Was ist C61400 Aluminiumbronze?
C61400 ist eine geschmiedete Aluminiumbronze, manchmal auch Aluminiumbronze D genannt. Kupfer ist das Grundelement, Aluminium ist mit etwa 6 bis 8 Masse-% und Eisen mit etwa 1,5 bis 3,5 Masse-% vorhanden. Bei der Legierung handelt es sich weder um Messing noch um Zinnbronze: Es ist das Aluminium, das den harten, haftenden Aluminiumoxidfilm liefert, der für seine Korrosionsbeständigkeit verantwortlich ist, und das Eisen, das die Körnung verfeinert und die Festigkeit erhöht.
Praktisch gesehen liegt C61400 in der Mitte der Aluminium-Bronze-Familie. Es ist fester und wesentlich beständiger gegen Meerwasser als Kupfer-{2}Zink-Messinge, lässt sich aber leichter warm bearbeiten und schweißen als die Legierungen mit höherem -Aluminiumgehalt, die für starke Beanspruchung verwendet werden. Dieses Gleichgewicht ist der Grund, warum es in Pumpen, Ventilen, Schiffsausrüstung und Wärmetauscher-Wasserkästen auftritt und nicht in Münzen oder elektrischen Leitern.
Chemische Zusammensetzung
Die Zusammensetzung von C61400 wird in den ASTM-Knetproduktnormen innerhalb der folgenden Bereiche kontrolliert. Bei den Werten handelt es sich um Massenprozente.
| Element | C61400 | Wirkung |
|---|---|---|
| Kupfer (Cu) | Rest | Matrix |
| Aluminium (Al) | 6.0–8.0 | Festigkeit, Härte, schützender Oxidfilm |
| Eisen (Fe) | 1.5–3.5 | Kornfeinung, Festigkeit, Schlagfestigkeit |
| Mangan (Mn) | 1,0 max | Desoxidation und Stärke |
| Nickel (Ni) | 1,0 max | restlich, kontrolliert |
| Zink (Zn) | 1,0 max | restlich, kontrolliert |
| Blei (Pb) | 0,01 max | für Heißverarbeitbarkeit sehr niedrig gehalten |
Die niedrigen Grenzwerte für Blei und Zink sind bewusst. Aluminiumbronze wird warm bearbeitet und geschweißt, und Blei- und Zinkrückstände beeinträchtigen beide die Heißduktilität bei der Arbeitstemperatur, weshalb diese Sorte mit geringen Rückständen und nicht als Allzweckbronze spezifiziert wird.
Mechanische Eigenschaften und Produktstandards
Aluminiumbronze wird in verschiedenen Produktformen geliefert und jede Form unterliegt einer eigenen Norm. Platten, Bleche und Streifen sind gemäß ASTM B171/B171M spezifiziert, Stangen und Stäbe gemäß ASTM B150/B150M und Rohre für Wärmeübertragungsaufgaben gemäß ASTM B111/ASME SB111, die zusammen die zulässige Zusammensetzung, die verfügbaren Härtegrade und die Mindestzugeigenschaften für jeden Härtegrad definieren.
Festigkeit und Härte:Die von den Herstellern angegebenen mechanischen Eigenschaften hängen vollständig von der gelieferten Härte ab. Der geglühte Zustand ergibt die geringste Festigkeit bei höchster Duktilität und wird dort eingesetzt, wo Teile geformt werden müssen; Die kaltverformten Härtegrade ergeben eine wesentlich höhere Zugfestigkeit, Streckgrenze und Härte bei verringerter Dehnung. Geben Sie immer die Stimmung an, nicht nur die Note.
Verschleiß- und Lagerverhalten:Die Legierung weist eine gute Beständigkeit gegen adhäsiven und abrasiven Verschleiß auf und wird für Buchsen, Verschleißplatten und Gleitflächen verwendet, die gegen Stahl laufen, normalerweise mit Fett- oder Wasserschmierung.
Ermüdung und Auswirkungen:Durch die Kombination aus mäßiger Dehngrenze und guter Zähigkeit eignet sich die Sorte für Pumpenlaufräder und Ventile, die Druckpulsationen und gelegentlichen Stoßbelastungen ausgesetzt sind.
Thermische und elektrische Eigenschaften:Wie alle Kupferlegierungen leitet Aluminiumbronze Wärme und Elektrizität gut, jedoch weitaus schlechter als reines Kupfer; Die Legierung wurde eher für den Einsatz im Meerwasser als für die Leitfähigkeit ausgewählt.
Anwendungen in der Schifffahrts- und Prozessindustrie
Pumps:Laufräder, Verschleißringe, Gehäuse und Wellenhülsen für den Einsatz in Meerwasser, Sole und Schlamm, wo Beständigkeit gegen Kavitationsschäden und Aufprall erforderlich ist.
Ventile und Armaturen:Gehäuse, Scheiben, Sitze und Schäfte für Seewasser- und Prozessventile sowie zugehörige Flansche und Armaturen.
Wärmetauscher-Wasserkästen und Rohrböden:Komponenten, die mit hoher Geschwindigkeit auf die Kühlwasserseite treffen und daher einem Aufprallangriff ausgesetzt sind.
Marine-Hardware:Propellerwellen und -hülsen, Ruder- und Heck-rohrkomponenten, Befestigungselemente, Meerwasserleitungskomponenten und Decksbeschläge.
Industrieausrüstung:Verschleißplatten, Buchsen, Schneckenräder, Gleitlager, Schweißbrennerspitzen und Komponenten, die verdünnten Säuren, Laugen und Salzlösungen ausgesetzt sind.
Prozessanlage:Geräte zum Umgang mit nicht-oxidierenden Säuren und chloridhaltigen Lösungen-, bei denen der Aluminiumoxidfilm stabil bleibt.
Korrosionsbeständigkeit und Einsatzgrenzen
Der Aluminiumoxidfilm, der sich spontan auf der Oberfläche bildet, ist der Grund für den Ruf dieser Sorte. Bei Beschädigung bildet es sich schnell neu, sodass die Legierung Turbulenzen, Kavitation und Schwebstoffen standhält, die den Schutzfilm auf Messing zerstören. In Meerwasser und fließendem Brackwasser funktioniert es besonders gut und ist weitaus widerstandsfähiger gegen Stöße und Erosion-Korrosion als Admiralitätsmessing.
Die Grenzen sind ebenso klar definiert. Aluminiumbronze eignet sich nicht für stark oxidierende oder stark reduzierende Säuren, für ammoniakhaltige Lösungen oder für den Dampfbetrieb bei hohen Temperaturen, bei denen der Schutzfilm angegriffen oder die Legierung versprödet wird. Wenn diese Medien vorhanden sind, sollte die Spezifikation zu einer Nickel-Kupfer- oder Kupfer-Nickel-Legierung übergehen, anstatt Aluminiumbronze aus dem vorgesehenen Bereich zu verdrängen.
Fertigungs-, Schweiß- und Inspektionspunkte
Warmarbeiten:die Legierung wird im für die Sorte geeigneten Aluminiumbronzebereich warmverformt; Überhitzung verursacht Heißhunger, weshalb eine Zusammensetzung mit niedrigem-Blei- und niedrigem-Zinkgehalt zwingend erforderlich ist.
Kaltumformung:Die Sorte lässt sich gut kalt verarbeiten und formen, härtet jedoch schnell aus, sodass eine mehrstufige Umformung zwischen-Glühen erforderlich ist.
Bearbeitung:Verwenden Sie scharfe Hartmetallwerkzeuge mit positivem Span-, starke Vorschübe und reichlich Kühlmittel und achten Sie darauf, den Schnittlastanstieg zu vermeiden, der auftritt, wenn das Werkzeug stumpf wird.
Schweißen:Sowohl das Gas-Wolfram-Lichtbogenschweißen als auch das Gas-Metall-Lichtbogenschweißen funktionieren. Der Füllstoff sollte zur Grundlegierung passen, die Verbindung sollte sorgfältig vorbereitet und gereinigt werden und bei dickeren Abschnitten wird eine Vorwärmung durchgeführt, um thermische Risse zu vermeiden.
Besichtigung und Kauf:Bestätigen Sie die Qualität und Härte auf dem Mühlenzertifikat, überprüfen Sie die chemische Analyse anhand der oben genannten Grenzwerte und fordern Sie die Ergebnisse der mechanischen Tests für die bestellte Härte an. Fügen Sie für druckführende Teile eine zerstörungsfreie Prüfung gemäß den Konstruktionsvorschriften hinzu.
Nicht durch Aussehen ersetzen.Aluminiumbronze und Manganbronze sind beide gelb und werden häufig verwechselt, aber Manganbronze ist ein hochfestes Messing und verhält sich in Meerwasser ganz anders, insbesondere unter Belastung in Gegenwart von Ammoniak.
FAQ
F: Handelt es sich bei C61400 um Messing oder Bronze?
Es handelt sich um eine geschmiedete Aluminiumbronze. Obwohl die Farbe einigen Messingsorten ähnelt, sind die Festigkeit und die Korrosionsbeständigkeit gegenüber Meerwasser auf Aluminium und Eisen zurückzuführen, nicht auf Zink, und das Verarbeitungsverhalten folgt dem von Aluminiumbronzen.
F: Welche Zusammensetzungsbereiche gibt es für C61400?
Ungefähr 6,0 bis 8,0 % Aluminium und 1,5 bis 3,5 % Eisen, wobei Mangan, Nickel und Zink jeweils auf maximal 1,0 % begrenzt sind, Blei auf maximal 0,01 % begrenzt ist und der Rest Kupfer ist.
F: Welche Standards decken C61400 ab?
Platten, Bleche und Bänder sind unter ASTM B171/B171M, Stangen und Stäbe unter ASTM B150/B150M und Wärmeübertragungsrohre unter ASTM B111/ASME SB111 spezifiziert. Jede Norm gibt die temperaturabhängigen mechanischen Anforderungen an.
F: Warum wird für Pumpenteile C61400 gegenüber Admiralitätsmessing bevorzugt?
Da der Aluminiumoxidfilm Turbulenzen, Kavitation und Schwebstoffe, die den Schutzfilm vom Messing ablösen, übersteht, widersteht die Legierung Stößen und Erosion-Korrosion in schnell-fließendem Meerwasser weitaus besser.
F: Kann C61400 geschweißt werden?
Ja. Beim Gas-Wolfram-Lichtbogen- und Gas-Metall-Lichtbogenschweißen wird jeweils ein passender Zusatzwerkstoff verwendet, und dickere Abschnitte werden vorgewärmt, um das Risiko von Rissen zu verringern. Aufgrund des hartnäckigen Oxidfilms ist eine saubere Nahtvorbereitung wichtiger als bei Stahl.
F: In welchen Umgebungen sollte C61400 nicht verwendet werden?
Stark oxidierende oder reduzierende Säuren, ammoniakhaltige Lösungen und Hochtemperatur-Dampfanwendungen liegen außerhalb des vorgesehenen Bereichs. Für diese Bedingungen sollte eine Kupfer-Nickel-Legierung spezifiziert werden.
