Tarp visų vario lydinių,aliuminio bronzos (ypač nikelio{0}}aliuminio bronzos, pvz., C63000)yra tinkamiausia jūrinei aplinkai. Jo pranašumą lemia išskirtinis atsparumas korozijai, mechaninis stiprumas ir suderinamumas su atšiauriomis jūros vandens sąlygomis (didelis druskingumas, chloro jonai, biologinis užsiteršimas ir ciklinis drėgnas{1}}sausas poveikis). Toliau pateikiamas išsamus paaiškinimas, kodėl aliuminio bronza pranoksta kitus vario lydinius (pvz., alavo bronzą, žalvarį, varį -nikelį) jūroje, remiantis medžiagų mokslo principais ir pramonės standartais (ASTM B124, ISO 431, NACE MR0175):
Didelė jūros vandens chlorido jonų (Cl⁻) koncentracija (3,5–3,8 % masės) labai ėsdina daugumą metalų, sukelia duobių, plyšių koroziją ir cinko išnykimą. Aliuminio bronza tai sprendžia dviem svarbiais mechanizmais:
Pasyviojo oksido plėvelės susidarymas:
Aliuminis (Al) lydinyje reaguoja su deguonimi ir jūros vandeniu, sudarydamas tankų, sukibimąaliuminio oksido (Al2O3) pasyvioji plėvelėant paviršiaus. Ši plėvelė yra chemiškai stabili chloridinėje aplinkoje, nepralaidi jonams ir savaime-gyja-, jei yra subraižyta ar pažeista, ji greitai atsinaujina, kad būtų išvengta tolesnės korozijos. Skirtingai nuo alavo bronzos (Cu-Sn) ar žalvario (Cu-Zn), kuriems trūksta šios apsauginės plėvelės, aliuminio bronza apsaugo nuo įdubimų ir plyšių korozijos net ir ilgai panardinant į jūros vandenį.
Atsparumas dezincifikacijai:
Žalvaris (pvz., C26000, C28000) yra linkęs į dezincinimą-ardomąjį procesą, kai cinkas (Zn) selektyviai išplaunamas iš lydinio, paliekant porėtą, trapią vario matricą. Alavo bronza taip pat kenčia nuo riboto atsparumo chloridui, todėl paviršius degraduoja. Aliuminio bronzoje nėra cinko ir subalansuota Cu-Al-Ni-Fe sudėtis, todėl visiškai pašalinama dezincifikacijos rizika.
Veiklos duomenys:
Remiantis ASTM G44 (druskos purškimo bandymais) ir jūros poveikio bandymais, aliuminio bronzos (C63000)<0.1 mm/year corrosion ratejūros vandenyje -palyginti su alavo bronza (C51000: 0,3-0,5 mm per metus) ir žalvariu (C26000: 0,8-1,2 mm per metus). Svarbių komponentų (pvz., sraigtų, vožtuvų) tarnavimo laikas yra 5–10 kartų ilgesnis nei kitų vario lydinių.
Jūrų komponentai (pvz., sraigtai, velenai, guoliai, siurblio sparnuotės) susiduria ne tik su korozija, bet ir su didelėmis apkrovomis, trintimi ir smūgiais. Aliuminio bronza čia puikiai tinka:
Tempimo stiprumas ir kietumas:
Atkaitintos aliuminio bronzos (C60600) tempiamasis stipris yra 500-700 MPa, o kietumas HB 100-130-daug didesnis nei alavo bronzos (300-500 MPa, HB 80-110) ir vario-nica, 0-060C7 MP1-0-0-060 HB 80-100). Termiškai apdorota nikelio-aliuminio bronza (C63000) pasiekia iki 900 MPa tempimo stiprumą ir HB 220-260 kietumą, todėl gali atlaikyti dideles apkrovas ir abrazyvinį smėlio, nuosėdų ar jūros organizmų susidėvėjimą.
Tvirtumas ir atsparumas nuovargiui:
Nikelio (Ni) ir geležies (Fe) pridėjimas pagerina lydinio mikrostruktūrą (sudaro tarpmetalines fazes, tokias kaip κ-karbidai), padidina tvirtumą ir atsparumą cikliniam nuovargiui. Tai labai svarbu komponentams, patiriantiems nuolatinį įtempimą (pvz., sraigtai, besisukantys dideliu greičiu, vožtuvai dažnai atidaromi/užsidaro), nes neleidžia atsirasti įtrūkimams ir plisti.
Jūrinis biologinis užteršimas (prisiriša svirnos, midijos, dumbliai) padidina laivų pasipriešinimą, sumažina efektyvumą ir pagreitina koroziją, nes įtrūkimai sulaiko jūros vandenį. Aliuminio bronza slopina biologinį užsiteršimą:
Toksiškumas jūrų organizmams:
Nedideli aliuminio ir vario jonų kiekiai išsiskiria iš lydinio paviršiaus, todėl susidaro mažos-koncentracijos toksiška aplinka, kuri stabdo bioplėvelių augimą. Nors vario -nikelio lydiniai taip pat pasižymi tam tikru atsparumu biologiniam užsiteršimui, dėl didesnio aliuminio bronzos kietumo organizmams sunkiau prisitvirtinti ir prasiskverbti į paviršių.
Valymo paprastumas:
Lygi, tanki pasyvi aliuminio bronzos plėvelė supaprastina valymą (pvz., valant korpusą arba apdorojant ultragarsu), nepažeidžiant lydinio atsparumo korozijai-, skirtingai nei minkštesni lydiniai (pvz., alavo bronza), kurie lengvai subraižo ir sukuria naujas korozijos vietas.
Norėdami pabrėžti aliuminio bronzos pranašumus, toliau pateikiamas palyginimas su kitais įprastais vario lydiniais jūrinėje aplinkoje:{0}}
Jūrų naudojimui dominuoja dvi klasės, kurių kiekviena yra optimizuota pagal konkretų scenarijų:
C63000 (nikelio{1}}aliuminio bronza):
Sudėtis: 85% Cu, 9% Al, 4% Ni, 2% Fe
Stiprumas: tempiamasis stipris=700-900 MPa (termiškai-apdorotas), kietumas=HB 220-260
Geriausiai tinka: Kritiniams komponentams, kuriems reikalingas didžiausias atsparumas korozijai ir stiprumas (pvz., sraigtai, jūriniai velenai, siurblio sparnuotės, atviroje jūroje esančios platformos jungtys). Atitinka NACE MR0175 rūgščių paslaugų ir ASTM B124 jūrinės bronzos standartus.
C60600 (10 % aliuminio bronzos):
Sudėtis: 90% Cu, 10% Al
Stiprumas: tempiamasis stipris=500-700 MPa (atkaitintas), kietumas=HB 100-130
Geriausiai tinka: ne{0}}kritiniams laivybos komponentams (pvz., vožtuvams, jungiamosioms detalėms, kronšteinams), kai atsižvelgiama į kainą, tačiau atsparumas korozijai išlieka esminis.
Aliuminio bronza (ypač C63000 nikelio{1}}aliuminio bronza) yra optimalus vario lydinys jūrinei aplinkai dėl savoneprilygstamas atsparumo chlorido korozijai, didelio mechaninio stiprumo, atsparumo dilimui ir biologinio užteršimo slopinimo derinys. Nors jo kaina didesnė nei žalvario ar alavo bronzos, ilgas tarnavimo laikas, nedideli priežiūros reikalavimai ir gebėjimas atlaikyti atšiaurias jūros vandens sąlygas yra ekonomiškiausias{1}}svarbiausių jūrinių komponentų pasirinkimas. Kalbant apie užsienio prekybos programas, pabrėžiant, kad jis atitinka tarptautinius standartus (ASTM, ISO, NACE) ir įrodytas jūrų pramonės (laivyba, nafta / dujos jūroje) veiklos rezultatai padės klientams atpažinti jos vertės pasiūlymą.
