알루미늄 청동 합금은 우수한 내식성, 고강도 및 우수한 내마모성으로 인해 해양 응용 분야에 널리 사용됩니다. 이 기사에서는 해양 장비에 사용되는 일반적인 알루미늄 청동 등급, 그 특성 및 응용 분야를 살펴봅니다.
일반적인 알루미늄 청동 등급 및 그 구성
| 등급(미국) | Cu% | 알 % | 철 % | 안에 % | 망간 % | 다른 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 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 | – | 0최대 0.5 | – |
| C95500 | 78-82 | 10-11.5 | 3.5-4.5 | 4.0-5.5 | 0최대 0.5 | – |
| 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 | 최대 1.5 | – |
알루미늄 청동 등급의 특성
| 등급(미국) | 인장 강도(MPa) | 항복강도(MPa) | 신장률(%) | 브리넬 경도 |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
해양 장비에 알루미늄 청동 등급 적용
1. C95200
- 애플리케이션: 펌프케이싱, 밸브바디, 임펠러
- 형질: 내식성 양호, 강도 보통
2. C95400
- 애플리케이션: 프로펠러, 펌프부품, 베어링
- 형질: C95200보다 강도가 높고 내마모성이 우수함
3. C95500
- 애플리케이션: 대형 프로펠러, 해양 석유 및 가스 부품
- 형질: 고강도, 우수한 내식성
4. C95800
- 애플리케이션: 해수 배관 시스템, 밸브 스템, 해양 패스너
- 형질: 내식성이 우수하고 강도 및 인성이 우수함
5. C95900
- 애플리케이션: 고응력 부품, 기어, 웜휠
- 형질: 일반 알루미늄 청동 중 강도가 가장 높으며, 내마모성이 우수합니다.
다른 해양재료와의 비교
| 재산 | 알루미늄 청동(C95800) | 316 스테인레스 스틸 | 니켈 알루미늄 청동 |
|---|---|---|---|
| 해수부식률(mm/년) | 0.02 – 0.05 | 0.1 – 0.3 | 0.02 – 0.05 |
| 인장 강도(MPa) | 690 | 515 – 690 | 650 – 740 |
| 항복강도(MPa) | 275 | 205 – 310 | 280 – 350 |
| 브리넬 경도 | 180 | 160 – 190 | 160 – 220 |
등급 선택에 영향을 미치는 요소
- 내식성: 모든 등급이 내식성이 우수하지만 부식성이 높은 환경에서는 C95800이 선호되는 경우가 많습니다.
- 강도 요구 사항: 응력이 높은 용도에는 C95500 또는 C95900이 더 적합할 수 있습니다.
- 내마모성: C95400, C95900은 내마모성이 우수하여 베어링, 기어용으로 적합합니다.
- 비용: 일반적으로 니켈 함량이 높은 등급(예: C95800)은 더 비싸지만 전반적인 성능이 더 좋습니다.
- 용접성: C95200, C95400은 일반적으로 고강도 등급에 비해 용접이 용이합니다.
사례 연구
- 프로펠러 샤프트: 한 해양 엔지니어링 회사는 프로펠러 샤프트를 스테인레스강에서 C95800으로 전환하여 부식 및 내마모성이 향상되어 사용 수명이 40% 증가했습니다.
- 해양 플랫폼 밸브: 한 석유 회사는 탄소강 밸브를 C95500 밸브로 교체하여 해수 시스템의 유지 관리 빈도를 60% 줄였습니다.
- 수중 펌프 임펠러: 한 제조사는 수중펌프의 임펠러에 C95400을 채택하여 해수에서의 치수 안정성이 향상되어 효율이 15% 향상되었습니다.
결론
해양 응용 분야에 적합한 알루미늄 청동 등급의 선택은 부품의 특정 요구 사항과 작동 환경에 따라 달라집니다. 모든 알루미늄 청동 등급은 해양 환경에서 탁월한 내식성을 제공하지만 강도, 내마모성 및 비용면에서 다릅니다.
- C95200 및 C95400은 적당한 강도가 충분한 일반 해양 응용 분야에 적합합니다.
- C95500 및 C95800은 더 높은 강도와 우수한 내식성을 요구하는 보다 까다로운 응용 분야에 선호됩니다.
- C95900은 내마모성이 중요한 고응력 부품에 이상적입니다.
엔지니어와 설계자는 해양 장비용 알루미늄 청동 등급을 선택할 때 작동 조건, 부하 요구 사항 및 경제적 요인을 신중하게 고려해야 합니다. 야금학자와 상담하고 현장 테스트를 수행하면 특정 해양 응용 분야에 대한 최적의 재료 선택을 더욱 보장할 수 있습니다.