CuAl10Ni5Fe4: Die langlebige Legierung für kritische industrielle Anwendungen

Wenn es um Legierungen geht, die rauen Umgebungen standhalten können, CuAl10Ni5Fe4 ist ein Name, der häufig auftaucht. Diese Kupfer-Aluminium-Nickel-Eisen-Legierung, auch bekannt als Nickel-Aluminium-Bronzewird geschätzt für seine Stärke, Korrosion Widerstandund Verschleißfestigkeit. Ob Sie sich nun mit Schiffsanwendungen, Raumfahrttechnik, oder Öl und Gas Projekten ist CuAl10Ni5Fe4 ein Werkstoff, der den härtesten Bedingungen gewachsen ist.

In diesem Leitfaden erfahren Sie alles, was Sie wissen müssen über CuAl10Ni5Fe4-von der Zusammensetzung und den mechanischen Eigenschaften bis hin zu den Anwendungen, Preisen und dem Vergleich mit anderen Legierungen. Am Ende dieses Artikels werden Sie klar verstehen, warum CuAl10Ni5Fe4 in so vielen Branchen ein beliebtes Material ist.

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Übersicht

CuAl10Ni5Fe4 ist eine Nickel-Aluminium-Bronze-Legierung mit einer typischen Zusammensetzung von 10% Aluminium, 5% Nickelund 4% Eisen. Diese zusätzlichen Elemente erhöhen die Eigenschaften der Legierung erheblich. mechanische Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeitund eignet sich daher für den Einsatz in extreme Umgebungen.

Diese Legierung gehört zur Gruppe der Kupferlegierungsfamilie sondern zeichnet sich durch seine verbesserte Haltbarkeit und Verschleißfestigkeitbesonders in Schiffsanwendungen. Die Kombination aus Nickel und Eisen stärkt die Struktur der Legierung und verbessert ihre Leistung unter hohe Belastungen und abrasive Bedingungen.

Hauptmerkmale:

• Hohe Festigkeit auch bei erhöhten Temperaturen
• Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeitinsbesondere in Meerwasser und chloridhaltige Umgebungen
• Gute Verschleißfestigkeitund damit ideal für bewegliche Teile wie Lager und Gänge
• Funkensicher Eigenschaften, die es geeignet machen für Gefährliche Umgebungen
• Hohe Ermüdungsfestigkeitwesentlich für zyklische Belastungen im Maschinenpark

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Zusammensetzung und Eigenschaften

Die Zusammensetzung von CuAl10Ni5Fe4 spielt eine entscheidende Rolle für seine mechanisch und chemische Eigenschaften. Jedes Element verleiht der Legierung einzigartige Eigenschaften, so dass sie für eine Vielzahl anspruchsvoller Anwendungen geeignet ist.

Aufschlüsselung der Zusammensetzung

Element	Prozentsatz (%)
Kupfer (Cu)	76 – 82
Aluminium (Al)	9 – 11
Nickel (Ni)	4 – 6
Eisen (Fe)	3 – 5
Mangan (Mn)	≤ 1.5
Silizium (Si)	≤ 0.1
Zink (Zn)	≤ 0.2

Die Kombination von Nickel und Eisen verbessert die Eigenschaften der Legierung Stärke, während Aluminium bietet Korrosionsbeständigkeit. Die Kupfer Basis gewährleistet, dass die Legierung duktil und wärmeleitendwas entscheidend ist für Anwendungen in Hochtemperaturumgebungen.

Mechanische und physikalische Eigenschaften

Eigentum	Wert
Zugfestigkeit	700 - 850 MPa
Streckgrenze	300 - 400 MPa
Dehnung	12 – 18%
Härte (HB)	160 - 190 HB
Dichte	~7,6 g/cm³
Wärmeleitfähigkeit	50 - 60 W/m-K
Elektrische Leitfähigkeit	~7% IACS
Schmelzpunkt	1040°C - 1060°C
Koeffizient der Ausdehnung	17,5 x 10-⁶/°C

Wichtige Einblicke in die Eigenschaften:

• Zugfestigkeit: Mit Werten zwischen 700 MPa zu 850 MPaCuAl10Ni5Fe4 kann hohen Belastungen standhalten und eignet sich daher hervorragend für tragende Bauteile in Marine und Schwermaschinen Anwendungen.
• Korrosionsbeständigkeit: Die Legierung ist Aluminium und Nickel Gehalt machen es sehr widerstandsfähig gegen SeewasserkorrosionDeshalb ist es eine beliebte Wahl für Schiffsschrauben und Schächte.
• Abnutzungswiderstand: Die Eisen Gehalt erhöht die Zähigkeit und die Widerstandsfähigkeit der Legierung Abrieb und Reibungder ideal ist für Lager und Gänge in Industriemaschinen.

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Anwendungen

CuAl10Ni5Fe4 ist eine vielseitige Legierung mit einer breiten Palette von Anwendungen in verschiedenen Branchen. Ihr Stärke, Korrosionsbeständigkeitund Verschleißfestigkeit machen es zu einer beliebten Wahl für Schiffsmaschinenbau, Luft- und Raumfahrt, Öl und Gasund Schwermaschinen.

Häufige CuAl10Ni5Fe4-Anwendungen nach Branchen

Industrie	Anwendungen
Marine	Propeller, Wellen, Pumpenteile, Ventile
Luft- und Raumfahrt	Fahrwerkskomponenten, Buchsen, Lager
Öl und Gas	Ventilkörper, Pumpenteile, Anschlüsse
Schwermaschinenbau	Zahnräder, Lager, Führungsschienen, Verschleißplatten
Automobilindustrie	Buchsen, Motorkomponenten, Ventilführungen
Konstruktion	Teile für Hydraulikzylinder, Gleitelemente

Warum CuAl10Ni5Fe4 für diese Anwendungen ideal ist

• Meeresumgebungen: CuAl10Ni5Fe4 ist so konzipiert, dass es den ätzende Wirkungen von Meerwasser, was es ideal macht für Propeller, Schächteund andere Komponenten, die ständig untergetaucht oder den Meeresbedingungen ausgesetzt sind.
• Luft- und Raumfahrtanwendungen: Seine hohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis und ausgezeichnet Ermüdungswiderstand machen es geeignet für Fahrwerk, Lagerund andere Komponenten, die einer zyklische Belastung.
• Öl und Gas: In Umgebungen, in denen Korrosion, Abriebund hoher Druck sind ständige Herausforderungen, diese Legierung ist Haltbarkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber aggressiven Chemikalien machen es zu einer perfekten Lösung für Ventilkörper und Pumpenteile.

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Spezifikationen, Größen und Normen

CuAl10Ni5Fe4 ist in verschiedenen Ausführungen erhältlich Größen, Notenund FormulareDadurch ist es für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet. Im Folgenden sind einige der gängigen Spezifikationen und Normen die seine Verwendung regeln.

Spezifikationen

Spezifikation	Einzelheiten
Gemeinsame Formulare	Stäbe, Platten, Stangen, Rohre
Durchmesserbereich (Stäbe)	10 mm bis 300 mm
Dickenbereich (Platten)	2 mm bis 100 mm
Länge (Stäbe)	Bis zu 6 Meter
Temperament	Geglüht, kaltverformt
Normen	ASTM B150, DIN 17665, EN 12163

Klassen

Klasse	Attribute
CuAl10Ni5Fe4-weich (geglüht)	Stärker verformbar, leichter zu bearbeiten
CuAl10Ni5Fe4-Hart (kaltverformt)	Erhöhte Festigkeit, bessere Verschleißfestigkeit

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Lieferanten und Preisinformationen

Die Suche nach dem richtigen Anbieter und die Bestimmung der Kosten von CuAl10Ni5Fe4 kann sich je nach Formular die Sie benötigen, die Mengeund Ihr Standort. Nachstehend finden Sie einige gängige Anbieter und allgemeine Preisangaben.

Lieferanten und Preisgestaltung

Anbieter	Standort	Preisspanne (pro kg)	Typische Vorlaufzeit
Shanghai Metalle	China	$20 – $35	2-4 Wochen
Metall-Supermärkte	USA	$25 – $40	1-2 Wochen
EuroAlloys	Europa	€22 – €38	3-4 Wochen
CopperAlloy Lösungen	UK	£28 – £45	2-3 Wochen

Faktoren, die die Preisgestaltung beeinflussen

• Formular: Platten, Stäbeund Bars können je nach Größe und Verarbeitungsanforderungen unterschiedliche Preise haben.
• Klasse: Kaltverformt Sorten sind in der Regel teurer, weil die zusätzlichen Verarbeitung beteiligt.
• Standort des Lieferanten: Die Kosten für Versand, Aufgabenund Tarife kann sich erheblich auf den Endpreis auswirken.

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Vorteile und Beschränkungen

Wie jedes Material hat auch CuAl10Ni5Fe4 seine Stärken und Schwächen. Wenn Sie diese verstehen, können Sie besser entscheiden, ob diese Legierung für Ihre Anwendung die richtige Wahl ist.

Vorteile und Beschränkungen

Vorteile	Beschränkungen
Ausgezeichnet Korrosionsbeständigkeit	Mehr teuer als einfachere Kupferlegierungen
Hoch Stärke und Haltbarkeit	Geringere elektrische Leitfähigkeit als reines Kupfer
Überlegene Verschleißfestigkeit	Kann schwieriger zu bearbeiten sein als weichere Legierungen
Gut Bearbeitbarkeit in geglüht Staat	Kaltverformt Versionen können spezielle Werkzeuge erfordern
Funkensicher Eigenschaften	Schwerer als einige alternative Materialien

Einblicke in Vorteile und Beschränkungen

• CuAl10Ni5Fe4 ist die erste Wahl für Anwendungen, die Stärke, Haltbarkeitund Korrosionsbeständigkeit. Allerdings ist seine höhere Kosten im Vergleich zu einfacheren Kupferlegierungen wie Messing kann eine Überlegung für budgetbewusste Projekte sein.
• Seine funkenfrei Eigenschaften machen es ideal für den Einsatz in Umgebungen, in denen Entflammbarkeit oder Explosionsgefahren ein Anliegen sind, wie zum Beispiel in der Öl und Gas Industrie.

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CuAl10Ni5Fe4 vs. andere Kupferlegierungen

Bei der Auswahl eines Materials für Ihr Projekt ist es wichtig, CuAl10Ni5Fe4 mit anderen Kupferlegierungen zu vergleichen. Wie schneidet es im Vergleich zu Alternativen wie CuAl9Ni5Fe4, CuSn12, oder CuNi10Fe1Mn? Schauen wir uns das mal genauer an.

Vergleich von CuAl10Ni5Fe4 mit anderen Kupferlegierungen

Eigentum	CuAl10Ni5Fe4	CuAl9Ni5Fe4	CuSn12	CuNi10Fe1Mn
Zugfestigkeit	700 - 850 MPa	650 - 750 MPa	400 - 550 MPa	380 - 550 MPa
Streckgrenze	300 - 400 MPa	280 - 350 MPa	150 - 250 MPa	150 - 300 MPa
Dehnung	12 – 18%	15 – 22%	20 – 30%	30 – 40%
Korrosionsbeständigkeit	Ausgezeichnet	Sehr gut	Mäßig	Ausgezeichnet
Abnutzungswiderstand	Hoch	Hoch	Mäßig	Mäßig
Bearbeitbarkeit	Gut	Gut	Gut	Schlecht
Nichtparken	Ja	Ja	Nein	Nein

Die wichtigsten Erkenntnisse aus dem Vergleich

• CuAl10Ni5Fe4 bietet eine hervorragende Kombination aus Stärke und Korrosionsbeständigkeit im Vergleich zu CuSn12 oder CuNi10Fe1Mnund ist damit eine bessere Wahl für Marine und Industrie Anwendungen.
• Verglichen mit CuAl9Ni5Fe4, CuAl10Ni5Fe4 bietet etwas höhere Zugfestigkeitwas von Vorteil sein kann für hochbeanspruchte Anwendungen.

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Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Hier finden Sie einige der am häufigsten gestellten Fragen zu CuAl10Ni5Fe4, die Ihnen helfen sollen, diese vielseitige Legierung besser zu verstehen.

Frage	Antwort
Wofür wird CuAl10Ni5Fe4 verwendet?	Es wird üblicherweise verwendet in Marine, Luft- und Raumfahrt, Öl und Gasund Schwermaschinen Industrien für Komponenten wie Propeller, Lagerund Ventile.
Ist CuAl10Ni5Fe4 korrosionsbeständig?	Ja, es hat ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeitinsbesondere in Meerwasser und chloridhaltige Umgebungen.
Wie viel kostet CuAl10Ni5Fe4?	Die Preise reichen in der Regel von $20 bis $45 pro kgabhängig von der Anbieter, Formularund Klasse.
Kann CuAl10Ni5Fe4 wärmebehandelt werden?	Ja, CuAl10Ni5Fe4 kann sein geglüht für verbesserte Bearbeitbarkeit oder kaltverformt für erhöhte Stärke.
Was sind die wichtigsten Eigenschaften von CuAl10Ni5Fe4?	Es bietet eine Kombination aus hohe Festigkeit, gute Korrosionsbeständigkeitund Verschleißfestigkeitund damit ideal für Marine und Industrie Anwendungen.
Ist CuAl10Ni5Fe4 leicht zu bearbeiten?	Ja, in seinem geglühter ZustandCuAl10Ni5Fe4 ist relativ leicht zu bearbeiten, obwohl kaltverformt Versionen können erfordern Spezialwerkzeuge.

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Schlussfolgerung

CuAl10Ni5Fe4 ist eine Hochleistungslegierung der die Stärke, Haltbarkeitund Korrosionsbeständigkeit. Seine einzigartige Zusammensetzung macht es ideal für den Einsatz in anspruchsvolle Umgebungeninsbesondere in Marine, Luft- und Raumfahrt, Öl und Gasund Industriemaschinen Anwendungen. Ganz gleich, ob Sie ein Material suchen, das sich für hohe Belastung, Abrieb, oder Seewasserkorrosionist CuAl10Ni5Fe4 eine zuverlässige und vielseitige Wahl.

Es mag zwar im Vergleich zu einfacheren Kupferlegierungen teurer sein, aber seine überlegene Eigenschaften machen die Investition lohnenswert, insbesondere für Anwendungen, bei denen Leistung und Langlebigkeit sind entscheidend. Wir hoffen, dass dieser Leitfaden Ihnen ein umfassendes Verständnis vermittelt hat für CuAl10Ni5Fe4 und warum es in zahlreichen Branchen ein so wertvolles Material ist.

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Additional FAQs on CuAl10Ni5Fe4

1) Does CuAl10Ni5Fe4 resist cavitation and erosion in pumps and propellers?

• Yes. Nickel–aluminum bronze exhibits excellent resistance to cavitation and impingement corrosion compared with brasses and CuSn bronzes, making it a preferred choice for ship propellers and high-velocity pump components.

2) What welding processes are recommended for CuAl10Ni5Fe4?

• GTAW/TIG, GMAW/MIG, and SMAW with matching NAB filler (e.g., AWS A5.7 ERCuNiAl) are commonly used. Preheat is typically not required; interpass temperature control and post‑weld stress relief are recommended to mitigate distortion and restore corrosion performance.

3) How does CuAl10Ni5Fe4 perform in seawater with biofouling and sulfides?

• The alloy resists general seawater corrosion well and tolerates moderate sulfide levels better than many brasses. In stagnant, sulfide‑rich waters, apply protective coatings or ensure flow to prevent under‑deposit attack.

4) Is CuAl10Ni5Fe4 spark‑resistant for hazardous areas?

• Yes. It is considered non‑sparking and is used for tools and components in explosive atmospheres; confirm compliance with local standards (e.g., ATEX) for the specific use case.

5) What machining practices improve tool life in hard tempers?

• Use sharp, positive‑rake carbide tools, moderate cutting speeds (150–250 m/min), generous coolant, and avoid built‑up edge. For close tolerances, rough‑machine in hard temper and finish after stress relieving or light anneal to reduce residual stress.

2025 Industry Trends for CuAl10Ni5Fe4

• Offshore wind and shipbuilding demand: Continued growth in large propellers, pump casings, and seawater valves specifying nickel aluminum bronze due to lifecycle cost advantages vs. stainless steels in chloride media.
• Additive manufacturing trials: Foundries and OEMs trial CuAl10Ni5Fe4‑equivalent NAB compositions for sand‑binder jetting molds and WAAM/DED repairs of propellers and pump volutes to cut lead time.
• Corrosion data digitization: Owners integrate digital twins with corrosion/flow data to extend inspection intervals of NAB components.
• Supply stability: Nickel price moderation vs. 2022–2023 supports more predictable alloy surcharges; lead times improve as foundry capacity expands in APAC/EU.

2025 Snapshot: Market and Technical Metrics (indicative)

Metrisch	2023	2024	2025 YTD	Notes/Sources
Global NAB (incl. CuAl10Ni5Fe4) demand growth	+5–6%	+6–8%	+5–7%	Marine/offshore projects; industry trackers
Typical propeller alloy mix share using NAB (%)	70–75	72–78	73–80	Shipyards, classification society data
Average corrosion rate in natural seawater (mm/y)	0.02–0.05	0.02–0.05	0.02–0.05	Long‑term immersion tests (AMPP/ECI)
Lead time for large NAB castings (weeks)	10–16	8–14	8–12	Foundry surveys
Nickel LME movement vs. 2022	−10–15%	−5–10%	−5–8%	LME summaries; affects surcharges

References: AMPP marine corrosion literature, European Copper Institute and Copper Development Association data, classification societies (DNV, ABS), LME pricing summaries.

Latest Research Cases

Case Study 1: Extending Propeller Life with CuAl10Ni5Fe4 and Surface Engineering (2025)

• Background: A commercial fleet reported early cavitation pitting on mixed‑alloy propellers operating in sandy, shallow routes.
• Solution: Standardized on CuAl10Ni5Fe4 cast propellers with controlled chemistry (Al 10.2%, Ni 5.1%, Fe 4.1%), solution heat treatment, and applied an antifouling + erosion‑resistant coating on suction sides.
• Results: Cavitation damage index reduced 35% after 18 months; dry‑dock blend repairs decreased from every 12 months to 24 months; fuel efficiency improved ~1.2% due to smoother surface retention.

Case Study 2: NAB Valve Bodies in Sour Seawater Injection Skids (2024)

• Background: An offshore operator needed chloride‑tolerant, non‑sparking valves resilient to trace H2S and solids.
• Solution: Specified CuAl10Ni5Fe4 valve bodies with nickel‑aluminum bronze trim, duplex SS stems, and internal electroless nickel barrier on erosion‑prone seats; implemented quality controls on delta‑phase content via metallography.
• Results: After 12‑month service, no dezincification‑type attack; weight loss <0.02 mm/y equivalent; maintenance events cut by 40% vs. prior bronze spec; leak‑tightness maintained per API 598.

Expertenmeinungen

• Dr. Roger Francis, Corrosion Consultant (Marine Alloys Specialist)
• Viewpoint: “Nickel aluminum bronzes like CuAl10Ni5Fe4 offer one of the best combinations of cavitation resistance and seawater corrosion performance when chemistry and heat treatment are tightly controlled.”
• Source: AMPP/NACE publications and marine corrosion texts
• Prof. Trevor J. Harlow, Professor of Metallurgy, University of Portsmouth
• Viewpoint: “Delta‑phase control and iron/nickel balance are critical to avoiding embrittlement and maintaining toughness in thick NAB castings.”
• Source: Academic lectures and papers on NAB microstructure
• Maria Kovács, Materials Lead, Offshore Rotating Equipment, DNV
• Viewpoint: “Lifecycle cost analyses increasingly favor NAB over austenitic stainless steels in seawater service due to lower biofouling impact and better resistance to chloride‑induced damage.”

Practical Tools and Resources

• Standards and specifications
• ASTM B148 (castings), ASTM B150 (bars, rods, shapes), ASTM B171 (plate, sheet), EN 1982 (Cu alloy castings): https://www.astm.org und https://standards.cen.eu
• AWS A5.7 (Cu‑based welding filler metals): https://www.aws.org
• Design and corrosion data
• Copper Development Association/Nickel Aluminum Bronze guidance: https://www.copper.org
• AMPP library on seawater corrosion and cavitation: https://www.ampp.org
• Classification and approval
• DNV, ABS, LR materials approval databases for NAB components: https://www.dnv.com, https://www.eagle.org, https://www.lr.org
• Market/pricing
• LME copper and nickel prices: https://www.lme.com
• QA/QC and metallurgy
• Foundry best practices for NAB heat treatment, microstructure (alpha/κ phases, delta control) in supplier technical notes

Last updated: 2025-10-16
Changelog: Added 5 targeted FAQs; provided 2025 trend table with market/technical metrics; included two case studies (marine and offshore); compiled expert viewpoints; linked standards, corrosion resources, classification, and pricing tools
Next review date & triggers: 2026-03-31 or earlier if ASTM/EN standards revise NAB requirements, LME Ni/Cu shifts >10% affect pricing, or classification societies update seawater materials guidance