, powszechnie podawany w handlu, którego minimalna wytrzymałość na rozciąganie wynosi około 550 MPa, minimalna granica plastyczności około 275 MPa i wydłużenie co najmniej około 30%. Obowiązujące specyfikacje ASTM przedstawiają minimalne wartości mające zastosowanie do każdej formy i charakteru produktu.
P: Czy C61400 zawiera ołów?
Zawartość ołowiu utrzymuje się na bardzo niskim poziomie maksymalnym, faktycznie wynoszącym 0,01%, więc stop uznaje się za-bezołowiowy. Oznacza to również, że nie obrabia się go tak jak mosiądz-bezołowiowy; musi być obrabiany maszynowo jako-utwardzalny brąz aluminiowy.
P: Gdzie używany jest C61400?
Zwykle w korpusach i wirnikach pomp, korpusach zaworów i osprzęcie, blachach rurowych wymienników ciepła i skrzyniach wodnych, łożyskach i tulejach, przekładniach ślimakowych, tulejach wałów napędowych i sprzęcie okrętowym -, które łączą obciążenie, zużycie i środowisko korozyjne.
P: Czy C61400 można spawać?
Tak, przy spawaniu łukiem wolframowym w gazie lub łukiem gazowym i odpowiednim spoiwem z brązu aluminiowego. Niezbędne jest czyste przygotowanie złącza i niski dopływ ciepła, a lutowanie twarde lub lutowane jest znacznie trudniejsze niż w przypadku gatunków mosiądzu ze względu na tlenek na powierzchni.
P: Czy C61400 jest dobrym przewodnikiem prądu elektrycznego?
Nie. Jego przewodność elektryczna jest niska, rzędu 13% IACS, znacznie poniżej czystej miedzi i poniżej mosiądzu. Stop powinien być określony pod kątem wytrzymałości, odporności na zużycie i odporności na korozję, a nie przewodności.
