Hợp kim đồng C61400 là gì
UNS C61400 là đồng nhôm - một hợp kim đồng trong đó nhôm là hợp kim bổ sung chính, ở mức khoảng 7%, với sắt ở mức khoảng 2% kiểm soát cấu trúc hạt và tăng cường ma trận. Nó được biết đến trong thực tế Châu Âu với tên CuAl7Fe3 và xuất hiện trong tiêu chuẩn ASTM B171 cho tấm, tấm, dải và thanh cuộn và trong tiêu chuẩn ASTM B111 cho ống ngưng tụ và bộ trao đổi nhiệt liền mạch.
Điều đáng nói chính xác về họ này là vì hợp kim đôi khi được mô tả một cách lỏng lẻo là đồng thau. Không phải vậy. Các đặc tính đặc biệt của nó là - độ bền cao, khả năng chống xâm thực và xói mòn cũng như hiệu suất mạnh mẽ trong nước biển - đến từ pha giàu nhôm-và việc bổ sung sắt, không phải từ kẽm. Hàm lượng kẽm được giới hạn ở mức dư lượng và hàm lượng chì được giữ ở mức tối đa rất thấp, đây là một lợi thế trong các ứng dụng mà hợp kim chứa chì bị hạn chế.
Thành phần hóa học
| Yếu tố | Yêu cầu % | Tác dụng |
|---|---|---|
| Cư | 88,0 phút | ma trận |
| Al | 6.0-8.0 | chất tăng cường chính; xây dựng lớp màng bảo vệ bề mặt |
| Fe | 1.5-3.5 | tinh chỉnh cấu trúc hạt; tăng sức mạnh và chống mài mòn |
| Mn | tối đa 1,0 | dư; góp phần tạo nên sức mạnh |
| Zn | tối đa 1,0 | tạp chất còn sót lại |
| Pb | tối đa 0,01 | dư; hợp kim thực sự không chứa chì |
Giới hạn chì thấp có hai hậu quả. Đầu tiên, hợp kim phù hợp cho các dịch vụ có hàm lượng chì được quy định. Thứ hai, và thường bị bỏ qua, điều đó có nghĩa là vật liệu không có đặc tính gia công-tự do như đồng thau có pha chì, do đó, nó phải được gia công bằng dụng cụ và các thông số được chọn cho đồng nhôm-làm cứng thay vì đồng thau-cắt tự do.
Tính chất cơ học
| Tài sản | Hành vi |
|---|---|
| Độ bền kéo | cao đối với hợp kim đồng; ống và thanh được giải phóng theo các giá trị tối thiểu được lập bảng trong ASTM B111 và ASTM B171 đối với nhiệt độ yêu cầu và sản phẩm C61400 thương mại thường được trích dẫn với độ bền kéo tối thiểu khoảng 550 MPa |
| Sức mạnh năng suất | thường được trích dẫn ở mức tối thiểu khoảng 275 MPa, mang lại khả năng chịu tải hữu ích-trong máy bơm, van và các bộ phận mài mòn |
| Độ giãn dài | thường ít nhất là 30% trong điều kiện ủ, do đó hợp kim vẫn giữ được độ dẻo mặc dù độ bền của nó |
| Độ cứng và mài mòn | khả năng chống mài mòn trượt, mài mòn và mài mòn tốt so với đồng thau và đồng nguyên chất |
| Độ dẫn điện | thấp, khoảng 13% IACS; hợp kim được chọn vì độ bền và khả năng chống ăn mòn, không phải vì độ dẫn điện |
Vì đồng nhôm hoạt động-rất cứng nên nhiệt độ và lượng khử nguội áp dụng cho bộ phận hoàn thiện có ảnh hưởng lớn đến các đặc tính được giao. Do đó, các thông số kỹ thuật mua hàng phải nêu rõ tính nóng thay vì chỉ hợp kim và nên yêu cầu kết quả về độ bền kéo và năng suất trên thành phẩm.
Hành vi ăn mòn và mài mòn
C61400 phát triển một lớp màng oxit nhôm bảo vệ trên bề mặt của nó và lớp màng đó là nguồn gốc tạo nên danh tiếng của nó trong môi trường khắc nghiệt. Nó chống lại nước biển, nước lợ, nhiều dung dịch muối trung tính, axit loãng và nhiều loại hóa chất công nghiệp, đồng thời nó hoạt động đặc biệt tốt ở những nơi dòng chảy hỗn loạn và nơi sự xâm thực hoặc va chạm sẽ làm hỏng hợp kim đồng mềm hơn.
Trong quá trình mài mòn, hợp kim hoạt động tốt khi tải ở mức trung bình đến cao và khả năng bôi trơn không hoàn hảo. Nó chống lại sự va chạm với thép và thép không gỉ tốt hơn hầu hết các hợp kim đồng, đó là lý do tại sao nó được tìm thấy trong ống lót, vòng bi, tấm chịu mài mòn và các bộ phận của máy bơm. Trong trường hợp tải nặng, cấp đồng nhôm niken-thường là bước tiếp theo; ở những nơi môi trường ôn hòa và chi phí rất cao thì đồng thau hoặc đồng thiếc có thể là đủ.
Ứng dụng điển hình
Thân bơm, cánh quạt, vòng đệm và bộ khuếch tán cho máy bơm nước biển và xử lý.
Thân van, mặt tựa, thân và chi tiết trang trí cho ngành hàng hải và hóa chất.
Tấm ống trao đổi nhiệt, hộp nước và các bộ phận ngưng tụ.
Vòng bi, ống lót và vòng đệm lực đẩy trong máy móc công nghiệp và hàng hải.
Bánh răng giun và các bộ phận bánh răng chịu tải nặng.
Ống lót trục cánh quạt, phần cứng hàng hải và phụ kiện kết cấu ngoài khơi.
Hướng dẫn chế tạo, gia công và ghép nối
Gia công nóng được thực hiện trong phạm vi nhiệt độ thông thường đối với đồng nhôm, sau đó là ủ thích hợp; hợp kim này không dành cho việc tạo hình nguội trên diện rộng vì nó hoạt động-cứng lại nhanh chóng. Ủ làm mềm một bộ phận được gia công nguội-và khôi phục độ dẻo để tạo hình hoặc uốn tiếp.
Gia công yêu cầu dụng cụ cào tích cực, thiết lập cứng nhắc và các thông số cắt để giữ cho dụng cụ luôn hoạt động; vật liệu làm việc-cứng lại dưới dụng cụ, do đó, ánh sáng chiếu qua và lặp lại sẽ tạo ra lớp da cứng làm tăng tốc độ mài mòn. Dụng cụ sắc bén, lượng nước làm mát vừa đủ và lượng cấp liệu chắc chắn mang lại bề mặt hoàn thiện tốt nhất và tuổi thọ dụng cụ tốt nhất.
Hàn là thực tế với các quá trình hồ quang vonfram khí và hồ quang kim loại khí sử dụng kim loại phụ bằng đồng nhôm phù hợp. Việc chuẩn bị mối nối phải sạch sẽ, việc làm nóng trước thường ở mức tối thiểu và lượng nhiệt đầu vào thấp với các hạt cốt thép sẽ hạn chế hiện tượng nứt và pha loãng. Hàn đồng và hàn khó hơn so với đồng thau vì lớp oxit bề mặt bền và chúng đòi hỏi chất trợ dung và chuẩn bị bề mặt thích hợp.
Điểm kiểm tra và những cạm bẫy thường gặp
Kiểm tra hàm lượng nhôm, sắt trên giấy chứng nhận; cả sức mạnh kiểm soát và hiệu suất ăn mòn.
Kiểm tra xem giới hạn chì của tiêu chuẩn quản lý có được tôn trọng hay không, đặc biệt khi ứng dụng hạn chế hợp kim-chì.
Xác nhận tính khí và yêu cầu kết quả kiểm tra cơ học từ thành phẩm chứ không phải từ phôi.
Không chỉ định các tham số gia công{0}}miễn phí; hợp kim thực sự không có chì-và hoạt động tương ứng.
Trường hợp bộ phận sẽ được hàn sau khi gia công, hãy tính đến độ bền bị mất trong vùng hàn và thiết kế mối nối phù hợp.
Câu hỏi thường gặp
Q: C61400 là đồng thau hay đồng thau?
Nó là đồng nhôm chứ không phải đồng thau. Nguyên tố hợp kim chính là khoảng 7% nhôm với khoảng 2% sắt và hàm lượng kẽm chỉ là tạp chất còn sót lại. Độ bền, khả năng chống mài mòn và hiệu suất hoạt động trong nước biển của nó đến từ cấu trúc-giàu nhôm.
Hỏi: Tính chất cơ học của C61400 là gì?
Đây là hợp kim đồng có độ bền-cao với sản phẩm thương mại thường được báo giá ở độ bền kéo tối thiểu khoảng 550 MPa, cường độ chảy tối thiểu khoảng 275 MPa và độ giãn dài ít nhất khoảng 30%. Các thông số kỹ thuật quản lý của ASTM lập bảng các giá trị tối thiểu áp dụng cho từng dạng sản phẩm và tính chất.
Hỏi: C61400 có chứa chì không?
Hàm lượng chì được giữ ở mức dư lượng tối đa rất thấp, hiệu quả là 0,01%, do đó hợp kim được coi là không chứa chì. Điều đó cũng có nghĩa là nó không hoạt động giống như một chiếc đồng thau cắt-không có chì; nó phải được gia công như một loại đồng nhôm-làm cứng.
Hỏi: C61400 được sử dụng ở đâu?
Thông thường trong thân máy bơm và cánh quạt, thân và khung van, tấm ống trao đổi nhiệt và hộp nước, vòng bi và ống lót, bánh răng trục vít, ống lót trục chân vịt và các tình huống - phần cứng hàng hải kết hợp tải trọng, mài mòn và môi trường ăn mòn.
Hỏi: C61400 có hàn được không?
Có, với hàn hồ quang vonfram khí hoặc hàn hồ quang kim loại khí và kim loại phụ bằng đồng nhôm phù hợp. Việc chuẩn bị mối nối sạch sẽ và lượng nhiệt đầu vào thấp là rất cần thiết, đồng thời việc hàn đồng hoặc hàn khó khăn hơn đáng kể so với các loại đồng thau do có oxit bề mặt.
Hỏi: C61400 có phải là chất dẫn điện tốt không?
Không. Độ dẫn điện của nó thấp, khoảng 13% IACS, thấp hơn nhiều so với đồng nguyên chất và thấp hơn đồng thau. Hợp kim phải được chỉ định về độ bền, khả năng chống mài mòn và hiệu suất ăn mòn chứ không phải về độ dẫn điện.
