DE1066029B - Aluminiumbronze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Legierungen auf Kupferbasis, die sich insbesondere zur Herstellung von Gußstücken mit großem Querschnitt, wie z.B. Schiffsschrauben, eignen. Legierungen gemäß der Erfindung können aber auch in geschmiedetem Zustand benutzt werden.

Die Aluminiumbronzen mit größerer Zahl von Legierungsbestandteilen, die im allgemeinen Nickel und Eisen und seltener kleine Mangananteile enthalten, haben viele gute Eigenschaften, wie hohe Festigkeit und Dehnung, gute Ermüdungsfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit, sind aber für Gußstücke gegenüber anderen kupferhaltigen Legierungen im Nachteil. Die Hauptschwierigkeiten ergeben sich aus den hohen Temperaturen, bei denen die Legierung geschmolzen und gegossen werden muß, und die Legierung hat eine starke Neigung zur Gasaufnahme, wenn sie in großen Mengen, insbesondere in Flammöfen, geschmolzen wird, und- zu Schlacken- und Oxydeinschlüssen, die sich in der Form bilden und im Guß eingefangen werden. . Beispielsweise begegnet man ernsten Schwierigkeiten dieser Art, wenn die Aluminiumbronze hoher Festigkeit mit 10 % Aluminium, 5 Vo Nickel und 5 % Eisen (DTD 412) für sehr große oder schwere Gußstücke verwendet wird. Diese Schwierigkeiten haben die Anwendung dieser Legierungsklasse für schwere Gußstücke beträchtlich gehemmt.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Legierung zu schaffen, die die guten Eigenschaften der nickel- und eisenenthaltenden · Aluminiumbronzen hat, insbesondere gute Ermüdungsfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit, aber ohne die· für Gußzwecke bestehenden Nachteile eines hohen Schmelzpunktes.

Nach der Erfindung enthält Aluminiumbronze oder ein Guß- oder Schmiedestück aus solcher Bronze mehr als 10 und bis zu 15%, vorzugsweise 11 bis 14%, Mangan, 6,5 bis 9 % Aluminium, 2 bis 4 %, vorzugsweise 2,5 bis 3,5%, Eisen, und 1,5 bis 6%, vorzugsweise 2 bis 5 %, Nickel, während der Rest abgesehen von Verunreinigungen und an sich bekannten kleinen Mengen anderer, in gewöhnlicher Aluminiumbronze üblicherweise vorkommender Elemente, wofür praktisch nur Blei in Betracht kommt, aus mindestens 70 % Kupfer besteht. Die bei Aluminiumbronzen als nicht einwandfrei bekannten Elemente sollen allgemein vermieden werden. So z. B. sind wesentlich mehr als 0,2% Silizium oder 0,02% Phosphor schädlich.

Es sind mangan-, eisen- und nickelhaltige Aluminiumbronzen für andere Zwecke und mit anderen Eigenschaften bekannt, für deren Mangangehalt als oberste Grenze 10% angegeben wurden, während die Bereiche der anderen Bestandteile dieser bekannten Legierungen sich mit den Grenzen der entsprechenden

Aluminiumbronze

Anmelder:

J. Stone & Company (Charlton) Limited, ° London

Vertreter: Dipl.-Ing. B. Wehr, Dipl.-Ing. Η. Seiler, Berlin-Grunewald, Dipl.-Ing. H. Stehmänn und Dipl.-Ing. B. Richter, Nürnberg 2, Essenweinstr. 4-6, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität: Großbritannien vom 24. Juli 1951

Ronald James Malcolm Payne, New Maiden, Surrey, und Alfred William Owen Webb₁ London (Großbritannien), sind als Erfinder genannt worden

Bestandteile gemäß der Erfindung teilweise überschneiden.

Die bekannten Legierungen sind entweder für elektrische Heizwiderstände bestimmt und sollen hohen elektrischen Widerstand und genügende Hitzebeständigkeit aufweisen, oder sie ,sind zur Verwendung in Schmelzbädern, z. B. Salzhärtebädern, vorgesehen und sollen in Berührung mit diesen den dabei auftretenden chemischen und thermischen Einflüssen Widerstand leisten. Irgendwelche Gießeigenschaften werden von den bekannten Legierungen nicht gefordert. Zum Unterschied davon ist die Legierung nach der Erfindung vor allem zur Herstellung schwerer Gußstücke mit großen Querschnitten bestimmt und soll die hierfür notwendigen Eigenschaften aufweisen.

ι Ein Beispiel einer Zusammensetzung, bei der gutes Gußverhalten wie auch gute Dehnung, Dauerstand/festigkeit und Korrosionsbeständigkeit in Seewasser sowie gute Widerstandsfähigkeit gegen Anfressungen durch Korrosion und Kavitation, eine für Schiffs-

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Claims (1)

1. ι υuu υώ3

   3 4

   schrauben passende Kombination von Eigenschaften, während die Kornverfeinerung und die beträchtliche gefunden wurden, ist das folgende: Verbesserung der mechanischen Eigenschaften anscheinend durch den Eisengehalt bewirkt wird. Die Mangan 11,7 Io Korrosionsbeständigkeit ist eine Folge des Nickel-Aluminium 7,2% 5 gehalts, wobei es überraschend ist, daß eine wirksame

   Eisen..... 3,3% Verbesserung schon mit einem verhältnismäßig klei-

   Nj_cJ_ceI _ 2 2% ^nen Gehalt ohne merkliche Erhöhung des Schmelz-

   jr- r Rest punktes der Legierung sicher erreicht wird. • · .····· ·'' ·.·-■·"""'''' Für Zwecke, die nur einen mäßigen Grad von KorEin geprüftes Muster dieser Zusammensetzung io rosionsbeständigkeit erfordern, genügt bereits ein hatte die folgenden Eigenschaften: Nickelgehalt von 2% oder mindestens 1,5%. Beispielsweise enthält eine vorteilhafte Legierung dieser Streckgrenze (0,15%) ... 28,4 kg/mm* _{Art annähernd 12}e/₀ Mangan, 7,5% Aluminium,

   Zugfestigkeit 67 kg/mm² 3 o/₀ Eisen und 2 % Nickel, Rest Kupfer. Steigerung

   Bruchdehnung 28% auf 2 Zoll 15 des Nickelgehaltes ergibt eine Verbesserung der Kor-

   (50,8 mm) rosionsbeständigkeit ohne merkliche Änderung der

   Schwingungsfestigkeit ... 27,9 kg/mm² mechanischen Eigenschaften der Legierung. Mit einem

   c- , , , . (,/nor Nickelgehalt von 4 bis 6%, z.B. 5%, wird eine

   Schmelzpunkt 960 L „ ° , .. ,, , . , ' .·.··'«

   ^r Korrosionsbeständigkeit erhalten, die derjenigen der

   Die Legierung nach der Erfindung gießt sich gut 20 besten manganfreien Aluminiumbronzen gleichwertig

   sowohl in Sand als auch in Metallformen. Sie fließt ist. Zum Zweck der Erhöhung der Korrosionsbestän-

   rein und frei von Schlackenbildung in der Form. Des digkeit können auch kleine Zinnzusätze bis höchstens

   weiteren sind ihre Eigenschaften einschließlich Zug- 2,0% beigegeben werden.

   festigkeit und Schwingungsfestigkeit nicht ernstlich _

   verringert, wenn sie in große Querschnitte gegossen 25 '

   wird. Dieser vorteilhafte Umstand ist besonders über- 1. Aluminiumbronze, insbesondere zur Herraschend, stellung von Gußstücken mit großen Querschnitten, Es wurde gefunden, daß die Legierung sich gut gekennzeichnet durch nachstehende Zusammenin Dauerformen gießen läßt und einen Kokillenguß Setzung: mehr als 10 bis höchstens 15% Mangan, ergibt, der die von Standard-Aluminiumbronzen er- 30 6,5 bis 9% Aluminium, 2 bis 4% Eisen, 1,5 bis wartete Festigkeit und Zähigkeit hat und unter gleich 6% Nickel, Rest Kupfer.

   scharfen Anforderungen verwendet werden kann. Die 2. Legierung nach Anspruch 1, gekennzeichnet

   Legierung gemäß der Erfindung zeigt aber wegen durch einen Mangangehalt von 11 bis 14%, vor-

   ihres niedrigen Schmelzpunktes weniger Neigung zur zugsweise von 12 %, einen Aluminiumgehalt von Rißbildung als die bekannten Bronzen. 35 7,5 %, einen Eisengehalt von 2,5 bis 3,5 % und

   Endlich hat die Legierung weitere vorteilhafte einen Nickelgehalt von 2,0 bis 5 %.

   Eigenschaften auch in geschmiedetem Zustand. Ob- 3. Legierung nach Anspruch 1, gekennzeichnet

   wohl sie die gleiche Festigkeit wie eine Standard- durch einen Gehalt von annähernd 12% Mangan,

   Aluminiumbronze hoher Festigkeit haben kann, ist sie 7,5 % Aluminium, 3 % Eisen, 2 % Nickel, Rest leichter schmiedbar und kann bei niedrigen Tempe- i<> Kupfer.

   raturen bearbeitet werden, mit dem weiteren Vorteil 4. Legierung nach Anspruch 1, gekennzeichnet

   geringer Abnutzung der Schmiedegesenke. Ein Bei- durch einen Gehalt von annähernd 12 % Mangan,

   spiel einer schmiedbaren Zusammensetzung mit hoher 7,5 % Aluminium, 3 % Eisen, 5 % Nickel, Rest

   Korrosionsbeständigkeit ist das folgende: Kupfer.

   45 5. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

   Mangan 12,00 /0 zeichnet, daß sie unter entsprechender Verringe-

   Aluminium 7,25% rung des Kupfergehaltes noch Zinn in Mengen bis

   Eisen 3,00% zu 2,0% enthält.

   Nickel 5,00%

   τζ r Tj . 50 In Betracht gezogene Druckschriften:

   ^p Deutsche Patentschriften Nr. 650 931, 703 304;

   Bei der Zusammensetzung nach der Erfindung ist schweizerische Patentschriften Nr. 262 027,

   der niedrige Schmelzpunkt durch das Mangan bedingt, 265 897.

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