AMS 4640 אלומיניום ברונזה

AMS-4640 ניקל אלומיניום ברונזה הוא חומר סגסוגת- בעל ביצועים גבוהים. AMS-4640 ניקל אלומיניום ברונזה נמצא בשימוש נרחב בתעופה וחלל, בניית ספינות, הנדסת מכונות ותחומים אחרים בשל חוזק גבוה, עמידות בפני שחיקה, עמידות בפני קורוזיה וביצועי עיבוד טובים. לדוגמה, בתחום התעופה והחלל, ניתן להשתמש בו לייצור חלקים עמידים- בחוזק ובלאי- גבוהים כגון תותבים ומסבים של גלגלי נחיתה; בבניית ספינות הוא מתאים לייצור רכיבים עמידים בפני קורוזיה כגון מדחפים ושסתומים; בהנדסת מכונות, ניתן להשתמש בו לייצור חלקים מכניים עמידים בפני שחיקה כגון גלגלי שיניים ושרוולי פיר.

C63000 הוא סגסוגת ברונזה ניקל אלומיניום בעלת ביצועים גבוהים במערכת המספור של UNS בארה"ב, השייכת לקטגוריה החזקה ביותר במשפחת הברונזה האלומיניום. יש לו מספר "תעודות זהות" בולטות בעולם:

• דרגות תקן אמריקאיות: UNS C63000, AMS 4640
• ציון תואם אירופאי: CuAl10Ni5Fe4 (CW307G)
• ציונים משוערים בסינית: QAl10-4-4, QAl9-4-4-2

חומר זה תואם למספר תקנים בינלאומיים כגון ASTM B148, B150, B171, ומשלב את העמידות בפני קורוזיה של ברונזה עם התכונות המכניות של פלדה. זהו אחד החומרים המועדפים עבור עומס גבוה וסביבות קורוזיה חזקות בתעופה וחלל, בניית ספינות, ציוד כימי ותעשיות אחרות.

הביצועים הבולטים של C63000 אינם מקריים, אלא מבוססים על עיצוב הרכב כימי מדויק. ההשפעה הסינרגטית של אלמנטים שונים יוצרת את המאפיין שלו של "שילוב קשיחות וגמישות":

• שאריות נחושת (Cu) (כ-78% עד 86%) כאלמנט מטריצה, המספק בסיס למוליכות תרמית ועמידות בפני קורוזיה
• אלמנט חיזוק ליבות אלומיניום (Al) 9.5-11.0 יוצר מבנה + דו-פאזי, המשפר משמעותית את החוזק והקשיות
• ניקל (Ni) 3.5-5.5 משפר את החוזק והקשיחות, משפר את ההתנגדות לעייפות ומעכב קורוזיה של דה-לומינציה
• ברזל (Fe) 3.5-5.5 מעדן את גודל הגרגירים, משפר את עמידות הבלאי וחוזק
• מנגן (Mn) פחות או שווה ל-1.5 מסייע בהתחמצנות לשיפור ביצועי העיבוד התרמי

• שליטה קפדנית על זיהומים עם תכולת זיהומים כוללת של פחות או שווה ל-1.0 כדי להבטיח טוהר החומר וביצועים יציבים
   

  הערה: נתוני ההרכב מקורם בתקן ASTM B150 ומפרטים טכניים כלליים בתעשייה, וייתכנו הבדלים קלים בין ספקים שונים.
  ההמצאה של עיצוב הרכב זה טמונה ביצירת שלב קשיות גבוהה (Cu ∝ Al) בין אלומיניום ונחושת, בעוד שניקל וברזל משפרים את הבלאי והעמידות בפני קורוזיה שלהם באמצעות שלבי חיזוק תמיסה מוצקה ופיזור משקעים (כגון שלב κ).

   

• חוזק גבוה: זהו הסוג החזק ביותר של ברונזה אלומיניום. חוזק המתיחה יכול להגיע ליותר מ-620 MPa במצב חישול ול-760-900 MPa לאחר טיפול בחום (המרווה+טמפרור), המתקרב לרמה של פלדה בעלת חוזק גבוה.
• קשיות גבוהה: הקשיות יכולה להגיע ל-HB 200-280 (בהתאם למצב טיפול בחום), ועמידות הבלאי מעולה.
• קשיחות טובה: למרות החוזק הגבוה שלו, הקשיחות שלו עדיפה בהרבה על הרבה פלדות חזקות- וברזל יצוק, והיא יכולה לעמוד בעומסי פגיעה.
• עמידות מעולה לעייפות: מתאים מאוד לרכיבים היכולים לעמוד בעומסים מתחלפים, כמו מדחפים ושרוולי פיר.

C63000 מציע יכולת ייצור מעולה, מה שהופך אותו להתאמה גבוהה למגוון רחב של תהליכי ייצור. להלן השיטות הנפוצות ביותר המשמשות לעיצוב ויצירת סגסוגת רב-תכליתית זו

• עיבוד שבבי - C63000 מפגין יכולת עיבוד טובה וניתן לעבד אותו בקלות באמצעות טכניקות סטנדרטיות כגון חריטה, כרסום, קידוח וקדוח. עם בחירת כלים ופרמטרי חיתוך נכונים, ניתן להשיג גימורי משטח חלקים וסובלנות מימדית הדוקה.
• ריתוך - הסגסוגת ניתנת לריתוך במספר תהליכים קונבנציונליים, כולל ריתוך קשת טונגסטן בגז (GTAW/TIG) וריתוך קשת גז מתכת (GMAW/MIG). חימום מוקדם וטיפול חום לאחר ריתוך מומלצים בדרך כלל כדי למזער מתחים שיוריים ולשמור על תכונות מכניות באזור המושפע מהחום.
• יציקה – ניתן ליצוק את C63000 לצורות מורכבות באמצעות יציקת חול ויציקת תבנית קבועה. הנזילות הטובה והתנהגות ההתמצקות שלו מאפשרת ייצור של רכיבים מורכבים באיכות עקבית.
• פרזול - הסגסוגת מתאימה היטב לפרזול חם, לייצור חלקים הדורשים חוזק ואמינות גבוהים, כגון גלגלי שיניים, מיסבים ורכיבי שסתומים. פרזול מעדן את מבנה התבואה ומשפר עוד יותר את הביצועים המכניים של החומר.
• שחול - ניתן לשחול את C63000 למגוון פרופילים וחתכים, החל מסורגים פשוטים ועד לצורות מורכבות בהתאמה אישית. זה הופך אותו לאטרקטיבי במיוחד עבור יישומים אדריכליים, ימיים וכלליים הנדסיים שבהם נדרשים קטעים ארוכים ואחידים.

כדי להבטיח בחירה נכונה ושימוש ב-C63000, חיוני להכיר את מפרטי החומר הרלוונטיים. להלן כמה מהתקנים הנפוצים ביותר עבור סגסוגת זו:

• ASTM B150 / B150M - מכסה את הדרישות עבור צלחת, גיליון, רצועה ומוט מגולגל מסגסוגת נחושת. זהו המפרט העיקרי למוצרי יצוק לשימוש כללי.
• AMS 4640 - חל באופן ספציפי על ברונזה ניקל-אלומיניום בצורה של מוטות, מוטות וחישול. מפרט זה בדרגת תעופה וחלל מטיל בקרות מחמירות יותר על מאפיינים מכניים ואבטחת איכות.
• QQ-C-465 - מפרט פדרלי המכסה סגסוגת ניקל-נחושת-אלומיניום (ברונזה ניקל-אלומיניום) מוטות, מוטות וצורות. הוא נמצא בשימוש נרחב ברכש צבאי ותעשייתי כבד.
• MIL-B-16033 - מפרט צבאי למוטות ומוטות ברונזה מניקל-אלומיניום המיועדים ליישומים תובעניים כגון להבי מדחף ורכיבים מבניים בעלי חוזק גבוה, שבהם האמינות בתנאי שירות קיצוניים היא מעל הכל.

צורות האספקה ​​של ברונזה ניקל אלומיניום C63000 הן מגוונות, וניתן לבחור אותן בהתאם לצרכי העיבוד:

• מוט נחושת: טווח קוטר של 6 מ"מ עד 200 מ"מ, הצורה הנפוצה ביותר
• לוח נחושת/רצועת נחושת: עובי 5 מ"מ ~ 50 מ"מ, משמש לייצור לוחות ואטמים עמידים לבלאי-
• צינור נחושת: קוטר חיצוני 10 מ"מ ~ 150 מ"מ, משמש לייצור שרוולי פיר עם עובי דופן אחיד
• פרזול: פרזול הניתן להתאמה אישית כדי לענות על הצרכים של רכיבים מבניים מורכבים

הצעה לרכש: יש לדרוש מהספקים לספק דוחות ניתוח ספקטרלי, תוך התמקדות באימות האם תכולת האלומיניום (9.0%~11.0%) ותכולת הניקל (4.0%~5.5%) עומדות בתקנים. במקביל, אשר אם החומר עומד בתקני ASTM B150 או AMS 4640, והבהר את מצב האספקה ​​של המוצר (חישול, התקשת גיל וכו') כדי להבטיח תאימות לדרישות התכנון.
 

• עיבוד קר מונע עיבוד רציף ללא חישול ומונע פיצוח;
• בקרת ריתוך קלט חום, הפגת מתח לאחר ריתוך;
• מומלץ לתנאי טמפרטורה-גבוהים לטווח ארוך להיות פחות או שווה ל-350 מעלות צלזיוס כדי למנוע ריכוך רקמות;
• מצב רכש ברור (חישול/טיפול בחום/שחול חם), סובלנות ממדים ותקני ביצוע.

• הנדסה ימית: צינורות קירור מי ים, צינורות ספינות, צינורות מעבה/מחליפי חום, צינורות משאבת מי ים, צינורות הידראוליים ימיים
• כימיקלים/נפט: צינורות הובלת נוזלים עמידים בפני קורוזיה, צינורות בינוניים חומציים ואלקליים, צינורות פלטפורמה ימית
• מכאני/הידראולי: צינור שמן בלחץ גבוה,-ציפוי ציוד כבד, שרוול עמיד-שחיקה, מושב שסתום/שרוול גזע
• חשמל/תעופה: צינורות מבניים עמידים בפני קורוזיה, צינורות לא-מגנטיים, אביזרי נחיתה/מערכת הידראולית

ש1: מה זה AMS 4640?
ת: AMS 4640 הוא סגסוגת ברונזה ניקל-אלומיניום בעלת חוזק גבוה, הנחשבת באופן נרחב כנקודת הבחינה לסוג חומר זה. היא מיועדת תחת מערכת המספור המאוחדת כ-UNS C63000 וידועה בשילוב יוצא הדופן של חוזק, עמידות בפני קורוזיה ועמידות בפני שחיקה.

ש 2: מה מייצג "AMS 4640"?
ת: "AMS" קיצור של Aerospace Material Specification, שפורסם על ידי SAE International. AMS 4640 הוא המפרט הספציפי המכסה סגסוגת ברונזה ניקל-אלומיניום זו בצורות כגון סורגים, מוטות, צורות, צינורות ופריטים

ש3: מה ההבדל בין AMS 4640 ל-C63000?
ת: הם אותו חומר. AMS 4640 הוא מפרט התעופה והחלל, בעוד ש-C63000 הוא ייעוד UNS (Unified Numbering System). המונחים משמשים לעתים קרובות לסירוגין.

ש 4: מדוע מוסיפים ניקל לסגסוגת זו?
ת: ניקל משפר משמעותית את עמידות החומר בפני קורוזיה וחמצון תוך מתן דחיפה משמעותית לחוזק התפוקה שלו. זה גם משפר את הקשיחות וההתנגדות לעייפות מבלי להפחית את המשיכות.

ש 5: איך AMS 4640 בהשוואה לפלדה?
ת: AMS 4640 מציע תכונות מכניות המתחרות בסוגים רבים של פלדה, אך עם היתרונות הנוספים של עמידות מעולה בפני קורוזיה, מאפיינים ללא ניצוצות וצפיפות קלה בכ-10% מפלדה.

ש6: מהו מצב HR50?
ת: HR50 מתייחס למזג הנמשך והשוחרר מהמתח. AMS 4640 מסופק בדרך כלל במצב זה כדי להשיג מבנה גרגר אופטימלי ותכונות מכניות לטיפול בעומסים כבדים ובסביבות מתח גבוהות

ש7: מדוע מועדף AMS 4640 עבור יישומי צוללות?
ת: השילוב של הסגסוגת של עמידות בפני קורוזיה, תכונות ללא ניצוצות, עמידות בפני שחיקה, חוזק גבוה ומאפייני השפעה טובים הופכים אותה לאידיאלית לשימוש ימי. בנוסף, תכונות האנטי-שיכוך שלו הן פי שניים מאלו של פלדה, מה שעוזר לדכא את הקול עבור פעולות צוללות שקטות.

ש8: האם ניתן לעבד את AMS 4640?
ת: כן. הסגסוגת מציעה יכולת עיבוד טובה עם דירוג עיבוד של כ-30%. ניתן להשתמש בטכניקות סטנדרטיות כגון חריטה, כרסום, קידוח וקדוח.

ש9: האם ניתן לרתך את AMS 4640?
ת: כן. הסגסוגת מתאימה לריתוך קשת מוגן גז (GTAW/TIG ו-GMAW/MIG) ושיטות ריתוך עמידות במגע כגון ריתוך נקודתי.

עם זאת, ריתוך אוקסיאצטילן אינו מומלץ.

ש10: האם ניתן לטפל בחום ב-AMS 4640?
ת: כן. הסגסוגת מכילה 5% ניקל וניתנת לטיפול בחום. ניתן לספק אותה במזגים שונים, כולל חישול (TQ50) ומשוך ומוריד מתח (HR50).

תגיות פופולריות: ams 4640 אלומיניום ברונזה, סין יצרני ברונזה אלומיניום ams 4640