תכונות פיתוליות וניתוח קשיות של C70600 (B10) סגסוגת נחושת-ניקל
C70600 (B10) סגסוגת נחושת-ניקל מוגשת באופן נרחב בשדות ההנדסה הימית, מחליפי חום, בניית ספינות וציוד כימי בגלל עמידות בפני קורוזיה ותכונות מכניות טובות. עבור יישומים הנדסיים, חשוב ביותר להבין את תכונות הפיתול והקשיות של סגסוגת זו. כאן אנו מנתחים את התכונות והקשיות הפיתולית מההרכב והתכונות של חומר זה.
C7 0 6 0 0 (B1 0) סגסוגת נחושת-ניקל מכונה לעתים קרובות 90-10 נחושת-ניקל, והרכיבים העיקריים שלה הם נחושת (Cu) וניקל (ni), {}}}}}}}}}}}}} באופן ספציפי, הסגסוגת מכילה 88.6%-90. 8%Cu ו- 9.0%-11. 0%Ni, בעוד שתכני הברזל נעים בין 0.4%-1. 0%ותוכן המנגן צמרת 0.05%. תוספת של ניקל משפרת את עמידות הקורוזיה של סגסוגות נחושת, ואילו כמויות קטנות של ברזל משפרות עוד יותר את ההתנגדות לפגיעה וקורוזיה של נקיק. מבנה מיקרו ייחודי זה מעניק עמידות מצוינת של סגסוגת C70600 בסביבות מלח, מאכלות גבוהות ואיזון טוב של חוזק ופלסטיות.
תכונות פיתוליות מתייחסות ליכולתו של חומר להתנגד לעיוות בפעולה של רגע פיתול. סגסוגת C70600 (B10) מאתגרת לרוב על ידי כוחות רב-ציריים ביישומים תעשייתיים, ולכן חשוב במיוחד לתפוס את ביצועיה תחת עומס פיתולי.
חוזק הפיתול של סגסוגת C70600 Copper-Nickel בטמפרטורת החדר הסטנדרטית הוא בערך 120-150 MPA, מה שגורם לו להראות התנגדות טובה כאשר הוא נתון ללחצי גזירה מסוימים, והוא מתאים במיוחד לבניית ספינות וצינורות מחוץ לחוף הדורשים תמיכה מומנטית לאורך תקופה ארוכה.
המודולוס הפיתולי של האלסטיות, כלומר היכולת של חומר להתנגד לפיתול בטווח האלסטי שלו, היא כ -130 GPA עבור C70600, ולמרות שזה מעט נמוך יותר מסגסוגות נחושת אחרות, החומר עדיין מסוגל לשמור על שלמות מבנית בתנאי טעינה פיתוליים מורכבים כתוצאה מתנגדות קורוזיה מצוינת. בנוסף, נתונים אלה מצביעים על כך שכאשר מתכננים רכיבי פיתול, ניתן להגדיל את עובי הקיר או שניתן יהיה לבצע אופטימיזציה של מבנים כדי להבטיח שהחומר יהיה עמיד ואמין ביישומים בעולם האמיתי.
הגורמים העיקריים המשפיעים על חיי העייפות של סגסוגת C70600 Copper-Nickel הם רכיבה על אופניים ומשרעת מתח. ניסויים מראים כי חוזק העייפות הפיתולי של הסגסוגת הוא כ- 50 מגה-בתים בתנאי של יותר ממיליון מחזורים. למרות שהתנגדות העייפות שלה אינה טובה כמו כמה פלדות בעלות חוזק גבוה, היא עדיין יכולה לספק את הביקוש לשימוש לטווח הארוך בסביבות הנמוכות וסביבות מאוד כמו הנדסה ימית.
הקשיות של חומר מייצגת את יכולתו להתנגד לעיוות פלסטי מקומי. בהשוואה לחומרים הנדסיים אחרים, לסגסוגת C70600 Copper-Nickel יש קשיות בטווח המתון ומראה התנגדות טובה ללבוש. קשיות ברינל שלה נמצאת בדרך כלל בטווח של 100-120 HBW, רמה המעניקה לו עמידות מספקת בלאי כדי להתנגד לשחיקה ולשמור על שלמות פני השטח, במיוחד בציוד ימי וכימי. בדיקת קשיות Vickers מספקת גם הערכה מפורטת יותר של הקשיות המקומית של החומר. הקשיות של Vickers של C70600 היא סביב 110-130 HV, ומראה שלחומר יש פלסטיות וקשיחות טובים להתנגד לפיצוח תחת לחץ גבוה יותר.
לטיפול בחום השפעה משמעותית על הקשיות של סגסוגות נחושת-ניקל. לאחר טיפול במוצק של פתרונות, הקשיות של C70600 תופחת מעט, אך לאחר עבודה קרה מתאימה כמו מתיחה או שחול, ניתן לשפר ביעילות את קשיותו. ניסויים מראים כי קשיות ברינל לאחר עבודה קרה יכולה להגיע ל -130 כ"ס, וגם כוח המתיחה וכוח התשואה ישפרו באופן משמעותי.
התכונות המכניות של סגסוגת C70600 נחושת-ניקל משתנות באופן משמעותי בטמפרטורות שונות. נתוני הניסוי מראים כי חוזק הפיתול והקשיות של החומר יורדים ככל שהטמפרטורה עולה. לדוגמה, ב -200 מעלות, חוזק הפיתול יורד ל 110MPA; וב -400 מעלות הוא יורד עוד יותר ל 85MPA, וקשיות ברינל יורדת ל 90 כ"ס. לכן יש צורך לשים לב לשינויים בחוזק החומרי ובקשחיות בעת השימוש ב- C70600 בסביבות טמפרטורה גבוהה, כדי להבטיח הפעלה בטוחה של ציוד.
סגסוגת C70600 Copper-Nickel נמצאת בשימוש נרחב בייצור חלקים כמו צינורות ימיים ופירי מדחף ספינות, ורכיבים אלה צריכים לעמוד בעומסי פיתול וחיכוך במשך זמן רב. על פי מקרים בפועל, החומר מתפקד היטב בסביבות מי ים, עם רמות מצוינות של עמידות בפני קורוזיה ויציבות פיתולית. לדוגמה, לאחר 3000 שעות של הפעלה רציפה של פיר מדחף הספינה, הבדיקה הראתה כי שינוי הקשיות היה פחות מ- 5%, ושוב אישר את הביצועים המצוינים שלו ביציבות מכנית ועמידות בלאי.
