DE1458549C

DE1458549C - Process for the production of a high strength aluminum bronze alloy

Info

Publication number: DE1458549C
Authority: DE
Inventors: George H Brover man Irwin Cheshire Conn Eichelman jun (V St A )
Original assignee: Olin Mathieson Chemical Corp, New York, NY (VStA)
Publication date: 1972-01-05

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer hochfesten Aluminiumbronze-Legierung mit Feinkorngefüge.The invention relates to a method for producing a high strength aluminum bronze alloy with Fine grain structure.

Aus der Broschüre »Die Aluminiumbronzen«, 1959, S. 23 bis 26 und 30 bis 42, sind bereits Aluminiumbronzen mit 8,5 bis 11% Al bekannt, die bei 850 bis 900° C warmverformt, bei 650⁰C weichgeglüht und dann kaltverformt werden. Die dabei erhaltenen Aluminiumbronzen weisen jedoch physikalische Eigenschaften auf, die den heute an sie gestellten Anforderungen, insbesondere hinsichtlich der Kornfeinheit, der Streckgrenze und Zugfestigkeit sowie der Dehnung nicht mehr genügen.From the brochure "The aluminum bronzes," 1959, pp 23 to 26 and 30 to 42, aluminum bronzes are already at 8.5 and 11% Al known, the hot worked at 850 to 900 ° C, annealed at 650 ⁰ C and then cold formed will. The aluminum bronzes obtained in this way, however, have physical properties which no longer meet the requirements placed on them today, in particular with regard to grain fineness, yield point, tensile strength and elongation.

Aufgabe der Erfindung war es daher, Aluminiumbronzen mit wesentjich besseren Eigenschaften herzustellen, ohne dadurch die erwünschten Eigenschaften solcher Legierungen zu verschlechtern. Aufgabe der Erfindung war es insbesondere, Aluminiumbronze-Legierungen mit physikalischen Eigenschaften herzustellen, die bei solchen Legierungen bisher nicht beobachtet wurden und die insbesondere durch eine wesentlich bessere Streckgrenze, Zugfestigkeit und Dehnung ausgezeichnet sind und auf zweckmäßige, schnelle und billige Art und Weise hergestellt werden können.The object of the invention was therefore to produce aluminum bronzes with significantly better properties, without thereby impairing the desired properties of such alloys. Task of The invention was in particular to produce aluminum bronze alloys with physical properties, which have not yet been observed in such alloys and which in particular by a significantly better yield point, tensile strength and elongation are excellent and are based on appropriate, quick and cheap way can be made.

Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe dadurch gelöst werden kann, daß man aus Kupfer, Aluminium und einem der weiter unten aufgezählten Zusatzelemente in ganz bestimmten Mengenverhältnissen bestehende Aluminiumbronze-Legierungen knapp über der eutektoiden Temperatur von 565°C glüht, wodurch es möglich ist, das Phasengleichgewicht weitgehend herzustellen und damit eine ausreichend große Menge an oc-Fhase zu erzeugen, was der Kaltverformbarkeit der auf diese Weise hergestellten Legierung zugute kommt. .It has now been found that this object can be achieved by making from copper, aluminum and one of the additional elements listed below in very specific proportions Aluminum bronze alloys glow just above the eutectoid temperature of 565 ° C, causing it is possible to largely establish the phase equilibrium and thus a sufficiently large amount to produce oc phase, what the cold deformability the alloy produced in this way benefits. .

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer hochfesten Aluminiumbronze-Legierung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Legierung hergestellt wird, die aus 9,0 bis 11,8% Aluminium und 2,0 bis 5,0% Eisen, 0,4 bis 2,0% Chrom, Titan, Molybdän, Niob oder Vanadin oder 0,05 bis 0,2% Zirkonium oder Mischungen dieser Elemente in einer Gesamtmenge von weniger als 10,0 %und Rest Kupfer besteht, daß diese Legierung im Gußzustand bei 1010 bis 538"C warm yerformt, während der Warmverformung oder anschließend an dieselbe wenigstens 2 Minuten lang auf einer Temperatur im Bereich von 566 bis 593''C gehalten, bei einer Temperatur unterhalb 260"C kalt verformt, auf eine Temperatur von 593 bis 982"C erhitzt und anschließend schnell abgekühlt wird.The invention relates to a process for the production of a high-strength aluminum bronze alloy, characterized by making an alloy consisting of 9.0 to 11.8% aluminum and 2.0 to 5.0% iron, 0.4 to 2.0% chromium, titanium, molybdenum, niobium or vanadium or 0.05 to 0.2% Zirconium or mixtures of these elements in a total amount of less than 10.0% and the remainder copper is that this alloy in the as-cast state at 1010 to 538 "C hot yerformed, during the hot working or thereafter at a temperature in the range of for at least 2 minutes Maintained 566 to 593 "C, cold worked at a temperature below 260" C, to a temperature of 593 to 982 "C is heated and then quickly cooled.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Verfahren in der Weise durchgeführt, daß die Legierung nach dem Kaltwalzen für mindestens 2 Minuten auf 538 bis 760"C erhitzt und anschließend schnell abgekühlt wird, wobei das Kaltwalzen sowie das Glühen vorzugsweise mehrere Male wiederholt werden. '. According to a preferred embodiment of the invention, the method is performed in such a manner that the alloy after cold rolling for at least 2 minutes at 538-760 "C is heated and then rapidly cooled, the cold rolling and the annealing preferably be repeated several times. ' .

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das Verfahren in der Weise durchgeführt, daß das Kaltwalzen und das Glühen dreimal wiederholt werden.According to a further embodiment of the invention, the method is carried out in such a way that that the cold rolling and the annealing are repeated three times.

Gemäß einer dritten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das Verfahren in der Weise durchgeführt, daß das schnelle Abkühlen sich an die Glühung der Legierung bei einer Temperatur von 260 bis 482"C während einer Zeitspanne von wenigstens 30 Minuten anschließt. ^: According to a third preferred embodiment of the invention, the method is carried out in such a way that the rapid cooling follows the annealing of the alloy at a temperature of 260 to 482 "C for a period of at least 30 minutes ^.:

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbaren Legierungen sind außerordentlich vielseitig und können für sehr viele verschiedene Zwecke Verwendung finden, z.B. für korrosionsfeste Teile, wie Kondensatorröhren, Ventile, Metallbalggebläse, wärmebeständige Teile, deren Korrosionsbeständigkeit bei hohen Temperaturen wesentlich ist, z. B. Teile für Verbrennungsmotoren, verschleißfeste Teile und Metallformmatrizen. Die erfindungsgemäß herstellbarenThe alloys that can be produced by the process according to the invention are extremely versatile and can be used for many different purposes, e.g. for corrosion-resistant parts such as Condenser tubes, valves, metal bellows fans, heat-resistant parts, their corrosion resistance high temperatures is essential, e.g. B. Parts for internal combustion engines, wear-resistant parts and metal mold dies. Those which can be produced according to the invention

ίο Aluminiumbronze-Legierungen weisen eine überraschend hohe Zugfestigkeit in Verbindung mit einer hohen Dehnung auf. Die Kombination dieser Eigenschaften führt zu einer überragenden Zähigkeit und Verformbarkeit. Darüber hinaus besitzen die erfindungsgemäß erhältlichen Legierungen eine verhältnismäßig gute elektrische Leitfähigkeit zusammen mit einer guten Hartlötfähigkeit, Lötfähigkeit, Schweißfähigkeit, Spannungskorrosionsfestigkeit und Ermüdungsbeständigkeit. ίο Aluminum bronze alloys exhibit a surprisingly high tensile strength combined with high elongation. The combination of these properties leads to outstanding toughness and ductility. In addition, according to the invention available alloys have a relatively good electrical conductivity together with good brazing ability, soldering ability, welding ability, stress corrosion resistance and fatigue resistance.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, auf billige Art und Weise Legierungen herzustellen, die eine hohe Festigkeit in Verbindung mit einer guten Verformbarkeit aufweisen, die mit den bisher bekannten Legierungen dieses Typs nicht erzielbar war.According to the method according to the invention, it is possible to manufacture alloys in a cheap way, which have a high strength in connection with a good deformability, which with the previously known Alloys of this type were not achievable.

So liegt beispielsweise die Zugfestigkeit der erfindungsgemäß herstellbaren Aluminiumbronze-Legierungen zwischen 77,3 und 112,0 kg/mm⁸, und ihre 0,2%-Streckgrenzen liegen zwischen 30,9 und 56,2 kg/mm² bei Bruchdehnungen zwischen 12 und 9%, während sich die gemessenen Werte der elektrischen Leitfähigkeit zwischen LO und 16% JACS bewegen. Solche Eigenschaften entsprechen in etwa jenen der verhältnismäßig kostspieligen Beryllium-Kupfer-Legierungen. Daher können die erfindungsgemäß erhältlichen Legierungen als Ersatz für die teuren Beryllium-Kupfer-Legieruhgen auf den verschiedensten Gebieten Verwendung finden, z. B. als Ersatz für Beryllium—Kupfer bei der Herstellung elektrischer Federn, Kontakte und Membranen.For example, the tensile strength of the aluminum bronze alloys that can be produced ^{according to the invention is between 77.3 and 112.0 kg / mm 8} , and their 0.2% yield strengths are between 30.9 and 56.2 kg / mm ² with elongations at break between 12 and 9%, while the measured values of the electrical conductivity range between LO and 16% JACS. Such properties roughly correspond to those of the relatively expensive beryllium-copper alloys. Therefore, the alloys obtainable according to the invention can be used as a replacement for the expensive beryllium-copper alloys in a wide variety of fields, for. B. as a replacement for beryllium copper in the manufacture of electrical springs, contacts and diaphragms.

Die erfindungsgemäß erhältlichen Legierungen haben ferner ein Gefüge, das 5 bis 95%/?-Phase aufweist, wobei der Rest aus «-Phase besteht. Das Mikrogefüge der erfindungsgemäß herstellbaren Legierungen enthält eine Dispersion, die wahrscheinlich teilweise aus einer oder mehreren halbleiteriden Verbindungen zwischen dem Aluminium und dem jeweiligen erfindungsgemäßen Zusatzelement besteht. Auch hat die erfindungsgemäß herstellbare Legierung ein gleichmäßiges fein^· körniges Gefüge mit einer Korngröße von weniger als 0,065 mm, im allgemeinen von weniger als 0,040 mm.The alloys obtainable according to the invention also have a structure which has 5 to 95% /? Phase, where the rest of the «phase consists. The microstructure of the alloys that can be produced according to the invention contains a dispersion, probably partly made up of one or more semiconducting compounds between the aluminum and the respective additional element according to the invention. Also has the invention The alloy that can be produced has a uniform, fine grain structure with a grain size of less than 0.065 mm, generally less than 0.040 mm.

Durch das Legieren mit einem oder mehreren derBy alloying with one or more of the

Zusatzelemente der vorstehend angegebenen Art, das die Fähigkeit besitzt, eine feste Lösung in Kupfer zu bilden und mindestens eine halbleitende Verbindung mit dem Aluminium bildet, werden die angegebenen vorteilhaften Eigenschäften der erfindungsgemäß herstellbaren Aluminiumbronze-Legierungen erzielt. Das Zusatzelement bzw. die Zusatzelemente hemmen das Kornwachstum, so daß es nur möglich ist, Legierungen mit kleiner Korngröße zu erzielen.Additional element of the type indicated above, which has the ability to form a solid solution in copper form and form at least one semiconducting compound with the aluminum, the specified advantageous properties of those which can be produced according to the invention Aluminum bronze alloys achieved. The additional element or elements inhibit this Grain growth so that it is only possible to obtain alloys with a small grain size.

Die erfindungsgemäß herstellbaren Aluminiumbronze-Legierungen enthalten 9,0 bis 11,8% Aluminium. Der kritische Aluminiunigehalt muß innerhalb des obenerwähnten Bereichs und vorzugsweise innerhalb des Bereichs von 9,4 bis 10,4% Aluminium und opti-The aluminum bronze alloys that can be produced according to the invention contain 9.0 to 11.8% aluminum. The critical aluminum content must be within the above-mentioned range, and preferably within of the range from 9.4 to 10.4% aluminum and opti-

• mal zwischen 9,8 und 10,0% Aluminium liegen. Die erfindungsgemäß herstellbare Legierung muß auch einen kritischen Gehalt von mindestens einem der• sometimes between 9.8 and 10.0% aluminum. the According to the invention producible alloy must also have a critical content of at least one of the

obenerwähnten Zusatzelemente aufweisen, wobei folgende Elemente bevorzugt verwendet werden: Eisen, Chrom, Titan, Zirkonium, Molybdän, Niobium und Vanadium. Eisen ist in einer Menge von 2 bis 5°/o und optimal von 3 bis 4% vorhanden. Chrom, Titan, Molybdän, Niobium und Vanadium sind jeweils in einer Menge von 0,4 bis 2,0% und optimal von t bis 2°/o vorhanden. Zirkonium ist in einer Menge von 0,05 bis 0,2% und optimal von 0,1 bis0,2% vorhanden.have the above-mentioned additional elements, the following elements being preferred: iron, Chromium, titanium, zirconium, molybdenum, niobium and vanadium. Iron is in an amount of 2 to 5 per cent and optimally from 3 to 4% present. Chromium, titanium, molybdenum, niobium, and vanadium are each in present in an amount from 0.4 to 2.0% and optimally from t to 2%. Zirconium is in a lot of 0.05 to 0.2% and optimally from 0.1 to 0.2%.

Wie erwähnt, muß das zusätzliche Element eine beschränkte Fähigkeit zur Bildung fester Lösungen in Kupfer und halbleitender Verbindungen mit Aluminium haben. Das zusätzliche Element muß eine starke Fähigkeit zur Bildung halbleitender Verbindungen mit Aluminium besitzen und diese auch bilden. Das zusätzliche Element und/oder daraus gebildete halbleitende Verbindungen müssen ferner eine Dispersion in Kupfer mit einer beschränkten Fähigkeit zur Bildung fester Lösungen bei Temperaturen bis 982° C bilden. Das Vorhandensein dieser Dispersion hindert während der Wärmebehandlung bei hohen Temperaturen das Kornwachstum.As mentioned, the additional element must have a limited ability to form solid solutions in Have copper and semiconducting compounds with aluminum. The added element must have a strong ability to form semiconducting compounds with aluminum and also form them. The additional Element and / or semiconducting compounds formed therefrom must also be dispersed in Form copper with a limited ability to form solid solutions at temperatures up to 982 ° C. The presence of this dispersion prevents this during the heat treatment at high temperatures Grain growth.

Der Rest der Legierung besteht aus Kupfer, die Legierung kann aber auch noch Verunreinigungen oder andere Stoffe enthalten, die jedoch die physikalischen Eigenschaften der Legierung nicht wesentlich beeinträchtigen. Derartige Elemente können z. B. Zinn, Zink, Blei, Nickel, Silicium, Silber, Phosphor, Magnesium, Antimon, Wismut und Arsen sein.The rest of the alloy consists of copper, but the alloy can also contain impurities or contain other substances which, however, do not significantly affect the physical properties of the alloy affect. Such elements can e.g. B. tin, zinc, lead, nickel, silicon, silver, phosphorus, magnesium, Be antimony, bismuth and arsenic.

Die erfindungsgemäß herstellbare Legierung wird nach der obenerwähnten Kombination von Verfahrensschritten hergestellt.The alloy that can be produced according to the invention is obtained after the above-mentioned combination of process steps manufactured.

Der erste Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Wärmebehandlung innerhalb des obenerwähnten Temperaturbereiches. Als Vorbereitung zur Wärmebehandlungsstufe muß die Legierung natürlich geschmolzen und in Form eines geeigneten Barrens gegossen werden, wobei die herkömmlichen Methoden zur Erzielung einer homogenen Zusammensetzung und eines homogenen Gefüges angewendet werden. So kann z. B. Kathodenkupfer unter einer Holzkohlendecke oder einem geeigneten Salznuß induktiv geschmolzen werden, worauf die erforderliche Menge sehr reinen bzw. handelsüblichen Aluminiums zugegeben und die Schmelze zum Mischen gründlich gerührt wird. Jedes beliebige Element kann auf die geiche Weise zugesetzt werden, z. B. sehr reines bzw. handelsübliches Eisen, Chrom, Titan, Zirkonium, Molybdän, Niobium und/oder Vanadium, indem die gewünschte Menge zugegeben und die Schmelze bis zur Erzielung einer guten Mischung gründlich gerührt wird. Die Schmelzmasse kann dann auf beliebige übliche Weise vergossen werden, um ein festes Gußgefüge zu erhalten, das von mitgerissenem Aluminiumoxyd praktisch frei ist.The first step of the method according to the invention is the heat treatment within the aforementioned Temperature range. In preparation for the heat treatment step, the alloy must of course be melted and cast in the form of a suitable ingot using conventional methods can be used to achieve a homogeneous composition and a homogeneous structure. So can z. B. Cathode copper inductively melted under a charcoal blanket or a suitable salt nut are, whereupon the required amount of very pure or commercial aluminum is added and the melt is stirred thoroughly for mixing. Any element can be added in the same way be e.g. B. very pure or commercially available iron, chromium, titanium, zirconium, molybdenum, niobium and / or vanadium by adding the desired amount and the melt until a good mixture is stirred thoroughly. The melt can then be cast in any conventional manner in order to obtain a solid cast structure that is practically free from entrained aluminum oxide.

Bei Zugabe eines zusätzlichen Elements weist das zur Herstellung der erfindungsgemäßen Legierungen verwendete Ausgangsgefüge eine in der ganzen v- und /?-Matrix verteilte Dispersion auf. Diese Dispersion trägt zur Erzielung eines feineren Korngefüges des Gusses bei, als sie Binärlegierungen ohne zusätzliches Element aufweisen. ^: When an additional element is added, the initial structure used to produce the alloys according to the invention has a dispersion distributed throughout the v and /? Matrix. This dispersion helps to achieve a finer grain structure in the cast than binary alloys without an additional element. ^:

Wie oben schon erwähnt, wird die Legierung innerhalb des obenerwähnten Temperaturbereichs warm verformt,' wobei erfindungsgemäß die bevorzugte Arbeitsweise das Warmwalzen ist und das vorliegende Verfahren in b.ezug auf diese bevorzugte Arbeitsweise näher beschrieben wird. Selbstverständlich können auch sonstige, dem Fachmann bekannte Warmverformungsmethoden, wie z. B. Warmpressen und Strangpressen, angewendet werden. As mentioned above, the alloy becomes warm within the temperature range mentioned above deformed, 'wherein according to the invention the preferred mode of operation is hot rolling and the present Method in b. Is described in more detail with regard to this preferred mode of operation. Of course you can also other hot forming methods known to the person skilled in the art, such as. B. hot pressing and extrusion can be used.

Die Art, in welcher das Material in den Warmverformungstemperaturbereich gebracht wird, ist nicht kritisch, und jedes beliebige herkömmliche Heizverfahren kann angewendet werden.The way in which the material enters the hot deformation temperature range is not critical, and any conventional heating method can be applied.

Wie schon erwähnt, liegt die Temperatur beim Warmverformen zwischen 1010 und 538''C und vorzugsweise im engeren Bereich von 899 bis 538'C.As already mentioned, the temperature for hot forming is between 1010 and 538 C and preferably in the narrower range from 899 to 538'C.

ίο Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann das Gußmaterial einfach auf die Ausgangstemperatur erhitzt werden. Die Erhitzungsdauer ist nicht wesentlich, und der Guß wird im allgemeinen einfach so lange erhitzt, bis eine gleichmäßige Temperatur erreicht ist. Man kann dann unmittelbar von dieser Temperatur aus die Warmverformung beginnen. Während der Barren bzw. Gußblock warmverformt wird, findet eine gewisse Abkühlung statt. Es ist nicht erforderlich, den Gußblock bei irgendeiner Ausgangstemperatiir zu halten. Es wird vielmehr bevorzugt, beim Gußstück die Ausgangstemperatur nicht aufrechtzuerhalten, da sich beim Abkühlen des Materials die \-Phase fortlaufend abscheidet und die Arbeitsweise mit fortschreitend fallenden Temperaturen zur Verbesserung des Gefüges führt. Mit anderen Worten, das Warmverformen wird vorzugsweise bei den höheren Temperaturen innerhalb des Temperaturbereichs für das Warmverformen begonnen und die Temperatur allmählich herabgesetzt, um das Korngefüge zu verbessern. Die Zeitdauer für das Warmverformen (Warmwalzen) ist nicht wesentlich. Die Legierung kann nach Wunsch warmgewalzt werden, bis die unterste Temperaturgrenze innerhalb des Temperaturbereichs für das Warmwalzen, d. h. 538 "C, erreicht ist.ίο In the method according to the invention, the casting material simply heated to the starting temperature. The heating time is not essential, and the casting is generally simply heated until a uniform temperature is reached. One can then the hot deformation can begin immediately from this temperature. During the parallel bars or the ingot is thermoformed, a certain amount of cooling takes place. It doesn't require that To hold the ingot at any starting temperature. Rather, it is preferred for the casting The initial temperature cannot be maintained because the \ phase changes continuously as the material cools down separates and the method of working with progressively falling temperatures to improve the structure leads. In other words, the hot working is preferred at the higher temperatures within the temperature range for hot forming started and the temperature gradually decreased, to improve the grain structure. The time for hot working (hot rolling) is not essential. The alloy can be hot rolled, if desired, to the lowest temperature limit within the temperature range for hot rolling, d. H. 538 "C is reached.

Ein Vorteil der erfindungsgemäß herstellbaren Legierung besteht darin, daß ihre Warmverformungseigenschaften mindestens so gut wie jene von Legierungen auf Kupferbasis sind, die eine viel kleinere Festigkeit aufweisen, wie z. B. eine 70/30-Messinglegierung.One advantage of the alloy that can be produced according to the invention is that its hot working properties are at least as good as those of alloys are copper based, which have a much lower strength, such as e.g. B. a 70/30 brass alloy.

z. B. in bezug auf Leistungsbedarf und Querschnittsabnahme pro Stich. z. B. in terms of power requirement and cross-sectional reduction per stitch.

Nach dem Warmwalzen enthält die Legierung einen hohen Gehalt an x-Phase, der durch das Phasengleichgewicht für die jeweilige Zusammensetzung geregelt wird, sowie ferner einen verhältnismäßig hohen Gehalt an der obenerwähnten Dispersion. Der Höchstgehalt an \-Phase wird erhalten, indem sichergestellt wird, daß die Legierung entweder während derWarmwalzbehandlung oder nachträglich mindestens 2 Minuten lang bei einer Temperatur im Bereich von 566 bis 593 C behandelt wird. Dies kann auf verschiedene Weise entweder während der Warmwalzbehandlung oder während einer nachfolgenden Warmverformung geschehen. Die Legierung kann z. B. während des Warmwalzvorganges innerhalb dieses Temperaturbereiches langsam abgekühlt und darin mindestens 2 Minuten lang und vorzugsweise langer gehalten werden.After hot rolling, the alloy contains a high content of x-phase, which is due to the phase equilibrium is regulated for the respective composition, as well as a relatively high salary on the above-mentioned dispersion. The maximum level of \ phase is obtained by ensuring that the alloy either during the hot rolling treatment or post-treated for at least 2 minutes at a temperature in the range of 566 to 593 ° C will. This can be done in several ways either during hot rolling treatment or during a subsequent hot deformation done. The alloy can e.g. B. during the hot rolling process slowly cooled within this temperature range and in it for at least 2 minutes and preferably be held longer.

Nach der Warmwalzbehandlung wird die Legierung bei einer Temperatur unter 260 C und vorzugsweise zwischen — 18 und 93°C kaltverformt.After the hot rolling treatment, the alloy is at a temperature below 260 C and preferably Cold worked between - 18 and 93 ° C.

Unwesentlich ist die Arbeitsweise, die /um Abkühlen der Legierung auf die Kaltwalztemperatur angewendet wird, und es kann daher jede beliebige geeignete Arbeitsweise, jedes beliebige Kiihlycrhältnis gezahlt werden; so kann die Legierung /. B. durch Sprühen, im Wasserbad oder an der Luft gekühlt weiden.The method used to cool the alloy to the cold rolling temperature is not essential and any suitable working method, any cooling ratio can therefore be paid will; so the alloy /. B. by spraying, in a water bath or in the air cooled.

Der Ausdruck Kaltverformung wird in seiner herkömmlichen Bedeutung-verwendet, obwohl erliiulungs-The term cold deformation is used in its conventional meaning - although explanatory

gemäß das Kaltwalzen bevorzugt ist und dasvorliegende Verfahren in bezug auf diese bevorzugte Arbeitsweise näher beschrieben wird. Selbstverständlich können auch andere Kaltverformungsmethoden, wie z. B. Kaltrecken bzw. -ziehen, Gesenkschmieden bzw. KaItgesenkdrücken und Kalthämmern bzw. -kneten, angewendet werden.according to which cold rolling is preferred and the present method in relation to that preferred operation is described in more detail. Of course, other cold forming methods, such as. B. Cold stretching or cold drawing, drop forging or cold swaging and cold hammering or kneading.

Besonders überraschend ist, daß die erfindungsgemäß erhältlichen Legierungen ohne weiteres kaltverformt werden können, wobei Kaltwalzreduzierungen bis 50°/₀ innerhalb des optimalen Zusammensetzungsbereichs (9,8 bis 10,0°/o Aluminium) und sogar von über 50°/₀, wenn Aluminium innerhalb des breiten Zusammensetzungsbereichs (9,0 bis 11,8 °/o Aluminium) in Richtung auf den niedrigsten Aluminiumgehalt liegt, erhalten werden können.It is particularly surprising that the alloys according to the invention readily available cold-worked may be, wherein cold rolling reductions up to 50 ° / ₀ within the optimum composition range (9.8 to 10.0 ° / o aluminum), and even of more than 50 ° / ₀ when aluminum within the broad compositional range (9.0 to 11.8% aluminum) towards the lowest aluminum content can be obtained.

Diese überraschende Möglichkeit gestattet die Einführung einer ganz neuen Klasse von Handelsprodukten auf der Basis dieser Zusammensetzung. Besonders wichtig ist, daß diese Legierungen nunmehr in Form von Bandrollen oder Blech geringer Dicke als handelsübliche Erzeugnisse herstellbar sind. Diese Erzeugnisse befriedigen einen bedeutenden Bedarf des Handels und waren bisher im Handel nicht erhältlich.This surprising possibility allows the introduction of a whole new class of commercial products on the basis of this composition. It is particularly important that these alloys are now in shape can be produced from rolls of tape or sheet metal with a smaller thickness than commercially available products. These products meet significant commercial needs and have not previously been commercially available.

Die Dickenabnahme während der Kaltwalzung hängt von mehreren Faktoren ab. Falls keine Walzungen mit Zwischenglühungen erforderlich sind, kann die Legierung bis auf die Endabmessung kalt ausgewalzt werden. Der genaue Reduktionsprozentsatz beim Kaltwalzen ist unwesentlich, da der Prozentsatz und die Anzahl der Kaltwalzvorgänge von der Wirtschaftlichkeit der Fertigung abhängig sind. Um die Kaltwalzreduktion auf ein Minimum zu beschränken, kann die Legierung nach Wunsch innerhalb des angegebenen Warmwalzbereichs wieder erhitzt und für die Kaltwalzung auf eine geringere Stärke weiter warmgewalzt werden.The decrease in thickness during cold rolling depends on several factors. If no rolling with intermediate anneals are required, the alloy can be cold-rolled to the final dimensions will. The exact reduction percentage in cold rolling is immaterial because the percentage and the Number of cold rolling processes are dependent on the profitability of production. About the cold rolling reduction to a minimum, the alloy can be made within the specified range as desired Hot rolling area is reheated and further hot rolled for cold rolling to a lower thickness will.

Die Legierung kann nach Wunsch in diesem KaItwalzzustand in den Handel gebracht werden.The alloy can be made in this cold-rolled condition as desired be put on the market.

Nach der gewünschten Reduktion im Kaltwalzvorgang kann die Legierung aber auch bei Temperaturen zwischen 538 und 760° C und" vorzugsweise zwischen 538 und 593° C und optimal zwischen 566 und 593° C vergütet werden. Bei Erhöhung der Glühtemperatur steigt der ß-Phasengehalt, wobei — falls sich durch nachträgliches Abkühlen nicht der maximale Betrag an «-Phase ausscheidet — die Dickenabnahme bei der nachträglichen Kaltwalzung herabgesetzt wird.After the desired reduction in the cold rolling process However, the alloy can also be used at temperatures between 538 and 760 ° C. and preferably between 538 and 593 ° C and optimally between 566 and 593 ° C. When the annealing temperature is increased the ß-phase content increases, whereby - if through subsequent cooling does not eliminate the maximum amount of «phase - the decrease in thickness during the subsequent cold rolling is reduced.

Die jeweilige Arbeitsweise bei der Wiedererhitzung der Legierung auf diese erhöhte Temperatur ist nicht sehr wesentlich, und jede geeignete Erhitzungsart kann angewendet werden. Die Legierung muß mindestens 2 Minuten lang bei dieser erhöhten Temperatur behandelt werden.The particular mode of operation for reheating the alloy to this elevated temperature is not very essential and any suitable mode of heating can be used. The alloy must be at least Treated at this elevated temperature for 2 minutes.

Bei der bevorzugten Ausführungsform werden der Kaltwalz- und Vergütungsvorgang vorzugsweise mehrmals wiederholt. Optimale Ergebnisse wurden nach drei Kaltwalz- und Vergütungsvorgängen erzielt. Nach der erfindungsgemäßen Arbeitsweise und insbesondere den drei Kaltwalz- und Vergütungsvorgängen kann ein sehr feinkörniges Gefüge erhalten werden. Dieses feinkörnige Gefüge führt zur überlegenen Kombination von Festigkeit und Dehnbarkeit der erfindungsgemäßen Legierungen.In the preferred embodiment, the cold rolling and tempering process are preferably carried out several times repeated. Optimal results were achieved after three cold rolling and tempering processes. After The method of operation according to the invention and in particular the three cold rolling and tempering processes can be a very fine-grain structure can be obtained. This fine-grain structure leads to a superior combination of strength and ductility of the alloys according to the invention.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist äußert vielseitig und bietet dem Fachmann ohne weiteres die verschiedensten Abwandlungsmöglichkeiten. So kann die Legierung z. B. nach dem Kaltwalzvorgang bei 593 bis 982° C warmverformt und daraufhin schnell abgekühlt werden. Die Temperatur ist bei der Warmverformung im Verhältnis zum Aluminiumgehalt in umgekehrter Proportion veränderlich, d. h., je kleiner der Aluminiumgehalt ist, desto höher ist die Temperatur bei der Warmverformung. Die Temperatur der den optimalen Aluminiumgehalt enthaltenden Zusammensetzung liegt zwischen 816 und 899°C. Die Behandlungszeit ist unwesentlich und muß nur insofern berücksichtigt werden, als sie zum Erhalt einer gleichmäßigen Temperatur ausreicht. Nach der Warmverformung wird die Legierung rasch auf mindestens 538°C abgekühlt, wobei später die Abkühlgeschwindigkeit nicht mehr wesentlich ist, obwohl die Legierung auf Wunsch auch auf eine niedrigere Temperatur schnell abgekühlt werden kann. Die bevorzugte Kühlmethode ist die Wasserkühlung, obgleich auch die ölkühlung und die Kühlung mit umlaufender Luft für die Legierung angewendet werden können.The method according to the invention is extremely versatile and readily offers the person skilled in the art the most varied Modification options. So the alloy z. B. after the cold rolling process at 593 bis 982 ° C and then rapidly cooled. The temperature is at the hot forming variable in inverse proportion to the aluminum content, d. i.e., the smaller the aluminum content is, the higher the temperature during hot working. The temperature of the optimal The composition containing aluminum is between 816 and 899 ° C. The treatment time is insignificant and only needs to be taken into account insofar as they are used to maintain a uniform temperature sufficient. After the hot working, the alloy is rapidly cooled to at least 538 ° C, with later the cooling rate is no longer essential, although the alloy can also be adjusted to a lower temperature can be cooled down quickly. The preferred cooling method is water cooling, although oil cooling and cooling with circulating air are also used for the alloy be able.

ao Durch die Warmverformung wird der größte Teil der Legierung in die /9-Phase übergeführt. Beim raschen Abkühlen behält die Legierung einen großen Anteil an jS-Phase bei, wobei die /S-Phase eine strukturmäßige Umwandlung durchmacht, welche als martensitische Umwandlung bekannt ist, und zu einer bedeutsamen Erhöhung der Festigkeit und zum Erhalt einer Legierung führt, die eine ausgezeichnete Festigkeit, gepaart mit Dehnbarkeit, besitzt. Diese Kombination von Warmverformung und raschem Abkühlen wird als »/?-Phasen bildender« Vorgang bezeichnet.ao As a result of the hot deformation, most of the alloy is converted into the / 9 phase. At the rapid Cooling down the alloy retains a large proportion of the jS phase, the / S phase being a structural one Undergoes transformation, known as a martensitic transformation, and becomes a significant one Increase in strength and result in an alloy that is paired with excellent strength with extensibility. This combination of hot working and rapid cooling is called "/? - phase-forming" process.

Die erfindungsgemäßen Zusatzelemente der vorliegenden Legierung behindern wirksam das Kornwachstum während des ß-bildenden Vorgangs und tragen somit zum Erhalt einer. Endkorngröße bei, die feiner ist, als wenn kein solches zusätzliches Element vorhanden ist.The additional elements of the present invention Alloy effectively hinder grain growth during the β-forming process and thus contribute to the receipt of a. Final grain size that is finer than if there was no such additional element is available.

Eine noch weitergehende Verbesserung kann erzielt werden, indem die Legierung noch dem /3-bildenden Vorgang einer Wärmebehandlung unterzogen wird.An even further improvement can be achieved by adding the / 3-forming alloy Process is subjected to a heat treatment.

Dabei erhält man eine noch bessere Zugfestigkeit und insbesondere Streckgrenze. Dies wird dadurch erreicht, daß die Legierung zumindest 30 Minuten lang bei einer Temperatur zwischen 260 und 482⁰C, vorzugsweise zwischen 316 und 399⁰C, geglüht wird. Weitere Verbesserungen der Festigkeit können durch Kaltwalzen entweder vor oder nach dem Glühen erzielt werden.This results in an even better tensile strength and, in particular, the yield point. This is achieved in that the alloy is ^{annealed at a temperature between 260 and 482 °} C., preferably between 316 and 399 ^° C., for at least 30 minutes. Further improvements in strength can be achieved by cold rolling either before or after annealing.

Nach der Glühung erreichen die erfindungsgemäßAfter the annealing, the invention achieves

erhältlichen Legierungen höhere Streckgrenzenwerte sowie eine größere Festigkeit als vergleichbare Legierungen ohne zusätzliches Element. Man nimmt an, daß dieser erhöhte Festigkeitszuwachs auf die Vergütungswirkung zurückzuführen ist, die zusätzlich neben der Anlaßwirkung auftritt. Man nimmt ferner an, daß die Vergütung mit der Ausscheidung aus der übersättigten festen Lösung der obenerwähnten halbleitenden Verbindungen zusammenhängt.available alloys have higher yield strength values and greater strength than comparable alloys without an additional element. It is assumed that this increased increase in strength is due to the tempering effect, which in addition to the Occurrence occurs. It is also assumed that the remuneration with the elimination from the oversaturated solid solution of the above-mentioned semiconducting compounds.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß sich die vergütete Legierung dank ihrer ausgezeichneten Verformbarkeit zu Gegenständen bzw. Bauteilen verschiedener Formen verformen läßt und sich besonders zur Verwendung als Balggebläse und Membrane eignet.Another advantage of the present invention is that the quenched and tempered alloy thanks to it excellent deformability to objects or components of various shapes can be deformed and is particularly suitable for use as a bellows blower and membrane.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß die vergütete oder warmverformte Walzlegierung in die gewünschte Gestalt gebracht werden kann. Das so hergestellte Teil wird dann bei einer Temperatur von 760 bis 927°C einer Hartlötbehandlung unterworfen, während welcher das Teil automatisch in einen Zustand mitAnother possibility is that the tempered or hot-worked alloy in the desired shape can be brought. The part produced in this way is then at a temperature of 760 to 927 ° C subjected to a brazing treatment, during which the part is automatically in a state with

? Ζ' ■· . ■ . ■ ■ ■ 8? Ζ '■ ·. ■. ■ ■ ■ 8

einem hohen Anteil an /3-Phase gebracht wird, wobei wurden 10 bis 20% Dicjcenabnähme pro Stich ange-a high proportion of / 3-phase is brought, whereby 10 to 20% decrease of the size per stitch was assumed.

eine sehr hohe Festigkeit erhalten wird, wenn es nach wendet. Diese Dickenabnahmen wurden hauptsächlicha very high strength is obtained when it turns after. These reductions in thickness were mainly

träglich, d.h. bei einem /3-bildenderi Vorgang, abge- durch den Walzendurchmesser begrenzt, wobei größerewear-resistant, i.e. with a / 3-forming process, limited by the roller diameter, whereby larger

schreckt wird. Die Anwesenheit der Dispersion in den Dickenabnahmen besonders bei Legierungen ohneis frightened. The presence of the dispersion in the thickness reductions especially in alloys without

«rfindungsgemäßen Legierungen führt zu den oben- 5 weiteres erzielbar sind, die 10% °der mehrAluminiumThe alloys according to the invention lead to the above 5 further achievable, the 10% of the more aluminum

erwähnten, vorteilhaften Eigenschaften. mit reiner/3-Sturktur bei 871°C enthalte)} und somitmentioned advantageous properties. with a pure / 3 structure at 871 ° C contained)} and thus

Man kann wahlweise auch nach der Hartlötbehand- eine maximale Warmwalzfähigkeit besitzen,
lung oder Warmverformung des Formkörpers eine b) Nach der Warmwalzung wurdenalleobengenänn-You can optionally also have a maximum hot rolling ability after the brazing treatment,
development or hot deformation of the shaped body a b) After hot rolling, all of the above

weitere Erhöhung der Festigkeit durch eine Glüh- ten Legierungen bei 593°C 30 Minuten lang zur /J-BiI-further increase in strength through an annealed alloy at 593 ° C for 30 minutes to / J-BiI-

behandlung erzielen,, wpbei die Dispersion die oben- io dung geglüht und dann zur Erzielung einer maximalenAchieve treatment, where the dispersion is annealed and then annealed to achieve a maximum

erwähnten vorteilhaften Wirkungen ausübt. Dies kann Kaltwalzfähigkeit luftgekühlt. Die obige, 10,0% Alhas the beneficial effects mentioned. This can air-cooled cold rolling ability. The above, 10.0% Al

durch eine beliebige Nachbehandlung entweder durch und 5,0% Fe enthaltende, im ß-Zustan,d befindlicheby any aftertreatment either by and containing 5.0% Fe, in the ß-state, d

eine besondere Wärmebehandlung oder durch eine zu- Legierung konnte z.B. zu 35% kaltgewalzt werden, sätzliche Bearbeitung, wie z.B. Hartlöten, erreicht Die Mikrogefüge aller Legierungen wurden danna special heat treatment or an alloy could e.g. be cold-rolled to 35%, Additional machining, such as brazing, achieved The microstructure of all alloys were then

werden, welche innerhalb des Vergütungsbereiches 15 durch Kaltwalzen von 1,2 mm weiter verfeinert. Dieswhich are further refined within the remuneration range 15 by cold rolling of 1.2 mm. this

durchgeführt wird. \-'^:,,..,.,■.< _:. , . geschah in drei Arbeitsgängen mit Zwischenglühungis carried out. \ - ' ^: ,, ..,., ■. < _:. ,. happened in three work steps with intermediate annealing

Es ist ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Ve·"- bei 621° C nach jedem Kaltwalzvorgang Durch dieseIt can be seen that the Ve · "- according to the invention at 621 ° C after each cold rolling process through this

fahren außerordentlich vielseitig ist und daß dem Kaltwalzung wurde eine Korngröße der Legierungendriving is extraordinarily versatile and that the cold rolling was a grain size of the alloys

Fachmann zahlreiche Abwandlungen im Sinne der von etwa 0,010 mm Durchmesser erzielt,
vorliegenden Erfindung ohne weiteres naheliegen. 20 Die Mikrogefüge der Legierungen enthielten eineA person skilled in the art has achieved numerous modifications in the sense of about 0.010 mm in diameter,
present invention are readily apparent. 20 The microstructure of the alloys contained a

Es wurde erfindungsgemäß gefunden, daß durch das diskrete, gleichmäßig verteilte Dispersion, die mit demIt has been found according to the invention that by the discrete, evenly distributed dispersion, which with the

oben beschriebene, einfache und brauchbare Verfahren Zusatzelement Eisen angereichert war.
eine neuartige und verbesserte Aluminiumbronze- c) Eine maximale Zugfestigkeit der LegierungenThe simple and usable method described above was enriched with iron as an additional element.
a new and improved aluminum bronze c) A maximum tensile strength of the alloys

Legierung erhalten werden kann, die sehr wünschens- wurde nach der oben angegebenen Behandlung durchAlloy can be obtained which has been very desirably carried out after the treatment given above

werte und überraschende vorteilhafte physikalische 25 eine/3-Behandlung innerhalb des Bereichs von 816 bisworthwhile and surprising beneficial physical 25 a / 3 treatment within the range of 816 to

Eigenschaften aufweist, wie sie bei solchen Legierungen 954°C unter Erzeugung von etwa 95 % ß-Phase undHas properties as they are in such alloys 954 ° C with the production of about 95% ß-phase and

bisher nicht erreichbar waren, insbesondere hinsieht- 5% «-Phase erhalten. Optimale Eigenschaften derwere previously not achievable, in particular the 5% phase was retained. Optimal properties of the

Hch Festigkeit und Dehnung. So kann z. B. eine Zug- 10% Al und 5,0% Fe enthaltenden Legierung wurdenHigh strength and elongation. So z. B. a tensile alloy containing 10% Al and 5.0% Fe

festigkeit von 77,3 bis .112,0 kg/mm² und eine 0,2%- durch eine 30 Minuten lange/3-GIühung bei 732⁰C undstrength of 77.3 to .112.0 kg / mm ² and a 0.2% - through a 30 minute / 3 annealing at 732 ⁰ C and

Streckgrenze von 30,9 bis 56,2 kg/mm² zusammen mit 30 eine nachträgliche Abschreckung mit Wasser erhalten:Yield strength from 30.9 to 56.2 kg / mm ² together with 30 get a subsequent quenching with water:

einer Bruchdehnung zwischen 12 bis 9 % erreicht wer- Streckgrenze 25,72 kg/mm² an elongation at break of between 12 and 9% yield strength of 25.72 kg / mm ²

den. Diese Legierungen haben eine gute elektrische Zugfestigkeit 116,07 kg/mm² the. These alloys have a good electrical tensile strength of 116.07 kg / mm ²

Leitfähigkeit, und zwar zwischen 10 und 16% IACS. Dehnung 10 6°/Conductivity, between 10 and 16% IACS. Elongation 10 6 ° /

Bei anderen erfindungsgemäßen Ausführungsformen ' °In other embodiments of the invention '°

können die Eigenschaften der Legierungen weitere 35 Eine weitere Verbesserung der Streckgrenze wurdethe properties of the alloys can be further 35 A further improvement in the yield strength was made

Verbesserungen erfahren. So erhöht z. B. die Vergü- durch eine/9-Behandlung bei 854°C und eine Anlaßbe-Experience improvements. So increases z. B. the tempering by a / 9 treatment at 854 ° C and a tempering

tung, allerdings auf Kosten der Dehnung, die Streck- handlung bei 343°C während einer Stunde erzielt:
grenze beträchtlich, und zwar von 42,2 auf 77,3 kg/mm². Streckgrenze 71 35 kg/mm² The stretching action at 343 ° C for one hour is achieved, however, at the expense of stretching:
limit considerable, from 42.2 to 77.3 kg / mm ² . Yield strength 71 35 kg / mm ²

Bei anderen Ausführungsformen, bei welchen das Zugfestigkeit'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'. llö'oo kg/mm² In other embodiments, in which the tensile strength '.'. '.'. '.'. '.'. '.'. '.'. '.'. '.'. 100 kg / mm ²

Kaltwalzen der Legierung nach ihrer Warmverformung 40 Dehnung 5 0·)/Cold rolling of the alloy after its hot deformation 40 elongation 5 0 ·) /

erfolgt, können Streckgrenzenwerte bis zu 80,9 kg/mm² ' ' °occurs, yield strength values of up to 80.9 kg / mm ² '' ° can be achieved

und darüber zusammen mit einer Zugfestigkeit bis zu Die elektrische Leitfähigkeit der 10% Al-/5% Fe-and above together with a tensile strength up to The electrical conductivity of the 10% Al- / 5% Fe-

104,0 kg/mm² erreicht werden. ' Legierung, die einer /J-Glühung bei 816°C unterzogen104.0 kg / mm ² can be achieved. 'Alloy subjected to / J annealing at 816 ° C

Diese Eigenschaften können auch unter Beibehaltung und dann mit Wasser abgeschreckt wurde, war 10,3%These properties can also be maintained and then quenched with water was 10.3%

der anderen wünschenswerten Eigenschaften derartiger 45 IACS. Die Leitfähigkeit wurde durch eine nachträg-the other desirable properties of such 45 IACS. The conductivity was determined by a subsequent

Legierungen erhalten werden, wie z. B. einer, guten liehe Gleichung bei 343°C, die 1 Stunde dauerte, ver-Alloys are obtained, such as. B. a, good borrowed equation at 343 ° C, which lasted 1 hour,

Hartlötfähigkeit, Lötfähigkeit, Schweißfähigkeit, Kor- bessert. Die elektrische Leitfähigkeit wurde auf 11,4%Brazing ability, soldering ability, welding ability, Kor- improves. The electrical conductivity was reduced to 11.4%

rosionsfestigkeitj Spännungskörrosionsfestigkeit und IACS erhöht. ;·,corrosion resistancej Chip corrosion resistance and IACS increased. ; ·,

Ermüdungsbeständigkeit. = Ähnliche Eigenschaften wurden bei den anderenFatigue resistance. = Similar characteristics were found in the other

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele 5° Legierungen durch ein vergleichbares Mengenverhaltnäher erläutert. ;'X nis der ex- und //-Phase erzielt, indem die.//-bildende Beispiel 1 ■ Temperatur entsprechend eingestellt wurde.The invention is illustrated in more detail by the following examples of 5 ° alloys by means of a comparable quantity ratio. ; 'X nis of the ex and // phase achieved by setting the.//- forming Example 1 ■ temperature accordingly.

Kupfer-AluminiumrEisen-Legierungen Beispiel 2Copper-aluminum-iron alloys Example 2

a) Legierungen mit den nachfolgende^Zusammen- 55 Kupfer-Alurqinium-Eisen-Legierungena) Alloys with the following ^ together- 55 copper-aluminum-iron alloys

SetzungenwurdenauseinerBcschickungausKathoden- i¹- °. ■· ■■ Settlements were caused by a charge from cathode i ¹ - °. ■ · ■■

kupfer, einer Aluminium-Vorlegierung und handeis- ;'a) Legierungen dcr'folgenden Zusammensetzungencopper, an aluminum master alloy and iron; a) alloys of the following compositions

üblichem, reinem .Aluminium in· ".Form eines ' wurden aus einer Beschickung, die jener des Beispiels IUsual, pure .aluminum in the form of a 'were made from a charge similar to that of Example I.

44 · 44 · 114-mm-Kokijlengusses hergestellt: ännlicli War, in Form von 62 · 305 · 762-mnt-Guß-44 · 44 · 114-mm-Kokijlengusses produced: in the form of 62 · 305 · 762-mnt-cast

1. Al· 9.4.·/* "Fe 5,0%, RestCu^: . , ?° stücken Hartguß hergestellt: ^1. Al · 9.4. · / * "Fe 5.0%, remainder Cu ^: ., ? ° pieces made of chilled cast iron: ^

2. Al 9,8%, Fe 3,0%, Rest Cü ¹^ At 9,2P/_o, Fe 4,4%, Rest Cu2. Al 9.8%, Fe 3.0%, balance Cu ¹ ^ At 9.2 P / _o , Fe 4.4%, balance Cu

3. Al 10,0%, Ee 4,0%, Rest Cu 2. Al 9,3%,, Fe 4,3%, Rest Cu ._:;.3. Al 10.0%, Ee 4.0%, balance Cu 2. Al 9.3%, Fe 4.3%, balance Cu. _: ;.

4. Al 10,0%, Fe" 1.8%, Rest Cu 3· Al 9,5%,_V(.Fe 4,9°/₀, ,Rest Cu . :.,4. Al 10.0%, Fe "1.8%, remainder Cu 3 · Al 9.5%, _{V (} .Fe 4.9 ° / ₀ ,, remainder Cu.:.,

5. Al 10,0%, Fei5,0%, Rest Cu _6s 4. Al 9,6%,_:),.Fc 4.3%,_; ,Resf Cu ,.j.-. _r 5. Al 10.0%, Fei5,0%, balance Cu _6s 4. Al 9.6%, _:), .Fc _4.3%; , Resf Cu, .j.-. _r

Jede der Legierungen wurde innerhalb eines Tempc- Die Legierungen wurden bei Temperaturen von 871Each of the alloys was processed within a tempc. The alloys were processed at temperatures of 871

^rraturberciches von 871 bis 704°C warmgcwal7t. Bei bis 704°C warMgewülzt. Reduzierungen Hon titwa 5 ^The temperature ranges from 871 to 704 ° C. At up to 704 ° C M was rolled. Reductions Hon titwa 5

Reduzierung der Stärke von 44 mm auf 1,2 mm bis 10% pro'Sfich'wurden zur'Reduktion der'DickeReduction of the thickness from 44 mm to 1.2 mm up to 10% per 'layer' were used to 'reduce the' thickness

von 63 auf 8,8 mm verwendet, wobei diese wie im Beispiel 1 vom Walzendurchmesser begrenzt waren.from 63 to 8.8 mm were used, these being limited by the roller diameter as in Example 1.

b) Nach dem Warmwalzvorgang wurden alle obengenannten Lagerungen bei 621°C 30 Minuten lang einer/J-Glühung unterworfen und nachher luftgekühlt, um eine maximale Kaltwalzfähigkeit zu erhalten. Die Legierungen wurden von 8,8 mm auf eine Stärke von 0,7 mm kaltgewalzt. Die Legierungen wiesen eine Korngröße von 0,010 mm Durchmesser auf, während ihre Mikrogefüge eine an Eisen reiche, gleichmäßig verteilte Dispersion enthielten.b) After the hot rolling process, all of the above were made Storage at 621 ° C for 30 minutes subjected to a / J annealing and then air-cooled, in order to obtain maximum cold rolling ability. The alloys were from 8.8 mm to a thickness of 0.7 mm cold rolled. The alloys had a grain size of 0.010 mm in diameter, while their microstructure contained an iron-rich, evenly distributed dispersion.

Bei der niederen Temperatur im ^-Zustand zeigten die 9,5 °/₀ Al und 4,9% Fe enthaltenden Legierungen folgende Eigenschaften:At the lower temperature in the state ^ 9.5 ° / ₀ Al and 4.9% Fe alloys containing showed the following characteristics:

Streckgrenze 35,2 kg/mm² Yield strength 35.2 kg / mm ²

Zugfestigkeit 67,5 kg/mm² Tensile strength 67.5 kg / mm ²

Dehnung 33°/₀ Elongation 33 ° / ₀

Nach dem Kaltwalzen um 54% zeigten diese Legierungen folgende Eigenschaften:After cold rolling by 54%, these alloys showed the following properties:

Streckgrenze ' 81,46 kg/mm² Yield strength '81.46 kg / mm ²

Zugfestigkeit 104,0 kg/mm² Tensile strength 104.0 kg / mm ²

Dehnung 2,0%Elongation 2.0%

Ähnliche Eigenschaften wurden auch bei den anderen Legierungen erzielt.Similar properties were also achieved with the other alloys.

c) Maximale mechanische Eigenschaften wurden bei den obengenannten Legierungen durch eine /S-Behandlung zur Erzielung eines maximalen Anteils an /?-Phase erhalten, und zwar auf eine Weise, die jener des Beispiels 1 ähnlich war. Die 9,5% Al und 4,9% Fe enthaltende Legierung wurde z. B. bei 887°C 30 Minuten lang einer /?-GIühung unterworfen und dann mit Wasser abgeschreckt. Als Ergebnis dieser Behandlung wurden folgende Eigenschaften erzielt:c) Maximum mechanical properties were achieved in the above-mentioned alloys by an / S treatment to obtain a maximum proportion of the /? phase in a manner similar to that of the example 1 was similar. The alloy containing 9.5% Al and 4.9% Fe was e.g. B. at 887 ° C for 30 minutes Long subjected to a /? - annealing and then with water deterred. As a result of this treatment, the following properties were achieved:

Streckgrenze 45,0 kg/mm² Yield strength 45.0 kg / mm ²

Zugfestigkeit 112,7 kg/mm² Tensile strength 112.7 kg / mm ²

Dehnung 7%Elongation 7%

Eine weitere Verbesserung der Streckgrenze wurde durch eine 30 Minuten dauernde ^-Behandlung bei 899°C erhalten, worauf 1 Stunde lang eine Anlaßbehandlung bei 343 ⁰C folgte, wobei folgende Ergebnisse erzielt werden:A further improvement of the yield strength was obtained by a 30 minute long ^ treatment at 899 ° C, followed by 1 hour followed by an annealing treatment at 343 ⁰ C, with the following results are obtained:

Streckgrenze 74,64 kg/mm² Yield strength 74.64 kg / mm ²

Zugfestigkeit 159,8 kg/mm*Tensile strength 159.8 kg / mm *

Dehnung.. 5,0%Elongation .. 5.0%

Ähnliche Eigenschaften wurden auch bei den anderen Legierungen diese sBeispiels erhalten.Similar properties were also obtained with the other alloys in this example.

Beispiel 3
Kupfer-Aluminium-Chrom-LegierungenExample 3
Copper-aluminum-chromium alloys

a) Legierungen mit den nachfolgenden Eigenschaften wurden aus einer Beschickung aus Kathodenkupfer, einer Aluminium-Chrom-Vorlegierung und handelsüblichem, reinem Aluminium in Form eines 44 · 44 · 114-mm-Kokillengusses hergestellt:a) Alloys with the following properties were made from a charge of cathode copper, an aluminum-chrome master alloy and commercially available, pure aluminum in the form of a 44 44 114 mm permanent mold casting produced:

zierung der Dicke von 44 auf 1,2 mm verwendet, die vom Walzendurchmesser begrenzt war.was used to trim the thickness from 44 to 1.2 mm, which was limited by the roller diameter.

b) Nach dem Warmwalzvorgang wurden sämtlicheb) After the hot rolling process, all

obengenannten Legierungen 30 Minuten lang — ähnlieh wie im Beispiel 1 — bei 621°C einer /S-Glühung unterworfen, worauf sie luftgekühlt wurden. Die obige, 10,1% Al und 1,06% Cr enthaltende Legierung im /S-Zustand konnte z. B. 35 % kaltgewalzt werden.above alloys for 30 minutes - similar as in example 1 - at 621 ° C an / S annealing subjected, whereupon they were air-cooled. The above alloy containing 10.1% Al and 1.06% Cr im / S state could e.g. B. 35% cold rolled.

Die Mikrogefüge sämtlicher Legierungen wurdenThe microstructure of all alloys were

ίο dann wie im Beispiel 1 weiter verbessert, wobei eine Korngröße von etwa 0,010 mm Durchmesser erhalten wurde. Die Mikrogefüge der Legierungen enthielten eine diskrete, gleichmäßig verteilte Dispersion, die reich an Chrom war.ίο then further improved as in Example 1, with a Grain size of about 0.010 mm in diameter was obtained. The microstructure of the alloys contained a discrete, evenly distributed dispersion rich in chromium.

c) Maximale mechanische Eigenschaften wurden bei allen obengenannten Legierungen wie bei Beispiel 1 durch eine jS-Behandlung zur Erzielung einer maximalen/9-Phase erhalten. So wurde z. B. die 10,1 % Al und 1,06% Cr enthaltende Legierung 30 Minuten lang einer /S-Glühung bei 843°C unterworfen und dann mit Wasser abgeschreckt, wobei folgende Ergebnisse erzielt wurden:c) Maximum mechanical properties were found for all of the above alloys as in Example 1 through a jS treatment to achieve a maximum / 9 phase receive. So was z. B. the alloy containing 10.1% Al and 1.06% Cr for 30 minutes subjected to an / S annealing at 843 ° C. and then quenched with water, with the following results being obtained became:

Streckgrenze 47,1 kg/mm² Yield strength 47.1 kg / mm ²

Zugfestigkeit 131,7 kg/mm² Tensile strength 131.7 kg / mm ²

Dehnung 10%Elongation 10%

Eine weitere Verbesserung der Streckgrenze wurde durch eine /^-Behandlung bei 854°C, die 30 Minuten dauerte, erzielt, auf die 1 Stunde lang eine Anlaßbehandlung bei 343°C folgte:A further improvement in the yield strength was achieved by a / ^ treatment at 854 ° C for 30 minutes lasted, achieved, followed by a tempering treatment at 343 ° C for 1 hour:

Streckgrenze 78,5 kg/mm² Yield strength 78.5 kg / mm ²

Zugfestigkeit 176,7 kg/mm² Tensile strength 176.7 kg / mm ²

Dehnung 5%Elongation 5%

Die elektrische Leitfähigkeit dieser Legierung, welche bei 816°C einer /?-Glühung und nachher einer Abschreckung mit Wasser unterworfen worden war, betrug 12,5% IACS. Eine Verbesserung der Leitfähigkeit wurde durch eine lstündige nachträgliche Anlaßbehandlung bei 343⁰C erzielt. Die elektrise Leitfähigkeit wurde auf 15,1% IACS erhöht.The electrical conductivity of this alloy, which had been annealed at 816 ° C. and then quenched with water, was 12.5% IACS. An improvement of conductivity was achieved by a lstündige subsequent annealing treatment at 343 ⁰ C. The electrical conductivity was increased to 15.1% IACS.

Ähnliche Eigenschaften wurden bei den anderen Legierungen dieses Beispiels durch ein vergleichbares Mengenverhältnis der «-und /5-Phase und eine entsprechende Einstellung der /S-bildenden Temperatur erzielt. Similar properties were found in the other alloys of this example through a comparable one Amount ratio of the and / 5 phase and a corresponding setting of the / S-forming temperature achieved.

Be i spiel 4Example 4

Kupfer-Aluminium-Zirkonium-LegierungenCopper-aluminum-zirconium alloys

a) Legierungen in den nachfolgenden Zusammensetzungen wurden wie im Beispiel 1 in Form eines 44 · 44 · 114-mm-Kokillengusses erhalten.a) Alloys in the following compositions were as in Example 1 in the form of a 44 x 44 x 114 mm permanent mold casting obtained.

1. Al 9,7%,1. Al 9.7%,

.2. Al 9,9%,.2. Al 9.9%,

3. Al 10,0%,3. Al 10.0%,

4. Al 10,1%,4. Al 10.1%,

Cr 1,2%, Rest CuCr 1.2%, remainder Cu

Cr 0,46%, Rest CuCr 0.46%, remainder Cu

Cr 1,4% Rest CuCr 1.4% remainder Cu

Cr 1,06%, Rest CuCr 1.06%, balance Cu

1. Al 9,9%,1. Al 9.9%,

2. Al 10,0%,2. Al 10.0%,

3. Al 10,1%,3. Al 10.1%,

Zr 0,17%, Rest Cu
Zr 0,24%, Rest Cu
Zr 0,08%, Rest CuZr 0.17%, remainder Cu
Zr 0.24%, remainder Cu
Zr 0.08%, remainder Cu

Jede der Legierungen wurde bei Temperaturen /wischen 871 und 704''C warmgewalzt. Es wurden Reduktionen von etwa 10 bis 20% pr° Stich zur Redu-Jede der Legierungen wurde auf eine Weise warmgewalzt, die jener des Beispiels 1 ähnlich war.Each of the alloys was hot rolled at temperatures between 871 and 704 "C. There were Reductions of about 10 to 20% per stitch to the redu- each the alloys were hot rolled in a manner similar to that of Example 1.

b) Nach dem Warmwalzen wurden alle obengenannten Legierungen wie im Beispiel 1 30 Minuten lang bei 621°C einer /S-Glühung unterworfen und dann zur Erzielung einer maximalen Kaltwalzfähigkeit luftgekühlt. Die obige, 9,9% Al und 0,17% Zr enthaltende Legierung im ^-Zustand konnte z. B. 50% kaltgewalzt werden. b) After hot rolling, all of the above alloys were as in Example 1 for 30 minutes at 621 ° C subjected to an / S annealing and then air-cooled to achieve maximum cold-rollability. The above alloy containing 9.9% Al and 0.17% Zr in the ^ state could e.g. B. 50% cold rolled.

Die Mikrogefüge aller Legierungen wurden dann durch Kaltwalzen wie im Beispiel 1 zur Erzielung einer Korngröße mit einem etwa Ο,ΟΐΟ mm großen Durch-The microstructures of all alloys were then cold-rolled as in Example 1 to obtain a Grain size with a diameter of about Ο, ΟΐΟ mm

Claims

11 1211 12

knife further reduced, and they contained an equal. B. in the above,

moderately distributed dispersion, the alloy containing ^{10.3% Al and 2.0% Ti rich in zirconium}

was. a 30-minute / S annealing at 843 ° C

c) Maximum mechanical properties were aimed, followed by a water quench, wherein

For all of the above-mentioned laying quantities, the following results were obtained by a 5:

^ -Treatment according to Example 1 to achieve a yield point of 65.82 kg / mm

/ 3 phase of about 95%, and a «phase of 5 ° / _{0 he} tensile strength 102 14 kg / mm ²

keep. At the above, 10.1% Al and 0.08% Zr elongation 3 · /

holding alloy, maximum properties

Although was represented by a 30 minute long / J-annealing at 843 ⁰ C io through the annealing

achieved; on which quenching with water increases the yield strength somewhat, but the tensile strength

followed, with the following results: decreased. The electrical conductivity of this alloy

Yield strength 58 12 kg / mm ² ^do & ^the ^ ¹ ⁸¹⁶ ° ^{C a} ß ' ^G ^ ^h ^ & subjected and

Tensile strength '.'. 100! 51 kg / mm ^{2 dan} A was quenched with water was 10.8%

Elongation 8 ° / ¹⁵ IACS. An improvement in conductivity was made

due to the subsequent 1 hour event

A further improvement in the yield strength was obtained by treatment at 343 ° C, with a value of

was achieved by a β-annealing which lasted 30 minutes at 13.2% IACS.

854 ° C was achieved, on which a water quenching Similar properties were followed by the others and a 1 hour annealing treatment at 343 ° C: ao alloys with a comparable yield strength 81.32 kg / mm ² ^m * ™ ^the ^x '^ ^d f ^Ph ^ ^and corresponding A tensile strength 120.50kg / mm ² position of the ^ forming temperature excited.

Elongation 2 ° / already mentioned, the

⁰ delivering alloys extremely versatile and

The electrical conductivity of this alloy, which is used in a wide variety of fields, such as, for. B. at 816 ° C a / 3-annealing and afterwards a cooling for unheated, cryogenic pressure vessels, which had been subjected to quenching with water, exceptionally high welding strengths achieved value 12.4% IACS. An improvement in conductivity can. When an alloy in the soft state was that by a subsequent lstündigeAnlaßbehand- in the maximum x-state, obtained using the lung at 343 ⁰ C, with a value of 13.7% IACS 30 master alloy welded TIG welding as obtained would. the break in the tensile test always occurs in the basic properties were similar to those of the other liner. The properties of the welded alloys due to a comparable quantity ratio are therefore those of the base material,
the ac and /? phase and a corresponding setting. The alloys which can be produced according to the invention are obtained at the / 3-forming temperature. 35 can also be used, similar to the beryllium-copper alloys, where high strength Example 5 and freedom from sparks are required. Further

Copper-aluminum-titanium alloys ^applicatio g ^find ^"the LE obtainable according

alloys also in cutlery, as one

a) Alloys with the following composition- 40 by the combined heat treatment and cold treatment were as in Example 1 in the form of a rolling treatment and extremely high hardness Obtained 44 x 44 x 114 mm permanent mold casting, only that edge retention can be achieved. The alloys can now Before the addition of the aluminum-titanium pre-alloy, it was also used as wire alloys at Fourrung the charcoal ceiling removed and a KCl- driniermaschinen use, because they as a result River cover was used: 45 in their strength and corrosion resistance in their

1 Al 10 3 ° / Ti 2 0 ° / rest of Cu performance compared to conventional alloys on copper

Z Al IM · / !! TiU «/ |! The rest of the Cu base are superior.

1 δι 11 ao / τ; 1 ίο / DC * r ·., They can also be used as storage material for steel

-J. r\l ll,ü /n, 11 X,Z, /λ, l\CSl KAx -J. r \ l ll, ü / n, 11 X, Z, / λ, l \ CSl KAx _Λ .. j . . j . . —, ... . , _Λ .. j. . j. . -, .... ,

shell bearings are used because they have a joint

Each of the alloys was hot-50 as in Example 1 in which a hard phase in a soft matrix

rolled. can be distributed.

b) After hot rolling, all of the above ρ ...
ten alloys for 30 minutes - as in example 1 - claims:

subjected to a / 9 annealing at 621 ° C and then to the 1st process for producing a high-strength

Obtaining maximum cold rolling ability, air-cooled. 55 aluminum bronze alloy, thereby g e-

The above alloy containing 10.3% Al and 2.0% Ti indicates that an alloy is composed of

tion could e.g. B. 30% cold rolled 9.0 to 11.8% aluminum and 2.0 to 5.0% iron,

the. 0.4 to 2.0% chromium, titanium, molybdenum, niobium or

The microstructure of all alloys were then vanadium or 0.05-0.2% zirconium or

as in Example 1 to achieve a grain size of 60 mixtures of these elements in a total amount

about 0.010 mm in diameter by cold rolling more than 10.0% and the remainder copper in the cast

reduced. The microstructure of the alloys contained was hot deformed at 1010 to 538 ° C, while-

a discrete, evenly distributed dispersion, which rend the hot deformation or afterwards

was rich in titanium. same on one for at least two minutes

c) Maximum mechanical properties were obtained at 65 temperature in the range from 566 to 593 ⁰ C of the aforementioned alloys, namely th, ^{deformed at a temperature below 260 0} C cold by a / J treatment to achieve an amount of deformed to one temperature from 593 to 982 ° C /? - phase of about 95% and an Λ-phase of 5%. heated and then rapidly cooled.

13 1413 14

-j, i,: 2. Method according to claim 1, characterized in that the cold rolling and the annealing three-

.draws that the alloy can be repeated times after cold rolling. ;

, f üff at least two minutes to 538 to 760 ° C 4. The method according to claim 1, characterized in that

,, heated and then rapidly cooled, shows that the rapid cooling follows the

wherein the cold rolling and the annealing preferential 5 annealing <ler alloy at a temperature of

wisely repeated several times. 260 to 482 ° C for a period of little

3, the method according to claim 2, characterized by this being followed by 30 minutes.

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