Что такое медный сплав C61400
UNS C61400 — это алюминиевая бронза - медный сплав, в котором алюминий является основной легирующей добавкой (около 7%), а железо (около 2%) контролирует зернистую структуру и укрепляет матрицу. В европейской практике он известен как CuAl7Fe3 и указан в ASTM B171 для пластин, листов, полос и катаных прутков, а также в ASTM B111 для бесшовных трубок конденсатора и теплообменника.
Стоит уточнить название семейства, поскольку этот сплав иногда условно называют латунью. Это не. Его отличительные свойства - высокая прочность, устойчивость к кавитации и эрозии, а также высокие эксплуатационные характеристики в морской воде - обусловлены фазой, богатой алюминием-, и добавкой железа, а не цинка. Содержание цинка ограничено остаточным уровнем, а содержание свинца поддерживается на очень низком максимальном уровне, что является преимуществом в тех случаях, когда использование свинцовосодержащих сплавов ограничено.
Химический состав
| Элемент | Требование % | Эффект |
|---|---|---|
| Cu | 88,0 мин. | матрица |
| Ал | 6.0-8.0 | главный усилитель; образует защитную поверхностную пленку |
| Фе | 1.5-3.5 | улучшает зернистую структуру; повышает прочность и износостойкость |
| Мин. | 1,0 макс. | остаток; способствует силе |
| Зн | 1,0 макс. | остаточная примесь |
| Pb | 0,01 макс. | остаток; сплав практически-не содержит свинца |
Низкий предел свинца имеет два последствия. Во-первых, сплав подходит для служб, где содержание свинца регулируется. Во-вторых, и это часто упускают из виду, это означает, что материал не обладает такими же свойствами свободной-механической обработки, как свинцовистые латуни, поэтому его необходимо обрабатывать инструментом и параметрами, выбранными для рабочей-алюминиевой бронзы, а не для свободно-режущей латуни.
Механические свойства
| Свойство | Поведение |
|---|---|
| Предел прочности | высокий для медного сплава; труба и стержень выпускаются в соответствии с минимальными значениями, указанными в таблицах ASTM B111 и ASTM B171 для заказанного состояния, а коммерческий продукт C61400 обычно указывается с минимальным пределом прочности на разрыв около 550 МПа. |
| Предел текучести | обычно указывается минимум 275 МПа, что обеспечивает полезную нагрузку-несущую способность насоса, клапана и изнашиваемых деталей. |
| удлинение | обычно не менее 30% в отожженном состоянии, поэтому сплав сохраняет пластичность, несмотря на свою прочность. |
| Твердость и износ | хорошая стойкость к скольжению, истиранию и абразивному воздействию по сравнению с латунями и чистой медью |
| Электропроводность | низкий, порядка 13% IACS; сплав выбирается по прочности и коррозионной стойкости, а не по проводимости |
Поскольку алюминиевые бронзы-сильно затвердевают, отпуск и степень холодного обжатия, применяемого к готовой детали, оказывают большое влияние на полученные свойства. Поэтому в спецификациях на закупку должен указываться не только сплав, но и его состояние, а также должны быть указаны результаты по растяжению и текучести готового продукта.
Коррозия и износ
C61400 образует на своей поверхности защитную пленку из оксида алюминия, которая является источником его репутации в агрессивных средах. Он устойчив к морской воде, солоноватой воде, многим нейтральным соляным растворам, разбавленным кислотам и ряду промышленных химикатов и особенно хорошо работает в условиях турбулентного потока и там, где кавитация или ударное воздействие могут повредить более мягкие медные сплавы.
В условиях износа сплав хорошо себя ведет при нагрузках от умеренных до высоких и при несовершенной смазке. Он противостоит истиранию стали и нержавеющей стали лучше, чем большинство медных сплавов, поэтому его можно найти во втулках, подшипниках, изнашиваемых пластинах и компонентах насосов. При больших нагрузках следующим шагом часто становится никель-алюминиевая бронза; там, где окружающая среда благоприятна и стоимость имеет решающее значение, может быть достаточно латуни или оловянной бронзы.
Типичные применения
Корпуса насосов, рабочие колеса, щелевые кольца и диффузоры для насосов морской воды и технологических насосов.
Корпуса клапанов, седла, штоки и трим для морской и химической промышленности.
Трубные решетки теплообменников, водяные камеры и компоненты конденсатора.
Подшипники, втулки и упорные шайбы в морском и промышленном оборудовании.
Червячные передачи и тяжелонагруженные детали передач.
Облицовки гребных валов, морское оборудование и морские конструкционные детали.
Руководство по изготовлению, механической обработке и соединению
Горячая обработка проводится в обычном для алюминиевых бронз диапазоне температур с последующим соответствующим отжигом; сплав не предназначен для обширной холодной штамповки, поскольку он-быстро затвердевает. Отжиг смягчает холодную-обработанную деталь и восстанавливает пластичность для дальнейшего формования или изгиба.
Для механической обработки требуются инструменты с положительным передним углом, жесткие настройки и параметры резания, обеспечивающие зацепление инструмента; материал-затвердевает под инструментом, поэтому выдержка и повторные проходы света приводят к образованию жесткой корки, которая ускоряет износ. Острые инструменты, достаточное количество СОЖ и твердая подача обеспечивают наилучшее качество поверхности и долговечность инструмента.
Сварка практична с использованием газовой вольфрамовой дуги и газовой дуговой сварки с использованием соответствующего присадочного металла из алюминиевой бронзы. Подготовка шва должна быть чистой, предварительный нагрев обычно минимален, а низкое тепловложение стрингерных валиков ограничивает растрескивание и разжижение. Пайка и пайка более сложны, чем латуни, из-за вязкого поверхностного оксида и требуют соответствующего флюса и подготовки поверхности.
Точки проверки и распространенные ошибки
Проверьте содержание алюминия и железа в сертификате; как контроль прочности, так и коррозионные характеристики.
Убедитесь, что предел содержания свинца соблюдается действующим стандартом, особенно если приложение ограничивает свинцовосодержащие-сплавы.
Подтвердите состояние и потребуйте результаты механических испытаний готового продукта, а не слитка.
Не указывайте свободные-параметры обработки; сплав фактически не содержит свинца-и ведет себя соответствующим образом.
Если деталь будет сварена после механической обработки, учтите потерю прочности в зоне сварки и соответствующим образом спроектируйте соединение.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос: C61400 — латунь или бронза?
Это алюминиевая бронза, а не латунь. Основным легирующим элементом является около 7% алюминия и около 2% железа, а содержание цинка представляет собой лишь остаточную примесь. Его прочность, износостойкость и устойчивость к морской воде обусловлены структурой,-богатой алюминием.
Вопрос: Каковы механические свойства C61400?
Это высокопрочный-медный сплав, коммерческий продукт которого обычно имеет минимальную прочность на разрыв около 550 МПа, минимальный предел текучести около 275 МПа и удлинение не менее около 30 %. В регулирующих спецификациях ASTM указаны минимальные значения, применимые к каждой форме и состоянию продукта.
Вопрос: Содержит ли C61400 свинец?
Остаточное содержание свинца поддерживается на очень низком уровне (фактически 0,01 %), поэтому сплав считается-бессвинцовым. Это также означает, что он не работает так, как режущая латунь, не содержащая свинца; он должен быть обработан из алюминиевой бронзы,-твердеющей натурально.
Вопрос: Где используется C61400?
Обычно в корпусах насосов и рабочих колесах, корпусах клапанов и триме, трубных решетках теплообменников и водяных камерах, подшипниках и втулках, червячных передачах, вкладышах гребных валов и судовом оборудовании - в ситуациях, когда сочетаются нагрузка, износ и коррозионная среда.
Вопрос: Можно ли сваривать C61400?
Да, с помощью газовой вольфрамовой или газовой дуговой сварки и соответствующего присадочного металла из алюминиевой бронзы. Чистая подготовка соединения и низкое тепловложение имеют важное значение, а пайка или пайка значительно сложнее, чем латунь, из-за поверхностного оксида.
Вопрос: Является ли C61400 хорошим электрическим проводником?
Нет. Его электропроводность низкая, порядка 13% IACS, что намного ниже чистой меди и латуни. Сплав должен определяться по прочности, износостойкости и коррозионным характеристикам, а не по проводимости.
