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Kupfer-Zink-Legierungen mit hohem Zinkgehalt.
Legierungen aus ungefähr 60 Teilen Kupfer und 40 Teilen Zink sind in der Technik unter der Bezeichnung Messing oder Gelbmetall allgemein bekannt. Diese Legierungen sind aber für viele Zwecke nicht verwertbar, weil ihre Festigkeit höheren Ansprüchen nicht genügt. So besitzt beispielsweise das gewöhnliche Messing eine durchschnittliche Festigkeit von höchstens 30 kg pro mm2 bei entsprechender Dehnung. Das Messing ist ausserdem vermöge seines recht hohen Kupfergehaltµ ein verhältnismässig teures Material. Versuche, ein billigeres und dabei noch den gewöhnlichen Ansprüchen genügendes Material herzustellen, indem man den Kupfergehalt entsprechend verminderte und den Zinkgehalt er- höhte, haben zu keinem brauchbaren Ergebnis geführt.
So zeigt beispielsweise eine Legierung von 50 Teilen Kupfer und 50 Teilen Zink eine Zugfestigkeit von etwa 40 kg pro mm2, entbehrt aber jeder Dehnung und ist so spröde, dass sie bei den geringsten unvorhergesehenen Beanspruchungen in dieser Richtung zerspringt.
Es wurde nun gefunden, dass sehr hochwertige Kupfer-Zink-Legierungen mit einem Gehalt bis zu Zink, die ganz ungewöhnliche Festigkeitszahlen aufweisen, erzielt werden können, wenn man neben Kupfer und Zink auch noch bestimmte geringe Mengen von Blei und Aluminium anwendet. So zeigt beispielsweise eine Legierung von 52 Teilen Kupfer, 47 Teilen Zink, 0#5 Teilen Aluminium und 0'5 Teilen Blei eine Festigkeit von 67#7 und 21'50/0 Dehnung. Eine Legierung von 50 Teilen Kupfer, 48 Teilen Zink, 1'5 Teilen Blei und 0'5 Teilen Aluminium hat eine Festigkeit von 63'6 bei 27 /o Dehnung.
Es ist zwar bekannt, Kupfer-Zink-Legierungen durch Zusatz von geringen Mengen von Blei oder von Aluminium allein zu verbessern, aber diese Legierungen enthalten einen hohen Prozentsatz von Kupfer und sind deshalb teuer, während der Zweck der vorliegenden Erfindung gerade der ist, eine Legierung mit verhältnismässig niedrigem Kupfer-
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Dt'hnnng hochwertig zu machen. Dies konnte bisher nicht erreicht werden, da ein Zusatz von Blei oder Aluminium allein 1) ei solchen Legierungen mit niedrigem Kupfergehalt die eine Eigenschaft nur auf Kosten der anderen erhöhte, wäbrend der gleichzeitige Zusatz bmder Metaiie dieser wegen ihrer Sprödigkeit unbrauchbaren Legierung in hohem Masse Festigkeit und Dehnbarkeit verleiht.
Aus den beiden vorher angeführten Beispielen erfibt sich, dass die Mitverwendung verhältnismässig kleiner Mengen von Blei und Aluminium die mechanischen Eigenschaften der Kupfer-Zink-Legierung in ganz ungeahnter Weise vorteilhaft beeinflusst und dass hiebei Materialien entstehen, die die gleichen Konstanten aufweisen, wie sie sonst hochprozentige Bronzen besitzen.
Der Bleip : ehalt wird zweckmässig nicht über 30/0 gesteigert. Versuche haben ergeben, dass nnt der Zunahme des Bleigehaltes und mit der entsprechenden Abnahme des Zinkgehaltes bei wesentlich gleichem Kupfergehalt die Festigkeit abnimmt und dafür die Dehnung steigt. Man erhält a) so durch die Veränderung des Bleigehaltes entweder Materialien von grösserer Festigkeit und geringerer Dehnung oder urngekehrt ; dadurch hat man es 111 der ! Iand, das Produkt einem gewünschten Gebrauchszweck anzupassen.
Dabei ist zu bemerken, dass die Festigkeit auch der Legierung, die den maximalen Bleigehalt aufweist, noch eine unvergleichlich höhere ist als ganz analog xlsammengesetzter Legierungen, denen der bleigehalt fehlt.
Auch das zugesetzte Aluminium ist für die Beschaffenheit der Legierungen trotz semer relativ geringen Menge erheblich.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Kupfer-Zink-Legierungen mit hohem Zinkgehalt, gekennzeichnet durch einen gleich-
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Copper-zinc alloys with a high zinc content.
Alloys of approximately 60 parts copper and 40 parts zinc are well known in the art as brass or yellow metal. However, these alloys cannot be used for many purposes because their strength does not meet higher requirements. Ordinary brass, for example, has an average strength of no more than 30 kg per mm2 with appropriate expansion. In addition, because of its very high copper content, brass is a relatively expensive material. Attempts to produce a cheaper material that still satisfies the usual requirements by reducing the copper content accordingly and increasing the zinc content have not led to any useful result.
For example, an alloy of 50 parts copper and 50 parts zinc has a tensile strength of around 40 kg per mm2, but lacks any elongation and is so brittle that it bursts in this direction with the slightest unexpected stress.
It has now been found that very high-quality copper-zinc alloys with a content of up to zinc, which have very unusual strength figures, can be achieved if, in addition to copper and zinc, certain small amounts of lead and aluminum are also used. For example, an alloy of 52 parts copper, 47 parts zinc, 0 # 5 parts aluminum and 0.5 parts lead has a strength of 67 # 7 and 21.50 / 0 elongation. An alloy of 50 parts copper, 48 parts zinc, 1'5 parts lead and 0.5 parts aluminum has a strength of 63'6 at 27 / o elongation.
While it is known to improve copper-zinc alloys by adding small amounts of lead or aluminum alone, these alloys contain a high percentage of copper and are therefore expensive while the purpose of the present invention is precisely that of an alloy with a relatively low copper
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Dt'hnnng to make high quality. This could not be achieved so far, since the addition of lead or aluminum alone 1) in such alloys with a low copper content increased one property only at the expense of the other, while the simultaneous addition of the metal of this alloy, which is unusable due to its brittleness, increased strength and strength Lends stretchability.
The two examples given above show that the use of relatively small amounts of lead and aluminum has an unexpectedly beneficial effect on the mechanical properties of the copper-zinc alloy and that materials are created that have the same constants as they would otherwise be high-percentage Own bronzes.
The lead content is expediently not increased above 30/0. Tests have shown that with the increase in the lead content and with the corresponding decrease in the zinc content, the strength decreases and the elongation increases in return for the same copper content. A) by changing the lead content one obtains either materials of greater strength and less elongation, or vice versa; so you have it 111 the! Iand to adapt the product to a desired purpose.
It should be noted that the strength of the alloy, which has the maximum lead content, is incomparably higher than that of composite alloys that lack lead content.
The added aluminum is also significant for the quality of the alloys despite its relatively small amount.
PATENT CLAIMS:
1. Copper-zinc alloys with a high zinc content, characterized by an equal
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