Wat is C61400-koperlegering
UNS C61400 is een aluminiumbrons - een koperlegering waarin aluminium de belangrijkste legeringstoevoeging is, met ongeveer 7%, terwijl ijzer met ongeveer 2% de korrelstructuur controleert en de matrix versterkt. Het is in de Europese praktijk bekend als CuAl7Fe3 en komt voor in ASTM B171 voor plaat, plaat, strip en gewalst staaf en in ASTM B111 voor naadloze condensor- en warmtewisselaarbuis.
Het is de moeite waard om precies te zijn over de familie, omdat de legering soms losjes wordt beschreven als messing. Dat is niet zo. De onderscheidende eigenschappen - hoge sterkte, weerstand tegen cavitatie en erosie, en sterke prestaties in zeewater - komen van de aluminium-rijke fase en de toevoeging van ijzer, niet van zink. Het zinkgehalte is beperkt tot een restniveau en het loodgehalte wordt tot een zeer laag maximum beperkt, wat een voordeel is bij toepassingen waar lood-dragende legeringen beperkt zijn.
Chemische samenstelling
| Element | Vereiste % | Effect |
|---|---|---|
| Cu | 88,0 min | matrix |
| Al | 6.0-8.0 | belangrijkste versterker; bouwt de beschermende oppervlaktefilm op |
| Fe | 1.5-3.5 | verfijnt de korrelstructuur; verhoogt de sterkte en slijtvastheid |
| Mn | Maximaal 1,0 | residu; draagt bij aan kracht |
| Zn | Maximaal 1,0 | resterende onzuiverheid |
| Pb | Maximaal 0,01 | residu; legering is feitelijk lood-vrij |
De lage leadlimiet heeft twee gevolgen. Ten eerste is de legering geschikt voor diensten waarbij het loodgehalte gereguleerd is. Ten tweede, en vaak over het hoofd gezien, betekent dit dat het materiaal niet het vrije-bewerkingsgedrag van loodhoudend messing heeft, en dus moet worden bewerkt met gereedschappen en parameters die zijn gekozen voor een werk-hardend aluminiumbrons in plaats van voor vrij-snijdend messing.
Mechanische eigenschappen
| Eigendom | Gedrag |
|---|---|
| Treksterkte | hoog voor een koperlegering; buis en staaf worden vrijgegeven tegen de minimumwaarden die zijn weergegeven in ASTM B111 en ASTM B171 voor de bestelde tempering, en commercieel C61400-product wordt gewoonlijk aangehaald met een minimale treksterkte van ongeveer 550 MPa |
| Opbrengststerkte | doorgaans geschat op een minimum van ongeveer 275 MPa, wat een bruikbaar laadvermogen- oplevert in pomp-, klep- en slijtagedelen |
| Verlenging | doorgaans ten minste 30% in gegloeide toestand, zodat de legering ondanks haar sterkte taaiheid behoudt |
| Hardheid en slijtage | goede weerstand tegen glijslijtage, vreten en schurende aantasting vergeleken met messing en puur koper |
| Elektrische geleidbaarheid | laag, in de orde van 13% GBCS; de legering is geselecteerd op sterkte en corrosieweerstand, niet op geleidbaarheid |
Omdat aluminiumbrons-sterk hard hardt, hebben de temperatuur en de hoeveelheid koudereductie die op het afgewerkte onderdeel wordt toegepast een grote invloed op de geleverde eigenschappen. Aankoopspecificaties moeten daarom de temperatuur vermelden en niet alleen de legering, en moeten vragen naar trek- en vloeiresultaten van het eindproduct.
Corrosie- en slijtagegedrag
C61400 ontwikkelt een beschermende aluminiumoxidefilm op het oppervlak, en die film is de bron van zijn reputatie in agressieve omgevingen. Het is bestand tegen zeewater, brak water, veel neutrale zoutoplossingen, verdunde zuren en een reeks industriële chemicaliën, en presteert bijzonder goed op plaatsen waar de stroming turbulent is en waar cavitatie of botsingen zachtere koperlegeringen zouden beschadigen.
Bij slijtage gedraagt de legering zich goed bij gemiddelde tot hoge belastingen en een onvolmaakte smering. Het is beter bestand tegen vreten tegen staal en roestvrij staal dan de meeste koperlegeringen. Daarom wordt het aangetroffen in bussen, lagers, slijtplaten en pomponderdelen. Als de lasten zwaar zijn, is een nikkel-aluminiumbronssoort vaak de volgende stap hoger; waar het milieu gunstig is en de kosten van cruciaal belang zijn, kan een messing- of tinbrons voldoende zijn.
Typische toepassingen
Pomplichamen, waaiers, slijtringen en diffusers voor zeewater- en procespompen.
Kleplichamen, zittingen, stelen en bekledingen voor de maritieme en chemische dienst.
Warmtewisselaarbuisplaten, waterkasten en condensorcomponenten.
Lagers, bussen en drukringen in maritieme en industriële machines.
Wormwielen en zwaarbelaste tandwielcomponenten.
Schroefasvoeringen, maritieme hardware en offshore structurele fittingen.
Begeleiding bij fabricage, bewerking en verbinding
Heet bewerken wordt uitgevoerd in het temperatuurbereik dat gebruikelijk is voor aluminiumbrons, gevolgd door een geschikte ontlating; de legering is niet bedoeld voor uitgebreid koudvervormen, omdat deze-snel uithardt. Door gloeien wordt een koud-bewerkt onderdeel zacht en wordt de taaiheid hersteld voor verdere vervorming of buiging.
Bewerking vereist gereedschap met een positieve spaanhoek, rigide opstellingen en snijparameters die het gereedschap ingeschakeld houden; het materiaalwerk-hardt uit onder het gereedschap, zodat langdurig en herhaald licht een harde huid oplevert die de slijtage versnelt. Scherp gereedschap, voldoende koelmiddel en stevige voeding zorgen voor de beste oppervlakteafwerking en standtijd.
Lassen is praktisch met gaswolfraamboog- en gasmetaalboogprocessen met behulp van een bijpassend aluminiumbrons vulmetaal. De voorbereiding van de voeg moet schoon zijn, het voorverwarmen is normaal gesproken minimaal, en de lage warmte-inbreng met stringer kralen beperkt scheuren en verdunning. Hardsolderen en solderen zijn moeilijker dan bij messing vanwege het hardnekkige oppervlakteoxide, en vereisen een geschikte vloeimiddel- en oppervlaktevoorbereiding.
Inspectiepunten en veelvoorkomende valkuilen
Controleer het aluminium- en ijzergehalte op het certificaat; zowel controlesterkte als corrosieprestaties.
Controleer of de loodlimiet van de geldende norm wordt gerespecteerd, vooral als de toepassing lood-dragende legeringen beperkt.
Bevestig de temperatuur en eis mechanische testresultaten van het eindproduct in plaats van van de staaf.
Geef geen vrije-bewerkingsparameters op; de legering is effectief lood-vrij en gedraagt zich dienovereenkomstig.
Als het onderdeel na de bewerking wordt gelast, houd dan rekening met het krachtverlies in de laszone en ontwerp de verbinding dienovereenkomstig.
Veelgestelde vragen
Vraag: Is C61400 messing of brons?
Het is aluminiumbrons, geen messing. Het belangrijkste legeringselement bestaat uit ongeveer 7% aluminium met ongeveer 2% ijzer, en het zinkgehalte is slechts een resterende onzuiverheid. De sterkte, slijtvastheid en zeewaterprestaties zijn te danken aan de aluminium-structuur.
Vraag: Wat zijn de mechanische eigenschappen van C61400?
Het is een koperlegering met hoge{0}}sterkte waarvan een commercieel product gewoonlijk wordt vermeld met een minimale treksterkte van ongeveer 550 MPa, een minimale vloeigrens van ongeveer 275 MPa en een rek van minstens ongeveer 30%. De geldende ASTM-specificaties geven de minimumwaarden weer die van toepassing zijn op elke productvorm en temperatuur.
Vraag: Bevat C61400 lood?
Het loodgehalte wordt op een zeer laag restmaximum gehouden, feitelijk 0,01%, dus de legering wordt als lood-vrij beschouwd. Dat betekent ook dat het niet bewerkt als loodvrij-messing; het moet worden bewerkt als werk-hardend aluminiumbrons.
Vraag: Waar wordt de C61400 gebruikt?
Typisch in pomplichamen en waaiers, kleplichamen en trim, buizenplaten en waterkasten van warmtewisselaars, lagers en bussen, wormwielen, schroefasvoeringen en maritieme hardware - situaties waarin belasting, slijtage en een corrosief medium worden gecombineerd.
Vraag: Kan C61400 worden gelast?
Ja, met gaswolfraamboog of gasmetaalbooglassen en een bijpassend aluminiumbrons vulmetaal. Een schone verbindingsvoorbereiding en een lage warmte-inbreng zijn essentieel, en hardsolderen of solderen is aanzienlijk moeilijker dan bij messingsoorten vanwege de oppervlakteoxide.
Vraag: Is de C61400 een goede elektrische geleider?
Nee. De elektrische geleidbaarheid is laag, in de orde van 13% IACS, ver onder zuiver koper en onder messing. De legering moet worden gespecificeerd op sterkte, slijtvastheid en corrosieprestaties, niet op geleidbaarheid.
