DD252618A1

DD252618A1 - Cu-ni-basislegierung

Info

Publication number: DD252618A1
Application number: DD29420186A
Authority: DD
Inventors: Manfred Mueller; Helgard Grahl; Heinz-Guenter Kraus; Ralph-Peter Reinhardt
Original assignee: Akad Wissenschaften Ddr
Priority date: 1986-09-08
Filing date: 1986-09-08
Publication date: 1987-12-23
Also published as: DD252618B1

Abstract

Die Erfindung betrifft die Zusammensetzung einer Cu-Ni-Basis-Legierung, die insbesondere als Werkstoff fuer elektrische Widerstaende, vorzugsweise fuer Dehnungsmessstreifen und Sensoren, verwendbar ist. Der Werkstoff kann in Form von Draehten, Baendern, Blechen und Folien sowie als Pulver oder duennen Schichten eingesetzt werden. Erfindungsgemaess sind bei einem Ni-Massenanteil von 38 bis 48% zur Erzielung eines TKR im Bereich von sehr kleinen negativen Werten bis zu positiven Werten ein Mn-Massenanteil von 2,0 bis 4,0% oder ein Mn-Massenanteil von 0,5 bis 4,0% und ein oder mehrere weitere Zusaetze aus der Gruppe der Elemente Cr, Co, Si, C und Fe mit einem Massenanteil fuer Cr 0,1 bis 3,0%, Co 0,2 bis 3,0%, Si 0,2 bis 3,0%, C0,1 bis 0,2% Fe0,3 bis 3,0% enthalten.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Metallurgie und betrifft die Zusammensetzung einer Cu-Ni-Basislegierung, die insbesondere als Werkstoff für elektrische Widerstände, vorzugsweise für Dehnungsmeßstreifen und Sensoren, verwendbar ist. Der Werkstoff kann in Form von Drähten, Bändern, Blechen und Folien sowie als Pulver oder dünnen Schichten eingesetzt werden.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es sind bereits verschiedene Legierungen auf Cu-Ni-Basis bekannt. Der Ni-Massenanteil liegt dabei im Bereich von 5 bis 55%. Eine dieser bekannten Cu-Ni-Basislegierungen, die insbesondere als Werkstoff für elektrische Widerstände verwendbar ist, besitzt einen Ni-Massenanteil von 44%. Als Zusätze sind Fe mit einem Massenanteil von 0,3% und Mn mit einem Massenanteil von 1,0% enthalten. Der Mn-Zusatz wirkt günstig auf die Bearbeitbarkeit des Halbzeugs und erhöht in Verbindung mit dem Fe die Festigkeitswerte und die Korrosions- und Erosionsbeständigkeit. Ein Mangel dieser Legierung besteht in deren relativ großen negativen Temperaturkoeffizienten des elektrischen Widerstandes (TKR) von -40 ppm K*¹. Dadurch ist diese Legierung für solche. Bauelemente, bei denen der TKR im Bereich von kleinen negativen Werten unter -40ppm K"¹ bis hin zu positiven Werten erforderlich ist, nicht brauchbar. Auch bei anderen bekannten Cu-Ni-Basislegierungen, die einen vom Ni-Gehalt dieser Legierung abweichenden Ni-Massenanteil im Bereich von 35 bis 55% aufweisen, liegt ein relativ großer negativer TKR vor.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung von Voraussetzungen für die Erweiterung des Einsatzgebietes von Cu-Ni-Basislegierungen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Cu-Ni-Basislegierung, in der Mn als Zusatz enthalten ist, so zu verändern, daß ein TKR im Bereich von sehr kleinen negativen Werten bis zu positiven Werten möglich ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Ni-Massenanteil von 38 bis 48% ein Mn-Massenanteil von >2,0 bis 4% oder ein Mn-Massenanteil von 0,5 bis 4% und ein oder mehrere weitere Legierungszusätze aus der Gruppe der Elemente Cr, Co, Si, C und Fe mit einem Massenanteil für

Cr 0,1 bis 3,0%

Co 0,2 bis 3,0%

• Si 0,2bis3,0% -

C > 0,1 bis 0,2%

Fe >0,3bis3,0%

enthalten sind.

Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung enthält die Legierung bei einem Ni-Massenanteil von 40 bis 45% als alleinigen Legierungszusatz Mn mit einem Massenanteil von 2,1 bis 4,0%. Bei Vorhandensein mindestens eines der Legierungselemente aus der Gruppe Cr, Co, Si C und Fe beträgt der Mn-Massenanteil vorzugsweise 0,5 bis 2,0%.

Alisführungsbeispiele

Die Erfindung ist nachstehend an Ha"nd von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die darin genannten TKR-Werte wurden im Temperaturbereich von 0 bis 80⁰C gemessen und beziehen sich auf den rekristallisierten Werkstoffzustand. Sie sind durch Variation des Glühregimes zusätzlich beeinflußbar.

Beispiele 1 bis 7

Diese Beispiele basieren auf einer Cu-Ni-Legierung mit einem Ni-Massenanteil von 40%. Mit einem Mn-Legierungszusatz von 2,5% Massenanteil besitzt diese Legierung einen TKR von -5ppmK~¹. Bei einem Mn-Zusatz mit einem Massenanteil von 1,0% und einem zweiten Legierungszusatz von Cr mit.einem Massenanteil von 0,5% weist die Legierung einen TKR von +30 ppm K"¹ auf. Im Falle eines auf 1 % gesteigerten Cr-Massenanteils besitzt die Legierung einen TKR von +115 ppm K"¹. Ein TKR von +5(±5)ppm K~¹ liegt vor, wenn anstelle von Cr als zweiter Legierungszusatz Co mit einem Massenanteil von 1,0% in der Legierung enthalten ist. Diese Legierung eignet sich besonders für die Herstellung von Präzisionswiderständen mit weitgehender Temperaturunabhängigkeit. Sofern als zweiter Legierungszusatz an Stelle von Co ein Si-Zusatz mit einem Massenanteil von 0,8% enthalten ist, beträgt der TKR +80 ppm K"¹. Ein TKR von +45 ppm K"¹ ergibt sich, wenn an Stelle von Si als zweiter Legierungszusatz C mit einem Massenanteil von 0,12% enthalten ist. Bei einem Fe-Zusatz mit einem Massenanteil von 0,5% anstelle von Si weist die Cu-40 Ni-Legierung einen TKR von +24ppm K~¹ auf.

Beispiel 8 und 9

Diese Beispiele basieren auf einer Cu-Ni-Legierung mit einem Ni-Massenanteil von 44%. Mit einem Mn-Legierungszusatz mit einem Massenanteil von 3,0% und Co als zweiten Legierungszusatz mit einem Massenanteil von 1 % besitzt diese Legierung einen TKR von —15 ppm K"¹. Sofern der Mn-Massenanteil nur 1,0% und der Co-Massenanteil nur 0,5% beträgt und als ein dritter Legierungszusatz Si mit einem Massenanteil von 0,3% enthalten ist, besitzt die Cu-44Ni-Legierung einen TKR vori"-8ppm K"¹.

Claims

1. Cu-Ni-Basislegierung mit Mn-Zusatz, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Ni-Massenanteil von 38 bis 48 % ein Mn-Massenanteil von > 2,0 bis 4,0% oder ein Mn-Massenanteii von 0,5 bis 4,0% und ein oder mehrere weitere Legie'rungszusätze aus der Gruppe der Elemente Cr, Co, Si, C und Fe mit einem Massenanteil für

Cr 0,1 bis 3,0%

Co 0,2 bis 3,0%

Si 0,2 bis 3,0%

C > 0,1 bis 0,2%

Fe > 0,3 bis 3,0%

enthalten sind.

2. Cu-Ni-Basislegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese bei einem Ni-Massenanteil von 40 bis 45% als alleinigen Legierzusatz Mn mit einem Massenanteil von 2,1 bis 4,0% enthält.

3. Cu-Ni-Basislegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein mindestens eines der Legierungselemente aus der Gruppe Cr, Co, Si, C und Fe der Mn-Massenanteil vorzugsweise 0,5 bis 2,0% beträgt.