C63200 Bronze en aluminium et ses alternatives équivalentes: Comparaison des coûts et des performances

1. Introduction

Le bronze en aluminium C63200, un alliage à base de cuivre haute performance, est largement utilisé dans les applications critiques dans les industries marines, aérospatiales, pétrolières et gaziers et de machines lourdes. Cette analyse complète examine C63200 aux côtés de ses alternatives équivalentes potentielles, fournissant des comparaisons détaillées de la composition chimique, des propriétés mécaniques, des considérations de fabrication et des rapports coûts-performance. Ce guide vise à aider les spécialistes des achats, les ingénieurs et les professionnels de la sélection des matériaux à prendre des décisions éclairées lors de l'approvisionnement en matériaux pour les applications exigeantes.

2. C63200 Bronze en aluminium: spécifications de base

Tableau 1: Composition chimique du bronze en aluminium C63200 (%)

Al	Avec	Fe	Pb	Mn	Ni	Et
8,7-9,5	Rem.	3.5-4.3	0.02 maximum	1.2-2.0	4.0-4.8	0.1 maximum
9h0000 *	82.0000 *	4.0000 *	–	1,6000 *	4.0000 *	–

* Valeurs nominales

Tableau 2: Propriétés mécaniques du bronze en aluminium C63200

Propriété	Valeur	Unité
Résistance à la traction	621-950	MPa
Limite d'élasticité	310-365	MPa
Élongation	9-25	%
Dureté Brinell	120-210	HB
Densité	7.6	g/cm³
Propriétés mécaniques de l'acier à outils AISI HSS M2	110	GPa
Conductivité thermique	42	W/m·K
Coefficient de dilatation thermique	16.2	µm/m·K
Conductivité électrique	7	% IACS

3. Alternatives équivalentes directes à C63200

3.1 Équivalents standard internationaux

Tableau 3: Équivalents de normes internationales pour C63200

Pays	Standard	La désignation	Niveau d'équivalence
Etats-Unis	ASTHME	UNS C63200	Référence
L'Europe 	AU	CuAl10Ni5Fe4	Haut
Allemagne	DE	CuAl10Ni5Fe4	Haut
Royaume-Uni	BS	CA106	Haut
Japon	JIS	CAC702	Moyen
Chine	FR	KAL10-4-4	Haut
Russie	GOST	Brazhnmts 9-4-4-1	Moyen
International	ISO	Seasf10f5n5	Moyen-élevé

3.2 Comparaison de la composition chimique

Tableau 4: Comparaison de la composition chimique de C63200 et de ses équivalents directs (%)

Alliage	Standard	Al	Avec	Fe	Pb	Mn	Ni	Et	Les autres
C63200	ASTHME	8,7-9,5	Rem.	3.5-4.3	0.02 maximum	1.2-2.0	4.0-4.8	0.1 maximum	–
CuAl10Ni5Fe4	AU	8.5-10.5	Rem.	3.0-5.0	0.02 maximum	0.5-2.5	4.0-6.0	0.1 maximum	Zn≤0,5
CA106	BS	8.8-10.0	Rem.	3.0-5.0	00,01 maximum	0.5-2.0	4.0-5.5	0.1 maximum	Zn≤0,5
CAC702	JIS	8.5-10.0	Rem.	2.0-4.0	00,05 maximum	1,5-3,0	4.0-5.5	0.3 maximum	–
KAL10-4-4	FR	9.0-10.5	Rem.	3.5-5.0	00,01 maximum	0.5-2.0	4.0-5.0	0.1 maximum	–

3.3 Comparaison des propriétés mécaniques

Tableau 5: Comparaison des propriétés mécaniques de C63200 et d'équivalents directs

Alliage	Résistance à la traction (MPa)	Limite d'élasticité (MPa)	Allongement (%)	Dureté (HB)
C63200 (ASTM)	621-950	310-365	9-25	120-210
Cual10ni5fe4 (en)	650-830	300-350	10-20	140-200
CA106 (BS)	640-800	300-340	12-18	140-190
CAC702 (il)	590-780	280-330	10-18	130-180
QAL10-4-4 (GB)	640-820	300-350	10-20	140-200

4. Catégories de matériel alternatif

4.1 Autres notes de bronze en aluminium

Tableau 6: Comparaison alternative des grades de bronze en aluminium

Alliage	NOUS#	Al (%)	Différences clés	Coût relatif	Note de performance
C63000	C63000	9.0-11.0	AL supérieur, propriétés similaires	105%	Haut
C63020	C63020	10.0-11.5	Résistance plus élevée, moins ductile	110%	Haut
C62300	C62300	8.5-10.0	Ni inférieur, résistance réduite	85%	Moyen-élevé
C95400	C95400	10.0-11.5	Pas de ni, une résistance à la corrosion inférieure	80%	Moyen
C95500	C95500	10.0-11.5	Contient du ni, une force plus élevée	90%	Haut

4.2 Alternatives en bronze en aluminium nickel

Tableau 7: Alternatives en bronze en aluminium nickel

Alliage	NOUS#	Composition clé	Propriétés clés	Ratio de coût à C63200	Meilleures applications
C95800	C95800	Cu-9Al-4Fe-4Ni	Résistance à la corrosion plus élevée	115%	Hélices marines, pompes
C95700	C95700	CU-12AL-6FE-2NI	Résistance supérieure, ductilité inférieure	110%	Roulements robustes
C95900	C95900	CU-12AL-6NI-2.5FE	Excellente résistance à l'usure	120%	Pièces d'atterrissage des avions

4.3 Alternatives en bronze non en aluminium

Tableau 8: Matériaux alternatifs en bronze non aluminium

Catégorie de matériel	Exemple d'alliage	Comparaison des propriétés clés	Ratio de coûts	Compatibilité
Bronze phosphoreux	C52400	Force inférieure, meilleure conductivité électrique	75%	Moyen
Bronze de manganèse	C86300	Résistance plus élevée, résistance à la corrosion plus faible	80%	Moyen
Bronze en silicium	C87300	Meilleure machinabilité, résistance à l'usure plus faible	85%	Moyen
Cuivre beryllium	C17200	Plus haute résistance, excellentes propriétés de printemps	180%	Moyen-doux
Nickel-silver	C75200	Force inférieure, bonne résistance à la corrosion	90%	À faible médium

4.4 Alternatives non-Copper

Tableau 9: Matériaux alternatifs non basés

Catégorie de matériel	Exemple	Performance comparative	Ratio de coûts	Chevauchement de l'application
Acier inoxydable	316L	Force plus élevée, frottement plus faible	65%	Moyen
Alliages de nickel	Monels 400	Résistance à la corrosion supérieure, coût plus élevé	160%	Haut pour marin
Alliages en titane	Ti-6Al-4V	Force à poids plus élevé, coût beaucoup plus élevé	280%	À faible médium
Plastiques d'ingénierie	Jeter un coup d'œil	Léger, auto-lubrifiant et inférieur	85%	Faible
Roulements composites	PTFE / FIBRE	Faible frottement, capacité de charge limitée	70%	Très bas

5. Analyse du coût-performance

5.1 Indice de coût des matériaux relatifs

Tableau 10: Indice relatif des coûts des matériaux (C63200 = 100)

Matériel	Coût des matières premières	Coût de traitement	Indice total des coûts	Tendance des coûts (2 ans)
C63200	100	100	100	Écurie
Cual10ni5fe4 (en)	95-105	95-105	95-105	Écurie
C63000	100-110	100-105	100-108	Légère augmentation
C95400	75-85	90-100	80-90	Écurie
C95800	110-120	105-115	110-120	Croissant
316L	55-65	70-80	60-70	Volatil
Monels 400	150-170	140-160	145-165	Croissant
Jeter un coup d'œil	160-180	40-50	80-90	Écurie

5.2 Évaluation des performances par application

Tableau 11: Évaluation des performances par application (échelle 1-10, 10 = meilleur)

Matériel	Marin	Oil & Gas	Aérospatial	Machinerie lourde	Évaluation globale de la valeur
C63200	9	8	8	9	8.5
CuAl10Ni5Fe4	9	8	8	9	8.5
C95400	7	7	6	8	7.5
C95800	9	9	8	8	8.8
316L	7	7	6	6	7.5
Monels 400	9	9	7	6	7.0
Jeter un coup d'œil	6	7	8	5	6.5

6. Considérations de fabrication

6.1 Comparaison de la processabilité

Tableau 12: Adéabilité du processus de fabrication (échelle 1-10, 10 = excellent)

Matériel	Moulage au sable	Coulée centrifuge	Moulage d'investissement	Usinabilité	Soudabilité
C63200	9	9	8	7	6
CuAl10Ni5Fe4	9	9	8	7	6
C95400	8	9	7	6	5
C95800	8	9	7	6	6
316L	6	7	8	5	8
Monels 400	6	7	7	5	7
Jeter un coup d'œil	N / A	N / A	N / A	8	N / A

6.2 Considérations de la chaîne d'approvisionnement

Tableau 13: Facteurs de la chaîne d'approvisionnement

Matériel	Disponibilité mondiale	Délai de livraison (semaines)	Diversité des fournisseurs	Stabilité des prix
C63200	Haut	4-6	Haut	Moyen
CuAl10Ni5Fe4	Haut	4-6	Haut	Moyen
C95400	Haut	3-5	Haut	Moyen
C95800	Moyen-élevé	5-8	Moyen	À faible médium
316L	Très haut	2-4	Très haut	Moyen
Monels 400	Moyen	6-10	Moyen	Faible
Jeter un coup d'œil	Moyen	3-5	Moyen	Haut

7. Équivalence spécifique à l'application

Tableau 14: Alternatives recommandées par application

Application	Premier choix	Deuxième choix	Troisième choix	Facteur de sélection des clés
Roulements marins	C63200	C95800	Monels 400	mais il y a des limites
Composants de vannes	C63200	CuAl10Ni5Fe4	316L	Manipulation de la pression
Bagues de pompage	C63200	C95400	C95800	Résistance à l'usure
Engrenages	C63200	C95500	Acier durci	Force
Composants hydrauliques	C63200	CuAl10Ni5Fe4	Jeter un coup d'œil	Capacité de pression
Aménagements d'avions	C63200	C95900	Ti-6Al-4V	Optimisation du poids
Équipement offshore	C63200	C95800	Monels 400	mais il y a des limites

8. Méthodologie de sélection pour les matériaux équivalents

Tableau 15: Matrice de décision pour la sélection des matériaux

Facteur de sélection	Masse	C63200	CuAl10Ni5Fe4	C95800	316L SS	Monels 400	Jeter un coup d'œil
Résistance mécanique	20%	9	9	8	8	7	5
mais il y a des limites	25%	8	8	9	7	9	9
Résistance à l'usure	20%	9	9	8	6	7	6
Rentabilité	15%	7	7	6	8	5	6
Disponibilité	dix%	8	8	7	9	6	7
Transformation	dix%	8	8	8	7	6	8
Score pondéré	100%	8.25	8.25	7,85	7.30	6.90	6,75

9. Conclusion et recommandations

Le bronze en aluminium C63200 reste un excellent choix de matériau pour les applications exigeantes nécessitant une combinaison de résistance, de résistance à la corrosion et de propriétés d'usure. Les alternatives équivalentes les plus directes se trouvent dans la norme européenne CUAL10NI5FE4 et la standard chinoise QAL10-4-4, qui offrent des caractéristiques de performance et un coût presque identiques.

Pour les applications sensibles aux coûts où certains compromis de performance sont acceptables, le bronze en aluminium C95400 présente une alternative viable à environ 15 à 20% de coût. Dans des environnements hautement corrosifs, en particulier les applications d'eau de mer, le bronze en aluminium nickel C95800 peut justifier son coût de 10 à 20% par une longévité supérieure.

Pour les professionnels de l'approvisionnement, les recommandations suivantes s'appliquent:

Demander une documentation de certification matérielle pour vérifier la composition et les propriétés
Considérez la disponibilité régionale et les délais de plomb dans les décisions d'approvisionnement
Évaluer le coût total de la possession, y compris l'entretien et la fréquence de remplacement
Établir des relations avec plusieurs fournisseurs pour assurer la disponibilité des matériaux
Pour les applications critiques, effectuez des tests de performance avec des matériaux alternatifs avant la mise en œuvre complète

En évaluant soigneusement les facteurs d'équivalence présentés dans cette analyse, les spécialistes des achats et les ingénieurs peuvent prendre des décisions éclairées lors de la sélection des alternatives au bronze en aluminium C63200, équilibrant les exigences de performance avec des considérations de coûts.