1. Ievads
UNS C95500 ir viena no svarīgākajām niķeļa alumīnija bronzām mūsdienu inženierzinātnēs, jo tā apvieno augstu izturību, lieliska izturība pret koroziju, laba nodiluma veiktspēja, un spēcīga pakalpojumu uzticamība sarežģītās vidēs.
To plaši izmanto jūras aparatūrā, vārstu komponenti, gultņi, bukses, pārnesumi, lidmašīnu daļas, un citiem lietojumiem, kur ar parastajiem vara sakausējumiem vairs nepietiek.
Sakausējums ir arī ievērojams ar to, ka tas saglabā lietderīgo izturību paaugstinātā temperatūrā un labi darbojas jūras ūdenī un citās agresīvās vidēs..
Īpaši interesantu C95500 padara tas, ka tas nav "viena pielietojuma" sakausējums.
Tas ir sistēmu sakausējums: tā vērtība parādās atšķirīgi atkarībā no tā, vai inženieris veic optimizāciju korozijai, valkāt, spiediena hermētiskumu, strukturālā slodze, vai temperatūras stabilitāte.
2. Kas ir UNS C95500 niķeļa alumīnija bronza?
UNS C95500 ir a liets niķeļa alumīnijs bronza vara-alumīnija-dzelzs-niķeļa saimē.
Tas ir īpaši izstrādāts prasīgam pakalpojumam, kur izturība, nodilums pretestība, izturība pret koroziju, un izturība ir jālīdzsvaro vienā sakausējumā, nevis jāoptimizē atsevišķi.
Praksē, tas ierindo C95500 augstas veiktspējas konstrukcijas bronzas grupā, ko izmanto kuģu aparatūrai, vārstu komponenti, bukses, pārnesumi, un citas nopietnas apkopes daļas.
Atšķirībā no brīvi apstrādājamiem misiņiem vai vispārējas nozīmes bronzām, C95500 nav izvēlēts ērtības labad.
Tas ir izvēlēts, jo tā metalurģiskā konstrukcija nodrošina nestspēju agresīvā vidē, it īpaši, kur ir jūras ūdens, slīdošs nodilums, un ilgs kalpošanas laiks ir daļa no dizaina.
Sakausējuma identitāte
C95500 pieder pie C95000–C95999 vara-alumīnija-dzelzs un vara-alumīnija-dzelzs-niķeļa sakausējumu saime.
Šai ģimenes klasifikācijai ir nozīme, jo tā atšķir niķeļa alumīnija bronzas no parastā misiņa un alvas bronzas:
sakausējuma sistēma ir veidota ap alumīniju kā galveno stiprinošo elementu, ar pievienotu dzelzi un niķeli, lai uzlabotu izturību, struktūras kontrole, un pakalpojumu veiktspēju.
Specifikācijas ziņā, C95500 ir a liets alumīnija bronza nevis kalts sakausējums.
Tas nozīmē, ka tā tipiskā inženiertehniskā funkcija ir nodrošināt sarežģītu formu un augstu veiktspēju liešanas vai termiski apstrādātā stāvoklī, nevis paļauties uz velmēšanu vai zīmēšanu, lai sasniegtu īpašības.
Ķīmiskais sastāvs
Ķīmiskais sastāvs saskaņā ar ASTM B505/B505M-23
| Elements | C95500 Sastāvs |
| Cu | 78.0% minimāls. |
| Fe | 3.0–5,0% |
| Iekšā | 3.0–5,5% |
| Al | 10.0–11,5% |
| Nojaukšanās | līdz 3.5% |
| Nosauktie elementi kopā | 99.5% minimāls. |
3. UNS C95500 fiziskās īpašības
| Fizisks / Funkcionāls īpašums | Metriskā vienība | Imperiālā vienība |
| Blīvums | 7.53 G/cm³ | 0.272 lb/in³ |
| Īpatnējais svars | 7.53 | 7.53 |
| Elektrovadītspēja | 8% IACS | 8% IACS |
| Siltumvadītspēja | 41.9 Ar m/m · k | 24.2 Btu/kvp/h/°F |
| Termiskās izplešanās koeficients | 15.5 × 10⁻⁶ /°C | 9 × 10⁻⁶ /°F |
| Īpatnējā siltuma jauda | 419 J/kg · k | 0.1 Btu/lb·°F |
| Elastības modulis | 110 GPA | 16,000 ksi |
| Puasona koeficients | 0.32 | 0.32 |
| Magnētiskā caurlaidība, kā-cast | 1.32 | 1.32 |
| Magnētiskā caurlaidība, TQ50 temperaments | 1.2 | 1.2 |
| Kušanas temperatūra, šķidrs | 1054° C | 1930° F |
| Kušanas temperatūra, solidus | 1038° C | 1900° F |
4. UNS C95500 mehāniskās īpašības
UNS C95500 ir a augstas stiprības niķeļa alumīnija bronza kuru mehāniskā veiktspēja parasti tiek novērtēta divos publicētos apstākļos: standarts nepārtrauktā liešana C95500 stāvoklis un termiski apstrādāts C95500HT nosacījums.
Tālāk norādītās vērtības ir reprezentatīvas telpas temperatūras īpašības, par kurām ziņots ASTM B505/B505M-23 produktu formām..
Nepārtrauktās liešanas C95500 mehāniskās īpašības
| Īpašums | Metriskā vienība | Imperiālā vienība |
| Stiepes izturība, minimāls. | 655 MPA | 95 ksi |
| Ražas spēks plkst 0.5% pagarinājumu, minimāls. | 290 MPA | 42 ksi |
| Pagarinājums iekšā 2 iekšā. (50 mm), minimāls. | 10% | 10% |
| Brinela cietība, tipisks | 208 HBW | 208 HBW |
Termiski apstrādāta C95500HT mehāniskās īpašības
| Īpašums | Metriskā vienība | Imperiālā vienība |
| Stiepes izturība, minimāls. | 758 MPA | 110 ksi |
| Ražas spēks plkst 0.5% pagarinājumu, minimāls. | 427 MPA | 62 ksi |
| Pagarinājums iekšā 2 iekšā. (50 mm), minimāls. | 8% | 8% |
| Brinela cietība, tipisks | 228 HBW | 228 HBW |
5. Izturība pret koroziju
Korozijas stāsts ir viens no galvenajiem iemesliem, kāpēc C95500 tiek tik plaši izmantots. Sakausējums tiek atkārtoti identificēts kā tāds lieliska izturība pret koroziju, ieskaitot iekšā jūras ūdens un jūras vide.
To izmanto arī jūras ūdens apstrādes iekārtām, skābie raktuvju ūdeņi, neoksidējošas skābes, rūpniecisko procesu šķidrumi, notekūdeņu attīrīšanas pielietojumi, un jūras aparatūru.
Iemesls tam ir ne tikai "tas nerūsē". Drīzāk, C95500 piedāvā neparasti vērtīgu kombināciju: izturība pret koroziju plus nodilumizturība plus izturība.
Jūras ūdenī, daudzi materiāli sabojājas vai nu vispārējās korozijas dēļ, kavitācija, erozija, vai žēlums. C95500 ir pievilcīgs, jo tas vienlaikus novērš vairākus no šiem atteices režīmiem,
tāpēc tas parādās sūkņa un vārstu komponentos, bukses, vārpstas, ar dzenskrūvi saistīti pakalpojumi, un smagi noslogota jūras aparatūra.
Šī vairāku mehānismu pretestība ir sakausējuma reputācijas pamatā.
Prasīgā apkalpošanā, visvērtīgākie materiāli nav tie, kas izceļas ar vienu izolētu īpašumu, bet tie, kas saglabājas stabili vairākos atteices mehānismos. C95500 ir šī principa mācību grāmatas piemērs.
6. Ražošanas perspektīva
Liešana: Spēcīgs sakausējums, Bet ne Piedodošs
UNS C95500 būtībā ir liešanas sakausējums, un tā procesa uzvedība atspoguļo šo identitāti.
Publicētie liešanas dati raksturo to kā ar zemu liešanas ražu, augsta izsitumu tendence, vidēja plūstamība, vidēja gāzēšanas tendence, un augsta sacietēšanas saraušanās.
Šī kombinācija stāsta ļoti skaidru inženierijas stāstu: C95500 var ražot augstas veiktspējas lējumus, bet tas prasa disciplinētu kausēšanas praksi, skaņas vadu un pacelšanās dizains, un rūpīga oksidācijas un barošanas kontrole.
C95500 ir ļoti daudzpusīgs liešanas praksē, bet tas nav piedodošs.
Tas labi darbojas visā smiltis, apvalks, keramikas, investīcijas, pastāvīgs pelējums, nepārtraukts, un centrbēdzes liešana, tomēr katrs no šiem ceļiem prasa rūpīgu barošanas kontroli, oksīdu pārvaldība, un sacietēšanas uzvedība.
Tā īsais sasalšanas diapazons atbalsta skaņas atlējumus, bet tikai tad, ja lietuve aktīvi novērš izkārnījumu, saraušanās defekti, un ar gāzi saistīti jautājumi.
Tāpēc C95500 tiek uzskatīts par augstākās kvalitātes bronzas liešanu, nevis vieglu.
Apstrāde: Pilnībā apstrādājams, Bet ne brīva griešana
C95500 ir mehāniski apstrādājams, bet tas nav brīvi apstrādājams vara sakausējums.
Tās publicētais apstrādājamības vērtējums ir 50, kas to ierindo vidējas apstrādājamības kategorijā, nevis vieglas griešanas klasē.
Sakausējumam ir tendence ražot krokains skaidiņš, un publicētie inženiertehniskie norādījumi brīdina, ka tas var iestrēgt instrumentus un radīt virsmas nepilnības daļējas metināšanas un plīsuma dēļ., īpaši urbuma apstrādes laikā.
Šī iemesla dēļ, sausā griešana, mikroshēmu kontrole, un instrumentu stratēģijai ir daudz lielāka nozīme nekā brīvi griežamam misiņam.
Noderīga apstrādes nianse ir tad, kad jau ir veikta smaga apstrāde, izšķirt zemas temperatūras stresa mazināšana ap 350°C vismaz vienu stundu ieteicams pirms galīgās apstrādes.
Tas galvenokārt nav saistīts ar sakausējuma atvieglošanu; runa ir par atlikušā sprieguma izraisītu kropļojumu riska samazināšanu un galīgās izmēru stabilitātes uzlabošanu.
Citiem vārdiem sakot, C95500 var efektīvi apstrādāt, bet tai jāpieiet kā strukturālai bronzai, kas prasa procesa disciplīnu, nevis kā mīksts veikala misiņš.
Metināšana: Iespējama īpašās metodēs, Bet ne universāli viegli
Niķeļa alumīnija bronzas metināšanas darbību spēcīgi ietekmē aizsargājošā ar alumīniju bagātā oksīda plēve, kas dabiski veidojas uz virsmas.
Tā oksīda slāņa dēļ, lodēšana, cietsirdība, un skābekļa-acetilēna metināšana parasti nav ieteicama kā šo sakausējumu primārie savienošanas ceļi.
Inženiertehniskajā rokasgrāmatā norādītie atbilstošākie metināšanas procesi ir TIG/GTAW, MIG/GMAW, MMA, elektronu staru metināšana, un berzes metināšana.
Publicētie C95500 izgatavošanas dati arī klasificē oksiacetilēna metināšana kā nav ieteicama, kamēr ar gāzi aizsargāta loka metināšana un pārklājuma metāla loka metināšana ir norādīti kā piemēroti.
Šī atšķirība ir svarīga: C95500 nav "visur metināms" sakausējums, bet tas arī nav nemetināms.
To var veiksmīgi savienot, ja process ir izvēlēts ar oksīda uzvedību, siltuma ievade, un kopīgu dizainu prātā.
Kritiskām daļām, metināšanas procedūras kvalifikācija un pareiza siltuma ietekmēto zonu kontrole ir būtiska, jo sakausējuma īpašību līdzsvars ir cieši saistīts ar tā mikrostruktūru.
Termiskā apstrāde: Liela veiktspējas svira
Termiskā apstrāde ir viens no svarīgākajiem iemesliem, kāpēc C95500 tiek plaši izmantots prasīgos servisos.
Sakausējumu var apstrādāt a dzēšanas un atlaidināšanas cikls kas palielinās pierādījuma spēks, galīgā stiepes izturība, triecienizturība, un cietība, vienlaikus tikai nedaudz uzlabojot elastību.
Lietam CuAl10Fe5Ni5 tipa niķeļa alumīnija bronzai, publicētajā rokasgrāmatā ir aprakstīta apkure līdz 900-950°C, turot apmēram vienu stundu, ūdens dzēšana, un tad rūdīšana plkst 600–650°C apmēram divas stundas.
Šī secība ievērojami palielina izturību, vienlaikus saglabājot noderīgo izturību.
Tie paši norādījumi norāda arī uz svarīgu praktisku ierobežojumu: sarežģītas formas karsēšanas un dzēšanas cikla laikā var deformēties, tātad daļas ģeometrija, krāsns jauda, un sekcijas biezums ir jāņem vērā pirms termiskās apstrādes izvēles.
Citiem vārdiem sakot, termiskā apstrāde ir spēcīgs veiktspējas rīks, bet tas nav bezmaksas. Tas uzlabo sakausējuma mehānisko apvalku tikai tad, ja komponenta konstrukcija var izturēt termisko ciklu.
7. UNS C95500 priekšrocības un trūkumi
Galvenās priekšrocības
Augsta izturība ar noderīgu elastību.
Lieliska izturība pret jūras ūdeni un agresīviem materiāliem.
Spēcīgs nodilums un pretsāpju iedarbība.
Laba paaugstinātas temperatūras spēja.
Nedzirksteļojošs un nemagnētisks
Galvenie trūkumi
Augstas sākotnējās izmaksas
Iespējama mehāniskā apstrāde, bet ne viegli.
Liešana ir tehniski prasīga.
Metināšana ir procesa jutīga.
Elektriskā vadītspēja ir zema.
8. UNS C95500 pielietojumi
Jūras un ārzonas aparatūra
C95500 ir viens no visizplatītākajiem materiāliem kuģniecības pakalpojumiem, jo tas apvieno jūras ūdens izturību pret koroziju, izturība, un nodiluma pretestība.
Tas tiek izmantots jūras ūdens cauruļvadu un vārstu sistēmas, jūras aparatūra, ar dzenskrūvi saistītie komponenti, lūkas, sakabes, plombas, un cits kuģa aprīkojums.
Sakausējumu saimes piemērotība jūras ūdens apstrādei ir galvenais iemesls tās ilgstošajai reputācijai jūras un jūras inženierzinātnēs..
Vārsts, Sūknis, un plūsmas kontroles komponenti
Sakausējums tiek plaši izmantots vārstu ķermeņi, vārsts sēdekļi, vārstu vadotnes, vārstu komponenti, sūkņa šķidruma gali, dziedzeri, pildījuma kastes uzgriežņi, un blīvējuma atloki.
Šie lietojumi gūst labumu no tā izturības pret koroziju kombinācijas, nodilums pretestība, un mehāniskā izturība, īpaši tur, kur ūdens, procesa šķidrumi, vai ir viegli agresīvas ķīmiskas vielas.
Gultņi, Bukses, un dilstošās daļas
C95500 bieži tiek izvēlēts gultņi, bukses, nodiluma plāksnes, virzuļu vadotnes, un mašīnu daļas jo tas labi darbojas zem slīdoša kontakta un lielas slodzes.
Tā nodilumizturība un stingrība padara to piemērotu virsmas bojājumiem, žēlums, vai abrazīvs nodilums rada bažas.
Zobrati un spēka transmisijas daļas
Sakausējums tiek izmantots pārnesumi, tārpi, tārpu riteņi, un saistītie transmisijas komponenti.
Šīm detaļām ir nepieciešams materiāls, kas var izturēt saskares spriegumu, saglabāt izmēru stabilitāti, un ir izturīgs pret nodilumu ilgos apkopes intervālos. C95500 mehāniskais līdzsvars padara to par praktisku izvēli šādam pienākumam.
Rūpniecisko procesu un skarbu pakalpojumu aprīkojums
Sakausējums tiek izmantots kodināšanas iekārtas, notekūdeņu attīrīšanas pielietojumi, karsto dzirnavu vadotnes, un rūpnieciskā aparatūra.
Šie lietojumi atspoguļo sakausējuma spēju izturēt korozīvu vidi, mehāniskā slodze, un atkārtota servisa riteņbraukšana.
Rūpnieciskos apstākļos, šī kombinācija var samazināt apkopes intervālus un uzlabot uzticamību.
Elektriskā un speciālā aparatūra
Lai gan C95500 nav elektrovadītspējas sakausējums, dažos tas joprojām parādās elektriskā aparatūra un īpašas sastāvdaļas, kur konstrukcija ir uzticama, izturība pret koroziju, un nodiluma uzvedība ir svarīgāka par vadītspēju.
To izmanto arī klavieru taustiņi un mūzikas instrumenti, kur ir noderīga sakausējuma mehāniskā stabilitāte un izgatavojamība.
9. Secinājums
ASV C95500 niķeļa alumīnija bronza ir augstvērtīgs inženiertehniskais sakausējums, jo tas apvieno īpašības, kuras bieži vien ir grūti iegūt kopā:
lielas izturības, lieliska izturība pret koroziju, spēcīga nodilumizturība, laba izturība, un izmantojamība plašā temperatūras diapazonā.
Tā ķīmija ir rūpīgi noregulēta, tā liešanas uzvedība ir prasīga, bet pārvaldāma, un tā termiskās apstrādes reakcija dod dizaineriem papildu veiktspējas sviru, kad tas ir nepieciešams.
Praktiski, C95500 vislabāk var saprast kā sakausējumu, kas paredzēts smagai lietošanai.
Tas ir vispievilcīgākais, ja atteices veidi ir sajaukti un nepielūdzami — jūras ūdens, kustīga slodze, bīdāms kontakts, spiediena nodoklis, un ilgmūžīgs mehāniskais serviss.
Tāpēc tā joprojām ir viena no visvairāk ievērotajām niķeļa alumīnija bronzām inženiertehniskajā praksē.
FAQ
Vai C95500 ir liešanas sakausējums vai kalts sakausējums?
C95500 galvenokārt tiek izmantots kā a liešanas sakausējums, ar publicētām atsaucēm par nepārtrauktu apraidi, smilšu liešana, centrbēdzes lējums, un precīzi atlietas formas.
Vai C95500 der jūras ūdenī?
Jā. Tas atkārtoti tiek identificēts kā tāds lieliska izturība pret koroziju, ieskaitot sālsūdens izturība, kas ir viens no galvenajiem iemesliem, kāpēc to izmanto kuģu aparatūrā un vārstu sistēmās.
Vai C95500 var termiski apstrādāt?
Jā. Publicētajā inženiertehniskajā rokasgrāmatā ir parādīta C95500 veiktspēja gan liešanas procesā, gan termiski apstrādāta, ar termisko apstrādi, palielinot izturību.
Vai C95500 ir viegli apstrādājams?
Tas ir mehāniski apstrādājams, bet ne brīva apstrāde. Tās apstrādājamības vērtējums ir 50, tāpēc tas ir vidēji apstrādājams sakausējums, nevis viegli griežams.
Kāda ir C95500 galvenā priekšrocība salīdzinājumā ar parastajām bronzām?
Tās galvenā priekšrocība ir kombinācija lielas izturības, lieliska izturība pret koroziju, un nodiluma pretestība, īpaši skarbā jūras vai rūpnieciskā vidē.
