تستخدم سبائك البرونز الألومنيوم على نطاق واسع في التطبيقات البحرية بسبب مقاومتها الممتازة للتآكل، وقوتها العالية، ومقاومة التآكل الجيدة. تستكشف هذه المقالة الدرجات الشائعة لبرونز الألومنيوم المستخدم في المعدات البحرية وخصائصها وتطبيقاتها.
درجات برونز الألمنيوم الشائعة وتركيباتها
| الصف (الولايات المتحدة) | % النحاس | آل % | الحديد٪ | في ٪ | من % | آخر |
|---|---|---|---|---|---|---|
| C95200 | 86-89 | 8.5-9.5 | 2.5-4.0 | - | 0.8-1.5 | - |
| C95400 | 85-89 | 10-11.5 | 3.0-5.0 | - | 0.5 كحد أقصى | - |
| C95500 | 78-82 | 10-11.5 | 3.5-4.5 | 4.0-5.5 | 0.5 كحد أقصى | - |
| C95800 | 79-82 | 8.5-9.5 | 3.5-4.5 | 4.0-5.0 | 0.8-1.5 | - |
| C95900 | 76-79 | 11-13 | 3.5-5.5 | 1.5-3.0 | 1.5 كحد أقصى | - |
خصائص درجات البرونز الألومنيوم
| الصف (الولايات المتحدة) | قوة الشد (MPa) | قوة الخضوع (ميجا باسكال) | استطالة (٪) | صلابة برينل |
|---|---|---|---|---|
| C95200 | 585 | 240 | 20 | 150 |
| C95400 | 620 | 275 | 12 | 170 |
| C95500 | 760 | 380 | 12 | 190 |
| C95800 | 690 | 275 | 15 | 180 |
| C95900 | 760 | 380 | 10 | 200 |
تطبيقات درجات الألومنيوم البرونزية في المعدات البحرية
1.C95200
- التطبيقات: أغلفة المضخات، أجسام الصمامات، الدفاعات
- مميزات: مقاومة جيدة للتآكل، وقوة معتدلة
2.C95400
- التطبيقات: المراوح، مكونات المضخة، المحامل
- مميزات: قوة أعلى من C95200، مقاومة جيدة للتآكل
3.C95500
- التطبيقات: المراوح الثقيلة، ومكونات النفط والغاز البحرية
- مميزات: قوة عالية، مقاومة ممتازة للتآكل
4.C95800
- التطبيقات: أنظمة أنابيب مياه البحر، وسيقان الصمامات، والمثبتات البحرية
- مميزات: مقاومة ممتازة للتآكل، وقوة جيدة وصلابة
5.C95900
- التطبيقات: مكونات الضغط العالي، التروس، العجلات الدودية
- مميزات: أعلى قوة بين برونزيات الألومنيوم الشائعة، ومقاومة جيدة للتآكل
مقارنة مع المواد البحرية الأخرى
| ملكية | برونز الألومنيوم (C95800) | 316 الفولاذ المقاوم للصدأ | النيكل الألومنيوم البرونزية |
|---|---|---|---|
| معدل التآكل في مياه البحر (مم/سنة) | 0.02 - 0.05 | 0.1 - 0.3 | 0.02 - 0.05 |
| قوة الشد (MPa) | 690 | 515 - 690 | 650 – 740 |
| قوة الخضوع (ميجا باسكال) | 275 | 205 - 310 | 280 - 350 |
| صلابة برينل | 180 | 160 - 190 | 160 - 220 |
العوامل المؤثرة في اختيار الصف
- المقاومة للتآكل: توفر جميع الدرجات مقاومة جيدة للتآكل، ولكن غالبًا ما يُفضل C95800 للبيئات شديدة التآكل.
- متطلبات القوة: بالنسبة للتطبيقات عالية الضغط، قد يكون C95500 أو C95900 أكثر ملاءمة.
- ارتداء المقاومة: توفر C95400 وC95900 مقاومة أفضل للتآكل، مما يجعلها مناسبة للمحامل والتروس.
- يكلف: بشكل عام، تكون الدرجات ذات المحتوى العالي من النيكل (مثل C95800) أكثر تكلفة ولكنها تقدم أداءً عامًا أفضل.
- قابلية اللحام: يعتبر لحام C95200 وC95400 أسهل بشكل عام من اللحام بالدرجات الأعلى قوة.
دراسات الحالة
- مهاوي المروحة: تحولت إحدى شركات الهندسة البحرية من الفولاذ المقاوم للصدأ إلى C95800 لأعمدة المروحة، مما أدى إلى زيادة في عمر الخدمة بنسبة 40% بسبب تحسين مقاومة التآكل والتآكل.
- صمامات المنصة البحرية: قامت إحدى شركات النفط باستبدال الصمامات الفولاذية الكربونية بصمامات C95500، مما أدى إلى تقليل تكرار الصيانة بنسبة 60% في أنظمة مياه البحر الخاصة بها.
- الدفاعات المضخة الغاطسة: اعتمدت إحدى الشركات المصنعة C95400 للدفاعات في المضخات الغاطسة، مما أدى إلى تحسين الكفاءة بنسبة 15% بسبب استقرار الأبعاد بشكل أفضل في مياه البحر.
خاتمة
يعتمد اختيار درجة برونز الألومنيوم المناسبة للتطبيقات البحرية على المتطلبات المحددة للمكون وبيئة التشغيل. في حين أن جميع درجات برونز الألومنيوم توفر مقاومة ممتازة للتآكل في البيئات البحرية، إلا أنها تختلف في القوة ومقاومة التآكل والتكلفة.
- C95200 وC95400 مناسبان للتطبيقات البحرية العامة حيث تكون القوة المعتدلة كافية.
- يُفضل استخدام C95500 وC95800 في التطبيقات الأكثر تطلبًا والتي تتطلب قوة أعلى ومقاومة ممتازة للتآكل.
- يعتبر C95900 مثاليًا للمكونات عالية الضغط حيث تكون مقاومة التآكل أمرًا بالغ الأهمية.
يجب على المهندسين والمصممين النظر بعناية في ظروف التشغيل ومتطلبات التحميل والعوامل الاقتصادية عند اختيار درجة برونزية من الألومنيوم للمعدات البحرية. يمكن أن يؤدي التشاور مع علماء المعادن وإجراء الاختبارات الميدانية إلى ضمان اختيار المواد الأمثل لتطبيقات بحرية محددة.