1. การแนะนำ
เรา C83600 (commonly called leaded red brass, “85-5-5-5”) and UNS C85800 (leaded yellow brass) are two standard copper casting alloys used extensively for valves, ปั๊ม, fittings and general engineering castings.
They present contrasting trade-offs that drive alloy selection:
- C83600: high copper and tin content, significant lead (~4–6%) for exceptional machinability and good general corrosion resistance; historically favored for valve bodies and heavily machined castings.
- C85800: higher zinc (yellow-brass chemistry), lower lead (≤1.5%), higher casting yield and better dimensional control for thin or precision castings (แม่พิมพ์ถาวร / die cast uses).
It offers good as-cast strength but requires attention for dezincification risk in aggressive waters.
This article explains both alloys in depth (องค์ประกอบ, โลหะวิทยา, casting and machining behavior, corrosion profile, การใช้งาน), provides comparative data, and gives practical selection guidance.
2. What is UNS C83600?
UNS C83600, historically recognized as Leaded Red ทองเหลือง and colloquially termed 85-5-5-5, serves as the foundational alloy for the copper casting industry.
Its designation is derived from its nominal composition: 85% ทองแดง, 5% ดีบุก, 5% ตะกั่ว, และ 5% สังกะสี.
Positioned within the red brass family, C83600 is distinguished by its deep reddish-bronze hue and its remarkable versatility.
It is the primary choice for engineers requiring a balanced profile of moderate strength, ความเหนียวสูง, and exceptional pressure tightness, making it a “gold standard” for fluid-handling components.
คุณสมบัติ
The hallmark of UNS C83600 is its superior castability and reliability. Unlike many other copper alloys, it exhibits a narrow freezing range, which minimizes the risk of shrinkage defects.
การปรากฏตัวของ 5% lead is not merely for machinability; it acts as a micro-structural “sealant,” filling microscopic voids during solidification to ensure the material remains pressure-tight under high-stress conditions.
นอกจากนี้, it possesses excellent thermal conductivity and maintains its mechanical integrity at temperatures up to 450°F (232องศาเซลเซียส), allowing it to perform reliably in steam and hot-water environments.
องค์ประกอบทางเคมี
To maintain its authoritative performance standards, UNS C83600 must adhere to strict elemental limits as defined by ASTM B505 and B62 specifications.
| องค์ประกอบ | Weight Percentage (%) | Role in Metallurgy |
| ทองแดง (ลูกบาศ์ก) | 84.0 - 86.0 | โลหะฐาน; provides corrosion resistance and color. |
| ดีบุก (ส) | 4.0 - 6.0 | เพิ่มความแข็ง, ความแข็งแกร่ง, and seawater resistance. |
| ตะกั่ว (PB) | 4.0 - 6.0 | Enhances machinability and ensures pressure tightness. |
สังกะสี (สังกะสี) |
4.0 - 6.0 | Acts as a deoxidizer and improves fluid flow during casting. |
| นิกเกิล (ใน) | 1.0 สูงสุด | Refines grain structure and improves corrosion resistance. |
| เหล็ก (เฟ) | 0.30 สูงสุด | Controlled to prevent brittleness and magnetic properties. |
| Antimony (Sb) | 0.25 สูงสุด | Limited to maintain high ductility. |
ทางกายภาพ & คุณสมบัติทางกล
Values below are representative เหมือนหล่อ ช่วง. Actual values depend on casting process, section thickness and heat treatment (ถ้ามี). Validate with foundry samples for design.
คุณสมบัติทางกายภาพ (ทั่วไป)
| คุณสมบัติ | ค่าปกติ |
| ความหนาแน่น | ≈ 8.83 กรัม/ซม.³ (0.318 ปอนด์/นิ้ว3). |
| โซลิดัส / ของเหลว | ≈ 854 องศาเซลเซียส (Solidus) / 1010 องศาเซลเซียส (ของเหลว) (guide for pouring). |
| การนำความร้อน | ~72 W/m·K (≈ 41.6 Btu/ft·h·°F at 20 องศาเซลเซียส). |
| การนำไฟฟ้า | ~ 15 % ไอเอซีเอส (ปานกลาง). |
| ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อน | ~17.3 ×10⁻⁶ /°C (20–200 ° C). |
คุณสมบัติทางกล (ทั่วไป, เหมือนหล่อ)
| คุณสมบัติ | ค่าปกติ / พิสัย |
| แรงดึงสูงสุด (มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์) | ~205–255 MPa (≈ 30–37 ksi) depending on process and temper |
| ความแข็งแรงของผลผลิต (0.5% ชดเชย) | ~97–117 MPa (≈ 14–17 ksi) |
| การยืดตัว (50 มม) | ~ 20–30% (good ductility for cast alloy) |
| ความแข็งของบริเนล (HB) | ~60 HB (ทั่วไป) |
| โมดูลัสความยืดหยุ่น | ~83–110 GPa (reported ~83 GPa in some sources) |
กำลังหล่อ & ประสิทธิภาพการตัดเฉือน
- Casting Excellence: C83600 is the most “forgiving” alloy for foundries. เข้ากันได้กับ ทราย, การปั่นป่วน, and continuous casting กระบวนการ.
Its high fluidity allows for the production of intricate, thin-walled geometries that would be prone to failure in other alloys. - เครื่องจักรกลที่มีความแม่นยำ: With a machinability rating of 84, it is optimized for high-speed CNC operations.
The lead content promotes the formation of small, easily evacuated chips, reducing tool friction and heat generation, which extends tool life and ensures a superior surface finish.
ความต้านทานการกัดกร่อน
- Good aqueous and atmospheric corrosion resistance. C83600 performs well in potable-water, น้ำทะเล (ในหลายกรณี) and general industrial environments.
The copper/tin matrix affords resistance to uniform corrosion; อย่างไรก็ตาม, leaded brasses can be susceptible to dezincification in some aggressive chemistries—C83600’s tin helps mitigate certain localized corrosion modes. - ข้อควรพิจารณาเกี่ยวกับกัลวานิก: As with all copper alloys, avoid dissimilar-metal couples that can produce galvanic corrosion in service; consider insulation/isolation where contact with steel or aluminum is unavoidable.
แอปพลิเคชันทั่วไป
C83600 is specified where castability, machinability and corrosion resistance are required in the same package. Representative uses include:
- ร่างกายวาล์ว, fittings and flanges (ประปา, ไอน้ำ, fluid handling).
- ส่วนประกอบปั๊ม (ใบพัด, เรือน, สวมวงแหวน) — especially in water service.
- เกียร์, worm wheels and small mechanical hardware where cast shapes are economical.
- Marine fittings and general hardware exposed to wet environments.
- Ornamental castings where finish and corrosion resistance are desired but high strength is not critical.
3. What is UNS C85800?
UNS C85800, categorized as a Leaded Yellow Brass, is a high-zinc copper alloy specifically engineered for the rigorous demands of หล่อตาย.
Unlike the red brasses, C85800 is characterized by its bright, golden-yellow appearance and a higher zinc content, ซึ่งมักจะอยู่ในช่วงจาก 31% ถึง 41%.
This alloy is the primary choice for manufacturers seeking a combination of high mechanical strength, ความแม่นยำมิติ, and cost-efficiency in high-volume production environments.
It bridges the gap between traditional sand-cast alloys and high-performance engineering materials.
คุณสมบัติ
The defining feature of UNS C85800 is its exceptional suitability for high-pressure die casting.
Its chemical composition is optimized to provide high fluidity and a low melting point, allowing it to be injected into complex, thin-walled molds with extreme accuracy.
This capability significantly reduces the need for extensive secondary machining, as parts can be cast to “near-net shape”.
นอกจากนี้, the high zinc content provides a superior strength-to-weight ratio compared to red brasses, while the inclusion of lead ensures that any necessary post-cast machining is efficient and precise.
องค์ประกอบทางเคมี
The performance of UNS C85800 is governed by a precise balance of copper and zinc, supplemented by alloying elements that enhance its casting and mechanical characteristics, as per ASTM B176 standards.
| องค์ประกอบ | Weight Percentage (%) | Role in Metallurgy |
| ทองแดง (ลูกบาศ์ก) | 57.0 นาที | โลหะฐาน; provides ductility and foundational corrosion resistance. |
| สังกะสี (สังกะสี) | 31.0 - 41.0 | Primary alloying element; increases strength and reduces raw material cost. |
| ตะกั่ว (PB) | 0.8 - 2.0 | Enhances machinability and aids in pressure tightness for die-cast parts. |
| ดีบุก (ส) | 1.5 สูงสุด | Added to improve hardness and resistance to atmospheric corrosion. |
อลูมิเนียม (อัล) |
0.8 สูงสุด | Acts as a grain refiner and improves the surface finish of the casting. |
| เหล็ก (เฟ) | 0.50 สูงสุด | Controlled to prevent excessive hardness and tool wear during machining. |
| แมงกานีส (มน) | 0.25 สูงสุด | Enhances the alloy’s response to heat and mechanical stress. |
ทางกายภาพ & คุณสมบัติทางกล
Below are two clear, ตารางมืออาชีพที่แสดง ทางกายภาพ และ เครื่องกล properties for UNS C85800 (leaded yellow brass).
Values are given as representative as-cast ranges together with brief notes and typical specification minima where appropriate.
Always confirm final numbers with your foundry’s material certificates and production coupons before design or acceptance.
Physical properties — UNS C85800
| คุณสมบัติ | ทั่วไป / ตัวแทน (เหมือนหล่อ) | หมายเหตุ / typical spec |
| ความหนาแน่น | 8.40 - 8.83 ก.ซม.⁻³ | Depends on exact chemistry and porosity. |
| ละลาย / Pouring range | ~900 – 1020 องศาเซลเซียส (liquidus approx. upper end) | Follow foundry recommendations for process (die vs sand). |
| การนำความร้อน | ~90 – 120 w ·m⁻⁻·k⁻⁻ | Brass-class conductivity; decreases modestly with alloy additions. |
การนำไฟฟ้า |
~12 – 18 % ไอเอซีเอส | Moderate electrical conduction typical of leaded brasses. |
| ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อน (20–200 ° C) | ~17 – 20 ×10⁻⁶ /° C | Useful for thermal fit and interference calculations. |
| โมดูลัสความยืดหยุ่น | ~90 – 110 เกรดเฉลี่ย | Typical elastic modulus range for commercial brasses. |
| ความร้อนจำเพาะ (ประมาณ) | ~0.38 – 0.39 kJ·kg⁻¹·K⁻¹ | Design guidance for thermal calculations. |
Mechanical properties — UNS C85800 (เหมือนหล่อ / ตัวแทน)
| คุณสมบัติ | Typical foundry range (เหมือนหล่อ) | Typical specification minima / บันทึกย่อ |
| แรงดึงสูงสุด (มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์) | ≈ 300 - 420 MPa (common range; ขึ้นอยู่กับกระบวนการ) | Some ASTM/producer tables list ~379 MPa as a representative minimum for certain cast conditions — verify per spec. |
| ความแข็งแรงของผลผลิต (0.2% หรือ 0.5% ชดเชย) | ≈ 180 - 260 MPa | Many datasheets report yield ~200 MPa+ for die-cast variants. |
การยืดตัว (ก, %; 50 mm gauge) |
≈ 10 - 25% | Typical minimums for cast parts often ≥15% (thin vs thick sections vary). |
| บรินเนลล์ / ความแข็งของร็อคเวลล์ | ≈ HB 60 - 100 (หรือ HRB ~50–80) | Hardness rises with alloy content and faster cooling. |
| ความเหนื่อยล้า & ผลกระทบ | Variable — ปานกลาง | Fatigue performance influenced strongly by porosity and surface finish; specify testing for cyclic load parts. |
กำลังหล่อ & ประสิทธิภาพการตัดเฉือน
- Die Casting Optimization: C85800 is uniquely formulated for การหล่อตายแรงดันสูง.
Its rapid solidification rate and high fluidity enable the production of intricate details and smooth surfaces that are difficult to achieve with sand-casting alloys.
อย่างไรก็ตาม, it is generally avoided in sand casting due to its susceptibility to “hot tearing” and dross formation. - การตัดเฉือนความเร็วสูง: With a machinability rating of 80, C85800 is highly efficient for secondary operations.
The lead content acts as an internal lubricant, facilitating the creation of small, manageable chips during drilling, แตะ, หรือการโม่, which is essential for maintaining high throughput in automated production lines.
ความต้านทานการกัดกร่อน
While UNS C85800 offers good resistance to atmospheric corrosion and mild industrial environments, its high zinc content makes it more susceptible to การทำให้บริสุทธิ์ than red brasses.
It performs excellently in “dry” applications or where exposure to aggressive fluids is limited.
For components in contact with soft water or acidic solutions, specialized coatings or the selection of a red brass like C83600 may be required to ensure long-term durability.
การใช้งานทั่วไป
- Automotive Systems: วงเล็บ, เรือน, ส่วนประกอบการส่งผ่าน, and decorative interior trim.
- Industrial Hardware: Low-pressure valve bodies, ส่วนประกอบปั๊ม, and general engineering parts.
- สินค้าอุปโภคบริโภค: High-end locksets, บานพับ, มือจับประตู, and ornamental hardware requiring a polished yellow finish.
- Electrical Engineering: ขั้วต่อ, switchgear components, and terminals where high strength and conductivity are required.
- ประปา (Non-Critical): Decorative faucet handles and external plumbing fixtures.
4. การเปรียบเทียบที่ครอบคลุม: UNS C83600 vs UNS C85800
Below is a concise, professional comparison table.
Numbers are representative as-cast ranges; actual values depend on casting method, section size and heat/melt practice — always confirm with the foundry’s mill certificate and production coupons for design/acceptance.
| Comparison factor | UNS C83600 (Leaded Red-Brass / ปืนใหญ่) | UNS C85800 (Leaded Yellow Brass) |
| ครอบครัวอัลลอยด์ / trade name | Leaded red-brass / ปืนใหญ่; good general-purpose cast alloy | Leaded yellow brass; free-cutting, general-purpose casting alloy |
| องค์ประกอบทั่วไป (wt%) | Cu ≈ 84–86%; Sn ≈ 4–6%; Pb ≈ 4–6%; Zn ≈ 4–6%; minor Ni/Fe/Sb | Cu ≈ 57–58%; Zn ≈ 31–41%; Pb ≤ 1.5%; Sn ≤ 1.5%; minor Fe/Ni/Al |
| ความหนาแน่น | ≈ 8.80–8.90 g/cm³ | ≈ 8.40–8.83 g/cm³ |
| ละลาย / pouring guidance | Solidus/liquidus ~~854–1010 °C (foundry dependent) | Typical brass pour range ~~900–1020 °C (per foundry guidance) |
Typical as-cast UTS (ตัวแทน) |
~205–255 MPa | ~300–420 MPa (ขึ้นอยู่กับกระบวนการ; some specs cite ~379 MPa) |
| ความแข็งแรงของผลผลิตโดยทั่วไป (ตัวแทน) | ~97–117 MPa | ~180–260 MPa |
| การยืดตัว (ทั่วไป) | ~ 20–30% (ความเหนียวที่ดี) | ~10–25% (varies with section & กระบวนการ) |
| ความแข็ง (ทั่วไป) | ~~60 HB (เหมือนหล่อ) | ~HB 60–100 (ขึ้นอยู่กับกระบวนการ) |
| ความสามารถในการแปรรูป | ดี — lead aids chip control; reasonable production speeds | ยอดเยี่ยม / free-cutting — leaded yellow brass is optimized for high machining productivity |
| ความสามารถในการหล่อ (foundry behavior) | ดีมาก in sand, เปลือก, centrifugal and investment; tin improves corrosion/wear performance | ดีมาก especially in die-casting and sand casting; formulated for fluidity and fast cycle |
สวมใส่ / bearing behavior |
ดี — tin improves embedability; used for bushings and bearing parts | ปานกลาง — usable for many mechanical parts, but not specialized bearing bronze |
| ความต้านทานการกัดกร่อน (wet/marine) | ดีถึงดีมาก — tin enhances seawater performance; preferred for marine pump/valve parts | ดี for general aqueous environments; dezincification risk exists in aggressive chemistries |
| Dezincification susceptibility | ต่ำ (tin and higher Cu mitigate DZ risk) | Higher potential (brass family) — consider environment and possible anti-DZ alloying or inhibitors |
| เข้าร่วม / ซ่อมแซม | Brazing preferred; welding difficult and needs specialist technique | Brazing preferred; welding generally not recommended for production |
เกี่ยวกับกฎระเบียบ / health note |
เนื้อหาตะกั่ว (~4–6%) - ไม่ suitable for many potable-water applications; check local regulations | เนื้อหาตะกั่ว (≤1.5%) — may still be restricted for potable-water; verify regional limits |
| แอปพลิเคชันทั่วไป | บูช, แขนเสื้อ, ปั๊ม & ชิ้นส่วนวาล์ว, อุปกรณ์ทางทะเล, เกียร์ขนาดเล็ก, การหล่อตกแต่ง | วาล์ว, ฟิตติ้ง, ชิ้นส่วนปั๊ม, die-cast housings, เกียร์, high-volume machined parts |
| ต้นทุนสัมพัทธ์ & ความพร้อม | ปานกลาง (tin adds cost) | Generally economical and widely available for die and sand casting |
Selection guidance (when to choose) |
Choose when corrosion resistance in wet/marine service and bearing/tribological performance are priorities. | Choose when high machining productivity and cost efficiency are priorities for general-purpose components. |
| Specification advice | Specify UNS C83600 plus casting process, mechanical minima, NDT and traceability. | Specify UNS C85800 plus casting process, mechanical minima, NDT and regulatory (ตะกั่ว) constraints. |
5. บทสรุป
UNS C83600 and C85800 address different engineering priorities:
C83600 is a copper-rich red brass optimized for excellent post-cast machinability, strong general corrosion resistance and low dezincification risk, making it the pragmatic choice for heavily machined valve bodies and pump housings where lead content is permitted;
C85800 is a high-zinc yellow brass optimized for permanent-mold/pressure die casting, thin-walled near-net shapes and higher as-cast strength with lower lead but greater susceptibility to dezincification.
The final selection between the two alloys should be based on three core factors: service environment (corrosive vs. dry indoor), mechanical performance requirements (ductility/impact resistance vs. basic static strength), and production volume and budget constraints.
คำถามที่พบบ่อย
Are UNS C83600 and C85800 interchangeable?
เลขที่. They differ materially in composition, พฤติกรรมการกัดกร่อน, casting characteristics and regulatory profile.
Substitution requires re-qualification (การทดสอบทางกล, การทดสอบการกัดกร่อน, machining trials and regulatory verification).
Which alloy machines better?
C83600 machines superiorly due to its 4–6% lead content, producing better chip control, less tool wear and higher machining productivity.
C85800 machines reasonably well but usually requires optimized tooling and feeds.
What about dezincification risk?
C85800 (high Zn) is more susceptible to dezincification in aggressive water chemistries (pH ต่ำ, high chloride, high oxygen). C83600 (low Zn, higher Cu/Sn) is intrinsically more resistant.
If dezincification risk exists, choose a dezincification-resistant alloy or protective/coating measures and test per relevant standards.
How much does casting method affect the choice?
Significantly. C85800 shines in permanent-mold and die-casting for thin walls and near-net shapes, delivering higher yields and better dimensional control.
C83600 performs best for sand, investment or centrifugal castings combined with heavy machining.
