1. Wprowadzenie

C63200 aluminum bronze, a high-performance copper-based alloy, is widely used in critical applications across marine, aerospace, oil and gas, and heavy machinery industries. This comprehensive analysis examines C63200 alongside its potential equivalent alternatives, providing detailed comparisons of chemical composition, mechanical properties, manufacturing considerations, and cost-performance ratios. This guide aims to assist procurement specialists, engineers, and material selection professionals in making informed decisions when sourcing materials for demanding applications.

2. C63200 Aluminum Bronze: Baseline Specifications

Table 1: Chemical Composition of C63200 Aluminum Bronze (%)

GlinCuFePbMnWI
8.7-9.5Rem.3,5-4,300,02 maks1,2-2,04,0-4,800,1 maks
9.0000*82.0000*4.0000*1.6000*4.0000*

*Wartości nominalne

Table 2: Mechanical Properties of C63200 Aluminum Bronze

NieruchomośćWartośćJednostka
Wytrzymałość na rozciąganie621-950MPa
Siła plonowania310-365MPa
Wydłużenie9-25%
Twardość Brinella120-210HB
Gęstość7.6g/cm³
Moduł sprężystości110GPa
Przewodność cieplna42W/m · k
Współczynnik rozszerzalności cieplnej16.2μm/m · k
Przewodnictwo elektryczne7% IACS

3. Direct Equivalent Alternatives to C63200

3.1 Międzynarodowe równoważniki standardowe

Table 3: International Standards Equivalents for C63200

KrajStandardPrzeznaczeniePoziom równoważności
USAASTMUS C63200Odniesienie
EuropaWCuAl10Ni5Fe4Wysoki
NiemcyODCuAl10Ni5Fe4Wysoki
Wielka BrytaniaBSCA106Wysoki
JaponiaJISCAC702Średni
ChinyGBQAl10-4-4Wysoki
RosjaGOSTBrAZhNMts 9-4-4-1Średni
MiędzynarodowyISOCuAl10Fe5Ni5Średni-wysoki

3.2 Porównanie składu chemicznego

Table 4: Chemical Composition Comparison of C63200 and Its Direct Equivalents (%)

StopStandardGlinCuFePbMnWIInni
C63200ASTM8.7-9.5Rem.3,5-4,300,02 maks1,2-2,04,0-4,800,1 maks
CuAl10Ni5Fe4W8.5-10.5Rem.3,0-5,000,02 maks0.5-2.54.0-6.000,1 maksZn ≤ 0,5
CA106BS8.8-10.0Rem.3,0-5,000,01 maks0.5-2.04.0-5.500,1 maksZn ≤ 0,5
CAC702JIS8.5-10.0Rem.2,0-4,000,05 maks1,5-3,04.0-5.500,3 maks
QAl10-4-4GB9.0-10.5Rem.3.5-5.000,01 maks0.5-2.04,0-5,000,1 maks

3.3 Porównanie właściwości mechanicznych

Table 5: Mechanical Properties Comparison of C63200 and Direct Equivalents

StopWytrzymałość na rozciąganie (MPa)Granica plastyczności (MPa)Wydłużenie (%)Twardość (HB)
C63200 (ASTM)621-950310-3659-25120-210
CuAl10Ni5Fe4 (EN)650-830300-35010-20140-200
CA106 (BS)640-800300-34012-18140-190
CAC702 (JIS)590-780280-33010-18130-180
QAl10-4-4 (GB)640-820300-35010-20140-200

4. Alternatywne kategorie materiałów

4.1 Inne gatunki brązu aluminium

Tabela 6: Porównanie alternatywnych gatunków brązu

StopNAS#Al (%)Kluczowe różniceKoszt względnyOcena wydajności
C63000C630009,0-11,0Higher Al, similar properties105%Wysoki
C63020C6302010.0-11.5Higher strength, less ductile110%Wysoki
C62300C623008.5-10.0Lower Ni, reduced strength85%Średni-wysoki
C95400C9540010.0-11.5No Ni, lower corrosion resistance80%Średni
C95500C9550010.0-11.5Zawiera Ni, wyższą siłę90%Wysoki

4.2 Nickel Aluminum Bronze Alternatives

Table 7: Nickel Aluminum Bronze Alternatives

StopNAS#Kluczowy kompozycjaKluczowe właściwościCost Ratio to C63200Najlepsze aplikacje
C95800C95800CU-9AL-4FE-4NIHigher corrosion resistance115%Marine propellers, pumps
C95700C95700Cu-12Al-6Fe-2NiWyższa wytrzymałość, niższa plastyczność110%Heavy-duty bearings
C95900C95900Cu-12Al-6Ni-2.5FeDoskonała odporność na zużycie120%Aircraft landing gear parts

4.3 Non-Aluminum Bronze Alternatives

Table 8: Non-Aluminum Bronze Alternative Materials

Kategoria materialnaExample AlloyKey Properties ComparisonWskaźnik kosztówCompatibility
Phosphor BronzeC52400Lower strength, better electrical conductivity75%Średni
Manganese BronzeC86300Higher strength, lower corrosion resistance80%Średni
Silicon BronzeC87300Better machinability, lower wear resistance85%Średni
Miedź berylowaC17200Higher strength, excellent spring properties180%Medium-Low
Nickel-SilverC75200Lower strength, good corrosion resistance90%Niskie średnio

4.4 Non-Copper Based Alternatives

Table 9: Non-Copper Based Alternative Materials

Kategoria materialnaPrzykładowa ocenaWydajność porównawczaWskaźnik kosztówNakładanie się aplikacji
Stal nierdzewna316LHigher strength, lower friction65%Średni
Stopy nikluMonele 400Superior corrosion resistance, higher cost160%High for marine
Titanium AlloysTi-6Al-4VHigher strength-to-weight, much higher cost280%Niskie średnio
Engineered PlasticsPEEKLightweight, self-lubricating, lower strength85%Niski
Composite BearingsPTFE/FiberLow friction, limited load capacity70%Bardzo niski

5. Analiza kosztów wydajności

5.1 Wskaźnik kosztów materiałów względnych

Table 10: Relative Material Cost Index (C63200 = 100)

MateriałKoszt surowcaKoszt przetwarzaniaCałkowity wskaźnik kosztówTrend kosztów (2 lata)
C63200100100100Stabilny
CuAl10Ni5Fe4 (EN)95-10595-10595-105Stabilny
C63000100-110100-105100-108Niewielki wzrost
C9540075-8590-10080-90Stabilny
C95800110-120105-115110-120Wzrastający
316L Stainless55-6570-8060-70Lotny
Monele 400150-170140-160145-165Wzrastający
PEEK160-18040-5080-90Stabilny

5.2 Ocena wydajności według aplikacji

Table 11: Performance Rating by Application (1-10 scale, 10=best)

MateriałMorskiOil & GasPrzemysł lotniczyHeavy MachineryOgólna ocena wartości
C6320098898,5
CuAl10Ni5Fe498898,5
C9540077687,5
C9580099888.8
316L Stainless77667,5
Monele 40099767.0
PEEK67856,5

6. Rozważania produkcyjne

6.1 Porównanie przetwarzania

Table 12: Manufacturing Process Suitability (1-10 scale, 10=excellent)

MateriałCasting piaskuOdlewanie odśrodkoweCasting inwestycyjnyObrabialnośćSpawalność
C6320099876
CuAl10Ni5Fe499876
C9540089765
C9580089766
316L Stainless67858
Monele 40067757
PEEKnie dotyczynie dotyczynie dotyczy8nie dotyczy

6.2 Rozważania łańcucha dostaw

Table 13: Supply Chain Factors

MateriałGlobalna dostępnośćCzas realizacji (tygodnie)Różnorodność dostawcówStabilność cen
C63200Wysoki4-6WysokiŚredni
CuAl10Ni5Fe4Wysoki4-6WysokiŚredni
C95400Wysoki3-5WysokiŚredni
C95800Średni-wysoki5-8ŚredniNiskie średnio
316L StainlessBardzo wysoki2-4Bardzo wysokiŚredni
Monele 400Średni6-10ŚredniNiski
PEEKŚredni3-5ŚredniWysoki

7. Równoważność specyficzna dla aplikacji

Table 14: Recommended Alternatives by Application

PodaniePierwszy wybórDrugi wybórTrzeci wybórKluczowy współczynnik wyboru
Marine bearingsC63200C95800Monele 400Odporność na korozję
Elementy zaworuC63200CuAl10Ni5Fe4316LObsługa ciśnienia
Pump bushingsC63200C95400C95800Odporność na zużycie
PrzekładnieC63200C95500Hardened steelWytrzymałość
Składniki hydrauliczneC63200CuAl10Ni5Fe4PEEKPressure capacity
Osprzęt lotniczyC63200C95900Ti-6Al-4VWeight optimization
Offshore equipmentC63200C95800Monele 400Odporność na korozję

8. Metodologia selekcji dla równoważnych materiałów

Table 15: Decision Matrix for Material Selection

Czynnik wyboruWagaC63200CuAl10Ni5Fe4C95800316L SSMonele 400PEEK
Siła mechaniczna20%998875
Odporność na korozję25%889799
Odporność na zużycie20%998676
Opłacalność15%776856
Dostępność10%887967
Processability10%888768
Ważony wynik100%8.258.257,857.306.906,75

9. Conclusion and Recommendations

C63200 aluminum bronze remains an excellent material choice for demanding applications requiring a combination of strength, corrosion resistance, and wear properties. The most direct equivalent alternatives are found in the European standard CuAl10Ni5Fe4 and the Chinese standard QAl10-4-4, which offer nearly identical performance characteristics and cost.

For cost-sensitive applications where some performance compromise is acceptable, C95400 aluminum bronze presents a viable alternative at approximately 15-20% lower cost. In highly corrosive environments, particularly seawater applications, C95800 nickel aluminum bronze may justify its 10-20% higher cost through superior longevity.

For procurement professionals, the following recommendations apply:

  1. Request material certification documentation to verify composition and properties
  2. Consider regional availability and lead times in sourcing decisions
  3. Evaluate total cost of ownership including maintenance and replacement frequency
  4. Build relationships with multiple suppliers to ensure material availability
  5. For critical applications, conduct performance testing with alternative materials before full implementation

By carefully evaluating the equivalence factors presented in this analysis, procurement specialists and engineers can make informed decisions when selecting alternatives to C63200 aluminum bronze, balancing performance requirements with cost considerations.