Đồng nhôm C60800: Thành phần, tính chất và ứng dụng trao đổi nhiệt

Đồng nhôm C60800 là gì

C60800 là hợp kim dựa trên đồng-trong đó nhôm thay thế kẽm và thiếc làm hợp kim bổ sung chính. Hàm lượng nhôm của loại này được giữ ở mức 5%, xếp loại này vào nhóm các loại nhôm có độ dẻo-thấp hơn,{5}}có độ dẻo cao hơn trong nhóm nhôm đồng và làm cho loại này phù hợp với ống rèn cũng như vật đúc. Ống đồng nhôm loại này được chỉ định cho dịch vụ trao đổi nhiệt và ngưng tụ liền mạch trong tiêu chuẩn ASTM B111, đồng thời hợp kim cũng xuất hiện trong các thông số kỹ thuật về tấm và tấm được sử dụng cho các bộ phận chế tạo.

Đặc tính xác định của họ này là sự hình thành một lớp màng oxit nhôm mỏng, bền trên bề mặt. Màng này có khả năng cách điện và ổn định về mặt hóa học, đồng thời nó-tái tạo ngay lập tức khi bị hư hỏng, đó là nguồn gốc của khả năng chống lại nước biển, nhiều axit và kiềm cũng như khả năng chống mài mòn của kim loại-với-kim loại.

Thành phần hóa học

Thành phần này có chủ ý tiết kiệm về mặt hợp kim: nhôm không tốn kém và hiệu quả tăng cường mà nó tạo ra lớn hơn nhiều so với tỷ lệ phần trăm của nó cho thấy. Sắt bị hạn chế vì ở mức tối đa thấp, nó tạo thành các hạt liên kim loại thô làm giảm độ dẻo và có thể đóng vai trò là vị trí bắt đầu ăn mòn, trong khi mangan và niken chỉ được phép ở mức dư lượng thấp.

Tính chất vật lý và cơ học

Hai điểm thực tế được rút ra từ bảng này. Đầu tiên, độ bền và độ cứng nêu trên là điển hình của sản phẩm gia công nguội; ống ủ và dải mềm mềm hơn đáng kể và được cung cấp theo giới hạn đặc tính cơ học của tiêu chuẩn áp dụng cho nhiệt độ yêu cầu. Thứ hai, đặc tính mài mòn tuyệt vời của hợp kim là hiện tượng bề mặt được điều khiển bởi màng oxit, vì vậy các hoạt động gia công và hoàn thiện phải để lại bề mặt tốt thay vì bề mặt bị lem nhiều.

Hiệu suất ăn mòn và mài mòn

Trong nước biển, hợp kim có khả năng chống ăn mòn nói chung, chống va chạm và nứt ăn mòn do ứng suất tốt hơn so với đồng thau-kẽm cao, khiến hợp kim này trở thành ứng cử viên cho các bộ phận ống ngưng tụ, máy bơm và van cũng như các bộ phận tiếp xúc với dòng chảy có vận tốc-cao. Nó cũng hoạt động tốt trong nhiều axit hữu cơ và vô cơ cũng như trong các dung dịch kiềm, giúp mở rộng ứng dụng của nó cho các thiết bị nhà máy hóa chất.

Rủi ro ăn mòn chính không phải là sự lãng phí chung mà là sự tấn công có chọn lọc. Đồng nhôm có thể bị tấn công theo pha có chọn lọc nếu cấu trúc vi mô không ổn định và nó có thể bị tấn công ở vùng nước bị ô nhiễm hoặc chứa sunfua-nơi màng bảo vệ không ổn định. Do đó, xử lý nhiệt đúng cách, cấu trúc mịn và đồng nhất cũng như việc kiểm soát chất lượng nước làm mát là một phần của thông số kỹ thuật chống ăn mòn chứ không phải là các tính năng bổ sung tùy chọn.

Ứng dụng

Kỹ thuật hàng hải.Thân và cánh bơm nước biển, van, cánh quạt và bánh răng đuôi tàu, bộ trao đổi nhiệt và ống ngưng tụ.

Kỹ thuật cơ khí.Vòng bi, ống lót, bánh vít, bánh răng, tấm chịu mài mòn và các bộ phận trượt dưới tải trọng cao và tốc độ vừa phải.

Nhà máy hóa chất và chế biến.Lớp lót lò phản ứng, máy khuấy, đường ống và thiết bị truyền nhiệt chịu được môi trường axit và kiềm.

Hàng không vũ trụ và quốc phòng.Các bộ phận ổ trục và kết cấu đòi hỏi độ bền cao và hiệu suất ổn định trong phạm vi nhiệt độ rộng.

Điện và khử muối.Ống ngưng tụ, van trang trí và các bộ phận bơm trong các nhà máy khử muối và ven biển.

Hướng dẫn xử lý và lựa chọn

Gia công.Máy hợp kim sạch sẽ nhưng cứng lại nhanh chóng, vì vậy các vết cắt phải đủ rộng để nằm dưới lớp cứng và dụng cụ phải sắc bén. Tránh ở trên bề mặt.

Hình thành lạnh.Độ dẻo thấp hơn so với đồng thau, vì vậy nên gia công nguội theo từng giai đoạn ủ trung gian, tránh bán kính uốn cong sắc nét.

Hàn.Hợp kim có thể được hàn, nhưng màng oxit nhôm phải được loại bỏ ngay trước khi hàn và sử dụng tấm chắn khí trơ thích hợp. Kim loại phụ phù hợp và lượng nhiệt đầu vào được kiểm soát sẽ bảo vệ khả năng chống ăn mòn của mối nối.

Xử lý nhiệt.Ủ ở khoảng 600-750 C và làm nguội theo kích thước tiết diện và kết cấu yêu cầu; tăng trưởng hạt quá mức là nguy cơ chính và cần được kiểm soát.

Thiết kế ăn mòn.Giữ vận tốc nước biển trong phạm vi thiết kế, tránh các túi ứ đọng và cặn lắng, đồng thời không kết hợp hợp kim với các kim loại kém quý hơn trong môi trường ẩm ướt mà không có lớp cách nhiệt.

Điều tra.Xác nhận hóa học, tính chất cơ học và kích thước, xác minh cấu trúc nơi mà khả năng chống ăn mòn là quan trọng và áp dụng thử nghiệm dòng điện xoáy hoặc thủy tĩnh cho ống được cung cấp cho dịch vụ trao đổi nhiệt.

Câu hỏi thường gặp

Hỏi: Sự khác biệt giữa đồng nhôm và đồng thau nhôm là gì?
Đồng nhôm như C60800 sử dụng nhôm trong ma trận đồng mà không cần bổ sung nhiều kẽm, mang lại độ bền và khả năng chống mài mòn cao. Đồng thau nhôm là hợp kim đồng{2}}kẽm có thêm một lượng nhỏ nhôm và được sử dụng chủ yếu cho ống chống ăn mòn.

Q: Tại sao C60800 được sử dụng cho nhiệm vụ nước biển?
Hàm lượng nhôm của nó tạo ra một màng oxit bảo vệ bền chắc có khả năng chống lại nước biển, sự tấn công va chạm và nứt do ăn mòn do ứng suất, đồng thời màng này sẽ-hình thành lại ngay sau hư hỏng cơ học.

Hỏi: Hợp kim này có phù hợp với vòng bi không?
Đúng. Màng oxit mang lại khả năng chống-ma sát và chống{2}}co giật, do đó hợp kim hoạt động tốt trong các vòng bi, ống lót, bánh răng và bộ phận trượt dưới tải trọng cao và tốc độ vừa phải.

Hỏi: Hợp kim hoạt động như thế nào trong quá trình gia công nguội?
Độ dẻo thấp hơn so với đồng thau. Việc tạo hình nguội phải được thực hiện theo từng giai đoạn với quá trình ủ trung gian và vật liệu không được uốn cong đến bán kính quá chặt nếu không có dụng cụ phù hợp.

Hỏi: Phạm vi nhiệt độ làm việc là gì?
Hợp kim hoạt động trong khoảng -200 C đến 400 C, duy trì các đặc tính cơ học ổn định ở cả nhiệt độ thấp và cao trong phạm vi đó.

Hỏi: Những tiêu chuẩn nào áp dụng cho hợp kim?
Ống trao đổi nhiệt liền mạch được bao phủ bởi tiêu chuẩn ASTM B111, với các loại tấm và tấm được bao phủ bởi các thông số kỹ thuật tấm tương ứng. Đơn đặt hàng phải nêu rõ số UNS, tiêu chuẩn sản phẩm, độ bền và các thử nghiệm cần thiết.