DD206165A1 - Mangan-aluminium-mehrstoffbronze fuer schiffspropeller, insbesondere fuer hochbelastbare schiffspropeller - Google Patents

Abstract

DIE ERFINDUNG BETRIFFT EINE MN-AL-MEHRSTOFFBRONZE FUER SCHIFFSPROPELLER, INSBESONDERE FUER HOCHBELASTBARE GROSSE FEST- UND VERSTELLPROPELLER. DAS ZIEL WAR ES, DEN VORGESCHLAGENEN WERKSTOFF DAHINGEHEND WEITERZUENTWICKELN, DASS ER UNTER BEIBEHALTUNG DER BEREITS NACHGEWIESENEN POSITIVEN EFFEKTE AUCH FUER SCHIFFSPROPELLER MIT EISKLASSE UND ENTSPRECHEND DEN IACS-VORSCHRIFTEN 120 CU-KATEGORIE 4 EINGESETZT WERDEN KANN UND DASS DEMENTSPRECHEND DER NEUE WERKSTOFF UEBER EINE MINDESTBRUCHDEHNUNG VON 19 % VERFUEGT. DIE AUFGABE WAR ES, DURCH VERAENDERUNG DER CHEMISCHEN ZUSAMMENSETZUNG DIE GEFORDERTEN WERTE ZU ERREICHEN. ES WURDE GEFUNDEN, DASS DURCH EINE REDUZIERUNG DER GEWICHTSANTEILE DER LEGIERUNGSBESTANDTEILE ZN AUF 2,0 BIS 5,5 GEW.-% UND FUER AL AUF 6,0 BIS 7,0 GEW.-% DER GEWUENSCHTE EFFEKT ERREICHT WIRD. ALS PRAKTIKABLER TOLERANZBEREICH WURDE DANACH EINE NEUE LEGIERUNG FUER DEN GENANNTEN EINSATZZWECK MIT NACHFOLGENDER CHEMISCHER ZUSAMMENSETZUNG ERMITTELT. MN = 10,0 BIS 11,0 GEW.-%, ZN = 2,0 BIS 5,5, INSBES. 3,5 BIS 4,5 GEW.-%, FE = 2,0 BIS 3,0, NI = 1,5 BIS 2,5, AL = 6,0 BIS 7,0, INSBES. 6,5 BIS 7,0 GEW.-%, C = 0,03 BIS 0,15, REST CU.

Description

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Titel:

Mangan-AI um inium-Mebrs toff bronze für Schiffspropeller, insbesondere für hochbelastbare Schiffspropeller

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung betrifft eine Mangan-Aluminium-Mehrstoff bronze (nachfolgend Mn-Al-Mehrstoffbronze genannt) für Schiffspropeller nach BD-PS 154 548, insbesondere für hochbelastbare Schiffspropeller·

Charakteristik der bekannten technischen Lösung; Die Mn-Al-Mehrstoffbronze nach QD-PS 154 548 wurde speziell für Schiffspropeller entwickelt, der in seiner Herstellung die gute Schmelz- und Gieß eigenschaft besitzt und ohne zusätzliche Wärmebehandlung sich leicht bearbeiten läßt. Bedingt durch die niedrige Bruchdehnung dieses Werkstoffes von = 15 % erfüllt dieser Werkstoff nicht die Klassifikationsanforderungen für Schiffspropeller der Eisklasse und der internationalen IACS-Vorschriften 120 für Schiffspropeller mit den höchsten Ansprüchen der Cu-Kategorie 4·

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, den Werkstoff gemäß BD-PS 154 548 so weiterzuentwickeln, daß unter Beibehaltung seiner positiven Eigenschaften, insbesondere der guten Korrosions-, Ka-vitations- und Erosionsfestigkeit und der günstigen Eigenschaften bezüglich seiner Herstellung diesen aosch für große hochbelastbare Festpropeller sowie für Verstellpropeller bei Einhaltung der Anforderung der Klassifikationsbestiinmungen, insbesondere für Eisklassen und der lACS-Vorschrif ten 120 zian Einsatz gebracht werden kann,

Charakteristik der technischen Lösung:

3ü Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, von dem Werkstoff Mn-Al-Mehrstoffbronze für Schiffspropeller -gemäß öD-PS 154 546 ausgehend, ist dieser durch die Veränderung seiner chemischen Zusammensetzung für Schiffspropeller

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beliebigen Burchmessers und für höchste Belastung, insbesondere für Schiffspropeller mit und ohne Eisklasse und entsprechend den JACS-Yorschriften. 120 für Cu-Kategorie k zu entwickeln· Babel ist eine Bruchdehnung von mindestens 19 ?» zu sichern.

Es wurde gefunden, daß durch eine gezielte Veränderung der Legierungsanteile des ¥erkstoffes nach SD-PS 15^ 548 für Zink und Aluminium insbesondere durch eine Herabsetzung ihrer Gewichtsprozente die gestellte Aufgabe gelöst werden kann. Die Reduzierung der Gewichtsanteile erfolgte dementsprechend bei Zn auf 5j5 bis 2,0 Gewichtsprozent und bei Al auf 7,0 bis 6,0 Gewichtsprozent· Burch diese gezielte Veränderung der Legierungsanteilβ von Zn und Al ist es möglich, Schiffspropeller aus einer Mn-Al-Mehrstoffbronze für alle Einsatzbereiche und Größe einschließlich von Schiffspropellern mit und ohne Sisklasse sowie entsprechend den Bestimmungen nach IACB herzustellen*

Der mit der Veränderung der chemischen Zusammensetzung erreichbare positive Effekt besteht darin, daß bei einem geringeren. Al- und Zn-Gehalt und bei Beibehaltung der guten Festigkeitseigenscbaften gleichzeitig die Bruchdehnung wesentlich erhöht werden kann und zwar auf = 19 9>· Bainit liegt dieser "Wert über den international üblich geforderten ¥erten und erfüllt somit die Bedingung der genannten Klassifikationsvorschriften nach IACS sowie für Schiffspropeller mit Eisklasse· Gleichzeitig wird ein positiver ökonomischer Effekt erreicht, da ausgehend von dem verwendeten billigeren Ausgangsmaterial der neue Werkstoff gegenüber den bisher eingesetzten 'Werkstoffen kostengünstiger hergestellt werden kann*

Machfolgend soll an einem Ausführungabeispiel dür einen Schiffspropeller mit Eisklasse die chemische Zusammensetzung sowie die erreichten mechanischen Sigenscfaaften nochmals genannt werden.

I ό 1 '/ A L ό

Zn =	h,	0 »
5 Fe =	2,	5 "
Ni =	2,	0 »
Al a	6,	7 «
C =	ο,	07"
Rest	Cu.

So wurde unter anderem eine Legierungszusaminensetzumg folgender Art gewählt

Ma = 10,0 Gew·-^ Toleranz 10,0 - 11,0

Toleranz 3,5- k,5 » Toleranz 2,0 - 3,0 ^w Toleranz 1,5 — 2,5 " Toleranz 6,5 - 7,0 » Toleranz 0,03- 0,15»

Die ermittelten mechanischen Eigenschaften der vorstehend genannten Legierung betragen

R 02 s 290 MPa

R a. SkQ MPa

A a " 19 36

HB a 150 Einheiten

3er Legierungsanteil von Al übernimmt in der genannten Zusammensetzung die Grob- und der Legierungsanteil von Zink die Feineinstellung der angestrebten und erreichten mechanischen Eigenschaften. Bie guten Eigenschaf ten bezüglich seiner Herstellung und Bearbeitung bleiben unverändert und sind die gleichen wie nach BÖ-PS 154 54β· Bas gleiche trifft auf die Gebrauchseigenschaften, insbesondere der Korrosions-, Kavitations- und Erosionsfestigkeit zu·

Claims (2)

Erf indung san s prü c h β

1· Mangan-Aluminium-Mehr s toff bronze für Schiff spro pell er, insbesondere für hochbelastbare große Fest- und Verstellpropeller mit und ohne Eisklasse sowie entsprechend den IACS-Vorschriften 120 der Cu-Kategorie k mit einer Mind est bruchd ehntxng von 19 $» β ©kennzeichnet dadurch, daß die Legierungsanteile der genannten Legierung bei

Zn auf 2,0 bis 5,5 Ge-w«~$ und bei Al auf 6,0 bis 7,0 Gew,-$ festgelegt werden.

2· Mh-Ai-Mehrstoffbronze nach Bst· 1 gekennzeichnet dadurch, daß die Gesamtlegierung den ausgewählten Toleranzbereich von

Ma s. 10,0 bis 11,0

Zn =s 2,0 big 5,5* insbesondere 3»5 bis 4,5

Fe a 2,0 bis 3,0

Hi a 1,5 bis 2,5

Al s 6,0 bis 7,0, insbes· 6,5 bis 7,0 C a. 0,03 bis 0,15
Rest Cu

umfaßt·