C61400 アルミニウム青銅: 強度、耐摩耗性、機械的特性

C61400銅合金とは

UNS C61400 はアルミニウム青銅 - であり、約 7% のアルミニウムが主な合金添加物であり、約 2% の鉄が粒子構造を制御し、マトリックスを強化している銅合金です。ヨーロッパの実務では CuAl7Fe3 として知られており、プレート、シート、ストリップ、圧延棒については ASTM B171、シームレス凝縮器および熱交換器チューブについては ASTM B111 に記載されています。

この合金は真鍮として大まかに説明されることがあるため、この合金の種類については正確にする価値があります。そうではない。その独特の特性 -、高強度、耐キャビテーションおよび浸食性、海水中での強力な性能 - は、亜鉛ではなく、アルミニウムに富む相と鉄の添加によるものです-。亜鉛含有量は残留レベルに制限され、鉛含有量は非常に低い最大値に抑えられます。これは、鉛含有合金が制限されている用途では有利です。

化学組成

低い鉛制限には 2 つの影響があります。まず、この合金は鉛の含有量が規制されている用途に適しています。第 2 に、見落とされがちですが、この材料は有鉛黄銅のような自由加工挙動を持たないことを意味します。そのため、快削黄銅ではなく、加工硬化アルミニウム青銅用に選択された工具とパラメータを使用して加工する必要があります。{{3}

機械的性質

アルミニウム青銅は強力に硬化するため、完成部品に適用される焼き戻しと冷間圧延の量が、得られる特性に大きな影響を与えます。{0}したがって、購入仕様書には合金のみではなく焼き戻しを記載し、完成品の引張と降伏の結果を求める必要があります。

腐食と摩耗の挙動

C61400 は表面に酸化アルミニウムの保護膜を形成しており、この膜が過酷な環境における評判の源となっています。海水、汽水、多くの中性塩溶液、希酸、およびさまざまな工業用化学薬品に耐性があり、流れが乱流している場所や、キャビテーションや衝突攻撃によって柔らかい銅合金が損傷を受ける可能性がある場所で特に優れた性能を発揮します。

摩耗サービスにおいて、合金は負荷が中程度から高で潤滑が不完全な場合に良好に動作します。ほとんどの銅合金よりも鋼やステンレス鋼に対するかじり耐性に優れているため、ブッシュ、ベアリング、ウェアプレート、ポンプ部品に使用されています。負荷が重い場合は、多くの場合、ニッケル-アルミニウム青銅グレードが次のステップとなります。環境が優しく、コストが重要な場合には、真鍮または錫青銅で十分な場合があります。

代表的な用途

海水およびプロセスポンプ用のポンプ本体、インペラ、ウェアリング、ディフューザー。

海洋および化学サービス向けのバルブ本体、シート、ステム、トリム。

熱交換器のチューブシート、ウォーターボックス、凝縮器の部品。

船舶および産業機械のベアリング、ブッシュ、スラストワッシャー。

ウォームギアおよび高負荷のギアコンポーネント。

プロペラ シャフト ライナー、船舶用ハードウェア、海洋構造用付属品。

製作・加工・接合指導

熱間加工はアルミニウム青銅に通常使用される温度範囲で行われ、その後適切な焼きなましが行われます。この合金はすぐに加工硬化するため、大規模な冷間成形には適していません。{0}アニーリングは冷間加工された部品を柔らかくし、さらなる成形や曲げに備えて延性を回復します。-

機械加工には、ポジティブすくい工具、厳密なセットアップ、および工具を確実に使用し続ける切削パラメータが必要です。材料は工具の下で硬化するので、滞留したり光が繰り返し通過したりすると、摩耗を促進する硬い表皮が生成されます。{0}鋭利な工具、適切なクーラント、しっかりとした送りにより、最高の表面仕上げと工具寿命が得られます。

溶接は、適合するアルミニウム青銅フィラーメタルを使用したガスタングステンアークおよびガスメタルアークプロセスで実用的です。ジョイントの準備は清潔でなければならず、予熱は通常最小限で、ストリンガービーズによる低入熱により亀裂や希釈が制限されます。表面の酸化物が粘り強いため、ろう付けやはんだ付けは真鍮よりも難しく、適切なフラックスと表面処理が必要です。

検査ポイントとよくある落とし穴

証明書のアルミニウムと鉄の含有量を確認します。制御強度と腐食性能の両方を実現します。

特にアプリケーションで鉛含有合金が制限されている場合は、管理規格の鉛制限が遵守されていることを確認してください。{0}}

焼き戻しを確認し、インゴットではなく完成品からの機械試験結果を要求します。

自由加工パラメータを指定しないでください。-この合金は実質的に鉛フリーであり、それに応じて動作します。-

機械加工後に部品を溶接する場合は、溶接部での強度損失を考慮し、それに応じて接合部を設計してください。

よくある質問

Q: C61400 は真鍮ですか、それとも青銅ですか?
真鍮ではなくアルミニウム青銅です。主な合金元素は約 7% のアルミニウムと約 2% の鉄であり、亜鉛含有量は残留不純物にすぎません。その強度、耐摩耗性、海水での性能は、アルミニウムを豊富に含む構造によってもたらされます。-

Q: C61400 の機械的特性は何ですか?
これは高強度銅合金であり、一般的に最小引張強さ約 550 MPa、最小降伏強さ約 275 MPa、伸び少なくとも約 30% の市販品が挙げられています。準拠する ASTM 仕様には、各製品の形状と質に適用される最小値が表にまとめられています。

Q: C61400には鉛が含まれていますか?
鉛含有量は実質的に 0.01% という非常に低い残留最大値に抑えられているため、この合金は鉛フリーとみなされます。-これは、鉛快削黄銅のように機械加工できないことも意味します。-加工硬化アルミニウム青銅として機械加工する必要があります。-

Q: C61400 はどこで使用されますか?
通常は、ポンプ本体とインペラ、バルブ本体とトリム、熱交換器チューブシートとウォーターボックス、ベアリングとブッシュ、ウォームギア、プロペラシャフトライナー、船舶用ハードウェア - で、負荷、摩耗、腐食性媒体が組み合わされた状況です。

Q: C61400は溶接できますか?
はい、ガスタングステンアーク溶接またはガス金属アーク溶接と、それに適合するアルミニウム青銅フィラーメタルを使用します。きれいな接合部の準備と低い入熱が不可欠であり、ろう付けまたははんだ付けは、表面酸化物のため真鍮グレードよりもかなり困難です。

Q: C61400 は優れた導電体ですか?
いいえ、その導電率は低く、13% IACS 程度で、純銅よりはるかに低く、真鍮よりも下です。合金は、導電性ではなく、強度、耐摩耗性、腐食性能によって指定される必要があります。