Hợp kim đồng C61400 là gì? Thành phần, tính chất, gia công và sử dụng

Hợp kim đồng C61400 là gì

UNS C61400 là đồng nhôm: một hợp kim đồng có thành phần chính là nhôm, khoảng 7%, với khoảng 2% sắt được thêm vào để tinh chỉnh cấu trúc hạt và tăng cường độ. Tên gọi Châu Âu cho cùng thành phần là CuAl7Fe3. Nó được bao phủ bởi tiêu chuẩn ASTM B171 cho tấm, tấm, dải và thanh cuộn và theo tiêu chuẩn ASTM B111 cho ống ngưng tụ và ống trao đổi nhiệt liền mạch.

Hợp kim thường được mô tả bằng ngôn ngữ thương mại lỏng lẻo như một loại đồng thau đặc biệt và mô tả đó gây ra các lỗi đặc điểm kỹ thuật thực sự. C61400 chỉ chứa kẽm dư và các đặc tính hữu ích của nó đến từ cấu trúc giàu nhôm chứ không phải từ kẽm. Nó cũng thực sự không chứa chì, với hàm lượng chì được giới hạn ở mức tối đa còn lại rất thấp, do đó, nó không hoạt động giống như các loại đồng thau cắt-không chứa chì trong xưởng máy. Việc có được hai thông tin này ngay ở giai đoạn báo giá sẽ tránh được hầu hết những khó khăn mà người dùng gặp phải khi chấm điểm.

Thành phần

Nhôm trong dung dịch rắn tăng cường ma trận đồng và quan trọng hơn là cho phép hợp kim tạo thành một màng oxit nhôm mỏng, bám dính trên bề mặt của nó. Sắt tinh chỉnh cấu trúc đúc. Họ cùng nhau tạo ra một loại vật liệu có độ bền gần gấp đôi so với đồng thau trơn và mức độ chống xâm thực và xói mòn mà các hợp kim đồng mềm hơn không thể đạt được.

Tổng quan về tài sản

Các số liệu về độ bền kéo và năng suất phụ thuộc vào nhiệt độ và lượng gia công nguội ở phần hoàn thiện, do đó, cần tham khảo thông số kỹ thuật quản lý của ASTM để biết các giá trị tối thiểu áp dụng cho điều kiện đặt hàng và phải thực hiện thử nghiệm cơ học trên thành phẩm.

Hiệu suất ăn mòn và mài mòn

Màng oxit nhôm bảo vệ là điều làm cho C61400 có giá trị trong môi trường hàng hải và quy trình sản xuất. Nó hoạt động tốt trong dòng nước biển chảy và trong điều kiện mà chế độ dòng chảy sẽ tước đi lớp bảo vệ khỏi đồng thau, đồng thời nó có khả năng chống lại sự hư hại do xâm thực cao, đó là lý do tại sao nó được tìm thấy trong máy bơm và van thay vì trong công việc trang trí tĩnh. Nó cũng chịu được nhiều môi trường hóa học trung tính và có tính axit nhẹ, khiến nó trở thành sự lựa chọn thiết thực cho các thành phần thiết bị hóa học.

Trong dịch vụ mài mòn, hợp kim hoạt động tốt dưới tải trọng từ trung bình đến cao với khả năng bôi trơn không hoàn hảo và nó chống lại sự ăn mòn đối với thép và thép không gỉ tốt hơn hầu hết các hợp kim đồng. Khi tải trọng trở nên rất nặng hoặc khi môi trường có axit mạnh, cấp độ đồng nhôm niken{1}} sẽ tăng thêm độ bền và khả năng chống ăn mòn với chi phí cao hơn.

Gia công, hàn và xử lý nhiệt

Gia công đồng thau bằng nhôm là một công việc khác với gia công đồng thau-cắt tự do. Hợp kim-cứng lại dưới dụng cụ, do đó, vết cắt trực tiếp hoặc một loạt ánh sáng truyền qua sẽ tạo ra lớp vỏ cứng làm tăng độ mài mòn của dụng cụ và làm hỏng lớp hoàn thiện bề mặt. Sử dụng dụng cụ cào tích cực, giữ cho thiết lập chắc chắn, duy trì cắt liên tục với lượng cấp liệu và chất làm mát phù hợp, đồng thời thay dụng cụ trước khi chúng bị cùn; kết quả là độ hoàn thiện tốt và tuổi thọ dao có thể chấp nhận được.

Hàn là thực tế với các quy trình hồ quang vonfram khí và hồ quang kim loại khí và kim loại điền bằng đồng nhôm phù hợp, sử dụng nhiệt lượng đầu vào thấp và chuẩn bị mối nối khô, sạch. Đồng nhôm dễ bị nứt và xốp khi đưa nhiệt vào quá mức hoặc bề mặt bị nhiễm bẩn, vì vậy nên ưu tiên sử dụng các hạt có dây và khả năng kiểm soát các đường xuyên qua cẩn thận. Hàn đồng và hàn khó hơn so với đồng thau vì oxit bề mặt chống ướt và chúng đòi hỏi chất trợ dung và sự chuẩn bị thích hợp để thành công.

Gia công nóng được thực hiện ở nhiệt độ bình thường đối với đồng nhôm, sau đó là ủ thích hợp; hợp kim không được thiết kế để tạo hình nguội trên diện rộng vì nó hoạt động-cứng lại nhanh chóng. Các bộ phận được tạo hình nguội hoặc được gia công kỹ càng thường được giảm ứng suất trước khi sử dụng trong môi trường khắc nghiệt.

Ứng dụng công nghiệp điển hình

Vỏ máy bơm, cánh quạt, vòng chống mòn, bộ khuếch tán và hộp nhồi dành cho nước biển và quy trình.

Thân van, ghế, đĩa và thân van dùng trong ngành hàng hải và hóa chất.

Tấm ống trao đổi nhiệt, hộp nước, vách ngăn và bên trong bình ngưng.

Vòng bi, ống lót, vòng đệm lực đẩy và tấm chống mài mòn trong máy móc hạng nặng.

Bánh răng giun và các bộ phận bánh răng chịu tải cao.

Phần cứng đóng tàu, ống lót trục chân vịt và các phụ kiện kết cấu ngoài khơi.

Làm thế nào nó so sánh với các hợp kim lân cận

Trong dòng nhôm đồng, C61300 bổ sung thêm thiếc và thường được sử dụng khi cần sự cân bằng giữa độ dẻo và khả năng chống ăn mòn, trong khi C63000 và các loại đồng nhôm niken-đúc thêm niken và mang lại độ bền cao hơn cũng như khả năng chống chịu tốt hơn trước môi trường nước biển khắc nghiệt. So với đồng thau, C61400 đánh đổi độ dẫn điện và khả năng gia công để có độ bền gần gấp đôi và khả năng chịu xâm thực và xói mòn cao hơn nhiều. So với đồng thiếc, nó mang lại độ bền cao hơn và hiệu suất tốt hơn trong việc di chuyển nước biển với chi phí là độ dẫn nhiệt và điện thấp hơn. Do đó, sự lựa chọn được thúc đẩy bởi sự kết hợp giữa tải trọng, độ mài mòn và môi trường chứ không phải bởi bất kỳ đặc tính đơn lẻ nào.

Điểm kiểm tra và những cạm bẫy thường gặp

Xác nhận rằng bản vẽ chỉ rõ đồng nhôm chứ không phải đồng thau có chì, vì các đặc tính và hoạt động gia công là khác nhau về loại.

Kiểm tra hàm lượng nhôm, sắt trên giấy chứng nhận nguyên liệu; cả sức mạnh kiểm soát và hiệu suất ăn mòn.

Xác minh độ nóng và yêu cầu kết quả kiểm tra cơ học từ thành phẩm, không phải từ phôi đúc hoặc cán.

Xem lại nước hoặc quy trình hóa học trước khi chọn hợp kim và xem xét loại đồng nhôm niken{0}}nếu nhiệm vụ nghiêm ngặt.

Lập kế hoạch cho quá trình gia công xung quanh việc làm cứng vật liệu và cho phép mất đi các đặc tính ở bất kỳ vùng hàn nào.

Câu hỏi thường gặp

Hỏi: Hợp kim đồng C61400 là gì?
Nó là một loại đồng nhôm chứa khoảng 7% nhôm và 2% sắt, với đồng là chất cân bằng và chỉ còn lại kẽm và chì. Nó được cung cấp dưới dạng ống, tấm, tấm, thanh và thanh theo tiêu chuẩn ASTM B111 và ASTM B171 và được sử dụng cho máy bơm, van, tấm ống, vòng bi và phần cứng hàng hải.

Hỏi: C61400 có phải là đồng thau có chì không?
Không. Hàm lượng chì được giới hạn ở khoảng 0,01% và hàm lượng kẽm ở mức dư lượng. Độ bền, khả năng chống mài mòn và hiệu suất trong nước biển của hợp kim đến từ nhôm và sắt, không phải từ chì hoặc kẽm và nó không gia công giống như đồng thau cắt-không chứa chì.

Q: Ưu điểm chính của C61400 là gì?
Hợp kim đồng có độ bền cao, khả năng chống mài mòn và ăn mòn tốt, hoạt động mạnh mẽ trong nước biển và nhiều môi trường hóa học cũng như khả năng chống xâm thực và va đập tuyệt vời -, tất cả đều có độ dẻo hữu ích được duy trì trong điều kiện ủ.

Hỏi: C61400 có khó gia công không?
Nó đòi hỏi sự cẩn thận hơn là một chiếc đồng thau-được cắt tự do. Hợp kim-cứng lại dưới dụng cụ, vì vậy cần có dụng cụ cào-sắc bén, thiết lập chắc chắn, đủ chất làm mát và cắt liên tục. Những đường đi nhẹ sẽ tạo ra một làn da cứng và nên tránh.

Hỏi: C61400 có hàn được không?
Có, bằng hàn hồ quang vonfram khí hoặc hàn hồ quang kim loại khí với kim loại phụ bằng đồng nhôm phù hợp và lượng nhiệt đầu vào thấp. Hàn đồng và hàn khó khăn hơn vì màng oxit bảo vệ chống ướt và chúng cần chất trợ dung và chuẩn bị bề mặt phù hợp.

Q: C61400 được sử dụng phổ biến nhất ở đâu?
Trong nước biển và máy bơm xử lý, van, tấm ống trao đổi nhiệt và hộp nước, vòng bi và ống lót, bánh răng trục vít và các ứng dụng phần cứng hàng hải - kết hợp tải trọng cơ học, độ mài mòn và môi trường ăn mòn.