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Verwendung einer Nickel-Kupfer-Legierung für Widerstandsdrähte oder
-bänder Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung einer Nickel-Kupfer-Legierung
mit einem Gehalt an Zink und/oder Mangan sowie Chrom und/oder Vanadium und insbesondere
solcher Legierungen, deren Gehalt an Chrom und/oder Vanadium zur Einstellung der
Thermokraft gegen Kupfer innerhalb eines Bereiches von etwa 3 bis 14 "/"
vorzugsweise etwa 4 bis 10 0/" auf einen kleinen negativen oder positiven
Wert (-1-3 Mikrovolt pro Grad Celsius) und möglichst nahe Null liegt, für Widerstandsdrähte
oder bänder und für Zwecke, bei denen es auf hohe Festigkeitseigenschaften ankommt.
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Bekannt sind Legierungen aus 36 bis 700/0 Nickel, mindestens
501, Kupfer, 2 bis 180/, Zink und 4 bis 200/,) Chrom und auch solche
mit einem geringen Eisengehalt sowie ihre leichte Kaltverarbeitbarkeit zur Herstellung
von Gegenständen, welche nicht anlaufen und korrosionsbeständig sind.
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Die Erfindung hingegen bezieht sich auf die Verwendung einer Nickel-Kupfer-Legierung
aus: 30 bis 700/0 Nickel, 10 bis 490/0 Kupfer, 3 bis
35 % Zink oder/und Mangan sowie 0,1 bis 15 ')/0 Chrom und/oder
Vanadium, wobei der Nickelgehalt vorzugsweise höher als der Kupfergehalt ist, für
Widerstandsdrähte oder -bänder, insbesondere für Präzisionswiderstände oder Hochohmwiderstände.
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Mit Vorteil wird eine Legierung verwendet, deren Kupfergehalt
30 % und deren Chromgehalt 3 bis 10
beträgt.
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Insbesondere eignet sich eine Legierung, deren Zinkgehalt
5 bis 3511/0, vorzugsweise 10 bis 250/0, beträgt.
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Mit Vorteil läßt sich eine Legierung verwenden, deren Mangangehalt
5 bis 350/0, vorzugsweise 5 bis 200/0 und insbesondere 100/" beträgt.
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Zur Verwendung geeignet ist eine Legierung, deren Vanadiumgehalt 2
bis 1501, vorzugsweise 4 bis 80/"
insbesondere 5 bis
60/0, beträgt.
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Mit besonderem Vorteil läßt sich eine Legierung verwenden, die zusätzlich
noch Be, Mg, Ca, Se, Ce, Ti, Zr, Mo, W, Fe, Co, Ag, Al, Ga, In, Si,
Ge, Sn, Pb, P, zusammen oder einzeln oder in Kombination mit mehreren dieser Elemente,
in einer die Löslichkeit im festen Zustand nicht oder nur unwesentlich überschreitenden
Menge enthält.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird
eine Legierung verwendet, die in einem Bereich von 500 bis 50' C unterhalb
des Schmelzpunktes der Legierung lösungsgeglüht, dann rasch abgekühlt und zwischen
150 bis 500'C angelassen wurde oder die nach dem Lösungsglühen nur
langsam abgekühlt wurde oder die gegebenenfalls vor dem Anlassen noch kaltverformt
wurde.
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Es wurde, worauf der Vorschlag der Erfindung basiert, überraschenderweise
gefunden, daß Nickel-Kupfer-Legierungen mit 30 bis 70 % Nickel,
10 bis 49 "/, Kupfer, 3 bis 35 % Zink oder/und Mangan und
0,1 bis 15 0/, Chrom und/oder Vanadium und vorzugsweise solche Legierungen,
bei denen der Nickelgehalt den Kupfergehalt überwiegt, mit einem Gehalt an Chrom
und/oder Vanadium erwünschte verhältnismäßig schwach negative, Null betragende oder
auch positive Werte der Thermokraft gegen Kupfer besitzen.
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Chrom wirkt dabei etwa doppelt so stark wie die gleiche Menge Vanadium.
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Der Zinkgehalt sowohl als auch - wenn zwar schwächer
- der Mangangehalt erteilt der Legierung die zusätzli.che überraschende Eigenschaft,
durch eine thermische Behandlung bemerkenswert hohe Werte des spezifischen Widerstandes
zu liefern, unter Verringerung des Temperaturkoeffizienten des elektrischei! Widerstandes
und unter Erhaltung einer zeitlichen Konstanz dieses Widerstandes. Dabei liegen
die Werte für den spezifischen Widerstand außerordentlich hoch und über
0,50 und auch über 1,00, z. B. 1,30 bis 1,60 Ohm/m/mm2.
(Der Wert der als Manganin bezeichneten. Kupfer-ManganmNickel-Legierung beträgt
0,43 Ohm/m/mm2.) Die zur Erhaltung solcher Werte führende Wärmebehandlung, insbesondere
von Bändern oder Drähten aus den beanspruchten Legierungen, besteht in einem Lösungsglühen
mit nachfolgender verhältnismäßig rascher Abkühlung, wobei das Lösungsglühen in
einem
Temperaturbereich mit der unteren Grenze von 500'C und der oberen Grenze
einer unterhalb des Schmelzpunktes der Legierung, vorzugsweise mindestens
50'C unter dem Schmelzpunkt liegenden, Temperatur bestimmt wird. Zeitunterschiede
der folgenden Abkühlung wirken sich, wie die Tabellel zeigt, in erstaunlichem Maße
auf die Eigenschaften der Legierung aus. Die Durchziehglühung mit einer verhältnismäßig
raschen, auch von der Durchziehgeschwindigkeit abhängenden Abkühlung liefert andere
Werte als die Topfglühung mit der ihr eigenen verhältnismäßig langsameren Abkühlung.
Auf diese Abkühlung folgt gemäß der Erfindung eine Anlaßbehandlung unter Verwendung
von Temperaturen im Bereich von 150 bis 500'C mit nachfolgender beliebiger,
vorzugsweise langsamer Abkühlung. Auch die Temperatur innerhalb des Bereiches der
Anlaßglühung, die Zeitdauer des Anlassens und insbesondere die Zeitdauer des langsamen
Abkühlens ändert die Werte der behandelten Legierung erheblich, und zwar wirkt die
Verlängerung der Zeitdauer des Abkühlens nach dem Lösungsglühen bei ein und derselben
Legierung im gleichen Sinne wie ein länger dauerndes Anlassen bei niedrigeren Temperaturen,
während die Erhöhung der Temperatur des Anlassens innerhalb des angegebenen Bereiches
eine Verkürzung der Anlaßdauer mit sich bringt und die Verlängerung der Zeit des
langsamenen Abkühlens nach dem Anlassen verhindert, daß Unterschiede in den Eigenschaften
der Drähte oder Bänder in den innen- und außenliegenden Schichten einer Spule oder
eines Ringes auftreten.
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Für die Herstellung von Meßwiderständen und Vergleichsnormalien hoher
Genauigkeit werden in der Flektrotechnik Widerstandswerkstoffe benötigt, die einen
möglichst kleinen Temperaturkoeffizienten des Widerstandes und eine möglichst geringe
Thermokraft gegen Kupfer sowie eine gute zeitliche Konstanz des Widerstandes aufweisen.
Der klassische Werkstoff für diesen Verwendungszweck ist das seit dem Jahre
1889 von der Isabellenhütte hergestellte Manganin (Cu-Mn-Ni = 86:
12: 2 "/,). Die Widerstands-Temperatur-Kurve dieser Legierung ist schwach parabolisch
gekrümmt und zeigt ein Widerstandsmaximum in der Gegend von +30'C. Dieser Umstand
erlaubt es, Präzisionswiderstände aus Manganin herzustellen, deren Temperaturfehler
im Bereich von +20 bis +40'C den Betrag von 0,010/,) nicht -überschreitet. Obwohl
das Manganin mit etwa -0,7 Mikrovolt pro Grad eine verschwindend geringe
Thermokraft gegen Kupfer aufweist und die zeitliche Konstanz des Widerstandes ausgezeichnet
ist, genügt es den steigenden Anforderungen der Präzisionsmeßtechnik nicht mehr
in allen Fällen. Diese Fälle liegen besonders dann vor, wenn der Temperaturbereich,
in dem der Temperaturfehler 0,010/, nicht überschreitet, erweitert oder wenn bei
gleichem Temperaturbereich der Temperaturfehler noch weiter eingeengt werden soll.
Dazu kommen dann noch die Fälle, wo möglichst hohe Widerstände auf möglichst engem
Raum untergebracht werden sollen; für diese wird ein möglichst hoher spezifischer
Widerstand gefordert; diese Forderung erfüllt Manganin mit einem spezi--fischen
Widerstand von nur 0,43 Ohm/m/mm2 nicht genügend.
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Eine Legierung, bei der in allerdings sehr engen Grenzen der Zusammensetzung
der Temperaturkoeffizient des Widerstandes und damit der Temperaturfehler noch wesentlich
kleiner sein kann als bei Manganin, ist die bekannte Legierung Konstantan (Cu-Ni-Mn.
= 55: 44: 10/,). Diese ist jedoch für Präzisionswiderstände gänzlich
ungeeignet, da ihre Thermokraft gegen Kupfer 44 Mikrovolt pro Grad beträgt.
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Im System Kupfer-Nickel erstreckt sich der Bereich besonders kleiner
Temperaturkoeffizienten von etwa 32 bis 520/0 Nickel. Die Thermokraft
gegen Kupfer liegt in diesem Bereich zwischen -44 und -48 Mikrovolt pro Grad. Diese
hohen Werte der Thermokraft kann man durch Zusätze dritter Metalle, wie etwa Mangan,
Zink oder Chrom, verringern, ohne den Temperaturkoeffizienten des Widerstandes wesentlich
zu vergrößern. So beträgt z. B. bei einem Nickelgehalt von 20 "/, und einem Mangangehalt
von 10 0/, die Thermokraft gegen Kupfer nur noch -10 Mikrovolt pro
Grad, während der Temperaturkoeffizient immer noch verschwindend klein ist und der
spezifische Widerstand wie beün Konstantan 0,50 Ohm/m/mm2 beträgt. Der Wert
des spezifischen Widerstandes kann auf 0,70 Ohm/m/mm2 gesteigert werden,
wenn bei dem gleichen Mangangehalt von 100/, der Nickelgehalt auf 400/0 erhöht wird.
Dabei steigt, wenn auch der Temperaturkoeffizient noch recht klein bleibt, die Thermokraft
gegen Kupfer bereits wieder auf 20 Mikrovolt pro Grad. Durch Zusstz von Zink wird
die Thermokraft nicht so stark erniedrigt. Beispielsweise wurde bei einer Legierung
Cu-M-Zn = 30: 45: 25 0/0 eine Thermokraft von -26 Mikrovolt
pro Grad gemessen, während der spezifische Widerstand 55 Ohni/m/mm2 und sein
Temperaturkoeffizient +0,000045 betrug. Stärker wirkt wiederum Chrom, doch kann
man wegen der beschränken Löslichkeit von diesem Element nur bei höheren Nickelgehalten
maßgebliche Mengen zusetzen. Bei einem Nickelgehalt von 45 0/, und einem Chromgehalt
von 5 0/0 wie auch bei einem Nickelgehalt von 56 0/, und einem Chromgehalt
von 10 0/, wurde eine Thermokraft von -15 Mikrovolt pro Grad gemessen,
während der spezifische Widerstand 0,68
bzw. 0,78 Ohm/m/mm2 betrug.
Bei der zweiten Legierung hebt somit der erhöhte Nickelgehalt die Wirkung des erhöhten
Chromgehaltes auf die Thermokraft auf. All diese Thermokräfte sind für den
gedachten Verwendungszweck immer noch viel zu groß.
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Durch die USA.-Patentschriften 2 293 8 78, 2 460
590,
2 533 735,2 533 736 und 2 585 613 sind Chrom-Nickel-Legierungen
mit 10 bis 30 0/0 Cr bekanntgeworden, bei denen durch Zusätze von
Eisen, Mangan, Aluminium, Kupfer und Silber einzeln oder kombiniert in Mengen bis
zu 6 0/, und durch geeignete Wärmebehandlung der Temperaturkoeffizient des
elektrischen Widerstandes bis in den für Präzisionswiderstände geforderten Bereich
vermindert und zugleich die Thermokraft gegen Kupfer auf wenige Mikrovolt pro Grad
und zum Teil sogar unter 1 Mikrovolt pro Grad verringert werden kann. Dabei
steigt bei Chromgehalten über 18 0/, der spezifische Widerstand auf
1,30 bis 1,40 Ohm/m/mm2, also etwa den 3fachen Wert des Manganins. Leider
haben aber diese Legierungen einige schwerwiegende Nachteile. Die Ziehbarkeit zu
Draht wird erschwert, weil die Ziehsteine stark angegriffen werden und schnell verschleißen.
Die Drähte lassen sicn nicht weich löten, was für ihre Verwendung in der Elektrotechnik
wünschenswert wäre. Auch ist die Einstellung des Temperaturkoeffizienten
auf
einen gewünschten Wert mit Hilfe einer geeigneten thermischen Behandlung nicht gut
reproduzierbar.
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Innerhalb der Bereiche von 30 bis 700/, Nickel,
10 bis 490/0 Kupfer, 0,1 bis 1501, Chrom, 3 bis
350/,
Zink und/oder Mangan liegen bevorzugt zu verwendende Legierungen in
den Bereichen: 40 bis 65 % Nickel, 10 bis 400/, Kupfer,
3 bis 12 0/0 Chrom, 0 bis 25 % Zink, 0 bis
15 0/0 Mangan.
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Bei den höchsten Nickel- und Chromgehalten grenzen die Legierungen,
sofern sie zinkfrei sind, an den Bereich der in den vorstehend erwähnten USA.-Patentschriften
beschriebenen Legierungen. Sie unterscheiden sich jedoch von jenen nicht nur dadurch,
daß sie Aushärtungsvorgänge grundsätzlich anderer Art aufweisen, sondern auch dadurch,
daß ihr Chromgehalt niedriger und ihr Gehalt an Kupfer und Mangan wesentlich höher
liegt.
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Es sei noch erwähnt, daß der verhältnismäßig geringe Chromgehalt der
Legierungen ihre Lötbarkeit mit Zinnlot (Weichlot) nicht merklich beeinträchtigt.
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Das ist für viele Verwendungszwecke ein großer Vorzug. Die Korrosionsfestigkeit
wird hingegen durch den Chromgehalt deutlich verbessert, was zweifellos die Brauchbarkeit
der Legierungen ebenfalls erhöht.
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Obwohl die Legierungen einen weiten Bereich der Zusammensetzung aufweisen,
der es erlaubt, die verschiedenen Eigenschaften unabhängig voneinander zu variieren,
kann es vorkommen, daß das Optimum des einen Teils von Eigenschaften nicht mit dem
Optimum eines anderen Teiles zusammenfällt. BeispielsweisekannbeieinerLegier,Lingmitmaxiinalhohem
spezifischem Widerstand die Thermokraft gegen Kupfer nicht gerade den gewünschten
Minimalwert aufweisen. In solchen Fällen ergibt sich die Möglichkeit, die Eigenschaften
der Legierung noch durch weitere Zusätze zu korrigieren. Auch die Aushärtbarkeit
der Legierungen, sei es in der Höhe der Aushärtung, sei es in ihrer Geschwindigkeit,
kann man durch Zusätze beeinflussen. Letztere sind vielfach die gleichen, vorzugsweise
Erdmetalle, die man auch als Desoxydations- und Entschwefelungsmittel zu benutzen
pflegt, wie Mg, Al, Ce, Zr, aber auch Metalloide wie P, ferner an der Grenze
der Metalloide stehende Metalle wie Si, Ti, Ge und besonders Sn. Zusätze, welche
die Thermokraft gegen Kupfer erhöhen, sind Zr, Ge, Co, Zusätze, welche sie erniedrigen,
sind V, Mo, Fe, Ti. Auch die Korrosionsbeständigkeit und die Zunderbeständigkeit
kann man durch Zusätze erhöhen, wobei allerdings manchmal eine Beeinträchtigung
der Weichlötbarkeit in Kauf genommen werden muß. Alle solche Zusätze können in solchen
Mengen zugegeben werden, daß die Löslichkeit in den Mischkristallen, aus denen die
Legierungen aufgebaut sind, nicht oder nicht wesentlich überschritten wird; zu ihnen
gehören: Be, Mg, Ca, Sc, Ce, Ti, Zr, Mo, W, Fe, Co, Ag, Al, Ga, In,
Si, Ge, Sn, Pb, P.
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Die den weiteren Erfindungsgegenstand bildende thermische Behandlung
der Legierung, z. B. in Form von Drähten oder Bändern mit oder ohne zwischengeschobene
mechanische Verformungsverfahren, besteht nach einer bevorzugten Ausführungsform
in einer Lösungsglühung beliebiger Dauer, z. B. einiger Sekunden bei einer Durchzugglühung
oder einiger Stunden bei einer Topfglühung, einem an sich bekannten Abschrecken
z. B. in Luft oder in Wasser und einer einige Sekunden bis mehrere Tage dauernden
Anlaßglühung in dem an sich bekannten Temperaturbereich von 100 bis
500'C mit anschließender beliebiger, vorzugsweise langsamer Abkühlung.
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Zwischen die Lösungsglühung und die Anlaßbehandlung können noch mechanische
Verformungen eingeschoben werden, Statt dieser kombinierten Wärmebehandlung, welche
sich durch größere Betriebssicherheit auszeichnet, kann auch eine einfache Glühung
bei Temperaturen oberhalb 500'C gewählt werden, an die sich eine langsame
Abkühlung mit passend gewählter Geschwindigkeit anschließt.
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Die mechanische Verformung im kalten Zustand (Kaltwalzen, Ziehen usw.)
wird vorteilhaft im lösungsgeglühten Zustand vorgenommen, da die Legierungen in
diesem Zustand besonders weich und duktil sind; sie kann aber auch im heterogenisierten
Zustand vorgenommen werden. Selbstverständlich lassen sich die neuen Legierungen
auch in der Wärme verformen (Warmwalzen, Schmieden usw.).
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Bei den stärker manganhaltigen Legierungen wird die Aushärtung vermutlich
durch die Ausscheidung der Phase NiMii, hervorgerufen. In diesem Bereich grenzen
die Legierungen an die in der deutschen Patentschrift 1092 218 beschriebenen
Kupfer-Nickel-Mangan-Zink-Legierungen; sie unterscheiden sich von jenen grundsätzlich
durch ihren Gehalt an Chrom oder/und Vanadium. Der Chromzusatz hat auch hinsichtlich
der mechanischen Eigenschaften eine überraschende Wirkung, indem er die in der genannten
Patentschrift beschriebene Aushärtung wesentlich steigert und beschleunigt. Diese
Legierungen können auch völlig zinkfrei sein.
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Bei den überwiegend zinkhaltigen Legierungen wird die Aushärtung vermutlich
durch die Ausbildung einer Ordnungsphase der stöchiometrischen Zusammensetzung (Ni,
Cu), (Zu, Mii, Cr) hervorgerufen, also einer Phase Ni,Zii, in der das Nickel bis
zu einem gewissen Grade durch Cu und das Zink bis zu einem gewissen Grade durch
Mangan und Chrom ersetzt werden kann. Diese letztere, bisher noch völlig unbekannt
gewesene Phase verbindet bei ihrer Ausbildung mit der Aushärtung eine beträchtliche
Erhöhung des spezifischen Widerstandes. Damit unterscheidet sich die Aushärtung
durch (Ni, Cu), (Zu, Mii, Cr) bemerkenswert von der Aushärtung durch NiMii, welche
mit einer beträchtlichen Verminderung des spezifischen Widerstandes verbunden ist.
Diese Legierungen können auch völlig manganfrei sein.
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In einem gewissen mittleren Bereich, wo Zink und Mangan zugleich vorhanden
sind, kann man beide Arten der Aushärtung gleichzeitig beobachten. Wegen ihrer Aushärtbarkeit
eignen sich die Legierungen auch vorzüglich zur Herstellung von Formstücken mit
hohen Festigkeitseigenschaften.
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Die Beispiele erläutern bevorzugte. Ausführungsformen der Legierungen
gemäß der Erfindung und der Wärmebehandlungsverfahren.
| Tabelle 1 |
| Nr. Ni 4:,u Zu MI, Cr V Spezifischer
Widerstand Temperaturkoeffzient 10-61 Thermokraft gegen Ca |
| Ohnilm/nun2 Mikrovolt/-C |
| 0/0 0/0 070 0/0 0/0 0/0 (1) (2)
(1) (2) (1) (2) |
| 101 50 24 20 - 6 - 101,5 123,6 + 3
- 27 - 7,1 - 1,0 |
| 102 51 24 19 - 6 - 100,0 117,5 + 7
- 19 - 7,2 - 2,6 |
| 103 49 24 21 - 6 - 99,3 91,1 + 18 + 38 - 6,7 - 9,1 |
| 104 51 23 20 - 6 - 100,0 103,3 + 26 + 19 -
6,6 - 6,0 |
| 105 49 25 20 - 6 - 98,6 119,3 + 10
+ 2 - 8,2 - 1,6 |
| 106 55 20 19 - 6 - 98,6 154,5
+ 11,6 -119 - 6,7 + 5,8 |
| 107 63 12 19 - 6 - 92,8 99,7 + 85,7 + 92,7 -
2,4 2,0 |
| 108 51 20 23 - 6 - 102,3 149,0
+ 5,4 -107 - 7,5 2,8 |
| 109 55 16 23 - 6 - 103,6 160,0 + 14,8 -116,4
- 5,2 + 8,8 |
| 110 55 16 19 - 10 - 113,2 154,0 + 14,7 -138 + 3,3 + 2,2 |
| y 59 17 19 - 5 - 104,0 143,0 + 29 - 35 - 5,8
+ 4,5 |
| Z 55 26 14 - 4,5 - 95,1
104,8 + 32 + 39 - 6,4 - 6,9 |
| 201 50 37 - 10 3 - 87,8 81,0 + 37 + 59 - 8,1 -
8,4 |
| 202 50 34 - 10 6 - 99,4 82,5 +
4 + 50 - 4,8 - 6,4 |
| 203 50 32 - 15 3 - 98,6 97,4
- 15 - 5 - 5,9 - 5,2 |
| 204 50 29 - 15 6 - 110,4 98,6 -
45 - 32 - 3,7 - 3,1 |
| 205 50 27 - 20 3 - 110,0 110,3 - 74
+ 53 - 3,6 - 2,2 |
| 206 50 24 - 20 6 - 125,0 127,2 -100
- 43 - 1,7 + 0,5 |
| 207 50 20 - 20 10 - 129,3 139,7 - 87
- 55 + 0,65 + 1,2 |
| 301 50 37 5 5 3 - 82,5 84,0
- 47,5 + 68,6 -10,6 -11,3 |
| 302 50 34 5 5 6 - 97,1 80,0 + 23,2
+ 66,5 - 6,5 -10,2 |
| 303 47 40 5 5 3 - 81,8 77,0 + 40,7
+ 68,2 -10,6 -13,0 |
| 304 44 40 5 5 6 - 87,6 73,0 + 13,5 + 72,8 - 8,1 -12,3 |
| 305 55 22 10 10 3 - 95,0 112,2
+ 6,3 +180,2 - 7,1 - 2,4 |
| 306 55 19 10 10 6 - 113,2 131,0 - 24;3
+ 90,6 - 3,2 + 0,3 |
| 307 52 25 10 10 3 - 96,4 112,5 - 5,8 +197,4
- 7,7 - 2,2 |
| 308 49 25 10 10 6 - 108,8 121,0 - 30,8 +115,3
- 5,5 - 3,1 |
| 309 49 21 15 10 5 - 110,0 127,0 -
47,5 +165,0 - 5,9 - 2,5 |
| 310 55 15 10 10 10 - 122,4 141,5 - 29,5 +
9,5 + 2,2 - 0,75 |
| 311 55 11 10 10 14 - 125,5 134,2
- 1,0 + 20,0 + 1,7 - 1,4 |
| 501 55 28 15 - - 2 80,7 76,8 +
15,0 + 15,0 -20, -23,0 |
| (1) Bei einer Drahtstärke von 0,3 mm bei
8500C mit einer Geschwindigkeit von 20 m/Min. im Durchzug geglüht. |
| (2) Bei einer Drahtstärke von 1,0 mm bei 850'C
im Topf geglüht und langsam abgekühlt. |
- Die Tabelle
1 zeigt die Zusammensetzung von Legierungen gemäß der
Erfindung und ihre Eigenschaften nach Durchzugglühung und Topfglühung.
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Der spezifische Widerstand steigt bei diesen Legierungen bis zu
1,60 Ohm/m/mM2, während er bei den ternären Legierungen höchstens
0,80 Ohm/m/mrn 2 erreicht. Der Temperatarkoeffizient ist nicht größer als
bei den technisch gebräuchlichen Kupfer-Nickel-Legierungen
(55:
45) und schlägt in einigen Fällen von negativen Werten bei der einen thermischen
Behandlung zu positiven bei der anderen um (z. B. bei Legierung
101, 102,
106, 108, 109, 110, Y,
205, 306,
307, 308, 309, 310, 311). Hier
ist mithin die Möglichkeit gegeben, durch geeignete Wärmebehandlung emien gegen
Null gehenden Wert des Temperaturkoeffl-
| Tabelle 2 |
| Wirkung einer Istündigen Anlaßbehandlung bei steigenden Temperaturen
im Anschluß an die DurchzugglÜhung |
| bei 850'C auf die Eigenschaften der in der Tabelle
1 mit aufgeführten Legierung Y |
| Algaßtemperatur Spezifischer Widerstand Thermokraft gegen Cu
Härte |
| OC Ohm/mInim2 Tel,.rat#.kef£".iet 11- |
| Mikrovolt/'C kgImms |
| 20 104,0 +28,6 -5,8 216 |
| 200 104,5 +28,5 -5,7 252 |
| 350 106,8 +26,6 -4,8 268 |
| 450 117,8 + 7,1 -1,6 273 |
| 475 124,7 -13,2 +0,23 273 |
| 500 126,9 -25,3 +0,21 273 |
zienten zu erzielen. (Dabei ist zu bemerken, daß der Wert Null genau genommen nur
für einen gewissen engen Temperaturbereich gilt, da die Temperaturabhängigkeit des
Widerstandes nicht linear, sondern wie bei Manganin parabolisch ist. Doch ist die
Krümmung der Widerstands-Temperatur-Kurven bei den Legierungen gemäß der Erfindung
weit geringer als bei Manganin [vgl. Zeichnung].) Die Thermokraft gegen Kupfer ist
wesentlich kleiner als bei den ternären Legierungen. Auch hier gibt es Fälle, wo
der Wert bei der einen thermischen Behandlung positiv, bei der anderen negativ ausfällt
(z. B. bei Legierung
106, 108, 109, Y,
206, 306, 310, 311) und es
somit möglich ist, die Wärmebehandlung so abzustimmen, daß der Wert Null wird.
In
der Tabelle 2 ist am Beispiel der Legierung Y dargelegt, wie man durch eine Wärmebehandlung
den' Temperaturkoeffizienten und die Thermokraft auf den Wert Null einstellen kann.
Bei einstündiger. Anlaßdauer wird dieser Wert für beide Meßgrößen bei einer Temperatur
zwischen 450 und 475'C erreicht. Selbstverständlich kann man statt bei konstanter
Anlaßdauer und variabler Anlaßtemperatur arbeiten.
| Tabelle 3 |
| Einfluß des Chromzusatzes auf die Aushärtbarkeit von Nickel-Kupfer-Mangan-Zink-Legierungen |
| Brinellhärte Aushärtung |
| Nr. Ni Cu Mri Zu Cr abgeschreckt langsam abgekühlt abgeschreckt
Tem- |
| von 800'C von 800'C von 800'C Dauer peratur |
| und ausgehärtet |
| 0/0 0/0 0/0 0/0 0/0 kg/mm2 kg/nIM2 kg/mm2 Stunden
OC |
| 9 50 40 10 - 0 132 132 50 400 |
| 10 50 39 10 - 1 153 192 50 400 |
| 11 50 20 30 - 0 186 295 15 400 |
| 12 50 14 30 - 6 210 340 15
400 |
| 5 50 20 10 20 0 145 170 8
400 |
| 6 50 10 10 20 10 195 308 8 400 |
| 105 49 25 - 20 6 184 201 211
1 450 |
| 108 51 20 - 23 6 185 207 226 3 4511 |
| 206 50 24 20 - 6 168 187 187 3 450 |
| 305 55 22 10 10 3 168 193 211
3 450 |