DE1608099A1 - Nickel-containing copper-based alloys - Google Patents

Nickel-containing copper-based alloys

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DE1608099A1
DE1608099A1 DE19671608099 DE1608099A DE1608099A1 DE 1608099 A1 DE1608099 A1 DE 1608099A1 DE 19671608099 DE19671608099 DE 19671608099 DE 1608099 A DE1608099 A DE 1608099A DE 1608099 A1 DE1608099 A1 DE 1608099A1
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beryllium
alloy
titanium
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Paces Jan Anthony
Opie William Robert
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Cyprus Amax Minerals Co
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American Metal Climax Inc
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    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C9/00Alloys based on copper
    • C22C9/06Alloys based on copper with nickel or cobalt as the next major constituent

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Description

PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS

ß, w. Schalk · dipl-inc. peter Wirth -| 008029ß, w. Schalk · dipl-inc. peter Wirth - | 008029

DIPL.-ING. G.E. M. DANNENBERC · DR. V.SCHMIED-ROWARZIKDIPL.-ING. G.E. M. DANNENBERC DR. V. SCHMIED-ROWARZIK

Dr. P. WaDr. P. Wa

6 FRANKFURT AM MAIN6 FRANKFURT AM MAIN

GR. ESCHEMHEIMER STR, S9GR. ESCHEMHEIMER STR, S9

BA 12 868 American Metal Ölimax, Ine*BA 12 868 American Metal Ölimax, Ine *

1270 Avenue of the Ameficaa IJew York- Ι.Ϊ. / ü S i1270 Avenue of the Ameficaa IJew York- Ι.Ϊ. / ü S i

ftickelhaltige Legierungen auf KupferbaaiaNickel-containing alloys on copper baaia

Die vorliegende Erfindung bezieht aich auf Legierungen, ifisbesondere auf nickelnaitige iegiefungen auf Kupferfeaaia.The present invention relates also to alloys, if more particularly on nickel nibs on copper feaaia.

kaüeft Kupferaickeliegierungen mit einöm nominellen Niekelgeiialt von 30 ^ eine hohe Beständigkeit gegen den Angriff duföh Alkalien, inabesöndere gegen die korifödiedrende Wirkung von siöh söhnen Bewegeadöitt Meer^aööer und anaeren Sälzeole-'artigen !lösungen* Biese Eigenschaften' und ihre äusgezeiöhiiete Beständig-* keit gegen Rißbildung duröh Belaatungskorrosion machen öie be« »onderü geeignet für die Verwendung in Kühlern,, als Destiliationa* vorrichtuiigen, Verdampfer und Warffieaustauacheiffohre und ala Zwingen«kaüeft Kupferaickeliegierungen with einöm nominal Niekelgeiialt 30 ^ a high resistance to attack duföh alkalis, inabesöndere against korifödiedrende effect of siöh sons Bewegeadöitt sea ^ aööer and anaeren Sälzeole-'artigen! solutions * piping Properties' and their äusgezeiöhiiete Beständig- * ness against Crack formation due to coating corrosion make it suitable for use in coolers, as distillation devices, evaporators and warfare tubes and ala clamps. "

Eiae andere t mögllöhe Verwendung dej? 7Ot3O-Kupfer-'iiiökel-iil»egierungen beateht in Entaalzungsvorrichtungen* Diea könnte eine außerordentlich groß angelegte Vefwehdung aeinf inabeaondere, da die Nachfrage nach Ffiaöhwasser ständig waöhBt* Um jedoch die Verwendbarkeit für die Meerwaaaerumwandlung aicherzuatallen und um Eiae other t mögllöhe use dej? 7Ot3O copper'iiiökel- ii l »egierungen beateht in Entaalzungsvorrichtungen * DIEA could be a very large-scale Vefwehdung Ain f inabeaondere, as demand for Ffiaöhwasser constantly waöhBt * However aicherzuatallen the usability for Meerwaaaerumwandlung and around

2 _ 1608029 2 _ 1608029

eine ständige Verwendung in Kuhlern, Verdampfern, Wärmeaustauschern und anderen, korrosionsbeständigen Warmeübertragungsvorriehtungen zu bewahren, wurde versucht, die Eigenschaften der Kupfer-Nickel-Legierungen bei hohem Temperaturen zu verbessern, so daß derartige Vorrichtungen bei den höheren Temperaturen, die für ein wirtschaftlicheres Arbeiten notwendig sind, verwendet werden können. Zur Zeit scheint z.B. die mehrstufige Blitzdeatillation eine3 der stärker Erfolg versprechenden Verfahren für die Umwandlung von Meerwasser· zu sein« Dieses Verfahren benötigt große Wärme und die Handhabung großer Mengen des sehr korrodierenden, heißen Meerwassers bei einer Mindestschädigung der Anlage für eine wirksame Produktion von Frischwasser* constant use in coolers, evaporators, heat exchangers and other corrosion resistant heat transfer devices To preserve, attempts were made to improve the properties of the copper-nickel alloys at high temperatures, so that such devices at the higher temperatures, which are necessary for more economical work can be used. At the moment, for example, the multi-level Flash distillation is one of the more promising procedures for the conversion of sea water · to be «This process requires great heat and large volume handling of the very corrosive, hot sea water with a minimum damage the system for an effective production of fresh water *

Die Schaffung eines Materials mit der Doppelfunktion der Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen plus einer Beständigkeit gegenüber einer stark korrodierenden Umgebung war schwierig und hat zu Versuchen mit anderen Metallen und Legierungen geführt. Die Versuche, die TOOO-Kupfer-Nickel-Iegierungen durch ro-stfreie Stahle de? Typen 304 und '5t6, die ziemlich gute Eigen-The creation of a material with the dual function of durability to high temperatures plus resistance to a highly corrosive environment was difficult and has led to experiments with other metals and alloys. The attempts to replace the TOOO copper-nickel alloys with rust-free Steel de? Types 304 and '5t6, which have fairly good properties

zu ersetzen, schäften bei hoher Temperatur habend/waren jedoch nicht beaonders erfolgreich,, da diese Stahle dazu neigen, bei den zur Entsalzungto replace, having shafts at high temperature / were not however special successful, because these steels tend to desalination

("_,.it oorrouio-:") notwendigen hohen Temperaturen angefressen/zu werden. Zur Lösung der Probleme hat sich die Technik daher erneut der Verbesserung der Kupfer-Kickel-Legierungen zugewandt.("_ ,. it oorrouio-:") necessary high temperatures to be eaten. In order to solve the problems, the technique has therefore once again been of improvement facing the copper-Kickel alloys.

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

45/037845/0378

3 1'6080SS3 1'6080SS

Die bisnerigen Versuche zur Verbesserung der Kupf er'-Nickel-i,egierungen-waren nicht besonders erfolgreich, da e3 nicht genügt, daß das Material nur die oben genannten, wünsdieiaswertigen Eigenschaften hat. Es sollte weiterhin leicht schweißbar und leiciit heiü und kalt zu Stäben, Rohren, Rohrplatten, Nuten, Bolzen usw. verarbeitbar sein. Obgleich viele Versuche zur Schaffung derartigen Kupfer-Nickel-Iegierungen unternommen wurden, war bisher keiner völlig erfolgreich, wenn er in großtechnischem Iniustrlemaßatab. in die Praxis umgesetzt wurdeo The previous attempts to improve copper-nickel-alloys were not particularly successful, since it is not sufficient for the material to only have the above-mentioned, white-gold properties. It should also be easy to weld and easy to process hot and cold into bars, tubes, tube plates, grooves, bolts, etc. While many attempts have been made to create such copper-nickel alloys, none have been entirely successful when used on an industrial scale. was put into practice o

Es wurde nun gefunden, daß 70:3ü-Kupfer-Nickel-Legierun2en mit üoher Festigkeit bei Temperaturen bis zu 6000O. und mehr, einer Korrosionsbeständigkeit gegenüber heißem Meerwasser und Frischwasser sowie guter Schweißbarkeit und Verarbeitbarkeit in wirtschaftlicher Weise mit relativ geringen Mengen zusätzlicher Ligierun.jSsubstanzen erhalten werden können.It has now been found that 70: 3R-copper-nickel Legierun2en with üoher strength at temperatures up to 600 0 O. and more, corrosion resistance to hot seawater and fresh water as well as good weldability and machinability economically additional relatively small amounts Ligierun .jSubstanzen can be obtained.

Es best ent die Nachfrage nach neuen 70: "5ü-Kupf er-Nickel-Legierungen mit einer einmaligen Kombination von Eigenschaften, wie verbesserten Alterungs-Härtungs-Eigenschaften,' guten Eigenschaften bei Zimmertemperatur und erhöhten Temperaturen und/oder guten Eigenschaften in geschmiedeter Form sowie guter Schweißbarkeit. The demand for new 70: "copper-nickel alloys is best with a unique combination of properties, such as improved aging-hardening properties, 'good properties at room temperature and elevated temperatures and / or good properties in forged form and good weldability.

Weiterhin besteht die Nachfrage nach Kupferbasis-Legierungen mit guten Gußeigenschaften und nach Lupfer-Nickel-Legierungen mit ausgezeichneter Festigkeit bei Zimmertemperatur und erhöhten Temperaturen., die gleichzeitig jedoch leicht in die üblichen und in konixjlizierte formen und Gebilde verarbeitet werden können.There is also a demand for copper-based alloys with good casting properties and for Lupfer-nickel alloys excellent strength at room temperature and increased Temperatures, which at the same time can easily be processed into the usual and conjugated shapes and structures.

009845/037009845/037

- 4 - 1608098- 4 - 1608098

Außerdem besteht Nachfrage nach Kupf er-Nickel-Legierungeii mit guter Festigkeit im von Spannungen befreiten ("lösuiigsgeglühten") und vergüteten ("aged") Zustand sowie im kaltverarbeiteten und vergüteten Zustand.There is also a demand for copper-nickel alloy with good strength in the tension-relieved ("solution annealed") and tempered ("aged") condition as well as in cold-processed and tempered condition.

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verbesserung der Festigkeit der 701-30-Kupfer-Nickel-Legierungen durch Zugabe von einem oder mehreren ausgewählten Legierungsbestandteilen in relativ geringen Mengen ohne nachteilige Beeinflussung der Verarbeitbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und/oder Schweißbarkeit dieser Legierungen.The present invention relates to improving strength of the 701-30 copper-nickel alloys by adding one or several selected alloy components in relatively small quantities without adversely affecting the processability, Corrosion resistance and / or weldability of these Alloys.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein für die Herstellung leicht schweißbarer und bearbeitbarer Kupfer-Nickel-Legierungen mit unerwartet guten metallurgischen, physikalischen und mechanischen Eigenschaften über einen weiten Temperaturbereich einschließlich von Temperaturen bis zu 6üO°C. und mehr, z.B.The present invention relates generally to manufacturing easily weldable and machinable copper-nickel alloys with unexpectedly good metallurgical, physical and mechanical properties over a wide temperature range including temperatures up to 6üO ° C. and more, e.g.

C, sowie guter Beständigkeit gegen eine Korrosion.„in Anwesenheit heißer salziger Lösungen. ? s? C, as well as good resistance to corrosion. “In the presence of hot salty solutions. ? s?

Die erfindungsgemäße Kupfer-Nickel-Legierung enthalt 25-35 Gew.-"/O1 z.B. 27-33 Gew.-^, Nickel; bis zu 3 Gew.-96 Mangan, bis zu 1,5 Gew.-% Eisen; nicht mehr als 0,08 Gew.-^ Kohlenstoff j 0,1-0,7 Gew.-<fo Titan und bis zu 0,6 Gew.-96 Beryllium. Der Titangehalt und Berylliumgehalt stehen zueinander und zur Tenperatur des für die Legierung beabsichtigten Verwendungszweckes in Beziehung, do daß bei einer Verwendungsteniperatur unter GOO0G. das Beryllium in Mengen von mindestens 0,3 Gew.-# anwesend ist; bei.einer Verwendungstemperatur von mindestens 6000C.The copper-nickel alloy according to the invention contains 25-35% by weight / O 1, for example 27-33% by weight, nickel; up to 3% by weight of manganese, up to 1.5% by weight of iron; not more than 0.08 wt .- ^ j carbon 0.1-0.7 wt -. <fo titanium and up to 0.6 parts by weight 96 beryllium and beryllium the titanium content to each other and intended to Tenperatur for the alloy. Purpose of use in relation, do that at a use temperature below GOO 0 G. the beryllium is present in amounts of at least 0.3 wt .- #; at a use temperature of at least 600 0 C.

BAD ORISiNAL 009845/0378 ~J BAD ORISiNAL 009845/0378 ~ J

16Q8Q8S16Q8Q8S

etwaig liegt die Menge an vorhandenem Titan plus der Menge an/anwesen-« dem Beryllium bei mindestens0,5 Gew.-$» jedoch unter 1,2 Bei Verwendungsteinijeraturen über 7000G, ist die Regierung zweckmäßig praktisch frei von Beryllium, und der Titangehalt liegt, zwischen 0,5-0,7 Grew..-$. Beben den oben genannten Elementen, in äen angegebenen Mengen enthalten die erfindungsgemäßen legierungen Kupfer* das den Best der Legierungen neben H&a, üblichen Verunreinigungen und restlichen Beoxydierungsmitteln ausmacht* Daa verwendete Kupfer hat zweckmäßig eine Reinheit von mindestens 99,5 f*.possibly the amount of titanium present plus the amount of / present "the beryllium" is at least 0.5 wt .- $ "but below 1.2. When using stones above 700 0 G, the government is expediently practically free of beryllium, and the titanium content is between 0.5-0.7 Grew ..- $. The alloys according to the invention contain copper * which makes up the best of the alloys in addition to H & a, usual impurities and residual oxidizing agents * The copper used suitably has a purity of at least 99.5% *.

Bie erfiÄdungegemäßen !legierungen* die die genannten Bestandteile in dien, angegebenen t proportionalen, Meng^a. enthalten t sind nach Utelichen Sießereiverfahren, herstellbar und haben ein gutes £ieß~ verhalt en ι so sind zuB* alle Qbe^lächerii der Legierung im «wiö-gögosaeineß" Zustand glatt* lies© Legierungen sind weiterhin dadurch gekemzeiohn&t* daß sie altarungshäirtbar page-fc^Senabis sind waA gute Festigkeiten im löeungsg^tthten 2uatamd; und vergüteten guatand i< und außerdem im kaltbearfeetteten unt ver-güteten Zustand haben*In the case of alloys * in accordance with the invention which have the components mentioned in the, indicated t proportional, quantity ^ a. contained t after Utelichen Sießereiverfahren, to produce and have a good £ IESS ~ behaves en ι so are Acc * all QBE ^ lächerii the alloy in the "wiö-gögosaeineß" state smoothly * lies © alloys are further characterized t gekemzeiohn & * that they altarungshäirtbar page- fc ^ Senabis are waA good strengths in the solution quality 2uatamd; and tempered guatand i <and also have in the cold-treated and tempered condition *

Die Älterungshärtbarkeit bzw. ?ergütbarkeit der- erflndungagemäßen Legierungen tat dem in ihnen enthaltenen Titan oder Titan plus Beryllium zxizuaahraiben» vorausgesetzt», daß diese Elemente ±Ά den oben angegebenen Mengen anwesend sind« So iat Titan in äi&n erfindungagemäßen Legierungen immer in langen von mindesten» 0tt $t »iaht mehr ala 0»7 $% anwasenct* Sind weniger ala 0>t $> nwöaencl^ »o haben die; Legierungen nicht iaa entspraohenfiaThe Älterungshärtbarkeit or? Ergütbarkeit DER erflndungagemäßen alloys did the in them titanium or titanium contained plus beryllium zxizuaahraiben "assuming" that these elements ± Ά are present the amounts specified above "Thus always iat titanium in ai & n erfindungagemäßen alloys in long of at least" 0 t t $ t »iaht more than 0» 7 $% anwasenct * Are less than 0> t $> nwöaencl ^ »o have the; Alloys do not generally correspond

- An ί|ο?βο&βΗ. auf (iift Alterung ban»· ¥«rg&tiang* um optimale; BAD- An ί | ο? Βο & βΗ. on (iift aging ban "· ¥" rg & tiang * to optimal; BATH

- 6 - 1608098- 6 - 1608098

schäften zu erzielen. Sind andererseits mehr als 0,7 %Titan anwesend, so werden die legierungen spröde und scn./ierig zu bearbeiten« Weiterhin haben Legierungen mit mehr als 0,7 $ Titan überraschenderweise eine geringere Festigkeit als Legierungen, die Titan in den oben angegebenen Mengen enthalten. Zweckinätfig ist das Titan in Mengen von mindestens 0,15 c/<> anwesend. Soll die Legierung jedoch bei Teaperaturen über 6000C. verwendet werden und ist kein Beryllium anwesend, so liegt da;j Titan in Mengen von mindestens 0,5 $* vorzugsweise mindestens 0,6 fot vor.to achieve business. If, on the other hand, more than 0.7% titanium is present, the alloys become brittle and difficult to work with. Furthermore, alloys with more than 0.7% titanium surprisingly have a lower strength than alloys which contain titanium in the amounts given above . Purpose the titanium is present in amounts of at least 0.15 c / <> . J titanium in amounts of at least 0.5 preferably at least 0.6 $ * fo t before; If the alloy are, however, used in Teaperaturen than 600 0 C. and is not beryllium present, is located there.

Das Beryllium verbessert bei Verwendung in Kombination mit Titan in den oben angegebenen Mengen und unter den aufgeführten Bedingungen wesentlich die Eigenschaften der erfindungsgemäwen Kupfer-Kiekel-Legierungen, Sollen daher die Legierungen bei Temperaturen unter 600°0* verwendet werden, so ist das Beryllium in Mengen von mindestens Ο>'5 °f< > anwesend t während das Titan in Mengen, von mindest ena Qt\ fo, vorhanden ist. Beträgt dagegen die Verwe&dungstemperatur mindestens 6QQ°Cf ao braucht kein Beryllium anwesend zu sein, mlmgß mindestens,. Qt5 # Titan a&weaena aind« Liegt der Titan· gehalt Jedoch unter 0,5 $* so muß Beryllium gleichzeitig in solchen Mengen anwesend sein, daß die Summe von Beryllium plus Titan mindestens 0r5 % jedoch nicht mehr als I t2 0At, beträgt α Zweckmaüig sind die erfindungsgemäßen Legierungen praktisch frei von Beryllium, d,li* axe enthalten weniger ala 0,0t f> Beryllium, wenn die ferwendungatemperatür hoch ist, d.h. über 70O0Gf. oder 7ii0°G. liegt* Offenbar bildet das Beryllium in öiuem aoloheti Lagierungsayatem bei YergütunciateutiJ.iratui'ea Kwiüciien 500-ο00οΰ« ©ine Auafalluny* Liegb die Yergütunga- oder Verwenttun !The beryllium significantly improves the properties of the copper-Kiekel alloys according to the invention when used in combination with titanium in the amounts specified above and under the conditions listed of at least>'5 ° f <> t while the titanium is present in quantities of at least ena Q t \ fo . However, is the Verweij-making temperature and at least 6QQ ° C f ao does not need to be present beryllium, mlmgß least ,. Q t 5 # titanium a & weaena aind "If the titanium content, however, is below 0.5 $ *, beryllium must be present at the same time in such quantities that the sum of beryllium plus titanium is at least 0 r 5 % but not more than 1 t 2 0 At, if α is expediently the alloys according to the invention are practically free of beryllium, d, li * ax contain less than 0.0t f> beryllium, if the use temperature is high, ie over 70O 0 Gf. or 7ii0 ° G. lies * Apparently the beryllium forms in öiuem aoloheti Lagierungsayatem bei YergütunciateutiJ.iratui'ea Kwiüciien 500-ο00 ο ΰ «© ine Auafalluny * Liegb the reimbursement- or wasting!

BAD ORIGINAL Q09845/037IBATH ORIGINAL Q09845 / 037I

jedoch über 600 C, ao werden die Legierungen offenbar zu stark realtert, und daa Beryllium scheint an den Korngrenzen zu agglomerieren, wodurch die Legierung geschwächt v/ird. Das Titan acneint dagegen dem Legierun^ssystem ein fortäauerndes Ansprechen auf die Vergütung bei Tem^erdturen zwischen bOÜ-650 C. und größere it bei Temperaturen über 7000C. zu verleihen, wenn keinhowever, above 600 ° C, the alloys are apparently aged too much and the beryllium appears to agglomerate at the grain boundaries, weakening the alloy. In contrast, the titanium alloy prof acneint the ^ ssystem a fortäauerndes response to allowances in the Tem ^ erdturen between giving Boue-650 C. and larger it at temperatures above 700 0 C. if no

Beryllium gleichzeitig anwesend ist.Beryllium is present at the same time.

vVie oben ausgeführt, können die erf indungs gemeinen Legierungen auch nocii bis zu j Gev/.-yo Mangan und bis zu 1,5 Gew.-^ M sen den Vorschriften des US-Verteiaigungsministeriums, MiI-G-vVie stated above, the erf indungs common alloys can also nocii up to j Gev /.- yo manganese and up to 1.5 wt .- ^ M sen to the regulations of the US Verteiaigungsministeriums, MII G

enthalten, die bis zu 1,5 Gew.-^o, z.B. 1 Gevi.-yä, Mangan und 0,4-0·,7 Gew.-'/o Eisen fordern. Das Mangan wird zugefügt zur Verbesserung der Schweißbarkeit und zur Eliminierung der nachteiligen Wirkungen.des möglichen Schwefels, der gegebenenfalls als Deox/dierungsmittel anwesend sein kann. Eisen trägt selbstverständlich zur Festigkeit der Legierung bei.contain up to 1.5 wt .- ^ o, e.g. 1 Gevi.-yä, manganese and require 0.4-0.7% by weight of iron. The manganese is added to the Improve weldability and eliminate the disadvantageous Effects of the possible sulfur, which may be present as a deoxidizing agent. Of course, iron carries contributes to the strength of the alloy.

In den erfindungsgemäßen Legierungen kann Silicium in Mengen nicht über 0,5 Gew.-%, z»B. 0,2 Gew.-^, und zweckmäßig nicht über 0,1 Gew.~?b, toleriert werden. In einer Menge über 0,3 Gew.-$ bewirkt Silicium WarmbrüchigkeitIn the alloys according to the invention, silicon can be used in quantities not more than 0.5% by weight, e.g. 0.2 wt .- ^, and expediently not over 0.1 wt. ~? B, can be tolerated. Caused in an amount in excess of 0.3% by weight Silicon hot brittleness

wodurch die Legierungen schwierig zu bearbeiten sind und ihre Verwendung nur auf Gießverfahren beschränkt wird.making the alloys difficult to work with and their Use is limited to casting processes only.

0 9 8 4 5/0 37 8,0 9 8 4 5/0 37 8,

16080SS16080SS

"~ ο — ,"~ ο -,

Zweckmäßig sind die erfindungsgemäßen Kupfer-Nickel-Legierungen praktisch frei von Kohlenstoff und solchen Elementen mit niedrigem Schmelzpunkt wie Zink, Wismut, Blei, Schwefel, Zinn und Phosphor, da sie eine nachteilige Wirkung auf die andernfalls guten metallurgischen und/oder/physikalischen Eigenschaften dieser legierungen haben. Zink scneint z.B. die Neigung zu haben, öioh in den Korngrenzen zu konzentrieren und scirächt somit die Legierungen. Daher liegt die tolerierbare Zinkmenge unter etwa ü,ü1 f°; zweckmäßig ist es nicht in irgendeiner Menge anwesend, die durch Spektralanalyse feststellbar ist.The copper-nickel alloys according to the invention are expediently practically free from carbon and elements with a low melting point such as zinc, bismuth, lead, sulfur, tin and phosphorus, since they have a detrimental effect on the otherwise good metallurgical and / or / or physical properties of these alloys to have. Zinc, for example, appears to have a tendency to concentrate in the grain boundaries and thus affects the alloys. Therefore, the tolerable amount of zinc is below about ü, ü1 f °; it is expediently not present in any amount that can be determined by spectral analysis.

Wismut macht die erfindungsgemäßen Legiert ngen spröde und sollte unter 0,001 fo gehalten werden, während Blei, das ebenfalls eine ..spröde machende Wirkung hat und das Schmiedeverhalten ernstlich beeinträchtigen kann, unter 0,01 fo gehalten werden sollte. Zinn sollte nicht in Mengen über 0,1 fo anwesend sein, da es die Legierung , insbesondere bei den höheren Verwendun^steiiiperaturen, weich macht. Weiterhin verschlechtert die Anwesenheit von Zinn die andernfalls guten S chwe ^eigenschaften der erfindungsgemäßen LegierungenοBismuth makes the alloys according to the invention brittle and should be kept below 0.001 fo , while lead, which also has an embrittling effect and can seriously impair the forging behavior, should be kept below 0.01 fo. Tin should not be present at greater than 0.1 fo, as it steiiiperaturen the alloy, especially at the higher Verwendun ^, softens. Furthermore, the presence of tin worsens the otherwise good welding properties of the alloys according to the invention

Phosphor ist ein weiteres Element mit einer nachteiligen Wirkung auf das Legierraigssystem und sollte unter 0,01 $ genalten werden, um eine gute Heißbearbeitbarkeit sicherzustellen. Daher sollte die Verwendung von mit Phosphor deoxydierten Kupferabfällen zur Herstellung dieser Legierungen vermieden werden. Kohlenstoff bewirkt nicht nur, ebenso wie Phosphor, WarmbrüchigkeitPhosphorus is another element with an adverse effect on the alloy system and should be kept below $ 0.01 to ensure good hot workability. Therefore should the use of copper waste deoxidized with phosphorus for the production of these alloys can be avoided. carbon Not only causes hot brittleness, just like phosphorus

'■ .-.D ORIGINAL '■ .-. D ORIGINAL

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sondern er hat eine nachteilige Wirkung auf die Kaltbearbeitbarkeit der erfindungsgemäßen legierungen. Die Kohlenstoffmenge sollte vorzugsweise weniger als 0,08 <fot z.B. 0,05 °/°, betragen.rather, it has an adverse effect on the cold workability of the alloys according to the invention. The amount of carbon should preferably be less than 0.08 <fo t, for example 0.05 ° / °.

Schwefel in so geringen Mengen wie z.B. 0,01 fi macht die nickelhaltigen Kupferlegierungen unbearbeitbar, und zwar vermutlich aufgrund der Anwesenheit eines Nickel-Nickelaulfid-Eutektikums mit relativ niedrigem Scamelzpunkt, das sich an den Korngrenzen abscheidet. Die nachteilige Wirkung von Schwefel kann jedoch verringert werden, indem man entweder Magnesium oder Mangan während dee Schmelzens mitverwendet.. Jedes dieser Elemente hat eine Affinität für Schwefel und verbindet sich mit jedem vorhandenen Schwefel zur Bildung kleiner Kügelchen, die während der Heißbearbeitung keine spröde machende Wirkung haben.Sulfur in amounts as small as 0.01 fi renders the nickel-containing copper alloys unworkable, presumably due to the presence of a nickel-nickel sulfide eutectic with a relatively low scam-melting point that deposits on the grain boundaries. However, the adverse effects of sulfur can be reduced by including either magnesium or manganese during melting. Each of these elements has an affinity for sulfur and combines with any sulfur present to form small globules that do not embrittle during hot working to have.

Bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung werden vorteiliaftere Ergebnisse erzielt, wenn die in der Schmelze verwendeten Bestandteile eine Reinheit von mindestens jeweils 99,5 $ haben und wenn diese Bestandteile für die in Tabelle 1 angegebenen, besonderen Verwendungstentperaturen in den bevorzugten Mengen anwesend sind.In practicing the present invention, more advantageous Results obtained when the ingredients used in the melt have a purity of at least $ 99.5 each and when these ingredients are used in the preferred amounts for the particular use temperatures indicated in Table 1 are present.

Tabelle 1Table 1

weniger alsless than

Verwendungs- Bestandteile; $ (der Rest iüt Kupfer und / 0,05$ temp.; °C. . Kohlenstoff) Usage components; $ (the rest is copper and / 0.05 $ temp .; ° C.. carbon)

Nickelnickel

Titantitanium

Beryllium Ti & BeBeryllium Ti & Be

unter 600
600-700°
below 600
600-700 °

über 750*over 750 *

27-3327-33

27-3327-33

27-3327-33

0,15-0,7 0,15-0,70.15-0.7 0.15-0.7

0,5-0,70.5-0.7

0,3-0,6 bis zu 0,60.3-0.6 up to 0.6

mindestens 0,5 Ms 1,2at least 0.5 Ms 1.2

BADBATH

0098*5/037.80098 * 5 / 037.8

- ίο - 16080SS- ίο - 16080SS

Jede dieser in Tabelle 1 angegebenen legierungen, die gegebenenfalls auch noch bis zu 1,5 °/° Mangan und bis zu ι l/o Eisen enthalten kann, hat eine äußerste Zugfestigkeit (IJTS) über 6300 kg/cm im nicht vergüteten, jedoch kalt bearbeiteten Zustand, wenn die Menge an Kaltbearbeitung mindestens 50 fo beträgt, und eine "0,1 0Jo offset" Streckgrenze (IS) von mindestens 2800 kg/cm nach einstündiger Vergütung bei der sehr hohen Temperatur von 75O0Co und eine Streckgrenze (IS) von mindestens 6300 kg/cm nach einstündigem Vergüten bei 6000C.Each of these alloys shown in Table 1, which optionally may also contain up to 1.5 ° / ° manganese and up to ι l / o iron, has unpaid an ultimate tensile strength (IJTS) than 6300 kg / cm, but cold machined condition if the amount of cold working is at least 50 fo , and a "0.1 0 Jo offset" yield point (IS) of at least 2800 kg / cm after one hour tempering at the very high temperature of 75O 0 Co and a yield point (IS ) of at least 6300 kg / cm after tempering for one hour at 600 ° C.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Verbesserung de ip^hysikali sehen und metallurgiseilen Eigenschaften einschließlich der Festigkeit von Legierungen auf Kupferoasis, die 25-35 Oew.-fö Nickel und gegebenenfalls bis zu 3 Gevv.-^ Mangan und bis zu 1,5 Gev/.-f» Eisen enthalten. Dieses Vorfj.hrS^ besteht in der Festi^keitsverbesserung der Legierungen durch Vergütung mit 0,1-0,7 Gew.-^ Titan und bis zu U,6 Gew.-^ Beryllium mit der Voraussetzung, dais Beryllium in Mengen von mindestens 0,3 Gew.-$ anwesend ist, wenn die Legierung bei Temperaturen untar 600 C. verwendet werden so11j soll die Legierung bei Temperaturen über 60O0C. verwendet werden, so ijt die Summe au3 Titan und irgendwelchem anwesendem Beryllium mindestens 0,5 Gew.-'/», jedoch höchstens 1,2 Gew.-^. Bei einer Verwendungstem^eratur über 7000C, z.B. 75O0C., wird der Legierung z:.-eckuäßib· kein Beryllium zugefügt, jedoch wird Titan in Mengen zwischen 0,5-0,7 Gew.-^ zugegeben.The present invention also relates to a method for improving physical and metallurgical properties including the strength of copper-based alloys containing 25-35% nickel and optionally up to 3% manganese and up to 1.5 Gev /.- f »contain iron. This predecessor consists in improving the strength of the alloys by hardening and tempering with 0.1-0.7 wt , 3 wt .- $ is present if the alloy is used at temperatures below 600 C. If the alloy is to be used at temperatures above 60O 0 C., the sum of titanium and any beryllium present is at least 0.5 wt. - '/', but not more than 1.2 wt .- ^. In a Verwendungstem ^ perature over 700 0 C, such as 75O 0 C. z is the alloy. Eckuäßi-added b · beryllium, however, titanium is added in amounts of from 0.5-0.7 wt .- ^.

BADBATH

009845/0378009845/0378

- 11 - 16080S£- £ 11 - 16080S

Zum "besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung und ihrer Vorteile werden im folgenden Beispiele mit unterschiedlichen Mengen der legierenden Bestandteile gegeben. In jedem dieser Beispiele wurde eine Anzahl von Kupfer-Nickel-Legierungen hergestellt, indem, can Kupfer und Nickel bei einer Temperatur von etwa 1400°0. zusammen in ei >eia Grapliitsciiiaelztiegel schmolz. Jede Schmelze wurde gerührt, bis alles Nickel gelöst war. Dann wurde die Temperatur jeder Schmelze auf 135O°C. verringert, und es wurden ,die anderen legierenden Elemente zugefügt und 5 Minuten auf dieser Temperatur gehalten.To "better understand the present invention and its Advantages are given in the following examples with different amounts of the alloying constituents. In each of these Examples a number of copper-nickel alloys were made, by, can copper and nickel at a temperature of about 1400 ° 0. melted together in a graphite crucible. Every Melt was stirred until all of the nickel was dissolved. Then the temperature of each melt was raised to 135O ° C. decreased, and it the other alloying elements were added and held at this temperature for 5 minutes.

Das in diesen Beispielen verwendete Nickel war elektrolytisches Ilielcel, während die Titanzugabe in Form einer Kupfer-Titan-Legierung erfolgte, die nominell 24 Gew.-^ Titan enthielte Jede Berylliumzugabe zur Schmelze erfolgte ebenfalls in Form einer Legierung auf Kupferbasis, die nominell 4 Gew.-^ Beryllium enthielt. Das verwendete Kupfer war von hoher Reinheit; selbstverständlich iiit er f induline gemäß jedoch auch Kupfer von geringerer Reinheit, z.B. einer Reinheit von 99,5 $> verwendbar.The nickel used in these examples was electrolytic Ilielcel, while the titanium addition was in the form of a copper-titanium alloy which was nominally 24 wt% titanium each Beryllium was also added to the melt in the form of a Copper based alloy nominally containing 4 wt% beryllium. The copper used was of high purity; of course it also uses lower induline copper Purity, e.g. a purity of $ 99.5> usable.

Nach dem Schmelzen wurden die Legierungen auf Kupferbasis zur Bildung von Gußstücken in Formen von"2,5 cm Durchmesser gegossen. Die Gußstücke waren durch gute, saubere, glatte Oberflächen gekennzeichnet. Das Schmelzen und Gießen erfolgte unter einer Söhutzdecke aus Argon. Erfindungsgemäß kann das Schmelzen und/oder Gießen selbstverständlich auch mit Erfolg an der Luft durchgeführt werden.After melting, the copper-based alloys became Formation of castings poured into shapes of "2.5 cm in diameter. The castings were characterized by good, clean, smooth surfaces. Melting and pouring took place under a Söhutz blanket made of argon. According to the invention, the melting and / or Of course, pouring can also be successfully carried out in the air will.

009845/0378009845/0378

16080SS16080SS

Jedes der oben genannten Gußstücke wurde ^ um Proben für die chemische Analyse zu erhalten; die Zusammensetzung ist in der folgenden Tabelle 2 angegeben:Each of the above castings was used to obtain samples for chemical analysis; the composition is given in the following table 2:

Tabelle 2Table 2

leg. Zusammensetzung in Gew. -Jq leg. composition in wt. -Jq

Nickel Titan. Beryllium . Kupfer Nickel titanium. Beryllium. copper

11 29,529.5 0,640.64 - Restrest 22 3030th 0,190.19 0,370.37 Restrest 33 3030th 0,650.65 0,10.1 Restrest 44th 29,929.9 0,670.67 0,310.31 Restrest VJlVJl 29,9529.95 0,140.14 0,390.39 Restrest 66th 30,130.1 0,570.57 - Restrest 77th 30,830.8 0,660.66 - Restrest 88th 30,230.2 0,760.76 - Restrest 9*9 * 30,130.1 0,670.67 - Restrest 1010 3030th 0,150.15 0,40.4 Restrest

* Enthielt noch 0,88 $ Eisen und 0,98 fi Magnesium* Also contained $ 0.88 iron and 0.98 fi magnesium

Gemäb dem für die Legierungen 1 bis 10 angewendeten Verfahren wurden vier weitere Kupfer-Nickel-Legierungen, die nicht unter den Umfang der vorliegenden Erfindung fallen, jedoch den erfindungsgemäßen Legierungen ähnlich zu sein scheinen, zu Gußrohlingen von 2,5 cm Durchmesser verarbeitet. Gemäß chemischer Analyse hatten diese vier anderen Legierungen die folgende Zusammensetzung:According to the procedure used for alloys 1 to 10 became four other copper-nickel alloys not falling under the scope of the present invention, but those of the present invention Alloys appear to be similar, processed into cast blanks 2.5 cm in diameter. According to chemical analysis these four other alloys have the following composition:

Tabelle 3Table 3

Leg. Zusammensetzung in Gew. -0Jq Leg. Composition in weight - 0 Jq

Nr* Nicifael Titan Beryllium Silioium Niob Zinn Kupfer Nr * Nicifael Titan Beryllium Silioium Niobium Tin Copper

11 29,4 — — 0,52 0,17 — Reat11 29.4 - - 0.52 0.17 - Reat

12 29,2 1,4 — — — — Rest12 29.2 1.4 - - - - remainder

13 28,9 i ,38 ~ ~ — 2,44 Heat13 28.9 i, 38 ~ ~ - 2.44 Heat

14 29 1,51 0,07 — — 2,5 Heat14 29 1.51 0.07 - - 2.5 Heat

BAD 009845/0378 BATH 009845/0378

- 1? - 16Q80S9- 1 ? - 16Q80S9

Dann wurden alle 14 Legierungen heiß verwalzt, indem jeder Rohling 1 Stunde auf 95O0C. vorerhitzt wurde. Die erfindungsgemäßen Legierungen 1-10 wurden erfolgreich auf StäbeVon 0,65 cm Durchmesser heruntergewalzt, während die nicht erfindungsgemäßen Legierungen 11-14 splitterten. Es ist daher klar, daß die erfindungsgesiäiaen Legierungen heiß be arbeit bar und in geschmiedeter Form wertvoll sind. Weiterhin ist ersichtlich, daß die Erhöhung des 'Iitanr;eiialtes über den oberen Teil der.oben angegebenen Bereiche hinaus, z..B. wie bei Legierung 12, eine nachteilige, spröde machende Y/irkung hat.Then all 14 alloys were hot rolled by preheating each blank to 95O 0 C. for 1 hour. Alloys 1-10 of the invention were successfully rolled down to 0.65 cm diameter bars, while alloys 11-14 not in accordance with the invention splintered. It is therefore clear that the alloys according to the invention are hot workable and valuable in forged form. Furthermore, it can be seen that the increase in the age beyond the upper part of the ranges given above, e.g. as with alloy 12, has a disadvantageous, brittle-making effect.

Die erfindungsgemäßen, heiß bearbeiteten Legierungen wurden dann verscniedenen Behandlungen einschließlich Wärmebehandlungen, z.B. Lösungsglühen, und Kaibearbeitungen unterworfen. Diese Behandlungen waren wie folgt:The hot worked alloys of the present invention were then made subjected to various treatments including heat treatments such as solution heat treatment and quay treatments. These treatments were as follows:

Behandlung A; Lösungsglühen, auf 10400C. unter Holzkonle für 30 Minuten und anschließendes Abschrecken mit Wasser; zu 71 akalt bearbeitet zu Draht von 0,338 cm Durchmesser; dann wiederum bei 10400C. 30 Minuten unter Holzkohle lösungsgeglüht und mit Wasser abgeschreckt. Treatment A ; Solution annealing at 1040 0 C. Holzkonle for 30 minutes and then quenching with water; 71 a ! ° cold machined to wire 0.338 cm in diameter; then solution heat treated again at 1040 ° C. for 30 minutes under charcoal and quenched with water.

Behandlung B; Unter Holzkohle 30 Minuten bei 10400C. löaimgageglüht und mit Wasser abgeschreckt; zu 78 kalt zu Draht von 0,295 cm Durchmesser bearbeitet; 30 Minuten bei 10400O. unter Treatment B ; Under charcoal löaimgageglüht 30 minutes at 1040 0 C and quenched with water; Machined to 78 1 ° cold into wire 0.295 cm in diameter; 30 minutes at 1040 0 O. below

e lÖsungagqgM-iht und mit Wasser abgeschreckt; dann zu 51»2 % kalt zu Draht von 0,201 cm Durchmesser bearbeitet. Behandlung Ot 30 Minuten unter Holzkohle bei 98O0C. löaungageglüht und mit Wasser abgesohrecktj zu 90 $ kalt zu Draht von 0,201 om Durchmesser bearbeitet· e solution agqgM-iht and quenched with water; then worked to 51 »2 % cold to wire 0,201 cm in diameter. Treatment O t 30 minutes with charcoal at 98O 0 C. löaungageglüht and abgesohrecktj with water to 90 $ cold worked into wire of 0.201 om diameter x

BAD ORIGINAL ^BAD ORIGINAL ^

003845/0378003845/0378

Behandlung D; Unter Holzkohle 30 Minuten bei 9öü°C.lü3ungsgeglüht und mit Wasser abgeschreckt; zu 71 % kalt zu Draht von 0,338 cm. Durchmesser bearbeitet; dann wiederum 30 Minuten unter Holzkohle bei 9öO°C. lö'sungegegj.üh£t und mit Wasser abgeschreckt. Behandlung E: Eine Stunde unter Holzkohle bei 104u°G. losungsgeglüht und mit Wasser abgeschreckt; zu 71 "/ο kalt zu Draht von 0,338 cm Durchmesser bearbeitet; und dann wiederum 30 Minuten unter Holzkohle bei 10400C. lÖsungegtgLüht und mit Wasser abgeschreckt. Treatment D ; Air-annealed under charcoal for 30 minutes at 90 ° C and quenched with water; 71 % cold to 0.338 cm wire. Machined diameter; then again for 30 minutes under charcoal at 90 ° C. The solution is heated and quenched with water. Treatment E : One hour under charcoal at 104u ° G. solution annealed and quenched with water; to 71 "/ ο cold worked into wire of 0.338 cm diameter; and quenched then again for 30 minutes with charcoal at 1040 0 C. lÖsungegtgLüht and with water.

Behandlung ff; Eine Stunde unter Holzko Ie bei 10400C. lösungsgelülit- und mit Wasser abgeschreckt und zu yo °/o kalt zu Draht von 0,201 cm Durchmesser gezogen. Treatment ff ; Lösungsgelülit- one hour under Holzko Ie at 1040 0 C. and quenched with water and pulled to yo ° / o to cold wire of 0.201 cm in diameter.

Beispiel 2 Example 2

Um .die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Kupf er-Nici.el-Legierungen bei Zimmertemperatur im nicht vergüteten, jedoch Izaltbearbeiteten Zustand zu zeigen, wurden Proben dieser Legierungen physikalisch auf Bruch getestet; weiterhin wurde für jede Probe der UTS- und IS-Wert in kg/cm bestimmt. Auiöordern wurden die Dehnungsprozente in 5)1 ODi festgestellt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 angegeben;To .the properties of the copper-Nici.el alloys according to the invention at room temperature in the non-tempered, but Izalt-machined To show condition, samples of these alloys were made physically tested for breakage; the UTS and IS values in kg / cm were also determined for each sample. The stretch percentages were external orders found in 5) 1 ODi. The results are in Table 4 given;

Tabelle 4Table 4

Leg.Leg. Behandlung UTS o Treatment of UTS or similar kg/cmkg / cm YS2 YS 2 Dehnungstrain ~*~ * BAD ORIGINALBATH ORIGINAL Nr.No. 65106510 k^/cmk ^ / cm i ° 11 BB. 76507650 60006000 44th 22 BB. 69806980 72207220 44th 33 BB. 81508150 66306630 33 44th BB. 88508850 76507650 44th 55 CC. 68506850 80008000 33 66th ffff 70007000 63006300 33 77th ffff 69506950 65106510 44th 88th ffff 73607360 66306630 44th 99 ffff 70007000 44th

009845/037 8009845/037 8

- 15 - 1608QCC- 15 - 1608QCC

Tabelle 4 zeigt, daß die erfindungsgemäßen legierungen eine gute festigkeit bei Zimmertemperatur sowie eine zufriedenstellende Duktilität im kalt bearbeiteten, jedoch nicht vergüteten Zustand haben.Table 4 shows that the alloys according to the invention have a good strength at room temperature as well as a satisfactory Ductility in the cold worked but not tempered condition to have.

Beispiel 3 Example 3

Um die günstigen Eigenschaften der erfindungsgemäßen, kalt bearbeiteten Legierungen bei honen Temperaturen zu zeigen, wurden Proben dieser Legierungen nach der in Tabelle 3 aufgeführten Behandlung vergütet. Jede Legierung wurde 1 Stunde auf der Vergutungstemperatur gehalten und iait Wasser abgeschreckt. Die Ergebnisse des mechanischen Testens nach der Vergütung bei den angegebenen Temperaturen und Abschrecken mit Wasser sind in Tabelle aufgeführt:In order to take advantage of the favorable properties of the cold machined according to the invention To show alloys at high temperatures, samples of these alloys were made according to that listed in Table 3 Treatment reimbursed. Each alloy was left at the aging temperature for 1 hour held and quenched with water. The results mechanical testing after tempering at the specified temperatures and quenching with water are given in the table listed:

600600 Tabelle 5Table 5 70007000 I 700u I 700 u eraturerature 7130 .7130. 75Ou0-.75O u 0-. 50505050 Leg.
Hr0
Leg.
Mr. 0
Ver gut uiigs t erapGood t erap 72807280 G. JG. J 424Ό424Ό UTS 2YS
kg/cm
UTS 2 YS
kg / cm
31503150
uc. I u c. I. 80008000 UTS ϊ|
kg/cm
UTS ϊ |
kg / cm
59105910 72807280 48704870
11 UTS 2 IS
kg/cm
UTS 2 IS
kg / cm
75007500 79807980 43804380 53705370 34703470
22 78007800 84408440 60506050 31503150 64406440 - 33 89508950 71007100 73007300 61606160 58805880 52805280 44th 91609160 73007300 6480 .6480. 65806580 - 56305630 55 93009300 72807280 54205420 60906090 65106510 48704870 66th 99009900 72807280 74307430 65506550 68306830 56305630 77th 76307630 77707770 51505150 88th 79807980 71407140 68306830 99 78007800 76307630 79007900

Au3 den Testdaten von Tabelle 5 geht hervor, daß die erfindungsgemäßen Legierungen bei Temperaturen über 600°0.,z.B. 75O0C, sehr wertvolle Pestigkeitseigenschaften haben. Tatsächlich hatte die Legierung 1 eine äußerste Zugfestigkeit von 6230 kg/cmAu3 the test data of Table 5 show that the inventive alloys at temperatures above 600 ° 0, for example, 75O, very valuable Pestigkeitseigenschaften have 0 C. In fact, Alloy 1 had an ultimate tensile strength of 6230 kg / cm

009845/037*009845/037 *

- ie - 16080S9- ie - 16080S9

und eine Streckgrenze von 4830 kg/cm als man sie auf Bruch testete, nachdem die Legierung zuerst auf 78O0C. erhitzt, eine Stunde auf dieser Temperatur gehalten und mit Wasser abgeschreckt worden \var<> Die legierung 5 hatte eine äuü^rste Zugfestigkeitand a yield strength of 4830 kg / cm when they were tested for cracks after the alloy is first heated to 78o 0 C., held for one hour at this temperature and quenched with water \ var <> The alloy 5 had a äuü ^ etting tensile strength

von 4800 kg/cm , als man sie auf Bruch testete, nachdem sie zuerst auf die sehr hohe Temperatur von 600 C. eine Stunde erhitzt und dann, mit Wasser abgeschreckt worden war„of 4800 kg / cm when tested for breakage after first heated to the very high temperature of 600 C. for one hour and then, had been quenched with water "

Als Vergleich und zur weiteren Darstellung der ausgezeichneten Eigenschaften der erfindungsgemäüen Legierungen wurde eine Anzahl bekannter Eupfer-Nickel-Legierungen und nicht unter die vorliegende Erfindung fallender Legierungen hergestellt und in oben beschriebener Weise getestet. Diese Vergleichslegierungen und ihre Zusammensetzung ist in Tabelle 6 angegeben:As a comparison and to further illustrate the excellent properties of the alloys according to the invention, a number known Eupfer-Nickel alloys and not under the present one Invention of falling alloys made and in above tested as described. These comparison alloys and their composition are given in Table 6:

Tabelle 6Table 6

Leg. Bestandteile in Gew.-$ (der Rest ist Kupfer) Leg. Components in wt .- $ (the remainder is copper)

* Wickel Titan Beryl- Eisen Mangan Niob andere* Wrap titanium beryl iron manganese niobium other

liumlium

1515th 30,430.4 —■- ■ -- 1616 28,928.9 - ,15 -.15 - 1717th 29,429.4 - ,21 0,, 21 0, 1818th 50,450.4 0;0; - 1919th 29,429.4 0,0, - 2020th 30,2730.27 - - 2121 29,6729.67 - ,45 --.45 - 2222nd 3030th - 2323 3030th 0,0, — —-- —- -

0,160.16

0,14 Zirkonium 0,1 Zirkonium 0,52 Silicium0.14 zirconium 0.1 zirconium 0.52 silicon

0,3 Chrom — . 0,52 Chrom 0,86 1,020.3 chromium -. 0.52 chromium 0.86 1.02

Dann wurden die Legierungen mit Ausnahme von Nr. 2Ü und 21 einor der Behandlungen A bis F unterworfen, eine Stunde bei 7000C. und 75O0C. wärmebeliandelt, mit Wasser abgeschreckt und auf Bruoh getestet. Die Ergebuisse sind in Tabelle 7 aufgeführt. Legierung Then, the alloys with the exception of Nos. 21 and 2R of the treatments A to F einor subjected, for one hour at 700 0 C. and 75O 0 C. wärmebeliandelt, quenched with water and tested for Bruoh. The results are shown in Table 7. alloy

iärmebehandel BAD ORIGINAL iärmebehandel BATH ORIGINAL

und 21 wurden nur eine St\mde bei 6000C. wjirmebehandelt. and 21 St \ were just tired wjirmebehandelt at 600 0C.

0098 4 5/03780098 4 5/0378

Behandl,Treat, 33 UTSUTS - 17 -- 17 - 7500S.750 0 p. UTSUTS 16080981608098 70(70 ( 31803180 Tabelle 7Table 7 i150i150 LegeLay 62306230 temperaturtemperature 4Ο6Ο4Ο6Ο Ir/Ir / BB. 47304730 )°σ.) ° σ. 46204620 BB. 37103710 2 is 2 is 3710.3710. 1515th BB. 62306230 875875 40304030 10001000 1616 BB. 46204620 15101510 - 945945 1717th BB. 59505950 • 2490• 2490 - 26602660 1b1b 00 43404340 14401440 42704270 14001400 1919th 00 42704270 18201820 62306230 16401640 20*20 * 25202520 - 21*21 * 49004900 —·- · 2222nd 17201720 15801580 2323 20702070 15801580

* 1 Stunde auf 6000O. erhitzt und mit Wasser abgeschreckt* Heated for 1 hour at 600 0 O. and quenched with water

Aus Tabelle 5und 7 geht hervor, daß jede der Legierungen 1 bis (erfindungsgemäü) bessere Eigenschaften bei hohen Temperaturen hatten als die nicht erfindungsgei.täßen Legierungen 15 bis 23. So hat z.B. Legierung 1 und 9 bei der höheren Temperaturbehandlung eine 2 Mal ao hohe Streckgrenze wie der höchste Wert einer Streckgrenze von Legierung 15 bis 23, die nicht unter die vorliegende Erfindung fallen. It can be seen from Tables 5 and 7 that each of the alloys 1 to (according to the invention) has better properties at high temperatures had 15 to 23 than the alloys not according to the invention. Alloys 1 and 9, for example, have a yield strength that is twice as high as the highest value of one when subjected to higher temperature treatment Yield strength of alloy 15 to 23, not falling under the present invention.

Ein Yergleich der Tabellen 5 und 7 zeigt weiterhin deutlich die Wirkung der Änderung des Titangehaltes oder Titan-plus Bervlliuingehaltee auch nur wenig unter den unteren Teil des erfindungsgemäß angegebenen Bereiches, wenn die beabsichtigte Verwendungstemperatur über etwa 6000G. liegt. Diese Wirkung zeigt sich am besten 4urch die erfindungsgemäße Legierung 1 und die nicht erfindungagemäße Legierung 23. Die Streckgrenze von Legierung 1A Yergleich of Tables 5 and 7 also shows clearly the effect of the change in the titanium content or titanium plus Bervlliuingehaltee also only slightly below the lower part of the inventively stated range if the intended use temperature is above about 600 G. 0. This effect is best shown by the alloy 1 according to the invention and the alloy 23 not according to the invention. The yield point of alloy 1

nach"einer Wärmebehandlung bei 75O0O. beträgt 5950 kg/cm was mehrafter "a heat treatment at 750 0 O. 5950 kg / cm is something more

0098 4 5/03780098 4 5/0378

- is - 16080S9- is - 16080S9

als das Dreifache des Streckgrenzenwertes von 1580 kg/cm für legierung 23 ist, die 0,45 f> Titan entnalt, obgleich Legierung 23 zu 35 mehr kalt bearbeitet- wurde als Legierung 1 .than three times the yield strength value of 1580 kg / cm for alloy 23, which contains 0.45 f> titanium, although alloy 23 was cold worked to 35 1 ° more than alloy 1.

Beispiel 4 Example 4

Die Wirkung von Titan in Verbindung mit Beryllium in Mengen von mindestens 0,4 fo wurde durch einen Vergleich der (nicht vergüteten) Zimmert en peratur-Proben von Legierung 2, die 0,19 $ Titan und 0,37 c/o Beryllium enthielten, und Legierung 5, die 0,14 Titan und 0,39 io Beryllium enthielten, mit Legierung 19 gezeigt, dieThe effect of titanium in connection with beryllium in amounts of at least 0.4 was fo (unpaid) by comparing the temperature Zimmert en samples of Alloy 2, the $ 0.19 titanium and 0.37 c / o beryllium contained, and alloy 5 containing 0.14 i ° titanium and beryllium containing 0.39 io, shown with alloy 19

Titan · : ic;-jvutTitan ·: ic; -jvut

0,21 </&/und 0,1 $ Beryllium für ins nur 0,31 Titan und Beryllium enthielten. Legierung 19 hatte eine Streckgrenze von0.21 </ & / and 0.1 $ beryllium for ins contained only 0.31 f ° titanium and beryllium. Alloy 19 had a yield strength of

2 22 2

nur 6130 kg/cm im Vergleich zu 7210 kg/cm für Legierung 2 und 7980 kg/cm für Legierung 5. Wurde die Legierung 19 wie Legierung 2 der Behandlung B unterworfen und dann eine Stunde bei 700 C. vergütet und mit Wasser abgeschreckt, zeigte ale eine Streckgrenze von nur 1820 kg/cm , während Legierung 2 nach einer identischen Behandlung eine Streckgrenze von 4240 kg/cm hatte, was mehr als 100 % über dem Wert für Legierung 19 lag.only 6130 kg / cm compared to 7210 kg / cm for alloy 2 and 7980 kg / cm for alloy 5. Alloy 19 was subjected to treatment B like alloy 2 and then subjected to one hour at 700 C. tempered and quenched with water, all showed a yield point of only 1820 kg / cm, while alloy 2 after an identical one Treatment had a yield strength of 4240 kg / cm, which was more than 100% above the value for alloy 19.

Beispiel 5- Example 5-

Um die nicht durch irgendwelche Kaltbearbeitung verschleierte Wirkung der Vergütungsbehandlung zu zeigen, wurden,To those not obscured by any cold working To show the effect of the remuneration treatment,

»dead soft" gKJgemäße und nicht erfindungsgemätie/Legierungen 2 Stunden"Dead soft" according to and not according to the invention / alloys 2 hours

bei unterschiedlichen Temperaturen vergütet, mit Wasser abgeschreckt und auf Bruch getestet. Die Ergebnisse sind in Tabelle aufgeführt.,Weiterhin angegeben wurden die meohatfnisolien Testergebnisse im "dead yoft" Zustand und im unvermuteten ^utempered at different temperatures, quenched with water and tested for breakage. The results are shown in the table. Furthermore, the meohatfnisolien test results were given in the "dead yoft" state and in the unexpected ^ u

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

0098 4 E/037 8-0098 4 E / 037 8-

■ .■. Behandl.Treat. "0,1 0Jo "0.1 0 Jo TabelleTabel - 19 -- 19 - 650650 11 608099608099 unver-un- 88th 30103010 Leg.Leg. gütetgood offset" Streckgrenzeoffset "yield point 29802980 in kg/cmin kg / cm ; (is) ; (is) Ur .·Ur. AA. 10201020 VergütungstemperaturTempering temperature 37603760 in 0G.in 0 G. AA. 19601960 600600 58805880 700700 750750 11 AA. 12601260 42304230 - 36403640 27302730 22 AA. 27002700 51805180 23802380 24802480 22402240 33 DD. 20702070 35303530 25202520 33203320 38403840 44th EE. 1 0501 050 65506550 24502450 41304130 34003400 VJlVJl EE. 980980 31503150 22802280 - - 66th EE. 11901190 19601960 740740 31803180 2560 ■2560 ■ 77th EE. - 20302030 12601260 31803180 25602560 88th AA. co '}0 co '} 0 2u302u30 16501650 29402940 25202520 99 AA. 13001300 20002000 11201120 29402940 24202420 1515th AA. 16101610 770770 12301230 770770 810810 Ί6Ί6 AA. 1 u501 u50 13001300 - 12601260 1230 .1230. 1717th AA. 12601260 16801680 - 16501650 15101510 1818th DD. 1U2Ü .1U2Ü. 11201120 10201020 10501050 10501050 1919th DD. 14701470 14001400 20302030 13701370 11901190 2020th JEJE 11201120 11901190 - - 2121 EE. 13301330 15101510 - 2222nd 11201120 11901190 11201120 2323 19401940 12601260 11201120

Tabelle 8 zeigt, daß die Legierungen 1 "bis 9 ein deutliches Ansprechen auf die Vergütung haben, wahrend dies "bei den nicht erfinduii^sgemäßen Legierungen, mit Ausnahme von Nr. 23, nicht der Fall ist. Obgleich Legierung 23 vergütbar" acheint, sinkt ihre Festigkeit scnnell von einer Vergütungstemperatur von 650 0. aufwärts an ab. So beträgt bei der Vergütungstemperatur von 75O0C. die Streckgrenze nur 1120 kg/cm , was weniger als die Hälfte des Wertes der Legierungen 1 bis 9 ist. Auch die äußersten Zugfestigkeiten der erfindungsgemäßen Legierungen sind höher als die der nicht GrfiadungiJije^ulseii Legierungen. So zeigt z.B. Legierung 4 im bei 6 5O°O. vergüteten Zustand einen UTS-Wert von 8160 kg/cm" im Table 8 shows that alloys 1 "to 9 have a clear response to the tempering, while this" is not the case with the alloys not according to the invention, with the exception of No. 23. Although alloy 23 acheint heat treatable ", its strength decreases scnnell from a tempering temperature of 650 0. upwards from. For example, in the annealing temperature of 75O 0 C., the yield strength of only 1120 kg / cm, which is less than half the value of the alloys 1 to 9. The ultimate tensile strengths of the alloys according to the invention are also higher than those of the non-GrfiadungiJije ^ ulseii alloys

009845/0378009845/0378

Vergleich zu 3ü20 kg/cm für legierung 18. B e i s ρ i e 1 6Compared to 3 o 20 kg / cm for alloy 18. B eis ρ ie 1 6

16080S916080S9

Die Eigenschaften "bei hoher Temperatur der erfindungsgeniLucen Legierungen wurden durch Zeitstandverfanren-Tests mit legierung 10 dargestellt. Bei einer Temperatur von 30O0C. und einer Belastung von 5941 kg/cm "brach die Probe selbst nach 2470,4 Stunden nicht. Der Mindestlcriechwert für diese ProbeThe properties of "high temperature of erfindungsgeniLucen alloys were represented by Zeitstandverfanren tests with alloy contains 10. At a temperature of 30O 0 C. and a load of 5941 kg / cm" did not break the sample even after 2470.4 hours. The minimum smell value for this sample

η cm pro
betrug 1,2 χ 10 /cm/std. D.h. es würde über 11 Jahre dauern, bii3 sich eine Probe von 2,5 cm um 1 $ gedehnt hätte«
η cm per
was 1.2 χ 10 / cm / h. That means it would take over 11 years for a 2.5 cm sample to stretch by $ 1 «

Bei einer Testteu^eratur von 4000G. und derselben Belastung hatte eine andere Probe eine Bruch:;eit von 77 Stunden und einen Mindestkrie-chwert von 1,6 χ 10 cm/cm/std. Bei einer Belastung von 4571 k ;/cm erhöhte sicn die Bruchzeit auf 533,5 Stunden.In a Testteu perature of 400 ^ 0 G. and had the same load another sample at break:; eit of 77 hours and a Mindestkrie-chwert of 1.6 χ 10 cm / cm / hr. With a load of 4571 k; / cm, the rupture time increased to 533.5 hours.

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

') 0 r- /; B / 0 3 7 P ') 0 r- /; B / 0 3 7 P.

Claims (9)

- 21 - 1606099 Pat ent ans p ruche- 21 - 1606099 Pat ent claims 1.- legierung auf Kupferbaais, dadurch gekennzeichnet, daß sie 25-35 Gew.-^ Nickel, bis au 3 Gew.-fo Mangan, bis zu 1,5 Gew. -$> Eisen, nicht mehr als 0,08 Gew.-$ Kohlenstoff, 0,1-0,7 Gew.-^ Titan, bis zu 0,6 Gew.-^ Beryllium und als Rest Kupfer enthält, wobei die Menge an Beryllium mindestens 0,3 Gew.-$ oder die Menge an Titan plus irgendwelchem anwesendem Beryllium mindestens 0,5 Gew.^, jedoch weniger als 1,2 Gew.-^ beträgt.1.- alloy Kupferbaais, characterized in that they 25-35 wt .- ^ nickel, up au 3 parts by weight fo manganese, up to 1.5 wt -. $> Iron, not more than 0.08 wt. - $ carbon, 0.1-0.7 wt .- ^ titanium, up to 0.6 wt .- ^ beryllium and the remainder copper, the amount of beryllium at least 0.3 wt .- $ or the amount of Titanium plus any beryllium present is at least 0.5 wt% but less than 1.2 wt%. 2.- Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an anwesendem Nickel 27-33 Gew.-$ beträgt und Kohlenstoff in einer Menge unter 0,05 Gew.-^ anwesend isto 2.- Alloy according to claim 1, characterized in that the amount of nickel present is 27-33 wt .- $ and carbon is present in an amount below 0.05 wt .- ^ o 3.- Legierung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tita.imenge 0,1-0,7 Gew.-7o, vorzugsweise 0,15-0,7 Gew. -% und die Berylliumiaenge 0,3-0,6 Gew.-^ für eine Verwendung^temperatur der Legierung unter 600°0. beträgt.3. Alloy according to claim 1 and 2, characterized in that the titanium amount 0.1-0.7 wt. % , Preferably 0.15-0.7 wt.% And the beryllium amount 0.3-0 , 6 wt .- ^ for a use ^ temperature of the alloy below 600 ° 0. amounts to. 4.- Legierung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Titanmenge 0,1-0,7 Gew.-^, vorzugsweise 0,15-0,7 Gew.-^, und die Menge an Titan plus irgendwelchem anwesendem Beryllium mindestens 0,5 Gew.-$, jedoch weniger als 1,2 Gew.-$, für eine Verwendungstemperatur der Legierung von mindestens 6000G. beträgt.4.- Alloy according to claim 1 and 2, characterized in that the amount of titanium 0.1-0.7 wt .- ^, preferably 0.15-0.7 wt .- ^, and the amount of titanium plus any beryllium present at least 0.5 wt .- $, but less than 1.2 wt .- $, for a use temperature of the alloy of at least 600 0 G. is. 5·- Legierung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Titaniaenge 0,5-{-i7 Gew.-$ beträgt, die Berylliummenge unter 0,01 liegt und vorzugsweise kein Beryllium anwesend ist, wenn5. - Alloy according to claim 4, characterized in that the amount of titanium is 0.5- { -i7 wt .- $, the amount of beryllium is below 0.01 and preferably no beryllium is present when die Verwendungstemperatur der Legierung über 7000C. liegt.the use temperature of the alloy is above 700 ° C. 6.-Verfahren zur Herstellung einer verbesserten Legierung auf Kupferbasis, die 25-35 Gew.-^ Nickel, bis zu 3 Gew.-?& Mangan und bis zu 1,5 Gey/.-i;& Eisen enthält, wobei der Rest aus Kupfer besteht, dadurch gekennzeichnet, daß man die Menge des anwesenden Kohlenstoff auf weniger als 0,08 Gew.-$ begrenzt und bis zu 1,2 Gew.-°/o des anwesenden Kupfers durch 0,1-0,7 Gew.-?& Titan und bis zu 0,6 Gew.-^o Beryllium ersetzt, wobei die Berylliunimenge entweder 0,3-0,6 Gew.-% oder die Menge aus Titan plus irgendwelchem anwesendem Beryllium mindestens 0,5 Gew.-?ü, jedoch weniger als 1,2 Gew.-?£ beträgt·6.-Method of making an improved copper-based alloy containing 25-35 wt .- ^ nickel, up to 3 wt .-% & manganese, and up to 1.5 Gey /.- i ; & iron, the remainder is made of copper, characterized in that it limits the amount of carbon present at less than 0.08 wt .- $, and up to 1.2 wt -. ° / o of the copper present by 0.1-0.7 wt. -? & Titanium and up to 0.6 wt .- ^ o beryllium, with the beryllium amount being either 0.3-0.6 wt .-% or the amount of titanium plus any beryllium present at least 0.5 wt .-? ü, but less than 1.2 wt .-? £ is 7·- Die Verwendung von Legierungen gemäß Anspruch 3 in bearbeiteten formen, die Temperaturen unter 600 0. unterworfen wurden.7 · - The use of alloys according to claim 3 in machined molds that have been subjected to temperatures below 600 0. 8.- Die Verwendung von Legierungen gemäß Ansxjrucn 4 in bearbeiteten formen, die Temperaturen von mindestaas 6000C. unterworfen wurden.8.- The use of alloys Ansxjrucn 4, the temperatures were subjected mindestaas of 600 0 C. in accordance with the processed form. 9.- Die Verwendung von Legierungen gemäii Anspruch 5 in bearbeiteten formen, die Temperaturen über 7OU0C. unterworfen wurden»9.- The use of alloys according to claim 5 in machined forms that have been subjected to temperatures above 7OU 0 C. » Der Patentanwalt*The patent attorney * BAD ORJ©1NAL 009.8 4-5/0378 BAD ORJ © 1NAL 009.8 4-5 / 0378
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