DE1256426B - Kupferlegierung hoher Kerbschlagzaehigkeit und sehr guter Korrosionsbestaendigkeit, insbesondere in im turbulenten Zustand befindlichen Meerwasser - Google Patents

Kupferlegierung hoher Kerbschlagzaehigkeit und sehr guter Korrosionsbestaendigkeit, insbesondere in im turbulenten Zustand befindlichen Meerwasser

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DE1256426B
DE1256426B DEI256426A DEI0256426A DE1256426B DE 1256426 B DE1256426 B DE 1256426B DE I256426 A DEI256426 A DE I256426A DE I0256426 A DEI0256426 A DE I0256426A DE 1256426 B DE1256426 B DE 1256426B
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    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C9/00Alloys based on copper
    • C22C9/05Alloys based on copper with manganese as the next major constituent

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Description

  • Kupferlegierung hoher Kerbschlagzähigkeit und sehr guter Korrosionsbeständigkeit, insbesondere in im turbulenten Zustand befindlichen Meerwasser Die Erfindung bezieht sich auf Kupferlegierungen hoher Kerbschlagzähigkeit und sehr guter Korrosionsbeständigkeit, insbesondere in im turbulenten Zustand befindlichem Meerwasser. Die bekannten Legierungen dieser Art enthalten 2 bis 4 % Eisen, 1 bis 6 % Nickel, 3,5 bis 9,5°/o Aluminium, 15 bis 35°/o Mangan, Rest Kupfer und übliche Verunreinigungen; wegen ihrer guten mechanischen Eigenschaften und ihrer guten mechanischen EigenschaftenundihrergutenKorrosionsfestigkeit finden sie insbesondere Verwendung für die Herstellung von sie sind aber verhältnismäßig teuer, so daß man nach billigeren Legierungen mit mindestens gleich guten Eigenschaften suchte. Eine seewasserbeständige Kupferlegierung nach der Erfindung besteht nun aus 1 bis 9 % Eisen, 0 bis 7 % Nickel, 0 bis 7 °/o Kobalt, wobei Nickel und Kobalt zusammen nicht mehr als 70,/o und Eisen, Nickel und Kobalt zusammen 3 bis 140/, ausmachen, 3 bis 9 % Aluminium, 17 bis 21 % Mangan, 1 bis 7 % Zink, Rest Kupfer und übliche Verunreinigungen. Bei Abwesenheit von Nickel und Kobalt weist also die erfindungsgemäße Legierung einen Eisengehalt von mindestens 3 °/o auf, sie weist beispielsweise einen Eisengehalt von 1 °/o auf, wenn gleichzeitig 2 % Nickel und/oder Kobalt vorhanden sind.
  • Einen Eisengehalt von 10,/o neben 7 bis 28 % Mangan, 2 bis 9 % Aluminium und 2 bis 8 % Zink weisen unter anderem auch Kupferlegierungen zur Herstellung von Gußteilen, Blech- und Schmiedeteilen nach der britischen Patentschrift 295769 auf. Statt des Legierungsbestandteiles Eisen können diese Legierungen auch Chrom, Nickel, Vanadium oder Molybdän jeweils in der angegebenen Menge bis zu 10,/o enthalten, diese Bestandteile, insbesondere Eisen und Nickel, kommen also nie gemeinsam vor. Wesentlich für die hohe Kerbschlagzähigkeit und die sehr gute Korrosionsbeständigkeit, insbesondere in im turbulenten Zustand befindlichem Meerwasser, der erfindungsgemäßen Kupferlegierungen und deren niedrigen Schmelzpunkt ist aber das gemeinsame Vorkommen von Eisen und Nickel, also der Elemente, welche die sogenannte x-Phase (eisenreiche Phase) bilden. Erfindungsgemäß ist also der Eisengehalt bewußt höher gewählt, um damit die besseren Eigenschaften, insbesondere eine höhere Korrosionsfestigkeit, von Kupferlegierungen zu erhalten. Der Gesamtanteil von Nickel und Eisen sowie gegebenenfalls Kobalt in den erfindungsgemäßen Kupferlegierungen soll 3 bis 14 °,/o des Gesamtgewichtes betragen.
  • Durch die britische Patentschrift 868 276 sind in Verbindung mit der britischen Patentschrift 601027 ebenfalls seewasserbeständige Kupferlegierungen bekanntgeworden, die aus mehr als 6 bis 200/, Mangan, mehr als 60 bis 80 °/o Kupfer, gegebenenfalls unter anderem bis 1,5°/o Aluminium, bis 50,1, Eisen und bis 811/, Nickel, Rest Zink, bestehen. Da der Zinkgehalt bei solchen Legierungen bei einem Aluminiumgehalt bis maximal 1,5"/, mindestens 100,f, beträgt, hat man es hier mit einer Mangan-Messing-Legierung zu tun, die sich insbesondere für die Herstellung einer Gleitreibung ausgesetzter Lagerbuchsen oder Lagerschalen eignet. Kennzeichnend für die erfindungsgemäße Legierung ist aber neben dem oben erwähnten hohen Eisengehalt auch der höhere Gehalt an Aluminium in Gegenüberstellung zu dem Zinkgehalt, wodurch sich eine bessere Gießbarkeit und gleichzeitig eine höhere Korrosionsbeständigkeit unter Beibehaltung der mechanischen Eigenschaften, wie hohe Zugfestigkeit, nicht zu geringe Dehnung und gute Kerbschlagzähigkeit, erreichen läßt. Mit der erfindungsgemäßen Legierung wird demzufolge das Vorurteil überwunden, daß ein höherer Aluminiumgehalt bei Kupferlegierungen der in Frage stehenden Art zur Folge haben würde, daß die Legierungen viel weniger gut bearbeitbar sind, insbesondere in kaltem Zustand, indem sich herausgestellt hat, daß die Bearbeitbarkeit der erfindungsgemäßen Legierungen, auch bei Zimmertemperaturen, für die meisten Anwendungsmöglichkeiten vollkommen ausreichend ist.
  • Die Legierungen nach der Erfindung enthalten nach einem weiteren Merkmal an den Verunreinigungen Arsen, Antimon und/oder Phosphor einen Gesamtanteil von weniger als 0,008 °/o. Diese Verunreinigungen sind in einem Gehalt von 0,01 bis 0,20/, Arsen und/ oder Antimon und gegebenenfalls weniger als 0,20/0 Phosphor auch Bestandteil von Legierungen nach der britischen Patentschrift 835 477, die 5 bis 200/, Mangan, 1,5 bis 711/, Aluminium, bis 60/, Nickel, gegebenenfalls bis 5 0/0 Eisen, Rest Kupfer, enthalten. Der verhältnismäßig niedrige Gehalt von 0,0080/, solcher Verunreinigungen bei der erfindungsgemäßen Legierung erklärt sich aus der Anwesenheit von Zink als Legierungsbestandteil, also einem Element, das sich bei der vorbekannten Legierung nicht findet, so daß dort zur Erzielung ausreichender Korrosionsbeständigkeit die Anwesenheit dieser Elemente zwingend ist.
  • Eine Kupferlegierung hoher Kerbschlagzähigkeit und sehr guter Korrosionsbeständigkeit, insbesondere in im turbulenten Zustand befindlichem Meerwasser, besteht nach der Erfindung vorzugsweise aus 1 bis 6,50/0 Eisen, 1 bis 6,50/0 Nickel, wobei Eisen und Nickel zusammen 5 bis 90/, ausmachen, 3 bis 90/, Aluminium, 17 bis 21°/o Mangan, 2 bis 5°/0 Zink, Rest Kupfer und übliche Verunreinigungen. Insbesondere ist es vorteilhaft, die Zusammensetzung wie folgt zu wählen: 3 bis 5 0/0 Eisen, 1 bis 3 0/0 Nickel, wobei Eisen und Nickel zusammen 5 bis 8 0/0 ausmachen, 4,5 bis 60/0 Aluminium, 17 bis 21°/o Mangan, 3 bis 5 0/0 Zink, Rest Kupfer und übliche Verunreinigungen. Diese Legierung ist verhältnismäßig weich sowie Schmied- bzw. hämmerbar und weist eine hohe Dehnung auf.
  • Wenn es gewünscht wird, eine Legierung herzustellen, die verhältnismäßig hart ist, dann wird der Aluminiumgehalt vorzugsweise zwischen 6,5 und 90/0 gewählt. Die Legierung kann durch Schmelzen aller Komponenten zusammen in einem metallurgischen Ofen in im allgemeinen auf diesem Gebiet bekannter Weise hergestellt werden.
  • Beispiel 1 6,060/, Eisen, 2,000/, Nickel, 5,40"/, Aluminium, 17,520/0 Mangan, 3,310/0 Zink, Rest Kupfer und übliche Verunreinigungen wurden in einem geeigneten Ofen geschmolzen. In einer Sandform goß man dann diese Legierungen zu einer Stange, die als Rohling zum Strangpressen langer Profile geeignet ist, die Stange konnte langsam abkühlen. Die Prüfung eines Probestückes hat dabei folgende Werte ergeben: Zugfestigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63,2 kg/mm2, Bruchdehnung ..................... 31,60/0 (Meßlängenverhältnis = 5), Kerbschlagzähigkeit nach Charpy ... 8,1 mkg/cm2, Kerbschlagzähigkeit nach Izod ...... 5,6 mkg/cm2. Die Verformbarkeit und Bearbeitbarkeit bei hoher und bei Zimmertemperatur und die Schweißbarkeit waren gut.
  • Beispiel II In gleicher Weise wie gemäß Beispiel I wurde eine Legierung gegossen, die folgende Bestandteile enthielt: 3,010/0 Eisen, 2,130/0 Nickel, 4,970/, Aluminium, 20,1°/o Mangan, 3,92°/o Zink, Rest Kupfer und übliche Verunreinigungen. Aus dieser Legierung wurde eine Schiffsschraube gegossen. Die Prüfung eines Probestückes ergab folgende Werte: Zugfestigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72,5 kg/mm', Bruchdehnung ..................... 24°/o (Meßlängenverhältnis = 5), Kerbschlagzähigkeit nach Charpy ... 7,6 mkg/cm2, Kerbschlagzähigkeit nach Izod ...... 5,3 mkg/cm2. Auch hier waren Verformbarkeit und Bearbeitbarkeit bei hohen und bei Zimmertemperaturen gut. Legierungen, die gemäß den vorstehenden Beispielen erschmolzen wurden, weisen sehr gute Korrosionsbeständigkeit, insbesondere in im turbulenten Zustand befindlichem Meerwasser, auf. Die angegebenen Prozentangaben beziehen sich auf Gewichtsprozentsätze.

Claims (6)

  1. Patentansprüche: 1. Kupferlegierung hoher Kerbschlagzähigkeit und sehr guter Korrosionsbeständigkeit, insbesondere in im turbulenten Zustand befindlichem Meerwasser, bestehend aus 1 bis 90/, Eisen, 0 bis 70/, Nickel, 0 bis 7 0/0 Kobalt, wobei Nickel und Kobalt zusammen nicht mehr als 7 0/0 und Eisen, Nickel und gegebenenfalls Kobalt zusammen 3 bis 14°/o ausmachen, 3 bis 90/0 Aluminium, 17 bis 21°/o Mangan, 1 bis 7 0/0 Zink, Rest Kupfer und übliche Verunreinigungen.
  2. 2. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtanteil der Legierung an den Verunreinigungen Arsen, Antimon und/oder Phosphor weniger als 0,008 0/0 beträgt.
  3. 3. Legierung nach Anspruch 1, bestehend aus 1 bis 6,5 0/0 Eisen, 1 bis 6,5 0/0 Nickel, wobei Eisen und Nickel zusammen 5 bis 9 0/0 ausmachen, 3 bis 90/, Aluminium, 17 bis 210/0 Mangan, 2 bis 5 0/0 Zink, Rest Kupfer und übliche Verunreinigungen.
  4. 4. Legierung nach Anspruch 3, bestehend aus 3 bis 5 0/0 Eisen, 1 bis 3 0/0 Nickel, wobei Eisen und Nickel zusammen 5 bis 80/0 ausmachen, 4,5 bis 60/0 Aluminium, 17 bis 210/0 Mangan, 3 bis 50/0 Zink, Rest Kupfer und übliche Verunreinigungen.
  5. 5. Legierung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Aluminiumgehalt von 6,5 bis 9 0/0 aufweist.
  6. 6. Verwendung einer Legierung der in einem der Ansprüche 1 bis 5 angegebenen Zusammensetzung als Werkstoff zur Herstellung von Formkörpern, insbesondere Schiffsschrauben, die ganz oder teilweise aus solchen Legierungen bestehen. In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschriften Nr. 295 769, 601027. 835 477, 868 276; südafrikanische Patentschrift Nr. 61/73.
DEI256426A 1961-06-13 1962-06-13 Kupferlegierung hoher Kerbschlagzaehigkeit und sehr guter Korrosionsbestaendigkeit, insbesondere in im turbulenten Zustand befindlichen Meerwasser Pending DE1256426B (de)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0678586A1 (de) * 1994-04-20 1995-10-25 Wieland-Werke Ag Kupfer-Mangan-Zink-Aluminium-Legierung und ihre Verwendung

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