一、簡介
C63000鋁製青銅是一種高級基於銅的合金，以其出色的機械強度，耐腐蝕性和在苛刻應用中的性能而聞名。這項全面的分析研究了C63000以及其潛在的等效替代方案，為採購專家，工程師和材料選擇專業人員提供了詳細的化學成分，機械性能，製造業注意事項和成本表現比率的詳細比較。本指南旨在促進在航空航天，海洋，石油和天然氣以及重型工業部門的關鍵應用中採購材料時，促進明智的決策。
2。 C63000鋁青銅：基線規格
表1：C63000鋁青銅的化學組成（％）
| 鋁 | 和 | 鐵 | 鉛 | 錳 | 你 | 和 |
|---|
| 9.0-11.0 | 雷姆。 | 2.0-4.0 | 0最大.02 | 最大 1.5 | 4.0-5.5 | 0最大.25 |
| 10.0* | 81.25* | 3.0* | – | 1.0* | 4.5* | 0.25* |
*名義值
表2：C63000鋁青銅的機械性能
| 財產 | 價值 | 單元 |
|---|
| 抗拉強度 | 690-860 | 兆帕 |
| 屈服強度 | 380-450 | 兆帕 |
| 伸長 | 6-15 | % |
| 布氏硬度 | 170-240 | 乙肝 |
| 密度 | 7.6 | 克/立方厘米 |
| 彈性模量 | 117 | 帕 |
| 導熱係數 | 38 | 瓦/米·K |
| 熱膨脹係數 | 16.0 | 微米/米·K |
| 電導率 | 6個 | ％iacs |
3。 c63000的直接等效替代品
3.1國際標準等效物
表3：C63000的國際標準等效物
| 國家 | 標準 | 指定 | 等效水平 |
|---|
| 美國 | ASTM | UNS C63000 | 參考 |
| 歐洲 | 在 | 銅鋁10鎳5鐵4 | 高的 |
| 德國 | 從 | SEASF10F5N5 | 高的 |
| 英國 | 學士學位 | CA104 | 中高 |
| 日本 | 日標 | CAC704 | 中等的 |
| 中國 | 國標 | KAL10-5-5 | 高的 |
| 俄羅斯 | 國家標準 | Brazhnfe 10-5-5 | 中高 |
| 國際的 | 國際標準化組織 | SEASF10F5N5 | 高的 |
3.2化學成分比較
表4：C63000及其直接等效物的化學組成比較（％）
| 合金 | 標準 | 鋁 | 和 | 鐵 | 鉛 | 錳 | 你 | 和 | 其他 |
|---|
| C63000 | ASTM | 9.0-11.0 | 雷姆。 | 2.0-4.0 | 0最大.02 | 最大 1.5 | 4.0-5.5 | 0最大.25 | – |
| 銅鋁10鎳5鐵4 | 在 | 8.5-10.5 | 雷姆。 | 3.0-5.0 | 0最大.02 | 0.5-2.5 | 4.0-6.0 | 0最大.1 | Zn≤0.5 |
| CA104 | 學士學位 | 9.0-11.0 | 雷姆。 | 2.0-4.0 | 0最大.01 | 1.0-2.0 | 4.0-6.0 | 0.2 最大 | Zn≤0.5 |
| CAC704 | 日標 | 9.0-11.0 | 雷姆。 | 2.0-4.0 | 0.05 最大 | 1.0-2.0 | 4.0-6.0 | 0最大.3 | – |
| KAL10-5-5 | 國標 | 9.0-11.0 | 雷姆。 | 4.0-5.5 | 0最大.01 | 0.5-1.5 | 4.5-6.0 | 0.2 最大 | – |
3.3機械性能比較
表5：機械性能比較C63000和直接等效物
| 合金 | 抗拉強度（兆帕） | 屈服強度（MPa） | 伸長率（%） | 硬度（HB） |
|---|
| C63000（ASTM） | 690-860 | 380-450 | 6-15 | 170-240 |
| cual10ni5fe4（en） | 650-830 | 350-420 | 8-15日 | 160-220 |
| CA104（BS） | 680-840 | 360-430 | 7-15 | 170-230 |
| CAC704（HE） | 650-820 | 350-420 | 6-12 | 170-220 |
| QAL10-5-5（GB） | 680-850 | 370-440 | 7-14 | 170-230 |
4。替代材料類別
4.1其他鋁製青銅等級
表6：替代鋁青銅等級比較
| 合金 | 我們＃ | 鋁(%) | 主要差異 | 相對成本 | 績效評級 |
|---|
| C63200 | C63200 | 8.7-9.5 | 較低的Al，更好的延展性 | 95％ | 高的 |
| C63020 | C63020 | 10.0-11.5 | 較高的Al，硬度增加 | 105％ | 很高 |
| C62300 | C62300 | 8.5-10.0 | 較低的ni強度降低 | 85% | 中高 |
| C95400 | C95400 | 10.0-11.5 | 沒有NI，較低的耐腐蝕性 | 80％ | 中等的 |
| C95500 | C95500 | 10.0-11.5 | 包含ni，相似的強度 | 90％ | 高的 |
4.2鎳鋁青銅替代品
表7：鎳鋁青銅替代品
| 合金 | 我們＃ | 關鍵組成 | 主要特性 | 成本比與C63000 | 最佳應用 |
|---|
| C95800 | C95800 | Cu-9Al-4Fe-4Ni | 較高的耐腐蝕性 | 110％ | 海洋螺旋槳，閥門 |
| C95700 | C95700 | CU-12AL-6FE-2NI | 強度較高，延展性較低 | 105％ | 重型軸承 |
| C95900 | C95900 | CU-12AL-6NI-2.5FE | 優異的耐磨性 | 115％ | 飛機起落架零件 |
4.3非鋁青銅替代品
表8：非鋁青銅替代材料
| 材料類別 | 示例合金 | 關鍵屬性比較 | 成本比 | 相容性 |
|---|
| 磷青銅 | C52400 | 較低的強度，更好的電導率 | 70％ | 低-中 |
| 錳青銅 | C86300 | 相似的強度，較低的耐腐蝕性 | 75％ | 中等的 |
| 矽青銅 | C87300 | 更好的可加工性，較低的磨損性 | 80％ | 中等的 |
| 鈹銅 | C17200 | 更高的強度，優秀的春季特性 | 170％ | 中等的 |
| 鎳絲 | C75200 | 較低的強度，良好的耐腐蝕性 | 85% | 低的 |
4.4基於非Copper的替代方案
表9：基於非Copper的替代材料
| 材料類別 | 示例等級 | 比較性能 | 成本比 | 應用重疊 |
|---|
| 不銹鋼 | 17-4ph | 較高的強度，較低的摩擦力 | 70％ | 中高 |
| 鎳合金 | 鉻鎳鐵合金 625 | 耐腐蝕性，成本較高 | 180％ | 海軍陸戰隊高 |
| 鈦合金 | Ti-6Al-4V | 更高的強度重量，成本要高得多 | 300％ | 中等的 |
| 雙工不銹鋼 | 2205 | 良好的耐腐蝕性，成本較低 | 80％ | 中等的 |
| 複合軸承 | PTFE/青銅 | 低摩擦，負載能力有限 | 65% | 低的 |
5。成本績效分析
5.1相對材料成本指數
表10：相對材料成本指數（C63000 = 100）
| 材料 | 原料成本 | 加工成本 | 總成本指數 | 成本趨勢（2年） |
|---|
| C63000 | 100 | 100 | 100 | 穩定的 |
| cual10ni5fe4（en） | 95-105 | 95-105 | 95-105 | 穩定的 |
| C63200 | 90-100 | 95-105 | 92-102 | 穩定的 |
| C95400 | 75-85 | 90-100 | 80-90 | 輕微下降 |
| C95800 | 105-115 | 100-110 | 103-113 | 增加 |
| 17-4ph ss | 65-75 | 75-85 | 68-78 | 易揮發的 |
| 鉻鎳鐵合金 625 | 170-190 | 150-170 | 160-180 | 增加 |
| Ti-6Al-4V | 280-320 | 150-170 | 240-270 | 易揮發的 |
5.2按應用進行性能評級
表11：通過應用程序評級（1-10比例，10 =最佳）
| 材料 | 航天 | 海洋 | Oil & Gas | 重型機械 | 總體價值等級 |
|---|
| C63000 | 9 | 8個 | 8個 | 9 | 8.5 |
| 銅鋁10鎳5鐵4 | 8個 | 8個 | 8個 | 9 | 8.3 |
| C63200 | 8個 | 9 | 8個 | 9 | 8.5 |
| C95400 | 6個 | 7 | 7 | 8個 | 7.0 |
| C95800 | 8個 | 9 | 9 | 8個 | 8.5 |
| 17-4ph ss | 9 | 7 | 8個 | 8個 | 8.0 |
| 鉻鎳鐵合金 625 | 9 | 9 | 9 | 7 | 8.5 |
| Ti-6Al-4V | 10 | 8個 | 7 | 6個 | 7.8 |
6. 製造注意事項
6.1加工性比較
表12：製造過程適用性（1-10比例，10 =極好）
| 材料 | 砂模鑄造 | 離心鑄造 | 熔模鑄造 | 可加工性 | 可焊性 | 熱處理反應 |
|---|
| C63000 | 8個 | 9 | 8個 | 6個 | 5個 | 9 |
| 銅鋁10鎳5鐵4 | 8個 | 9 | 8個 | 6個 | 5個 | 9 |
| C63200 | 9 | 9 | 8個 | 7 | 6個 | 8個 |
| C95400 | 8個 | 9 | 7 | 6個 | 5個 | 7 |
| C95800 | 8個 | 9 | 7 | 6個 | 6個 | 7 |
| 17-4ph ss | 6個 | 7 | 8個 | 5個 | 8個 | 9 |
| 鉻鎳鐵合金 625 | 5個 | 6個 | 7 | 4個 | 8個 | 7 |
| Ti-6Al-4V | 4個 | 5個 | 7 | 3個 | 7 | 8個 |
6.2供應鏈考慮
表13：供應鏈因素
| 材料 | 全球可用性 | 交貨時間（週） | 供應商的多樣性 | 價格穩定 | 可回收性 |
|---|
| C63000 | 高的 | 5-7 | 高的 | 中等的 | 高的 |
| 銅鋁10鎳5鐵4 | 高的 | 5-7 | 高的 | 中等的 | 高的 |
| C63200 | 高的 | 4-6 | 高的 | 中等的 | 高的 |
| C95400 | 高的 | 3-5 | 高的 | 中等的 | 高的 |
| C95800 | 中高 | 5-8 | 中等的 | 低-中 | 高的 |
| 17-4ph ss | 很高 | 2-4 | 很高 | 中等的 | 高的 |
| 鉻鎳鐵合金 625 | 中等的 | 8-12 | 中等的 | 低的 | 中等的 |
| Ti-6Al-4V | 中等的 | 10-14 | 中等的 | 低的 | 中等的 |
7。特定於應用的等效性
表14：申請推薦的替代方案
| 應用 | 首選 | 第二選擇 | 第三選擇 | 關鍵選擇因子 |
|---|
| 航空航天軸承 | C63000 | C63020 | Ti-6Al-4V | 強度到重量 |
| 海洋軸 | C63000 | C95800 | 鉻鎳鐵合金 625 | 耐腐蝕性能 |
| Oil & gas valves | C63000 | C95800 | 17-4ph | 壓力容量 |
| 重型機械齒輪 | C63000 | C63200 | 17-4ph | 耐磨性 |
| 高快速應用 | C63000 | 鉻鎳鐵合金 625 | C95800 | 溫度穩定性 |
| 結構成分 | C63000 | C63200 | 17-4ph | 抗疲勞性 |
| 緊固件 | C63000 | 17-4ph | Ti-6Al-4V | 力量 |
| 襯套和軸承 | C63000 | C63200 | C95400 | 負載容量 |
8。等效材料的選擇方法
表15：材料選擇的決策矩陣
| 選擇因子 | 重量 | C63000 | 銅鋁10鎳5鐵4 | C63200 | 17-4ph ss | C95800 | 鉻鎳鐵合金 625 |
|---|
| 機械強度 | 25% | 9 | 8個 | 8個 | 9 | 8個 | 9 |
| 耐腐蝕性能 | 20% | 8個 | 8個 | 8個 | 7 | 9 | 10 |
| 耐磨性 | 15% | 9 | 8個 | 9 | 7 | 8個 | 7 |
| 成本效益 | 15% | 7 | 7 | 7 | 8個 | 6個 | 4個 |
| 可加工性 | 10% | 6個 | 6個 | 7 | 5個 | 6個 | 4個 |
| 可用性 | 10% | 8個 | 8個 | 8個 | 9 | 7 | 6個 |
| 可焊性 | 5% | 5個 | 5個 | 6個 | 8個 | 6個 | 8個 |
| 加權分數 | 100% | 8.05 | 7.65 | 7.90 | 7.70 | 7.65 | 7.40 |
9。區域市場的可用性和定價趨勢
表16：區域可用性和價格變化
| 地區 | C63000可用性 | 價格指數 | 領先的供應商 | 進口考慮 |
|---|
| 北美 | 高的 | 100 | Copper & Brass Fabricators Council members | 國內供應強大 |
| 歐洲 | 高的 | 105-110 | KME，Wieland，Aurubis | 歐盟材料認證 |
| 中國 | 中高 | 85-95 | 寧波，上海銅合金供應商 | 需要質量驗證 |
| 日本 | 中等的 | 110-120 | JX Nippon採礦，三菱材料 | 高質量，高價 |
| 印度 | 中等的 | 90-100 | 印度斯坦銅，區域鑄造廠 | 可變質量 |
| 中東 | 低-中 | 115-125 | 主要進口 | 進口職責，交貨時間 |
| 澳大利亞 | 中等的 | 110-120 | 區域分銷商 | 運輸成本因素 |
表17：五年價格趨勢分析（指數：2020 = 100）
| 年 | C63000 | C63200 | C95800 | 17-4ph ss | 銅索引 | 鎳指數 |
|---|
| 2020 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 2021 | 118 | 116 | 122 | 108 | 125 | 135 |
| 2022 | 132 | 128 | 138 | 116 | 135 | 150 |
| 2023 | 128 | 125 | 135 | 120 | 130 | 145 |
| 2024年 | 125 | 122 | 130 | 115 | 128 | 140 |
| 2025* | 120 | 118 | 128 | 118 | 125 | 138 |
*投影值
10。結論和採購建議
C63000鋁製青銅在需要高強度，良好耐腐蝕性和磨損特性的苛刻應用中提供出色的性能。在歐洲標準Cual10ni5fe4和中國標準QAL10-5-5中可以找到最直接的等效替代方案，它們提供了非常相似的性能特徵，成本差異很小。
C63200提出了一種出色的替代方案，其可加工性稍好且相似的機械性能，成本可比或略低。對於具有極端腐蝕要求的應用，尤其是在海洋環境中，C95800鎳鋁青銅可以通過出色的性能和壽命來證明其成本高5-10％。
對於採購專業人員，以下戰略建議適用：
- 與不同地區的多個供應商建立關係，以減輕供應鏈風險
- 始終請求材料認證文檔以驗證組成和屬性
- 考慮總擁有成本，包括維護和替換頻率，而不僅僅是初始材料成本
- 對於非關鍵應用，將17-4PH不銹鋼評估為潛在的節省成本替代方案
- 監視銅和鎳商品價格，因為這些價格會顯著影響鋁製青銅成本
- 在價格波動或供應限制期間，保持關鍵組件的安全庫存
- 為緊急情況開發標準化的材料替代協議
通過仔細評估本分析中提出的等效因素，採購專家和工程師可以在選擇C63000鋁製青銅的替代方案時做出明智的決定，平衡性能要求與成本考慮因素和供應鏈彈性。
