DE1558622C - Alloys based on copper - Google Patents

Alloys based on copper

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DE1558622C
DE1558622C DE1558622C DE 1558622 C DE1558622 C DE 1558622C DE 1558622 C DE1558622 C DE 1558622C
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German (de)
Inventor
Richard D. Madison Conn. Smith (V.St.A.). C22c 19-00
Original Assignee
OHn Mathieson Chemical Corp., New York, N.Y. (V.StA.·)
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Description

1 21 2

Die Erfindung betrifft wesentlich verbesserte Legie- und selten über 21,0 kp/mm2 erreichen. Dementspre-The invention relates to much improved alloy and seldom reach over 21.0 kp / mm 2 . Accordingly

rungen auf der Basis von Kupfer mit einem Gehalt an chend besitzen die erfindungsgemäßen LegierungenThe alloys according to the invention have ments based on copper with a content of accordingly

Zink, Aluminium und Kobalt, wobei diese Legierungen hohe Streckgrenzenwerte im kaltverformteh Zustand,Zinc, aluminum and cobalt, whereby these alloys have high yield strength values in the cold-worked state,

wesentlich verbesserte pyhsikalische Eigenschaften beispielsweise 62,3 kp/mm2 und mehr nach einersignificantly improved physical properties, for example 62.3 kp / mm 2 and more after one

haben und für einen weiten Anwendungsbereich ge- 5 500/0<gen Querschnittsabnahme bei der Kaltverfor-have and for a wide range of applications overall 5 50 0/0 <gen cross-sectional decrease in Kaltverfor-

eignet sind, wozu Gußstücke, Schmiedestücke, Preß- mung, wohingegen übliche Legierungen gewöhnlichare suitable, including castings, forgings, pressings, whereas common alloys are usually

linge und warm- oder kaltgewalzte oder gezogene Pro- solche im Bereich von 35>2 bis 52,7 kp/mm2 liegendbillets and hot-rolled or cold-rolled or drawn prongs in the range from 35> 2 to 52.7 kp / mm 2

dukte gehören. Die verbesserten Legierungen gemäß aufweisen.products belong. Have the improved alloys according to.

der Erfindung sind insbesondere für den Gebrauch bei Außerdem und als wesentliche Eigenschaft sind dieof the invention are particularly for use in addition and as an essential property are the

Schmiedestücken geeignet. io erfindungsgemäßen Legierungen durch eine hohe Ver-Suitable for forgings. io alloys according to the invention due to a high

Jahrelangwurden zahlreiche Versuche unternommen, formbarkeit gekennzeichnet. Benutzt man das hochNumerous attempts have been made over the years to identify malleability. If you use that up

die Festigkeifseigenschaften von duktilem Messingzu verformbare 70/30er Messing als Maßstab, so besitzenthe strength properties of ductile brass to deformable 70/30 brass as a yardstick

verbessern, ohne dessen Verformbarkeit einzubüßen. die Legierungen gemäß der Erfindung eine vergleich-improve without losing its deformability. the alloys according to the invention have a comparative

Diese Versuche konzentrierten sich auf die Verwendung bare Verformbarkeit. Dies ist besonders überraschendThese attempts focused on the use of bare deformability. This is particularly surprising

einer großen Vielzahl von Legierungszusätzen, um 15 in Anbetracht der hohen Festigkeit der Legierungena wide variety of alloy additives to 15 in view of the high strength of the alloys

diesen Zweck zu erreichen. Einige dieser Legierurigszu- gemäß der Erfindung.to achieve this end. Some of these alloy components according to the invention.

sätze sind ziemlich teuer und tragenzu den Kosten für. Diese überraschenden Eigenschaften bei einer preisdie Legierung erheblich bei. werten Legierung sind besonders unerwartet in Anbe-Außerdem wurden in der Technik viele ungewöhn- tracht des umfangreichen Wissens auf diesem Gebiet, liehe thermomechanische Verfahren gründlich unter- ao wobei eine Angleichung an diese Eigenschaften versucht, um die Festigkeitseigenschaften ohne Beein- sucht worden war!kits are quite expensive and add to the cost of. These surprising properties at a price die Alloy significantly. Values alloy are particularly unexpected in Anbe-Also in technology many unusual attitudes of extensive knowledge in this field, borrowed thermomechanical processes thoroughly under- ao trying to approximate these properties, the strength properties had been unaffected!

trächtigung der Verformbarkeit zu verbessern. Die erfindungsgemäßen Legierungen gehören zumto improve deformability. The alloys according to the invention belong to

Die Messingsorten, die von der Technik entwickelt Typ der Gußsondermessinge, welche bekanntlichThe types of brass developed by the technology type of special cast brass, which is known

worden sind, sind im allgemeinen Mehrphasenlegierun- neben Kupfer und Zink auch noch etwas Aluminiumare generally multiphase alloys - besides copper and zinc there is also some aluminum

gen mit begrenzter Duktilität und Kaltverformbarkeit. 25 enthalten. Derartige Messingtypen besitzen grundsätz-genes with limited ductility and cold formability. 25 included. Such types of brass basically have

Derartige Legierungen sind fürdieAnwendungalsGuß- lieh eines der folgenden Gefüge: (1) ein Alpha-GefügeSuch alloys are one of the following structures for cast use: (1) An alpha structure

stücke oderwarmverarbeitete Produkte sehr geeignet. (kubisch flächenzentriert) oder (2) ein Mischgefüge ausPieces or heat-processed products are very suitable. (face-centered cubic) or (2) a mixed structure

Trotz dieser ausgedehnten Untersuchungen hat über Alpha-plus einer begrenzten Menge eines Bcta-GefügesDespite this extensive research, Alpha Plus has a limited amount of a Bcta structure

die Jahre hinweg ein 7O/3Oer Messing als beste und (kubisch raumzeiftriert).over the years a 7O / 3O brass as the best and (cubic space numerals).

wirtschaftlichste Legierung atf Kupferbasis für An- 30 Die Zugabe von Aluminium zu Kupfer-Zink-Legiewendung unter schweren Verformungsbedingungen rungen ist seit langem für ihren festigkeitsverstärkenvorgeherrscht. ' den Effekt auf derartige Legierungen bekannt. Der Demgemäß ist vorrangiges Ziel der Erfindung, eine Nachteil eines Aluminiumzusatzes ist der, daß in geverbesserte Legierung auf Kupferbasis zu schaffen. sättigten Legierungen mit einer Alphaphase, die die Weiterhin ist es Ziel der Erfindung, Legierungen auf 35 höchsten Festigkeiten besitzen, kleine Änderungen des Kupferbasis zu schaffen, die verbesserte Fesligkeits- Aluminiumgehalts im allgemeinen große Änderungen grenzen sowohl im voll geglühten als auch im kaltver- der Duktilität und Festigkeit ziir Folge haben. Diese formten Zustand besitzen. großen Änderungen ergeben sicli aus dem Gefügeauf-Außerdem ist Ziel der Erfindung, solche verbesserten bau der gesättigten Legierung, die sich mit dem Alumi-Legierungen auf Kupferbasis zu schaffen, die verbes- 40 niumgehalt ausgeprägt ändert.. Zum Beispiel kann eine serte Festigkeitseigenschaften bei" einer minimalen Ein- Änderung des Aluminiumgehalts von einem Prozent büße an Verformbarkeit aufweisen. , . eine Steigerung im Betaphasengehalt bis zu 33 ProzentMost economical alloy atf copper base for an 30 The addition of aluminum to copper-zinc alloy under severe deformation conditions, stanchions has long been the predominant factor in reinforcing their strength. 'The effect on such alloys is known. Accordingly, it is the primary object of the invention, one disadvantage of aluminum addition is that it is improved To create copper-based alloy. saturated alloys with an alpha phase that the Furthermore, it is the aim of the invention to have alloys with the highest strengths, small changes in the To create copper base, the improved solid aluminum content in general major changes limits both in the fully annealed and in the cold worked ductility and strength result. This have formed state. major changes result from the structure on-addition The aim of the invention is to provide such improved construction of the saturated alloy, which deals with the aluminum alloys to create a copper-based 40 which significantly changes the improved nium content. For example, a Increased strength properties with "a minimal change in the aluminum content of one percent show loss of deformability. ,. an increase in the beta phase content of up to 33 percent

Schließlich ist ein weiteres Ziel, der Erfindung die verursachen.Finally, another object of the invention is the cause.

Schaffung einer verbesserten Legierung auf Kupfer- Erfmdungsgemäß wurde überraschenderweise gebasis, wobei diese ,Legierung durch verhältnismäßig 45 funden, daß der Zusatz von Kobalt im Bereich von niedrige Kosten gekennzeichnet ist, so daß sie wirt- 0,1 bis.3% die Nachteile der ternären Kupfer-Alumischaftlich für den Einsatz im großen Maßstab einge- nium-Zink-Legierungen derart beseitigt, daß die Eigensetzt werden kann. - ■ schäften und das Gefüge einheitlicher über einen an-Weitere Ziele und Vorzüge der Erfindung gehen aus . wendbaren Bereich im Altiminiumgehalt sind. Außerdem Folgenden hervor. ' 50 dem wird ein sehr ausgeprägter Körnfeinungseffekt Es wurde gefunden, daß die genannten Ziele.leicht durch den Kobaltzusatz erhalten, der sel^r vorteilhaft und in geeigneter Weise erreicht werden können. Die ist.Creation of an improved alloy based on copper according to the invention was surprisingly based, this alloy by relatively 45 found that the addition of cobalt is characterized in the low cost range, so that it economizes 0.1 to 3% the disadvantages of the ternary Copper-aluminum for use on a large scale, one-nium-zinc alloys removed in such a way that the properties can be set. - ■ shafts and the structure more uniformly based on one another. Further goals and advantages of the invention are based. reversible range are in the Altiminium content. Also the following emerges. This results in a very pronounced grain refinement effect. It has been found that the stated objectives can easily be achieved by adding cobalt, which can be achieved in an advantageous and suitable manner. She is.

verbesserte Legierung gemäß der Erfindung besteht Ernridungsgernäß müssen die Bestandteile der Legie-improved alloy according to the invention.

aus den folgenden Bestandteilen in den genannten Be- rung unbedingt in den genannten Bereich fallen. Derof the following components in the cited comment fall into the cited range. the

reichen, wobei alle Prozcntzahlen sich-auf das Ge- 55 Kupfergehalt muß in den Bereich von 67 bis 80%, vor-range, with all percentages based on the value 55 copper content must be in the range of 67 to 80%,

vicht beziehen: 15,0 bis 31,0% Zink, 1,0 bis 5,0% zugsweise von 70 bis 76% fallen. Unter 67% sinkt die Not related: 15.0 to 31.0% zinc, 1.0 to 5.0% preferably falling from 70 to 76% . It sinks below 67%

Aluminium, 0,1 bis 3% Kobalt, Rest 67 bis 80% Festigkeit merklich ab und über 76% trifft man eineAluminum, 0.1 to 3% cobalt, remainder 67 to 80% strength noticeably and over 76% one meets one

Kupfer und herstellungsbedingte Verunreinigungen. zusätzliche Phase in gesättigten Legierungen an, die als Copper and manufacturing-related impurities. additional phase in saturated alloys known as

Es wurde gefunden/ daß die erfindungsgemäße Gammaphase bezeichnet wird und eine komplexeIt was found / that the gamma phase according to the invention is designated and a complex one

Legierung wesentlich verbesserte physikalische Eigen- 60 kubische Struktur hat, welche die Duktilität der Legie-Alloy has significantly improved physical properties - 60 cubic structure , which increases the ductility of the alloy

schaften bei minimaler Einbuße an Verformbarkeit auf- rung beschränkt.Shafts are limited with minimal loss of deformability.

weist. Beispielsweise hat die verbesserte Legierung In ähnlicher Weise liegt der Zinkgebalt innerhalb des shows. For example , the improved alloy similarly has the zinc content within the range

gemäß der Erfindung Streckgrenzeneigenschaften im Bereichs von 15,0 bis 31,0%, vorzugsweise von 19 bis according to the invention, yield strength properties in the range from 15.0 to 31.0%, preferably from 19 to

voll geglühten Zustand in der Größenordnung von 28%. Der Aluminiumgehalt muß im Bereich von 1,0 fully annealed condition on the order of 28%. The aluminum content must be in the range of 1.0

31,6 kp/mm2 und darüber, während herkömmliche 65 bis 5,0% gehalten werden, vorzugsweise von 2,0 bis31.6 kgf / mm 2 and above while maintaining conventional 65 to 5.0%, preferably from 2.0 to

Legierungen auf Kupferbasis für die Verwendung als 4,5%, und der Kobaltgehalt liegt im Bereich von 0,1Copper based alloys for use as 4.5% and the cobalt content is in the range of 0.1 Formteile gewöhnlich Streckgrenzenwerte im voll ge- bis 3%, vorzugsweise von 0,1 bis 1,0%.Moldings usually yield strength values in the full range to 3%, preferably from 0.1 to 1.0%.

glühten Zustand im Bereich von 7,0 bis 17,5 kp/mm2 . Zur Erzielung einer maximalen Duktilität bei gleich-Annealed condition in the range from 7.0 to 17.5 kp / mm 2 . To achieve maximum ductility with the same

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zeitiger Verformbarkeit bei einem vorgegebenen Kup- Im allgemeinen besitzen die erfindungsgemäßen Lefergehalt sollte der Kobaltgehalt von 0,1 bis 1,0% aus- gierungen ein Gefüge aus Alpha- plus Teilchenphase machen, während zur Erzielung größerer Festigkeit oder Alpha- plus Beta- plus Teilchenphase und sind und geringerer Diiktilität das Kobalt höhere Gehalts- in einem breiten Bereich von verschiedenen Gebieten bereich bis zu 3% einnehmen kann. Über diesen 5 anwendbar. Wegen ihrer großen Festigkeit und der Kbbaitgehalt hinaus werden die Eigenschaften wenig großen Verformbarkeit werden sie vorzugsweise in geverbessert, da ein Kobaltüberschuß in Form von Par- schmiedeter Form verwendet. Die Oxydationsfestigtikeln des elementaren Metalls oder, als elementares keit und Gießbarkeit der Legierungen gemäß der ErKobalt neben einer intermetallischen Verbindung mit findung ist hervorragend und läßt eine breite Anwen-Aluminium. erscheint, wobei außerdem die Diiktilität io dung als hochfeste preiswerte Gießereilegierungeii zu, absinkt. ■ . während die hervorragenden Warmverformungseigen-Im allgemeinen sind die Legierungen mit niedrige- schäften sie genausogut zu Schmiedestücken wie zn rem Kobaltgehalt Werkstoffe von großer Festigkeit und Preßlingen geeignet erscheinen lassen. Im allgemeinen hoherDuktilität, während die Legierungen mit einem werden bessere Kombinationen der mechanischen höheren Kobaltgehalt zwar eine höhere Festigkeit, aber 15 Eigenschaften zu niedrigeren Kosten durch die ereine geringere Diiktilität besitzen, findlingsgemäßen Legierungen erhalten,: als sie in Die Zusammensetzling von besonderen Legierungen irgendwelchen gegenwärtig hergestellten Legierungen innerhalb der angegebenen Bereiche wird weiterhin da- ohne Rücksicht auf den Preis erhältlich sind,
durch eingeschränkt, daß bei einer Kupfergehalts- Das. Verarbeiten der Legierungen der Erfindung ergrenze von etwa 69% der Aluminiumgehalt Vorzugs- 20 fordert keine ungewöhnliche Behandlung. Zum Beiweise im Bereich von 1,2 bis 3,2% liegen soll, damit die spiel wird ein Blech wie folgt hergestellt: Schmelzen Eigenschaften der hohen Duktilität zusammen mit der und Gießen werden unter ähnlichen Bedingungen Festigkeit sicher erhalten bleiben, und daß bei einer durchgeführt wie bei Messinglegierungen. Der iin-Kupfergehaltsgrenze von etwa 74% der Aluminium-. mittelbare Kokillenguß ist besonders geeignet. Das gehalt vorzugsweise im Bereich von 3,0 bis 5,0% aus 25 Warmwalzen wird leicht bewerkstelligt unter Verwenden gleichen Gründen liegen soll. Anteilige Regulierun- dung gewöhnlicher Verfahren des Messingwalzens. Bei gen des Aluminiumgehalts' bei den verschiedenen schneller Abkühlung kann ein nicht im Gleichgewicht Kupferanteilen zwischen den angegebenen Grenzen befindliches Gefüge erhalten werden, welches die Kaltsollten vorzugsweise vorgenommen werden. walzbarkeit beeinträchtigt. Dies kann durch Anlassen Weiter sollte vorzugsweise zur Erzielung der bevor- 30 im Bereich von 538 bis 649°C überwunden werden, zugten Eigenschaften der Aluminiumgehalt zum Zink- wobei zweckdienliche Gleichgewichtsverhältnisse von gehalt gemäß der folgenden Gleichung in Beziehung Alpha-und Betaphasen erzielt werden,
gesetzt werden: Es wurde bei der Verarbeitung der Legierungen nach 0I Al = — 0 29°/ Zii -1-92 + 1 35 ^er Erfindung beobachtet, daß sie auf eine Beseitigung ' ' ' - ' 35 der durch Kaltverarbeiten erzeugten Spannungen durch Die erfindungsgemäßen Legierungen sind in den Anlassen bei niedriger Temperatur ungewöhnlich gut Zeichnungen dargestellt, die isotherme (5000C) Aus- ansprechen. Gewöhnlich können Legierungen auf schnitte mit konstantem Kobaltgehalt (0,5%) des Kupferbasis, die intensiv kaltverarbeitet worden sind, quaternären Phr.sendiagramms zeigen. eine Streckgrenzenerhöhung bis zii 15% zeigen, wenn F i g. 1 stellt die relative Lage der Legierungen ge- 40 sie bei Temperaturen unter der Rekristallisatioiistempemäß der Erfindung auf dem ternären Phasendiagramm . ratur angelassen werden. Dieser Anstieg ist gewöhnlich dar; '■■' :; -auch nur innerhalb eines ziemlich engen Bereichs von F i g. 2 zeigt den schraffierten Ausschnitt der F i g. 1. Aiilaßtemperaturen (27 bis 6O0C) von praktischer Bein den Fi g: 1 und 2 stellt die ausgezogene Linie die deutung. Bei den erfindungsgemäßen Legierungen Grenze der Alphaphase dar. Die gestrichelte Linie in 45 wurden Streckgrenzenanstiege von 3Obis4O%nachdem F i g. 2 stellt die erfindungsgemäßen Legierungen bei . ■ -Anlassen von Material festgestellt, daseine Kaltwalzkonstantem Gehalt von 0,5% Kobalt dar. Ähnliche reduktion von 50% aufwies. Außerdem geschieht die Diagramme können für andere Kobaltgrenzbereiche Erholung in einem breiteren Temperaturbereich (82 leicht ausgearbeitet werden. . . bis.110°C), wodurch die kommerzielle Anwendbarkeit Das Gefiige der erfindungsgemäßen Legierungen im 50 erhöht wird. Die Größenordnung der Verbesserung der kaltverarbeiteten und im ausgeglühten Zustand ist Festigkeitseigenschaften wird in den Beispielen aiifgeentweder (1) eine Matrix aus feinkörniger, flächen- zeigt. ■' . _
In general, the cobalt content according to the invention should have 0.1 to 1.0% alloys, making a structure of alpha plus particle phase, while to achieve greater strength or alpha plus beta plus particle phase and are and are of lower diictility the cobalt can occupy higher levels in a wide range of different areas ranging up to 3%. Applicable over these 5. Because of their great strength and the kbbait content, the properties of little deformability are also improved, since an excess of cobalt in the form of parschmiedeter is used. The oxidation resistance of the elementary metal or, as elementary speed and castability of the alloys according to the ErKobalt in addition to an intermetallic compound with invention is excellent and can be used widely. appears, whereby the diictility io dung as a high-strength, inexpensive foundry alloy decreases. ■. In general, the alloys with low shafts make them appear just as suitable for forgings as for cobalt-content materials of great strength and compacts. Generally high ductility, while the alloys with a better combination of mechanical higher cobalt content have higher strength, but 15 properties at lower cost due to the lower diictility, boulder-like alloys obtained: than they are in the composition of particular alloys any currently produced Alloys within the specified ranges will continue to be available regardless of the price.
restricted by that at a copper content- Das. Processing the alloys of the invention limit the aluminum content to about 69% of the preferred 20 requiring no unusual treatment. For example, in the range from 1.2 to 3.2%, so that the game, a sheet is produced as follows: Melting properties of high ductility together with the and casting strength will be safely retained under similar conditions, and that carried out at one as with brass alloys. The iin copper content limit of about 74% that of aluminum. indirect permanent mold casting is particularly suitable. The content, preferably in the range of 3.0 to 5.0% from hot rolling, is easily accomplished using the same reasons. Partial regulation of common brass rolling processes. In the case of the aluminum content during the various rapid cooling, a structure can be obtained which is not in equilibrium with the copper contents between the specified limits, which should preferably be carried out when cold. rollability impaired. This can be further overcome by tempering, preferably in the range of 538 to 649 ° C, the properties of the aluminum content to the zinc should be overcome - whereby appropriate equilibrium ratios of content are achieved according to the following equation in relation to alpha and beta phases,
be set: It was observed in the processing of the alloys according to 0 I Al = - 0 29 ° / Zii -1-92 + 1 35 ^ er invention that they are aimed at the elimination of '''-' 35 of the stresses generated by cold working The alloys according to the invention are shown unusually well in the tempering at low temperature drawings that respond isothermally (500 ° C.). Usually, alloys with a constant cobalt content (0.5%) of the copper base that have been intensively cold worked can show quaternary phr. show an increase in the yield strength of up to 15% if F i g. 1 shows the relative position of the alloys at temperatures below the recrystallization temperature according to the invention on the ternary phase diagram. temperature can be left on. This increase is usually there; '■■':; -also only within a fairly narrow range of FIG. 2 shows the hatched section of FIG. 1. Aiilaßtemperaturen (27 to 6O 0 C) of practical leg g to Fi: 1 and 2, the solid line the interpretation. In the case of the alloys according to the invention, the limit of the alpha phase is represented. The dashed line in FIG. 45 shows increases in the yield strength of 30 to 40% after FIG. 2 provides the alloys of the invention. Tempering material found to be a cold rolling constant grade of 0.5% cobalt. Similar reduction of 50%. In addition, the diagrams can easily be worked out for other cobalt boundary regions recovery in a broader temperature range (82... Up to 110 ° C), which increases the commercial applicability of the alloys according to the invention in the 50s. The magnitude of the improvement in the cold-worked and in the annealed state is strength properties is shown in the examples aiifge either (1) a matrix of fine-grain, planar. ■ '. _

zentrierter kubischer Alphaphase (gesättigt oder fast Wegen des stabilisierenden Einflusses, von Kobaltcentered cubic alpha phase (saturated or almost due to the stabilizing influence, of cobalt

gesättigt), oder (2) eine gesättigte Älphaphase plus auf die Gefiige sind die Eigenschaften v:on bis zur LJm-saturated), or (2) a saturated aliphatic phase plus on the vessels are the properties from

Betaphase, wobei sowohl das Gefüge (1) als auch das 55 kristallisation angelassenem Material .'ebenfalls überBeta phase, with both the structure (1) and the crystallization-tempered material. 'Also over

Gefüge (2) sehr feine Partikeln einer intermetallischen einen\.ausge'dehhien'·:Temperatürbereich·'.istcjbil/- ZumStructure (2) very fine particles of an intermetallic one \ .ausge'dehhien '·: temperature range ·' .istcjbil / - to

Verbindung und/oder einer Ausscheidung durch und Beispiel fiel die Streckgrenze.einer typischen' Zusam-Connection and / or elimination by and example, the yield point fell. Of a typical 'co-

durch dispergiert enthält. ;, ' ; .:;;:/ ·. . :,;/ . mensetzüng "nur vqn. 45 kp/him2' auf 42,2 kp/irim2 contains dispersed through. ;, ';.:;;: / ·. . :, ; /. weight "only from 45 kp / him 2 'to 42.2 kp / irim 2

■■· Die erfindungsgemäßen Legierungen können zu- . nach einstündigem Anlassen-bei; 371 bzw. 538°C; Die■■ · The alloys according to the invention can be added. after starting for one hour ; 371 and 538 ° C; the

sätzlich zu den genannteil.''!Materialien.:üblicheVer- 6<rZugfestigkeit bleibt in ähnlicher Weise .einheitlich,in addition to the mentioned part. ''! materials.: usual tensile strength remains in a similar way.

uiireinigungeij enthalten, die normalerweise in handels- während, die. Bruchdehnung stetig über den gleichen üblichen;. Legierungen auf Kupferbasis vorkohirnen.: '·;■ Temperaturbereich ansteigt. , .·,-\ '"'.;';·", ί:'''^'"'' uiireinigungeij usually contained in commercial while that. Elongation at break steadily above the same usual ; . Pre-grain alloys based on copper .: '·; ■ temperature range increases. ,. · , - \ '"'. ; ';·",Ί:''' ^ '"''

Solche, Vcrimreinigungen^sind.: BleiV Zinn, Phosphor, Eiivweiteres besonderes Kennzeichen der erlindungs-Such crimps are: lead, tin, phosphorus, egg another special characteristic of the invention

Eisen, Mangan, Nickel .und Siliziiiiii. Um die Ent- gemäßen Legierungen ist eine sehr ausgeprägte Ver-Iron, manganese, nickel and silicon. There is a very pronounced disposition to the appropriate alloys.

zinkuhg in einer, korrosiven Umgebung auf einem 65 besserung der Korrosionsbeständigkeit.' Die Kiipfer-Zinkuhg in a 'corrosive environment on a 65 improve corrosion resistance.' The Kiipfer

Mjnirftum Zu1 halten,; kann, ein Zusatz von Arsen, Zink-Messingsorten· sind gegenüber: Spanniingsriß-Mjnirftum To hold 1; can, an addition of arsenic, zinc-brass types are opposite: Spanniingsriingsriß-

Phosphor und/oder Antimon ih, einer Menge von 0,02 korrosion anfällig, wenn sie gewissen korrpdjerendenPhosphorus and / or antimony ih, an amount of 0.02 susceptible to corrosion if they are certain corrosive

bis 0,10% erwünscht sein. Einflüssen ausgesetzt sind. Diese Anfälligkeit ist demto 0.10% may be desirable. Are exposed to influences. This susceptibility is the

Zinkgehalt proportional, und daher werden Legierungen mit mehr als 15% Zink selten für Anwendungen unter Spannung in korrodierender Umgebung eingesetzt. Es wurde gefunden, daß die durch Kobaltzusatz modifizierten aluminiumhaltigen Messingsorten eine stark verbesserte Widerstandsfähigkeit gegenüber Spanmingsrißkorrosion besitzen, wenn sie mit den binären Kupfer-Zink-Legierungen verglichen werden. Dieses Verhalten geht aus den folgenden Beispielen hervor. Gekoppelt mit dieser Widerstandsfähigkeit gegen Spannungsrißkorrosion ist ein hoher Grad von allgemeiner Korrosionsbeständigkeit.Zinc content proportional, and therefore alloys containing more than 15% zinc are rarely used for applications used under tension in a corrosive environment. It was found that the addition of cobalt modified aluminum-containing brass types have a greatly improved resistance to chip corrosion cracking when compared to the binary copper-zinc alloys. This Behavior is evident from the following examples. Coupled with this resistance to Stress corrosion cracking is a high level of general corrosion resistance.

Be i s ρ i e 1 1Be i s ρ i e 1 1

Legierungen der unten tabellierten Zusammensetzungen wurden aus Kathodenkupfer, Plattenzink, entweder metallischem Kobalt oder einer Kupfer-Kobalt-Vorlegierung oder einer Aluminium-Kobalt-Vorlegierung und Kugeln aus Aluminiummetall hergestellt. Die Herstellung erfolgte in der nachfolgenden Reihenfolge. Die Kathodenkupferstücke wurden unter Holzkohle geschmolzen, ein Teil Oder die Gesamtmenge des gewünschten Aluminiumgehalls zugegeben und eingerührt, Kobalt in Form von Kugeln der Vorlegierung aus Kupfer mit 15% Kobalt oder der Vorlegierung aus Aluminium mit 30% Kobalt als nächstes zugegeben und die Schmelze auf Temperatur gehalten, bis die vollständige Lösung erfolgte, wonach Zinkstücke zugegeben und eingeführt wurden. Die Schmelze einer Temperatur von etwa 1093°C wurde in eine Gußeisenform gegossen und bis zum Festwerden darin befassen. Die erhaltenen Gußblöcke wurden auf 816 bis 899°C erneut erhitzt und von einer Dicke von 4,445 cm auf 0,762 cm warmgewalzt, wonach die Temperatur etwaAlloys of the compositions tabulated below were made from cathode copper, plate zinc, either metallic cobalt or a copper-cobalt master alloy or an aluminum-cobalt master alloy and balls made of aluminum metal. The production was carried out in the following sequence. The cathode copper pieces were melted under charcoal, a part or the total amount of the desired aluminum metal was added and stirred in, Cobalt in the form of balls of the master alloy made of copper with 15% cobalt or the master alloy Aluminum with 30% cobalt was added next and the melt kept at temperature until the complete dissolution occurred, after which pieces of zinc were added and introduced. The melt one Temperature of about 1093 ° C was poured into a cast iron mold and held in it until solidification. The ingots obtained were reheated to 816 to 899 ° C. and had a thickness of 4.445 cm 0.762 cm hot rolled, after which the temperature is about

ίο 538°C betrug. Das Material wurde danach kaltgewalzt bis auf 0,305 cm, bei 538°C 1 Stunde angelassen und auf 0,076 cm kaltgewalzt. Das Material wurde in der zuletzt erhaltenen, um 50% reduzierten Dicke bei 0,076 cm und ebenfalls nach dem Anlassen bei verschiedenen Temperaturen untersucht.ίο was 538 ° C. The material was then cold rolled up to 0.305 cm, tempered at 538 ° C for 1 hour and cold-rolled to 0.076 cm. The material was in the last obtained thickness reduced by 50% at 0.076 cm and also after tempering at various Temperatures examined.

Zu Vergleichszwecken wurde ein handelsüblicher 7O/3Oer Messing und eine Kupfer-Zink-Aluminium-Legierung der gleichen Behandlung unterworfen, mit dem Unterschied, daß das 7O/3Oer Messing zwischendurch bei 427 statt bei 538CC angelassen wurde.For comparison purposes, a commercially available 7O / 3Oer brass and copper-zinc-aluminum alloy was subjected to the same treatment, with the difference that the 7O / 3Oer brass was between annealed at 427 instead of C at 538 C.

Die Eigenschaften sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt, d. h. die Streckgrenze bei 0,1 % bleibender Dehnung, die Zugfestigkeit und die prozentuale Bruchdehnung sowohl im kaltgewalzten wie im ange-The properties are summarized in the following table, i.e. H. the yield point remaining at 0.1% Elongation, tensile strength and the percentage elongation at break in both cold-rolled and

lassenen Zustand. .let state. .

Zusammensetzungcomposition Tabelletable Zugtrain Bruchfracture I .I. Zugtrain °c° c • -• - 1 Stunde bei 6490C
angelassen
1 hour at 649 0 C.
left on
Zugtrain Bruchfracture
in Gewichtsprozentin percent by weight Kaltgewalzt auf 50%Cold rolled to 50% festig
keit
firm
speed
deh
nung
deh
tion
festig
keit
firm
speed
Bruchfracture Cf r/v l·"Cf r / v l · " festig
keit
firm
speed
deh
nung
deh
tion
LegieLegie Streck--Stretch-- kp/mm2 kp / mm 2 %% 1 Stunde bei ,538
angelassen
1 hour at, 538
left on
kp/mm2 kp / mm 2 deh
nung
deh
tion
OI FC*. K."
grenze
OI FC *. K. "
border
kp/mm2 kp / mm 2 7o7o
rungtion 73,25 Cu 3,75 Al73.25 Cu 3.75 Al grenzeborder 90,8990.89 2,52.5 61,1661.16 7o7o kp/mm2 kp / mm 2 26,3526.35 3535 0,44 Co 22,6 Zn0.44 Co 22.6 Zn kp/mm2 kp / mm 2 grenzeborder 3333 36,2036.20 II. 76,9 Cu 4,6 ΑΓ76.9 Cu 4.6 ΑΓ 63,62 .63.62. 93,8593.85 2,22.2 kp/mm2 kp / mm 2 58,7058.70 0,4Co 18,1Zn .0.4Co 18.1Zn. 42,1842.18 35,235.2 IIII 69,5 Cu 1,7 Al .69.5 Cu 1.7 Al. 69,8569.85 81,2081.20 2,22.2 50,6250.62 0,4 Co 28,4 Zn0.4 Co 28.4 Zn 39,37*)39.37 *) 34,534.5 IIIIII 73,3Cu 3,5Al73.3 Cu 3.5 Al 61,1661.16 88,6888.68 2,32.3 55,9055.90 55,9055.90 3838 0,4 Co 22,8 Zn0.4 Co 22.8 Zn 30,58*)30.58 *) 58,9958.99 39,539.5 34,4534.45 IVIV 74,0Cu 4,0Al74.0 Cu 4.0 Al 62,2862.28 91,3991.39 2,12.1 62,9262.92 34,534.5 60,4660.46 3232 1,0Co 21,0Zn1.0Co 21.0Zn 34,96*)34.96 *) 53,43.53.43. 2626th 40,2740.27 VV 75Cu 4,3Al75Cu 4.3Al 65,3865.38 89,6389.63 2,02.0 40,7740.77 58,4258.42 37,537.5 56,6656.66 37,437.4 0,2Co 20,5Zn0.2Co 20.5Zn 43,9443.94 37,637.6 29,9529.95 VIVI 76Cu 4,0Al76Cu 4.0Al 65,3865.38 80,1480.14 2,02.0 31,28*)31.28 *) ( 45,69 ( 45.69 20Zn .20Zn. 37,1937.19 50,6250.62 5757 VIIVII 70Cu 30Zn70Cu 30Zn 62,5762.57 62,2862.28 3,53.5 37,2637.26 3939 18,9818.98 5050 VIIIVIII 52,3752.37 28,82**)28.82 **) 15,32**)15.32 **)

*) Anlassen bei 593°C im Zyklus von 17 Stunden während 3 Stunden. *) 1 Stunde bei 427°C. · '. - " ; *) Tempering at 593 ° C in a cycle of 17 hours for 3 hours. *) 1 hour at 427 ° C. · '. - ";

/'■·■.'■ ■··' Beispiel 2 :/'■·■.'■ ■ ·· 'Example 2:

Zur Demonstration des ungewöhnlich guten An-Sprechens auf Anlassen bei niedriger Temperatur wurde Legierung IV aus Beispiel Γ eine Stunde bei 2O4°C angelassen. Es wurden folgende Eigenschaften gemessen:To demonstrate the unusually good response to starting at low temperatures Alloy IV from example Γ tempered at 2O4 ° C for one hour. The following properties were measured:

• , . Festigkeitseigenschaflen•,. Strength properties

50% Kaltgewalzt : ;: ^ .^ Λ "50% cold rolled: ;: ^. ^ Λ "

Streckgrenze.........:........;. 62,88 kp/mm8 Stretch limit.........:........;. 62.88 kg / mm 8

(0,1 % bleibende Dehnung) ·(0.1% permanent elongation)

Zugfestigkeit...................: 88,68 kp/mm2 Tensile strength ...................: 88.68 kp / mm 2

Bruchdehnung .................. .'' 2,3 %Elongation at break ................... '' 2.3%

50% Kaltgewalzt -\- 1 Stunde bei 2040C
Streckgrenze 94,20 kp/mm2
50% cold rolled - \ - 1 hour at 204 0 C
Yield strength 94.20 kp / mm 2

Zugfestigkeit..............;..... 103,55 kp/mm2 Bruchdehnung .................'.. 1,4 %Tensile strength ..............; ..... 103.55 kp / mm 2 elongation at break ...... ........... '.. 1 , 4%

.·■ ■■'■; -■; ■;■■■.- ■ .-. ■ Beispiel^1 · ■."'.■■■'·■;:■':" '■■' . · ■ ■■ '■; - ■; ■; ■■■ .- ■ .-. ■ Example ^ 1 · ■. "'. ■■■' · ■;: ■ ':"' ■■ '

Verschiedene der gemäß Beispiel 1 hergestellten Legierungen wurden auf Verformbarkeit untersucht, wobei zwei übliche Meßverfahren verwendet wurden, d. h'. die Grenzverhältnisbestimmung beim Tiefziehen und das Näpfchentiefziehverfahren nach Olsen für die Bestimmung der Tiefziehfähigkeit. Die Resultate, zeigen, daß die verbesserten Legierungen gemäß der Erfindung bezüglich der Tiefziehfähigkeit fast an 7O/3Cer Messing herankommen (Vergleichslegierung VIII), und im ftäpfchentiefziehversuch bzw. bei der Bestimmung des Grenzziehverhältnisses nur geringfügig weniger verformbar sind als 7O/3Oer Messing.Various of those prepared according to Example 1 Alloys were tested for ductility using two common measurement methods, d. H'. the limit ratio determination in deep drawing and the cup deep drawing process according to Olsen for the Determination of deep drawability. The results show that the improved alloys according to FIG Invention with regard to deep-drawability almost on 7O / 3Cer brass come up (comparison alloy VIII), and in the cup deep drawing test or in the Determination of the limit drawing ratio are only slightly less deformable than 7O / 3O brass.

Tabelle IITable II

Legierungalloy

III
IV
VIII
III
IV
VIII

GrenzziehverhältnisLimit draw ratio

2,276
2,270
2,260
2.276
2.270
2.260

Claims (7)

Patentansprüche: Olsen-Ausbuchtungshöhe ; 0,950 cm 1,016 cm 1,067 cm 10Claims: Olsen bulge height; 0.950 cm 1.016 cm 1.067 cm 10 1. Legierung auf der Basis von Kupfer, dadurch gekennzeic h'n e t, daß sie aus 15,0 bis 31% Zink, 1,0 bis 5,0% Aluminium, 0,1 bis 3,0% Kobalt, Rest 67 bis 80% Kupfer und herstellungsbedingten Verunreinigungen besteht;1. Alloy based on copper, characterized in that it is made of 15.0 up to 31% zinc, 1.0 to 5.0% aluminum, 0.1 to 3.0% cobalt, the remainder 67 to 80% copper and production-related Consists of impurities; 2. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekenn-2. Alloy according to claim 1, characterized zeichnet, daß die Gehalte an Aluminium und Zink im Verhältnis entsprechend der Gleichung % Al = —0,29% Zn + 9,2 ± 1,35 zueinander stehen.shows that the contents of aluminum and zinc in the ratio according to the equation% Al = -0.29% Zn + 9.2 ± 1.35 to each other. 3. Legierung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zinkgehalt 19 bis 28% beträgt.3. Alloy according to claim 1 to 2, characterized in that the zinc content is 19 to 28% amounts to. 4. Legierung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Aluminiumgehalt 2,0 bis 4,5% beträgt. .4. Alloy according to Claims 1 to 3, characterized in that the aluminum content Is 2.0 to 4.5%. . 5. Legierung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kobaltgehalt 0,1 bis 1,0% beträgt.5. Alloy according to claims 1 to 4, characterized in that the cobalt content is 0.1 up to 1.0%. 6. Legierung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupfergehalt 70 bis 76% beträgt.6. Alloy according to claims 1 to 5, characterized in that the copper content is 70 to 76%. 7. Legierung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich 0,02 bis 0,10 % Arsen, Phosphor und/oder Antimon enthält. 7. Alloy according to claims 1 to 6, characterized in that it additionally 0.02 to Contains 0.10% arsenic, phosphorus and / or antimony. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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