1. مقدمه
UNS C95500 یکی از مهمترین برنزهای نیکل آلومینیوم در مهندسی مدرن است زیرا استحکام بالایی را با هم ترکیب می کند., مقاومت در برابر خوردگی عالی, عملکرد سایش خوب, و قابلیت اطمینان خدمات قوی در محیط های سخت.
این به طور گسترده در سخت افزار دریایی استفاده می شود, اجزای دریچه, بلبرینگ ها, بوش ها, چرخ دنده ها, قطعات هواپیما, و سایر کاربردها که در آن آلیاژهای مس معمولی دیگر کافی نیستند.
این آلیاژ همچنین به دلیل حفظ استحکام مفید در دماهای بالا و عملکرد خوب در آب دریا و سایر رسانه های تهاجمی قابل توجه است..
چیزی که C95500 را به خصوص جالب می کند این است که یک آلیاژ "یک منظوره" نیست.
این یک آلیاژ سیستمی است: مقدار آن بسته به اینکه مهندس در حال بهینه سازی برای خوردگی باشد متفاوت است, پوشیدن, سفتی فشار, بارگذاری سازه, یا ثبات دما.
2. UNS C95500 نیکل آلومینیوم برنز چیست؟?
UNS C95500 یک است آلومینیوم ریخته گری نیکل برنز در خانواده مس – آلومینیوم – آهن – نیکل.
این به طور خاص برای خدمات خواستار در جایی فرموله شده است قدرت, مقاومت در برابر سایش, مقاومت در برابر خوردگی, و سختی باید در یک آلیاژ متعادل شود نه اینکه جداگانه بهینه شود.
در عمل, این C95500 را در گروه برنزهای ساختاری با کارایی بالا مورد استفاده برای سخت افزارهای دریایی قرار می دهد., اجزای دریچه, بوش ها, چرخ دنده ها, و سایر قطعات با خدمات شدید.
بر خلاف برنج های ماشینکاری آزاد یا برنزهای همه منظوره, C95500 برای راحتی انتخاب نشده است.
این انتخاب شده است زیرا طراحی متالورژیکی آن از عملکرد باربری در محیط های تهاجمی پشتیبانی می کند, به خصوص در جایی که آب دریا, لباس کشویی, و عمر طولانی همه بخشی از خلاصه طراحی هستند.
هویت آلیاژی
C95500 متعلق به C95000–C95999 خانواده مس - آلومینیوم - آهن و آلیاژهای مس - آلومینیوم - آهن - نیکل.
این طبقه بندی خانواده اهمیت دارد زیرا برنزهای آلومینیوم نیکل را از برنزهای معمولی و برنزهای قلع متمایز می کند.:
سیستم آلیاژی در اطراف آلومینیوم به عنوان عنصر تقویت کننده اصلی ساخته شده است, با افزودن آهن و نیکل برای بهبود استحکام, کنترل ساختار, و عملکرد خدمات.
در شرایط مشخصات, C95500 یک است برنز ریخته گری آلومینیوم به جای یک آلیاژ فرفورژه.
این بدان معناست که نقش مهندسی معمولی آن ارائه شکل پیچیده به علاوه عملکرد بالا در شرایط ریختگی یا عملیات حرارتی است, به جای تکیه بر نورد یا کشیدن برای دستیابی به خواص.
ترکیب شیمیایی
ترکیب شیمیایی بر اساس ASTM B505/B505M-23
| عنصر | ترکیب C95500 |
| مس | 78.0% دقیقه. |
| Fe | 3.0-5.0 ٪ |
| در | 3.0-5.5٪ |
| ال | 10.0-11.5٪ |
| منگنز | تا 3.5% |
| کل عناصر نامگذاری شده | 99.5% دقیقه. |
3. ویژگی های فیزیکی UNS C95500
| فیزیکی / دارایی عملکردی | واحد متریک | واحد شاهنشاهی |
| تراکم | 7.53 g/cm³ | 0.272 پوند/اینچ |
| وزن مخصوص | 7.53 | 7.53 |
| هدایت الکتریکی | 8% IACS | 8% IACS |
| هدایت حرارتی | 41.9 W/m·K | 24.2 Btu/ فوت مربع/ساعت/ درجه فارنهایت |
| ضریب انبساط حرارتی | 15.5 × 10 ⁻⁶ /درجه سانتیگراد | 9 × 10-6 / درجه فارنهایت |
| ظرفیت حرارتی خاص | 419 J/kg·K | 0.1 Btu/lb·°F |
| مدول الاستیسیته | 110 GPa | 16,000 ksi |
| نسبت پواسون | 0.32 | 0.32 |
| نفوذپذیری مغناطیسی, دارای بازار بی نظیر | 1.32 | 1.32 |
| نفوذپذیری مغناطیسی, مزاج TQ50 | 1.2 | 1.2 |
| نقطه ذوب, مایع | 1054درجه سانتی گراد | 1930درجه فارنهایت |
| نقطه ذوب, جامد | 1038درجه سانتی گراد | 1900درجه فارنهایت |
4. خواص مکانیکی UNS C95500
UNS C95500 یک است برنز آلومینیوم نیکل با استحکام بالا که عملکرد مکانیکی آن معمولا در دو شرایط منتشر شده ارزیابی می شود: استاندارد ریخته گری پیوسته C95500 شرایط و C95500HT عملیات حرارتی شده وضعیت.
مقادیر زیر نمایانگر ویژگیهای دمای اتاق گزارش شده برای فرمهای محصول ASTM B505/B505M-23 است..
خواص مکانیکی C95500 ریخته گری پیوسته
| اموال | واحد متریک | واحد شاهنشاهی |
| استحکام کششی, دقیقه. | 655 MPa | 95 ksi |
| قدرت تسلیم در 0.5% پسوند, دقیقه. | 290 MPa | 42 ksi |
| کشیدگی در 2 در. (50 میلی متر), دقیقه. | 10% | 10% |
| سختی برینل, معمولی | 208 HBW | 208 HBW |
خواص مکانیکی C95500HT عملیات حرارتی شده
| اموال | واحد متریک | واحد شاهنشاهی |
| استحکام کششی, دقیقه. | 758 MPa | 110 ksi |
| قدرت تسلیم در 0.5% پسوند, دقیقه. | 427 MPa | 62 ksi |
| کشیدگی در 2 در. (50 میلی متر), دقیقه. | 8% | 8% |
| سختی برینل, معمولی | 228 HBW | 228 HBW |
5. مقاومت در برابر خوردگی
داستان خوردگی یکی از دلایل اصلی استفاده از C95500 است. این آلیاژ بارها و بارها به عنوان دارای مشخص شده است مقاومت در برابر خوردگی عالی, از جمله در آب دریا و محیط های دریایی.
همچنین برای تجهیزات انتقال آب دریا استفاده می شود, ترش آب معدن, اسیدهای غیر اکسید کننده, مایعات فرآیند صنعتی, کاربردهای تصفیه فاضلاب, و سخت افزار دریایی.
دلیل اهمیت این موضوع فقط «زنگ نمیزند» نیست. بلکه, C95500 ترکیبی غیرعادی ارزشمند را ارائه می دهد: مقاومت در برابر خوردگی به علاوه مقاومت در برابر سایش به علاوه استحکام.
در آب دریا, بسیاری از مواد یا در اثر خوردگی عمومی از بین می روند, حفره, فرسایش, یا دلتنگی. C95500 جذاب است زیرا چندین مورد از این حالت های خرابی را به طور همزمان بررسی می کند,
به همین دلیل است که در اجزای پمپ و شیر ظاهر می شود, بوش ها, شفت ها, خدمات مربوط به پروانه, و سخت افزار دریایی با بارگیری سنگین.
این مقاومت چند مکانیزمی هسته اصلی شهرت آلیاژ است.
در خدمات خواستار, با ارزش ترین مواد آنهایی نیستند که در یک ویژگی مجزا برتری داشته باشند, اما آنهایی که در چندین مکانیسم شکست پایدار می مانند. C95500 نمونه کتاب درسی این اصل است.
6. دیدگاه تولید
ریخته گری: یک آلیاژ قوی, اما نه بخشنده
UNS C95500 اساساً یک آلیاژ ریخته گری است, و رفتار فرآیندی آن منعکس کننده آن هویت است.
داده های ریخته گری منتشر شده آن را با بازده ریخته گری پایین توصیف می کنند, تمایل بالا به آب انداختن, سیالیت متوسط, تمایل به گازگیری متوسط, و انقباض انجماد بالا.
این ترکیب یک داستان مهندسی بسیار واضح را بیان می کند: C95500 می تواند ریخته گری با کارایی بالا تولید کند, اما به تمرین ذوب منظم نیاز دارد, طراحی دریچه صدا و بالا آمدن, و کنترل دقیق اکسیداسیون و تغذیه.
C95500 در عمل ریخته گری بسیار متنوع است, اما بخشنده نیست.
در سراسر عملکرد خوبی دارد شن و ماسه, پوسته, سرامیک, سرمایه گذاری, قالب دائمی, پیوسته, و ریخته گری گریز از مرکز, با این حال هر یک از آن مسیرها نیازمند کنترل دقیق تغذیه است, مدیریت اکسید, و رفتار انجماد.
محدوده انجماد کوتاه آن از ریخته گری صدا پشتیبانی می کند, اما تنها زمانی که ریخته گری به طور فعال از آبپاشی جلوگیری می کند, عیوب انقباض, و مسائل مربوط به گاز.
به همین دلیل است که C95500 یک برنز ریخته گری درجه یک به جای یک برنز آسان در نظر گرفته می شود.
ماشینکاری: کاملا ماشین کاری, اما نه برش آزاد
C95500 قابل ماشینکاری است, اما یک آلیاژ مس بدون ماشینکاری نیست.
رتبه ماشین کاری منتشر شده آن است 50, که آن را در رده ماشینکاری متوسط قرار می دهد تا کلاس برش آسان.
آلیاژ تمایل به تولید دارد دسته جمع شده, و راهنمای مهندسی منتشر شده هشدار می دهد که این می تواند ابزار را مسدود کند و از طریق جوشکاری جزئی و پارگی ناقص سطح ایجاد کند., به ویژه در حین ماشینکاری مته.
به همین دلیل, برش خشک, کنترل تراشه, و استراتژی ابزارسازی بسیار بیشتر از آن چیزی است که در یک برنج با برش آزاد اهمیت دارد.
یک تفاوت پردازشی مفید این است که وقتی ماشینکاری سنگین قبلاً انجام شده باشد, الف کاهش تنش در دمای پایین در حدود 350 درجه سانتیگراد برای حداقل یک ساعت قبل از ماشینکاری نهایی توصیه می شود.
این عمدتاً در مورد آسانتر کردن برش آلیاژ نیست; این در مورد کاهش خطر اعوجاج ناشی از استرس پسماند و بهبود پایداری ابعاد نهایی است..
به عبارت دیگر, C95500 را می توان به طور موثر ماشین کاری کرد, اما باید به عنوان یک برنز ساختاری که نیازمند نظم و انضباط فرآیندی است، برخورد کرد, نه به عنوان یک برنج مغازه نرم.
جوشکاری: در روش های خاص امکان پذیر است, اما به طور کلی آسان نیست
رفتار جوشکاری در آلومینیوم نیکل برنز به شدت تحت تأثیر لایه محافظ اکسید غنی از آلومینیوم است که به طور طبیعی بر روی سطح تشکیل می شود..
بخاطر اون لایه اکسیدی, لحیم کاری, برز, و معمولاً جوشکاری با اکسی استیلن توصیه نمی شود به عنوان مسیرهای اتصال اولیه برای این آلیاژها.
فرآیندهای جوشکاری مناسبتر که در راهنمای مهندسی شناسایی شدهاند TIG/GTAW, MIG/GMAW, MMA, جوشکاری پرتو الکترونی, و جوشکاری اصطکاکی.
داده های ساخت منتشر شده برای C95500 نیز طبقه بندی می شود جوش اکسی استیلن توصیه نمی شود, در حالی که جوشکاری قوس محافظ گازی و جوشکاری قوس فلزی پوشش داده شده به عنوان مناسب ذکر شده است.
این تمایز مهم است: C95500 یک آلیاژ "جوشکاری در هر نقطه" نیست, اما غیر قابل جوش نیز نیست.
هنگامی که فرآیند با رفتار اکسید انتخاب شود، می توان آن را با موفقیت به هم متصل کرد, ورودی حرارتی, و طراحی مشترک را در ذهن داشته باشید.
برای قطعات حیاتی, صلاحیت روش جوشکاری و کنترل مناسب مناطق متاثر از حرارت ضروری است زیرا تعادل خواص آلیاژ به ریزساختار آن مرتبط است..
عملیات حرارتی: یک اهرم اصلی برای عملکرد
عملیات حرارتی یکی از مهمترین دلایلی است که C95500 به طور گسترده در خدمات سخت مورد استفاده قرار میگیرد.
آلیاژ را می توان در یک پردازش کرد چرخه خاموش کردن و مزاج که افزایش می یابد قدرت اثبات, قدرت کششی نهایی, قدرت ضربه, و سختی, در حالی که فقط کمی انعطاف پذیری را بهبود می بخشد.
برای ریخته گری برنز آلومینیوم نیکل از نوع CuAl10Fe5Ni5, راهنمای منتشر شده گرمایش را توضیح می دهد 900-950 درجه سانتیگراد, نگه داشتن برای حدود یک ساعت, خاموشی, و سپس معتدل کردن در 600-650 درجه سانتیگراد به مدت تقریباً دو ساعت.
این توالی استحکام را به طور قابل توجهی افزایش می دهد در حالی که چقرمگی مفید را حفظ می کند.
همین راهنمایی همچنین به یک محدودیت عملی مهم اشاره می کند: اشکال پیچیده می توانند در طول چرخه گرم کردن و خاموش کردن تغییر شکل دهند, بنابراین بخشی از هندسه, ظرفیت کوره, و ضخامت بخش باید قبل از انتخاب عملیات حرارتی در نظر گرفته شود.
به عبارت دیگر, عملیات حرارتی یک ابزار عملکرد قدرتمند است, اما رایگان نیست. پوشش مکانیکی آلیاژ را تنها زمانی بهبود می بخشد که طراحی جزء بتواند چرخه حرارتی را تحمل کند..
7. مزایا و معایب UNS C95500
مزایای عمده
استحکام بالا با شکل پذیری مفید.
مقاومت عالی در برابر آب دریا و رسانه های تهاجمی.
سایش قوی و عملکرد ضد ضربه.
قابلیت خوب در دمای بالا.
غیر تند و غیر مغناطیسی
معایب اصلی
هزینه اولیه بالا
ماشینکاری امکان پذیر است, اما آسان نیست.
بازیگری از نظر فنی سخت است.
جوشکاری به فرآیند حساس است.
هدایت الکتریکی کم است.
8. کاربردهای UNS C95500
دریایی و سخت افزار دریایی
C95500 یکی از شناخته شده ترین مواد برای خدمات دریایی است زیرا ترکیبی از مقاومت در برابر خوردگی آب دریا است., قدرت, و مقاومت در برابر سایش.
در استفاده می شود سیستم لوله کشی و شیرآب دریا, سخت افزار دریایی, اجزای مرتبط با پروانه, دریچه ها, کوپلینگ ها, مهر و موم, و سایر تجهیزات کشتی.
مناسب بودن خانواده آلیاژها برای جابجایی آب دریا دلیل اصلی شهرت دیرینه آن در مهندسی دریایی و دریایی است..
دریچه, پمپاژ, و اجزای کنترل جریان
آلیاژ به طور گسترده ای استفاده می شود بدنه دریچه ها, دریچه صندلی ها, راهنماهای سوپاپ, اجزای دریچه, سیال پمپ به پایان می رسد, غدد, پر کردن آجیل جعبه, و فلنج های آب بندی.
این کاربردها از ترکیب مقاومت آن در برابر خوردگی بهره می برند, مقاومت در برابر سایش, و مقاومت مکانیکی, مخصوصا جایی که آب, سیالات را پردازش کنید, یا مواد شیمیایی خفیف تهاجمی وجود دارد.
بلبرینگ, بوشینگ ها, و پوشیدن قطعات
C95500 اغلب برای انتخاب می شود بلبرینگ ها, بوش ها, بشقاب بپوشید, راهنماهای پیستون, و قطعات ماشین آلات زیرا تحت تماس لغزشی و بارگذاری سنگین عملکرد خوبی دارد.
مقاومت در برابر سایش و چقرمگی آن، آن را برای آسیب های سطحی مناسب می کند, خفن, یا سایش ساینده نگرانی است.
چرخ دنده ها و قطعات انتقال نیرو
آلیاژ در استفاده می شود چرخ دنده ها, کرم ها, چرخ های کرمی, و اجزای انتقال مرتبط.
این قطعات به ماده ای نیاز دارند که بتواند استرس تماس را تحمل کند, حفظ ثبات ابعادی, و در برابر سایش در فواصل طولانی مدت سرویس مقاومت کنید. تعادل مکانیکی C95500 آن را به یک انتخاب عملی برای چنین کاری تبدیل می کند.
تجهیزات فرآیند صنعتی و خدمات سخت
آلیاژ در استفاده می شود تجهیزات ترشی, کاربردهای تصفیه فاضلاب, راهنمای آسیاب داغ, و سخت افزار صنعتی.
این استفاده ها نشان دهنده توانایی آلیاژ برای زنده ماندن در محیط های خورنده است, بارگذاری مکانیکی, و دوچرخه سواری خدمات مکرر.
در محیط های صنعتی, این ترکیب می تواند فواصل نگهداری را کاهش دهد و قابلیت اطمینان را بهبود بخشد.
برق و سخت افزار تخصصی
اگرچه C95500 یک آلیاژ رسانایی الکتریکی نیست, هنوز در برخی ظاهر می شود سخت افزار الکتریکی و اجزای تخصصی که قابلیت اطمینان ساختاری دارند, مقاومت در برابر خوردگی, و رفتار سایش مهمتر از رسانایی است.
همچنین در کلیدهای پیانو و آلات موسیقی, که در آن پایداری مکانیکی و قابلیت ساخت آلیاژ مفید است.
9. نتیجه گیری
US C95500 نیکل آلومینیوم برنز یک آلیاژ مهندسی با ارزش است زیرا خواصی را که اغلب به دست آوردن آنها با هم دشوار است ترکیب می کند.:
استحکام بالا, مقاومت در برابر خوردگی عالی, مقاومت در برابر سایش قوی, سختی خوب, و قابلیت سرویس دهی در طیف وسیعی از دما.
شیمی آن به دقت تنظیم شده است, رفتار بازیگری آن سخت اما قابل کنترل است, و پاسخ عملیات حرارتی آن به طراحان یک اهرم عملکرد اضافی در صورت لزوم می دهد.
از نظر عملی, C95500 به عنوان یک آلیاژ با خدمات شدید شناخته می شود.
در جایی که حالتهای خرابی مخلوط و نابخشودنی هستند، قانعکنندهتر است - آب دریا, بار متحرک, تماس کشویی, وظیفه فشار, و خدمات مکانیکی با عمر طولانی.
به همین دلیل است که یکی از معتبرترین برنزهای آلومینیوم نیکل در عمل مهندسی باقی مانده است.
سوالات متداول
آیا C95500 یک آلیاژ ریخته گری یا یک آلیاژ فرفورژه است?
C95500 در درجه اول به عنوان یک استفاده می شود آلیاژ ریخته گری, با مراجع منتشر شده که بازیگران پیوسته را پوشش می دهد, بازیگران ماسه, ریخته گری گریز از مرکز, و قالب های ریخته گری دقیق.
آیا C95500 در آب دریا خوب است?
بله. بارها و بارها به عنوان دارای شناسایی شده است مقاومت در برابر خوردگی عالی, از جمله مقاومت در برابر آب شور, که یکی از دلایل اصلی استفاده از آن در سخت افزار و سیستم های شیرآلات دریایی است.
آیا می توان C95500 را عملیات حرارتی کرد?
بله. راهنمای مهندسی منتشر شده عملکرد هر دو نوع ریختگی و عملیات حرارتی را برای C95500 نشان می دهد, با عملیات حرارتی افزایش قدرت بیشتر.
ماشینکاری C95500 آسان است?
قابل ماشینکاری است, اما نه ماشینکاری آزاد. درجه ماشینکاری آن است 50, بنابراین یک آلیاژ با قابلیت ماشینکاری متوسط است تا یک آلیاژ آسان برش.
مزیت اصلی C95500 نسبت به برنزهای معمولی چیست?
مزیت اصلی آن ترکیبی از استحکام بالا, مقاومت در برابر خوردگی عالی, و مقاومت در برابر سایش, به ویژه در محیط های سخت دریایی یا صنعتی.
