DE1558624B1 - Kupferlegierung mit verbesserter festigkeit und dehnung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft Kupferlegierungen mit ver- Die Aufgabe der Erfindung besteht somit in der

besserter Festigkeit und Dehnung. Die erfindungs- Schaffung solcher verbesserten Kupferlegierungen, bei gemäßen Kupferlegierungen, welche Zink, Aluminium denen die günstigen Festigkeitseigenschaften bei gleich- und Nickel enthalten, weisen verbesserte physikalische zeitig möglichst geringer Beeinträchtigung ihrer VerEigenschaften auf und eignen sich für viele Anwen- 5 formbarkeit erzielt werden.

dungszwecke, einschließlich zum Herstellen von Guß- Außerdem hegt es im Wesen der Erfindung, daß

stücken und Schmiedstücken, für das Strangpressen sich die so verbesserten Kupferlegierungen mit relativ sowie zur Herstellung von warmgewalzten und kalt- niedrigen Kosten herstellen lassen, so daß sie sich auch gewalzten oder von gezogenen Produkten. Die erfin- im großtechnischen Maßstab in wirtschaftlicher Weise dungsgemäßen Legierungen sind besonders gut für die io anwenden lassen. Anwendung als Knetlegierung geeignet. Es hat sich nun gezeigt, daß die vorstehend genann-

Im Laufe der Jahre sind zahlreiche Versuche unter- ten Ziele erfindungsgemäß in einfacher und bequemer nommen worden, um die Festigkeitseigenschaften des Weise erreicht werden können, duktilen Messings ohne Beeinträchtigung seiner Ver- Die erfindungsgemäßen Kupferlegierungen sind da-

formbarkeit zu verbessern. Diese Versuche haben sich 15 durch gekennzeichnet, daß sie aus 66 bis 76 % Kupfer, schließlich zwecks Erreichung eines solchen Ziels auf 15,0 bis 32,5% Zink, 2,5 bis 4,5 % Aluminium und die Anwendung einer großen Anzahl von Legierungs- 0,4 bis 5 % Nickel neben herstellungsbedingten Verzusätzen konzentriert. Einige solcher Legierungs- unreinigungen bestehen.

zusätze sind jedoch recht kostspielig und tragen daher Für die erfindungsgemäßen Legierungen innerhalb

wesentlich zu den Herstellungskosten der Legierung bei. 20 der vorstehend genannten Bereiche gilt hinsichtlich

So ist aus dem Buch von Brunhuber, »Legie- der Zusammensetzung die weitere Regel, daß der AIurungshandbuch der Nichteisenmetalle«, 1960, S. 155, minium- und Zinkgehalt zwecks Erzielung ihrer eine Kupfer-Zink-Legierung (27 % Zink und 70 % Festigkeitseigenschaften entsprechend der nachstehen-Kupfer) bekannt, welche außerdem 2% Aluminium den Gleichung

und l°/„ Nickel enthält. Im wärmebehandelten Zu- 25 ., _ _„ ηη,αι 7 _i_ -m 3 _i_ 1 ■?<»

stand weist diese Legierung jedoch nicht die erwünschte ~~ ' ^{/o +} ' ^± '

Kombination von hoher Festigkeit und hoher Ver- bemessen sind.

formbarkeit auf, wie an Hand einer Versuchsreihe ge- Es hat sich gezeigt, daß die Kupferlegierungen mit

zeigt wird. der vorstehend angegebenen Zusammensetzung we-

Weiterhin sind aus der britischen Patentschrift 30 sentlich verbesserte physikalische Eigenschaften bei 578 873 Kupfer-Aluminium-Zink-Legierungen be- einer sehr geringen Beeinträchtigung der Verformbarkannt, deren Zusammensetzung und Wärmebehand- keit aufweisen. Beispielsweise zeigen die erfindungslung so ausgewählt sind, daß eine optimale Korrosions- gemäßen verbesserten Legierungen im vollständig beständigkeit erzielt wird. Eine Verbesserung der weichgeglühten Zustand Streckgrenzen von mindestens Festigkeitseigenschaften bei gleichzeitig guter Ver- 35 31,50 kg/mm², während die üblicherweise für Verforformbarkeit ist dabei aber nicht beabsichtigt, und es mungszwecke eingesetzten Kupferlegierungen im vollwird auch keine Anweisung zur Verwirklichung dieses ständig weichgeglühten Zustand im allgemeinen nur Zieles offenbar. Streckgrenzen im Bereich von 7,03 bis 17,5 kg/mm²

Ferner sind aus der britischen Patentschrift 831 454 und selten über 21,00 kg/mm² aufweisen. Die erfin- und Metals Handbook, 1948, S. 897, Zusätze von 40 dungsgemäßen Legierungen zeigen auch entsprechend Arsen, Phosphor und/oder Antimon als Inhibitor höhere Streckgrenzen im kaltverarbeiteten Zustand bei gegen die Entzinkung von Kupfer-Aluminium-Legie- einer Dickenverminderung um 50% von mindestens rungen in korrodierenden Medien beschrieben worden. 63,30 kg/mm². Die entsprechenden Festigkeitswerte Diese Legierungszusätze haben jedoch keinen Einfluß der üblichen Legierungen fallen jedoch unter diebezüglich der Festigkeits- und Verformungseigenschaf- 45 sen Bedingungen in den Bereich von 35,00 bis ten. 52,50 kg/mm².

Außerdem sind zahlreiche, sonst nicht gebräuchliche Außerdem — und das ist von großer Bedeutung —

Wärmebehandlungsverfahren sorgfältig untersucht zeichnen sich die erfindungsgemäßen Legierungen worden, um die Festigkeitseigenschaften ohne Beein- durch eine hohe Verformbarkeit aus. Im Vergleich zu trächtigung der Verformbarkeit zu verbessern. 50 einem außerordentlich gut verformbaren 70/30-Mes-

Bei den gemäß dem Stand der Technik entwickelten sing als Standard zeigen die erfindungsgemäßen Legiehochfesten Messingtypen handelt es sich im allgemei- rungen eine entsprechende Verformbarkeit. Diese nen um mehrphasige Legierungen mit beschränkter Tatsache ist im Hinblick auf die hohe Festigkeit Duktilität und Kaltverformbarkeit. Solche Legierun- der erfindungsgemäßen Legierungen besonders übergen sind daher besonders geeignet für die Herstellung 55 raschend.
von Gußstücken und warmverformten Produkten. Diese erstaunlichen Eigenschaften einer billigen Le-

Trotz dieser ausgedehnten Untersuchungen hat sich gierung sind besonders unerwartet im Hinblick auf die im Laufe der Jahre ein 70/30-Messing als die beste und ausgedehnten Untersuchungen, welche auf diesem wirtschaftlichste Kupferlegierung für unter strengen Gebiet mit dem Ziel durchgeführt wurden, sich solchen Bedingungen stattfindende Verformungsvorgänge er- 60 Eigenschaften anzunähern, wiesen. Die erfindungsgemäßen Legierungen gehören zur

Es ist ein Hauptziel der vorhegenden Erfindung, Gruppe der modifizierten Aluminium-Messing-Typen, eine in ihrer Verformbarkeit weiter verbesserte Kupfer- und sie weisen grundsätzlich eine der beiden nachlegierung zur Verfügung zu stellen. stehenden Gefügearten auf, nämlich (1) reine «-Phase

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaf- 65 (kubisch flächenzentriert) oder (2) α-Phase in Kombifung einer Kupferlegierung mit verbesserten Festig- nation mit einer beschränkten Menge der |8-Phase keitswerten sowohl im vollständig weichgeglühten als (kubisch raumzentriert), auch im kaltverarbeiteten Zustand. Es ist seit langem bekannt, daß ein Zusatz von Alu-

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minium zu Kupfer-Zink-Legierungen eine festigkeits- ringerung des Zinkgehaltes in korrodierend wirkendem

erhöhende Wirkung hat. Ein Nachteil eines solchen Milieu zu vermeiden, kann sich ein Zusatz von Arsen,

Aluminiumzusatzes besteht jedoch darin, daß bei Le- Antimon oder Phosphor in einer Menge von 0,02 bis

gierungen mit gesättigter «-Phase, welche die höchsten 0,10 % als vorteilhaft erweisen.

Festigkeiten aufweisen, im allgemeinen schon geringe 5 Die erfindungsgemäßen Legierungen lassen sich für

Veränderungen im Aluminiumgehalt zu großen Ände- eine Vielzahl von Anwendungszwecken einsetzen. In-

rungen in der Duktilität und der Festigkeit Anlaß ge- folge ihrer hohen Festigkeit und hohen Verformbar-

ben. Diese großen Veränderungen sind das Ergebnis keit eignen sie sich vor allem als Knetlegierungen. Die

des Gefüges einer solchen gesättigten Legierung, wel- Oxydationsbeständigkeit und die Gießfähigkeit der

dies sich in Abhängigkeit vom Aluminiumgehalt ent- io erfindungsgemäßen Legierungen ist ganz ausgezeich-

scheidend verändert. Beispielsweise kann eine Ände- net, und sie eignen sich daher auch sehr gut als hoch-

rung im Aluminiumgehalt um nur 1 °/₀ eine Erhöhung feste und billige Gießlegierungen, während ihre ausge-

des Anteils der /?-Phase bis zu 33 % hervorrufen. zeichnete Warmverformbarkeit sie auch zur Herstel-

Erfindungsgemäß wurde nun überraschenderweise lung von Schmiedstücken und für das Strangpressen

gefunden, daß sich durch einen Nickelzusatz im Be- 15 geeignet macht. Im allgemeinen lassen sich mit den

reich von 0,4 bis 5°/₀ die Nachteile der ternären erfindungsgemäßen Legierungen günstigere Kombina-

Kupfer-Aluminium-Zink-Legierungen beheben lassen tionen der mechanischen Eigenschaften bei niedrigen

und daß die Eigenschaften und das Gefüge innerhalb Gestehungskosten erzielen, als das bei irgendeiner der

eines praktisch in Betracht kommenden Bereiches für bisher hergestellten Kupferlegierungen möglich war,

den Aluminiumgehalt gleichmäßiger werden. Zusatz- 20 ganz unabhängig vom Preis.

Hch tritt durch den Nickelzusatz eine sehr ausgeprägte Die Verarbeitung und Behandlung der erfindungs-

Kornverfeinerung ein, was gleichfalls sehr vorteilhaft gemäßen Legierungen erfordert keine besonderen

ist. Maßnahmen. Beispielsweise geht man bei der Herstel-

Gemäß der Lehre der Erfindung ist es von kritischer lung von Blechen wie folgt vor: Das Erschmelzen und

Bedeutung, daß die Konzentrationen der Legierungs- 25 Vergießen erfolgt unter ganz entsprechenden Bedin-

bestandteile in die vorstehend genannten Bereiche gungen wie bei Messinglegierungen. Ein direkter

fallen. Die Kupferkonzentration muß im Bereich von Kokillenguß ist hierfür besonders geeignet. Das Warm-

66 bis 76 °/₀ liegen, und sie beträgt vorzugsweise 70 bis walzen erfolgt in einfacher Weise mittels der auch bei

76 °/₀. Unterhalb einer Kupferkonzentration von 66 % Messing üblichen Walzmaßnahmen. Bei zu schnellem

nimmt die Festigkeit auffallend ab, und oberhalb 76 % 30 Abkühlen kann sich ein Nichtgleichgewichtsgefüge

kann in gesättigten Legierungen eine zusätzliche söge- ausbilden, welches die anfängliche Kaltwalzbarkeit

nannte y-Phase mit einer komplexen kubischen Kri- vermindert. Dem kann entgegengewirkt werden durch

Stallstruktur auftreten, wodurch die Duktilität der eine Zwischenglühung im Bereich von 538 bis 650⁰C,

Legierung eingeschränkt wird. wodurch die «- und die /S-Phase praktisch in Gleich-

In entsprechender Weise muß der Zinkgehalt im 35 gewichtsanteilen entsteht.

Bereich von 15,0 bis 32,5 % liegen, und er beträgt vor- Es hat sich bei der Behandlung der erfindungsgemäzugsweise 21 bis 28 %. Die Aluminiumkonzentration ßen Legierungen herausgestellt, daß sie außerordentlich muß sich im Bereich von 2,5 bis 4,5 °/₀ bewegen, wäh- gut auf ein bei niedriger Temperatur durchgeführtes rend der Nickelgehalt im Bereich von 0,4 bis 5 % liegen Entspannungsglühen anschließend an die Kaltverarmuß. 40 beitung ansprechen. Im allgemeinen erhöht sich bei Um bei einem vorgegebenen Kupfer- und Alumi- Kupferlegierungen, die stark kaltverarbeitet worden niumgehalt die maximale Duktilität und Verformbar- sind, durch eine Spannungsfreiglühung bei Temperatukeit zu erreichen, soll der Nickelgehalt zwischen 0,4 ren unterhalb der Rekristallisationstemperatur die und 1,0% liegen, während für größere Festigkeiten Streckgrenze nur bis zu etwa 15%. Außerdem tritt und geringere Duktilitäten der Nickelgehalt auf Werte 45 diese Festigkeitserhöhung in praktisch bedeutsamem bis zu 5 % eingestellt werden kann. Bei noch höheren Umfange nur innerhalb eines relativ engen Bereiches Nickelgehalten verringert sich jedoch die Duktilität der Glühtemperatur beim Vergüten (27,8 bis 55,6°C) in einem solchen Ausmaß, daß die Brauchbarkeit als auf. Bei den erfindungsgemäßen Legierungen wurden Knetlegierung beeinträchtigt wird. jedoch Erhöhungen der Streckgrenze von 30 bis 40% Im allgemeinen handelt es sich bei Legierungen mit 50 beobachtet, wenn das bis zu einer Dickenverminderung niedrigerem Nickelgehalt um hochfeste und sehr duk- um 50 % kaltgewalzte Material bei niedriger Tempetile Materialien, während die Legierungen mit höheren ratur einer Spannungsfreiglühung unterworfen wurde. Nickelgehalten zwar noch höhere Festigkeiten, aber Darüber hinaus spricht das Material auf dieses Glühen eine niedrigere Duktilität aufweisen. innerhalb eines breiteren Temperaturbereiches von Die erfindungsgemäßen Legierungen weisen im 55 etwa 83,4 bis 111,2°C an, wodurch sich die Basis kaltverarbeiteten bzw. im weichgeglühten Zustand als seiner kommerziellen Anwendbarkeit verbreitert. Die Gefüge entweder (1) eine Matrix aus feinkörniger Größenordnung der Verbesserungen in den Festigkubisch-flächenzentrierter «-Phase (praktisch gesät- keitseigenschaften ergibt sich aus den nachstehenden, tigt) oder (2) eine gesättigte «-Phase mit einem Anteil die Erfindung erläuternden Beispielen,
an /3-Phase auf, wobei in beiden Gefügen sehr fein- 60 Eine weitere besondere Eigenschaft der erfindungsverteilte intermetallische Verbindungen und/oder aus- gemäßen Legierungen besteht in einer bemerkensgefällte Teilchen als Dispersion vorliegen. werten Verbesserung der Widerstandsfähigkeit gegen-Die erfindungsgemäßen Legierungen können außer über Spannungskorrosion. Die üblichen Kupfer-Zinkden vorstehend angegebenen Komponenten noch her- Messing-Typen sind außerordentlich anfällig gegenstellungsbedingte übliche Verunreinigungen enthalten, 65 über einer Rißbildung infolge Spannungskorrosion, wie sie typisch für handelsübliche Kupferlegierungen wenn sie einem korrodierend wirkenden Milieu ausgesind. Übliche Verunreinigungen sind z. B. Blei, Zinn, setzt sind. Diese Anfälligkeit steigt proportional mit Phosphor, Eisen, Mangan und Silicium. Um eine Ver- dem Zinkgehalt an, und daher werden Legierungen

mit einem Gehalt von mehr als 15 °/₀ Zink selten für die Anwendung in korrodierend wirkenden Medien bei Spannungsbelastung ausgewählt. Es hat sich nun gezeigt, daß die erfindungsgemäßen, mit Nickel modifizierten Aluminium-Messing-Typen im Vergleich zu den bekannten binären Kupfer-Zink-Legierungen eine wesentlich verbesserte Widerstandsfähigkeit gegenüber einer durch Spannungskorrosion verursachten Rißbüdung aufweisen. Diese besondere Eigenschaft wird auch durch die nachstehenden Beispiele bestätigt. Gekuppelt mit dieser Widerstandsfähigkeit gegenüber Spannungskorrosion ist ein hohes Maß der Widerstandsfähigkeit gegenüber allgemeinen Korrosionserscheinungen.

Die Bedeutung der Anpassung des Aluminium- und Zinkgehaltes nach der Gleichung

Al = -0,30% Zn + 10,3 ± 1,25 ergibt sich aus einer Versuchsreihe, bei der eine bekannte Legierung W sowie weitere Vergleichslegierungen X und Y untersucht worden sind und einer erfindungsgemäßen Legierung Z gegenübergestellt werden. a) Es wurden vier verschiedene Legierungen mit den in Tabelle A angegebenen Zusammensetzungen unter Verwendung von Kathodenkupfer, Plattenzink, metallischem Nickel und Aluminiummetall in Form von Pellets hergestellt. Für die Herstellung wurden die folgenden Verfahrensschritte eingehalten:

Zuerst wurden Stücke von Kathodenkupfer und von Nickelmetall unter Holzkohle aufgeschmolzen, dann wurde die erforderliche Menge an Aluminium zugesetzt und eingerührt, und schließlich wurden Stücke des Zinkmetalls zugesetzt und eingerührt. Die Schmelze wurde mit einer Temperatur von etwa 1100⁰C in eine Gußform eingegossen, und man ließ sie in der Form erstarren.

Tabelle A

Legierung	Aluminium Gewichtsprozent	Zink Gewichtsprozent	Nickel Gewichtsprozent	Kupfer Gewichtsprozent
W (Stand der Technik)	2,0 4,5 1,5 3,5	27,0 29,5 21,5 23,5	1 1 1 1	70
X (nicht gemäß Erfindung) Y (nicht gemäß Erfindung) Z (gemäß der Erfindung)	66 76 72

Die Zusammensetzung der Legierung X weist einen Aluminiumgehalt auf, welcher größer ist, als er gemäß der Lehre der Erfindung in bezug auf den Zinkgehalt sein darf. Die Legierung Y weist einen Aluminiumgehalt, bezogen auf den Zinkgehalt, auf, welcher kleiner ist als nach der erfindungsgemäßen Lehre. Die Legierung Z entspricht einer Zusammensetzung gemäß der Erfindung, wobei der Aluminiumgehalt genau auf den Zinkgehalt eingestellt wurde. Die Legierung W entspricht der im »Legierungshandbuch der Nichteisenmetalle« (1960) auf S. 155 genannten Legierung Nr. 1211.

b) Die erhaltenen Metallbarren wurden auf etwa 900° e aufgeheizt und dann von 44,45 auf 5,1 bis 7,6 mm warm heruntergewalzt. Die Legierung X mit einem zu hohen Aluminiumgehalt zeigte während des Walzvorganges leichte Oberflächenrisse und außerdem Risse an den Kanten.

Anschließend wurden alle vier Legierungen bis auf 5,1 mm kalt heruntergewalzt.

Schließlich wurden die Legierungen W, Y und Z weiter auf 3,1 mm kalt heruntergewalzt.

Die Legierung X mit einem zu hohen Aluminiumgehalt konnte nicht kaltgewalzt werden und zeigte nach einer Dickenverminderung von etwa 15°/₀ bereits schwere Rißbüdung.

Die vier Legierungen wurden 4 Stunden lang bei etwa 577° C zwecks Stabilisierung des Gefüges geglüht.

Bei einem weiteren Verarbeitungsgang wurden die Legierungen W, Y und Z weiter auf 1,51 mm kalt heruntergewalzt (Dickenminderung 50°/₀), anschließend 1 Stunde lang bei etwa 577 ⁰C geglüht und dann bis zu einer Stärke von 0,77 mm kalt heruntergewalzt. Die Eigenschaften der drei Legierungen in diesem kaltgewalzten Zustand wurden anschließend bestimmt (vgl. Tabelle B).

Die drei Legierungen W, Y und Z wurden außerdem nach dem Abwälzen bis auf 0,77 mm nochmals 1 Stunde bei 577° C geglüht, und nach dieser letzten Warmbehandlung wurden ihre Eigenschaften bestimmt (vgl. Tabelle B).

Es wurde weiterhin versucht, die Legierung X nach dem 4stündigen Stabilisierungsglühen bei 577° C weiter kalt abzuwälzen, doch trat bereits nach einer Dickenminderung von etwa 7 °/₀ starke Rißbüdung auf.

Tabelle B

	Eigenschaften	Nach der letzten Wärmebehandlung	Zugfestigkeit	Dehnung	im	kaltgewalzten Zustand	Dehnung
Legierung	Streckgrenze	kg/mm2	°/o	Streckgrenze	Zugfestigkeit	%
	kg/mm2	48,3	31	kg/mm2	kg/mm2	2,5
W	31,6	—	—	63,2	73,5	—
X	—	45,2	36	—	—	3,5
Y	26,4	52,3	34	61,2	71,0	2,0
Z	34,2	65,7	80,6

Aus den vorstehenden Versuchsdaten ergibt sich 65 Insbesondere nach der letzten Wärmebehandlung erganz eindeutig, daß die erfindungsgemäße Legierung Z gibt sich eine gleichzeitige Verbesserung der Festigim Vergleich zu der aus der Literatur bekannten Legie- keits- und Dehnungseigenschaften. Es ist außerordentrung W wesentliche verbesserte Eigenschaften aufweist. lieh überraschend, daß nicht nur die Streckgrenze und

die Zugfestigkeit, sondern gleichzeitig auch die Dehnung zugenommen hat. Diese Tatsache steht im Gegensatz zu den Beobachtungen bei den üblichen Legierungen, wo eine Festigkeitserhöhung immer mit einer Verringerung der Verformbarkeit erkauft werden muß.

Die gleichen günstigen Eigenschaften werden bei der erfindungsgemäßen Legierung Z im kaltgewalzten Zustand beobachtet, wobei insbesondere die beträchtliche Erhöhung der Zugfestigkeit bemerkenswert ist.

Die Beispiele erläutern die Erfindung. . ϊο

Beispiel 1

Es wurden Legierungen mit den in Tabelle I angegebenen Zusammensetzungen unter Verwendung von Kathodenkupfer, Plattenzink, metallischem Nickel und Aluminiummetall in Form von Pellets hergestellt. Für die Herstellung wurden die folgenden Verfahrensschritte eingehalten: Zuerst wurden Stücke von Kathodenkupfer und von Nickelmetall unter Holzkohle aufgeschmolzen, dann wurde die gewünschte Menge an Aluminium zugesetzt und eingerührt, und schließlich wurden Stücke des Zinkmetalls zugesetzt und eingerührt. Die Schmelze wurde mit einer Temperatur von etwa HOO⁰C in eine Gußeisenform eingegossen, und man ließ sie in der Form erstarren.

Die so erhaltenen Metallbarren wurden auf 815 bis 898⁰C aufgeheizt und dann von 44,45 auf 7,62 mm warm heruntergewalzt, wobei das Walzen bei etwa 538 ⁰C beendet wurde. Dann wurde das Metall bis auf 3,11 mm kalt heruntergewalzt, 1 Stunde lang bei 538°C geglüht, weiter auf 1,51mm kalt heruntergewalzt, nochmals 1 Stunde bei 538 ⁰C geglüht und schließlich auf 0,77 mm kalt heruntergewalzt. Das Walzmaterial wurde sowohl im 50°/_oigen kaltgewalzten Endzustand mit einer Dicke von 0,77 mm als auch im zwischengeglühten Zustand hinsichtlich seiner Eigenschaften gemessen.

Für Vergleichszwecke wurden ein handelsübliches 70/30-Messing und eine Kupfer-Aluminium-Zink-Legierung der gleichen Behandlung unterworfen mit der Abänderung, daß das 70/30-Messing bei dieser Tem· peratur von 427 statt bei 538 ° C zwischengeglüht wurde-

Die gemessenen physikalischen Eigenschaften sind in der nachstehenden Tabelle zusammengestellt, nämlich die Streckgrenze bei einer bleibenden Dehnung von 0,1 %, die Zugfestigkeit und die Dehnung, und zwar im kaltgewalzten als auch im zwischengeglühten Zustand.

Tabelle I

Legierung

Zusammensetzung
Gewichtsprozent

Streckgrenze

kg/mm² Kaltgewalzt
(50 7o Dickenverminderung)

Zugfestigkeit
kg/mm²

Dehnung

1 Stunde bei 538° C geglüht

Dehnung

Streck	Zug
grenze	festigkeit
kg/mm2	kg/mm*
34,80	55,55
34,45	54,84
43,59	62,58
37,26	58,36
18,98	45,70
28,82*)	50,62
15,32*)	37,26

75,9 Cu

74.2 Cu

71.3 Cu
72,0 Cu
76 Cu

19,4 Zn
21,8 Zn
21,7 Zn
25,0 Zn

20 Zn

Zn

4,0Al
3,5Al
4,0Al
2,5 Al
4 Al

0,7Ni
0,5Ni
3,0Ni
0,5Ni

67,15 60,40 64,00 64,00 62,58

52,40

VI 70 Cu 30
*) Bei 427° C geglüht.

Beispiel 2

Die im Beispiel 1 beschriebene Legierung V wurde nach der letzten Kaltwalzbehandlung 1 Stunde bei 190,6°C geglüht. Sie hatte danach die folgenden Eigenschaften:

Tabelle II

Streckgrenze..
Zugfestigkeit
Dehnung

Kaltgewalzt
(50 »/„Dickenverminderung)

64,00 kg/mm²
90,00 kg/mm²
2,0%

Kaltgewalzt
(50% Dickenverminderung mit anschließendem
einstündigen Glühen bei 190,6° C

80,50 kg/mm²
92,81 kg/mm²

55

Beispiel 3

Mehrere der gemäß Beispiel 1 hergestellten Legierungen wurden bezüglich ihrer Verformbarkeit mittels zweier üblicher Meßmethoden ausgewertet, nämlich bezüglich der Tiefziehfähigkeit durch Bestimmung des Grenz-Ziehverhältnisses und bezüglich der Tiefziehverformbarkeit unter Verwendung des Olsen-Cup-Prüfversuchs (Näpfchen-Tiefziehtest, vergleiche z. B. »Metals Handbook« [1948], S. 128 bis 131). Die dabei

60 87,20
87,90
90,00
85,80
80,15

63,30

1,7
2,0
2,0
3,0
2,0

3,5

38

36,5

26

34

57

39

50

erzielten Ergebnisse bestätigen, daß die erfindungsgemäßen verbesserten Legierungen einem zum Vergleich herangezogenen 70/30-Messing bezüglich der Tiefziehfähigkeit praktisch entsprechen und nur eine wenig geringere Tiefziehverformbarkeit beim Recken als ein solches 70/30-Messing aufweisen.

Tabelle III

Legierung	Grenz-Zieh- verhältnis	Olsen-Tiefung in mm
II IV V VI (70/30-Legierung zum Vergleich)	2,240 2,225 2,225 2,260	9,694 9,401 9,922 10,662

Beispiel 4

Bei vielen Anwendungszwecken ist die Widerstandsfähigkeit gegenüber einer durch Spannungskorrosion hervorgerufenen Rißbildung von Bedeutung. Hinsichtlich dieser Eigenschaft sind die verbesserten erfindungsgemäßen Legierungen den üblichen Messingtypen wesentlich überlegen. Bei einem beschleunigten Test in einer Lösung, welche (NH₄^SO₄, CuSO₄ und NH₄OH

109522/159

enthielt, zeigten hochbeanspruchte streifenförmige Proben eine hohe Beständigkeit gegenüber Rißbildung, welche diejenige eines 70/30-Messings oder eines 85/15-Messings weit übertraf. In der nachstehenden Tabelle IV sind diese Werte zusammen mit Daten über die Widerstandsfähigkeit gegenüber einer durch Spannungskorrosion in industriellen Atmosphären erzeugten Rißbildung zusammengestellt.

Tabelle IV

■Legierung

II

VI

(70/30-Messing)

85/15-Messing

Zeit bis zum

Versagen beim

beschleunigten

Prüfversuch oder

Grad der Relaxation

innerhalb 500 Stunden

14% Relaxation,
500 Stunden

43 % Relaxation,
500 Stunden

vollständiges

Versagen nach

4 Stunden

vollständiges

Versagen nach

48 bis 72 Stunden

Zeit bis zum

Versagen in

industriellen

Atmosphären

kein Versagen nach 4 Monaten

kein Versagen nach 10 Monaten

8 bis 15 Wochen

kein Versagen

nach 12 Monaten

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Kupferlegierung .mit einer Streckgrenze im vollständig vergüteten,". Zustand von mindestens 31,5 kg/mm² und im kalt verarbeiteten Zustand bei einer Dickenverminderung um 50 % von mindestens 63,3 kg/mm²,. wobei das Gefüge der «-Phase mit fein dispergieren Teilchen entspricht, dadurch g e k en η·ζ e i c h η e t, daß sie aus 66 bis 76% Klupfer., 15,0 bis 32,5% Zink, 2,5 bis 4,5% Aluminium und 0,4 bis 5,0% Nickel neben herstellungsbedingten Verunreinigungen besteht, mit der Maßgabe, daß der Aluminium- und Zinkgehalt nach der Gleichung

Al = -0,30%_: Zn + 10,3 ± 1,25

bemessen- sind.

2. Kupferlegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie Zink in einer Menge von 21 bis 28% enthält.

3. Kupferlegierung nach Anspruch I₅ dadurch gekennzeichnet, daß sie Kupfer in einer Menge von 70 bis 76% enthält. .

4. Kupferlegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich Arsen, Phosphor und/oder Antimon in einer Menge von 0,02 bis 0,10% enthält.