Mi az az ASTM B111 C61300 alumíniumbronz?
Az UNS C61300 egy alumíniumbronz, egyike annak a három alumíniumbronz-minőségnek, amelyeket az ASTM B111/B111M a varrat nélküli kondenzátorcsövekhez és érvéghüvelyekhez sorol fel, valamint a C60800 és a C61400. Összetétele körülbelül 7% alumíniumot tartalmaz, és egy rézmátrixban hozzáadott vasat tartalmaz. A szilárd oldatban lévő alumínium és a hűtéskor képződő vasban{7}}dús fázisok olyan kombinációt adnak az ötvözetnek, amely szilárdságot és erózióval szembeni ellenálló képességet,{8}}olyan korrózióval szembeni ellenállást biztosít, amelyhez az ónsárgaréz vagy az alumíniumsárgaréz nem fér hozzá.
Ez a tulajdonságprofil elmagyarázza, hogy hol használják az osztályzatot. A C61300 csövet olyan kondenzátorokhoz és hőcserélőkhöz választották, amelyek gyors, levegőztetett vagy szilárd{2}}vizet hordozó vizet kezelnek, valamint olyan alkatrészekhez, mint a csőlemezek, szelepek és szivattyúalkatrészek tengeri üzemben, ahol a lágy ötvözet lemosódna. Nem helyettesíti a sárgarézeket tiszta, lassan folyó hűtővízben, ahol nem indokolt alacsonyabb hővezető képessége és magasabb költsége.
Kémiai összetétel
Az ASTM B111 a C61300-at az alábbi határokon belül szabályozza; az értékek tömegszázalékban vannak megadva.
| Elem | Követelmény | Szerep |
|---|---|---|
| Réz (Cu) | Egyenleg, körülbelül 88% és több | Mátrix |
| Alumínium (Al) | 6.0-7.5 % | Erősség és védőréteg kialakítása |
| vas (Fe) | 2.0-3.0 % | Finomítja a szerkezetet; erőt emel |
| Mangán (Mn) | 0,20 % max | Maradék elem |
| Nikkel (Ni) | 0,15 % max | Maradék elem |
| Cink (Zn) | 0,30 % max | Maradék elem |
| Ón, szilícium, ólom | Egyedileg korlátozott maradék szintek | Alacsonyan tartva a hajlékonyság védelme érdekében |
A maradék határértékek többet számítanak, mint amilyennek látszanak. A vasnak elég magasnak kell lennie ahhoz, hogy finomítsa az öntött szerkezetet, de ne legyen olyan magas, hogy a durva vasban{1}}dús részecskék korróziót kiváltó helyként működjenek, és a maradék elemeket úgy zárják le, hogy az ötvözet egyfázisú alfa{2}}plusz-kappa szerkezet maradjon, ahelyett, hogy a rideg béta fázist fejlesztené.
Fizikai és mechanikai tulajdonságok
Az alumíniumbronz sűrűbb, mint a sárgaréz, körülbelül 7,9 g/cm³, és 1025 C körüli hőmérsékleten megszilárdul. Mivel a szilárd oldatban lévő alumínium szórja a hőt és az áramot is, a hő- és elektromos vezetőképesség csak néhány tíz watt per méter kelvin, és jóval alatta marad az admiralitás és az alumínium sárgarézekénél; ezért a minőséget inkább a szilárdság és az erózióállóság, mint a maximális hőátadás érdekében választják. Az anyag nem-mágneses, és magas hőmérsékleten is jól megtartja méreteit alacsony hőtágulási együtthatója miatt.
| Állapot | Szakítószilárdság | Megnyúlás | Tipikus használat |
|---|---|---|---|
| Lágyított (lágy) | Megrendelés minimum 480 MPa | 30% és több | U-hajlítás, csőlemez hengerlése |
| Nehezen rajzolt | Megrendelés minimum 620 MPa | körülbelül 12% | Egyenes nagynyomású csövek |
Az ASTM B111 minden egyes UNS-számhoz és temperáláshoz minimális szakító- és folyáshatárt rendel, és tágulási és simítási teszteket ír elő, ezért a temperálást a megrendelésen kell feltüntetni, nem pedig a malomra bízni. A keményre húzott cső nagyjából egyharmadával erősebb, mint a lágyított cső, de sokkal kisebb a hajlítási képessége, ezért az U-hajlítású kondenzátorok a lágyított állapotot használják.
Korrózió és erózióállóság
Az áramló tengervízben az ötvözet alumíniumban{0}}dús oxidfilmet hoz létre, amelyet folyamatosan javítanak mindaddig, amíg a víz a felszínen mozog. Ez kiválóan ellenáll az ütközésnek és az eróziós -korróziónak, amely két mechanizmus leggyakrabban tönkreteszi a kondenzátorcsövet. Klórozott hűtővízben és sok híg savban és lúgban is jól teljesít.
A korlátok ugyanolyan jól meghatározottak. Az alumíniumbronz nem ajánlott pangó, rosszul szellőző tengervízhez, ahol a védőfólia nem javítja meg magát, és megindul a kátyúzás vagy réstámadás. Érzékeny a feszültségkorróziós repedésekre ammóniát hordozó környezetben, és a szennyezett, szulfidokat tartalmazó kikötővíz szelektív fázistámadást okozhat, különösen, ha a csövet nem megfelelően hőkezelték. Ahol a víz lassú, piszkos és pangó, ott a réz-nikkelminőség a jobb választás; ahol gyors és tiszta, a C61300 az egyik legerősebb opció az ASTM B111 rézötvözetei között.
Tipikus alkalmazások
Kondenzátor és hőcserélő csövek nagy sebességű tengervíz üzemben
Csőlapok, víztartályok és érvéghüvelyek tengeri hőátadó berendezésekhez
Szeleptestek, ülékek és szárak tengervízhez és folyamatsorokhoz
Szivattyúházak, járókerekek, kopógyűrűk és tengelyhüvelyek
Fogaskerekek, csapágyak, vezetők és perselyek, amelyek nagy szilárdságot és kopásállóságot igényelnek
Sótalanító és fedélzeti csövek kloridoknak és homoknak kitéve
Gyártás, hegesztés és ellenőrzés
A csövet az öntött anyag meleg megmunkálásával, majd közbenső lágyításokkal hidegen húzva állítják elő, a befejezést pedig szabályozott lágyítással, amely eltávolítja a visszamaradt béta fázist. A meleg munkának egy viszonylag szűk hőmérsékleti ablakon belül kell maradnia, és a túlmelegedés, majd a lassú hűtés a klasszikus módja a rideg cső előállításának. A hideghúzás növeli az erőt és javítja a felületi minőséget; a kész csövet lágyítják, amikor meg kell hajlítani vagy csőlappá kell kitágítani.
A hegesztést TIG vagy MIG végzi a hozzáillő alumínium bronz töltőanyaggal; vékony részek esetében nincs szükség előmelegítésre, a hézagot utólag meg kell tisztítani a rézszennyeződéstől, mert a visszamaradt filmrétegek elősegítik a korróziót. A megmunkálás éles, pozitív gereblye szerszámozást, nagy előtolást és tartózkodás nélkül igényel, mivel az ötvözet könnyen megkeményedik. Kiszállítás előtt a csövet vegyi analízissel, szakító- és keménységvizsgálattal, méret- és felületvizsgálattal, hidrosztatikus nyomáspróbával és örvényáram-vizsgálattal ellenőrzik, és felülvizsgálják a hőkezelési jegyzőkönyvet, mert a korróziós teljesítmény attól ugyanúgy függ, mint az összetételtől.
GYIK
K: Mi a C61300 alumíniumtartalma?
Az ehhez a minőséghez előírt alumínium tartomány 6,0-7,5 %, 2,0-3,0 % vas hozzáadásával; a réztartalom az összetétel egyensúlya.
K: Miben különbözik a C61300 a C60800-tól és a C61400-tól?
A C60800 egy alacsonyabb alumíniumbronz, körülbelül 5% alumíniummal és arzén hozzáadásával, a C61300 és a C61400 egyaránt körülbelül 7% alumíniumot tartalmaz, és főként a vas és a maradékelem határértékében különböznek.
K: Használhatók a C61300 csövek pangó tengervízben?
Nem, az ötvözet folyamatos vízmozgásra támaszkodik, hogy megőrizze védőfóliáját; a pangó vagy rosszul levegőztetett tengervíz gödrösödést és repedéseket okoz, ezért a réz-nikkel minőséget részesítik előnyben.
K: Miért olyan fontos az alumíniumbronz hőkezelése?
A megtartott béta fázis törékennyé teszi az anyagot, és sebezhetővé teszi a szelektív fázistámadásokkal szemben, ezért a végső lágyítást és a hűtési sebességet ellenőrizni és rögzíteni kell.
K: Milyen töltőanyagot használnak a C61300 hegesztéséhez?
A TIG vagy MIG eljárásokhoz hozzáillő alumínium bronz töltőanyagot használnak, és a hézagot utólag megtisztítják, hogy eltávolítsák a rézszennyeződést, amely egyébként korróziót indítana el.
K: A C61300 mágneses?
Nem, az ötvözet nem-mágneses, ez az egyik oka annak, hogy szilárdsága és kopásállósága mellett megtalálható a tengeri és elektromos berendezésekben.
