DE2239467A1 - Hochfeste kupferlegierungen und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Description

¹¹ Hochfeste Kupferlegierungen und Verfahren zu ihrer Herstellung"

Prioritäten: 11. August 1971, Japan, Nr. 60274/71,

1. März 1972, Japan, Nr. 21375/72,

2. März 1972, Japan, Nr. 21764/72 und

3. März 1972, Japan, Nr. 22001/72.

Die Erfindung betrifft hochfeste Kupferlegierungen von ausgezeichneter Korrosionsbeständiglceit und Bearbeitbarkeit, deren Hauptbestandteile Kupfer und Aluminium sind und die außerdera Zinn, Zink, Nickel, Mangan, Beryllium und Eisen enthalten, sowie ein Verfahren zur Herstellung dieser Legierungen.

Gießstücke aus üblichen Kupferlegierungen sind im allgemeinen Gießstücken aus anderen Metallen und Legierungen, insbesondere Gußeisenerzeugnissen, überlegen im Hinblick auf elektrische Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit, Diamagnetismus, Festigkeit gegen Kaltsprödigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Farbe und Glanz, Verschleißfestigkeit, Bearbeitbarkeit usw. Insbeson-

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dere zeigt Gußbronze eine hohe Verschleißfestigkeit, hohe Korrosionsbeständigkeit und eine ausgezeichnete Bearbeitbarkeit. Deshalb ist diese Legierung am besten geeignet für Lager, Lagerbüchsen, Muffen, Pumpenschäfte, Schaufelräder, Injektoren, Ausrüstungen für Eisenbahnen, Teile für Meßgeräte, Ventile und Hähne für niedrigen und mittleren Druck.

Derartige Legierungen können jedoch nicht für Hochdruckventile und -hähne verwendet v/erden, weil ihre mechanischen Eigenschaften, wi.e Zugfestigkeit, nicht sehr gut sind,und v/eil sie eine ziemlich niedrige Streckgrenze, Härte und Wärmebeständigkoit besitzen.

Andererseits ist eine Aluminiumbronze, die eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, Zugfestigkeit, Streckgrenze und Härte besitzt, die zäheste Legierung unter den Gußkupferlegieruiigen, doch weist diese Legierung den Mangel auf, daß die Herstellung eines Gießstückes von komplizierter Struktur schwierig und die Bearbeitbarkeit besonders schlecht ist.

Bei vorliegender Erfindung galt es daher, als erstes die Aufgabe zu lösen, eine Kupferlegierung mit stark verbesserter Zugfestigkeit, Streckgrenze, Schlagfestigkeit, Härte, Korrosionsbeständigkeit, Bearbeitbarkeit, Verschleißfestigkeit und Wärmebeständigkeit durch Zulegieren von Aluminium zu einer üblichen Bronze zu schaffen.

Man hat bisher angenommen, daß Aluminium in Bronzen eine Verunreinigung darstellt und daß die Anwesenheit von Aluminium die Güte einer solchen Bronze beeinträchtigt. Insbesondere v/ird die Zugfestigkeit, die man bei Zugabe von 0,005 Gewichtsprozent AIu-

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minium zu etwa 23 kg/mm beobachtet, auf etwa 18,5 kg/mm" herabgesetzt, wenn der Aluminiumgehalt auf O₅1 Gewichtsprozent ansteigt» Weiterhin wird die Dehnung, die man bei Zugabe von 0,005 Gewichtsprozent Aluminium zu etwa ?Jffo beobachtet, auf et v/a 15$ herabgesetzt, wenn der Aluminiumgehalt auf 0,1 Gewichtsprozent ansteigt. Darüber hinaus wird der Druckverlust, den man bei Zugabe von 0,005 Gewichtsprozent Aluminium zu 0_s7 ml/sec beobachtet, auf 21 ml/sec herabgesetzt, wenn der Aluminiumgehalt auf 0,1 Gewichtsprozent ansteigt.

Mit einem Ansteigen des Aluminiumgehaltes werden diese Eigen--

tigt
schaftenbeeinträch-/ und insbesondere die Verschlechterung der Druckdichtigkeit ist außerordentlich. Deshalb wird in der Praxis der Aluminiumgehalt auf unter 0,005 Gewichtsprozent herabgesetzt. ■

Nach der Erfindung werden die vorgenannten Nachteile üblicher Kupferlegierungen dadurch überwunden, daß die legierungen 5 bis 8 Gewichtsprozent Aluminium enthalten.

Ferner wird eine Aluminium enthaltende Kupferlegierung, mit besonders verbesserter Zugfestigkeit durch Zugabe von Aluminium in einer Menge von 8 bis 10 Gewichtsprozent geschaffen.

Des weiteren ist aufgrund zahlreicher Untersuchungen an Kujjferlegierungen mit einem Gehalt an Aluminium in einer Menge"zwischen 5 und 8 Gewichtsprozent gefunden worden, daß man eine Kupferlegierung mit einer sehr hohen Schlagfestigkeit

zur Verfügung stellen kann,

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Eine zweite Aufgabe bei vorliegender Erfindung besteht in der Schaffung einer korrosionsbeständigen Kupferlegierung mit ausgezeichneter Farbe und hervorragendem Glanz.

Die erfindungsgemäßen legierungen zeigen beim G-uß eine schöne Gußhaut, die aus einem dichten Oxidfilm von einer - trotz der Anwesenheit von Aluminium - kupferbraunen Farbe besteht. Wenn das Gußstück einer Nachbehandlung unterworfen wird, kann sich die Farbe des Oxidfilins in eine dunkelrote Farbe oder zahlreiche andere Farben wandeln.

Ferner zeichnen sich die erfindungsgemäßen Legierungen durch eine Schnittfläche von hoher Beständigkeit gegen eine atmosphärische Korrosion im Vergleich zu Messing, ■. Bronze, Cupro-Nickel und Cupro-Aluminium aus.

Eine dritte Aufgabe bei vorliegender Erfindung besteht in der Schaffung einer Kupferlegierung, die durch Warm- und Kaltverformen leicht verarbeitbar ist. Die Erfindung schafft nämlich eine Kupferlegierung, die nicht nur in der Verformbarkeit sondern auch in der Vergießbarkeit ausgezeichnet ist.

Eine vierte Aufgabe bei vorliegender Erfindung besteht in der Schaffung einer Kupferlegierung, die eine stark verbesserte Zugfestigkeit und Härte aufweist, indem sie 2 bis 5 Gewichtsprozent Eisen enthält.

Andere Ziele und Vorteile der Erfindung sind aus der weiteren Beschreibung ersichtlich. Alle Aufgaben v/erden durch die Erfindung gelöst.

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Gegenstand der Erfindung sind daher hochfeste Kupferlegierung^ von ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit und Bearbeitbarkeit, bestehend aus 0,1 bis 5 Gewichtsprozent Zinn, 0₅1 bis 5 Gewichtsprozent Zink, 0,1 bis 5 Gewichtsprozent Bleij 2,5 bis 10 Gewichtsprozent Aluminium, Rest Kupfer und übliche Verunreinigungen, Ferner können diese Kupferlegierungen noch 0,1 bis 5 Gewichtsprozent Eisen, bis zu 5 Gewichtsprozent Nickel, bis zu 3 Gewichtsprozent Mangan und bis zu 0,1 Gewichtsprozent Beryllium enthalten.

Die Gründe für ji>_e Begrenzung des Gehaltes der erfindungsgemäß genannten Bestandteile werden nachstehend gegeben»

0,1 bis 5 Gewichtsprozent Zinn.

Ein Merkmal der erfindungsgemäßen legierung beruht auf dem Zinngehalt. Bei Zinngehalten unter 0,1$ ist die Dehnung hoch, doch die Streckgrenze niedrig. Wenn der Zinngehalt 2 Gewichtsprozent, insbesondere 5 Gewichtsprozent übersteigt, ist die Herabsetzung der Dehnung sehr stark und die erhaltene legierung ist hart und spröde. Andererseits verbessert Zinn die Korrosionsbeständigkeit und verhütet eine Entzinkung und Entaluminierung. Daher wird Zinn in einer Menge von 0,1 bis 5 Gewichtsprozent zugefügt. Besonders vorteilhaft ist es, ' den Zinngehalt auf 0,1 bis 1 Gewichtsprozent einzustellen, wenn eine hohe Zugfestigkeit, hohe Dehnung und hohe Schlagfestigkeit gewünscht werden, und den Zinngehalt auf 1 bis 5 Gewichtsprozent einzustellen, wenn eine hohe Härte gefordert wird.

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0,1 bis 5 Gewichtsprozent Zink,

Mechanische Eigenschaften, Vergießbarkeit, Bearbeitbarkeit und andere Verarbeitungseigenschaften können durch Zugabe von einer geeigneten Menge Zink verbessert werden. Y/enn Zink jedoch in einer Menge unter 0,1 Gewichtsprozent vorliegt, ist die Vergießbarkeit ungenügend, und wenn der Zinkgehalt zu hoch liegt, wird die Korrosionsbeständigkeit herabgesetzt, und es kann eine Entzinkung auftreten. Deshalb ist es erwünscht, daß der Zinkgehalt bis zu 5 Gewichtsprozent, insbesondere innerhalb eines Bereiches von 0,1 bis 2,5 Gewichtsprozent, gesteuert wird. Weiterhin ist es vorteilhaft, daß der Zinkgehalt auf 0,1 bis 1,5 Gewichtsprozent eingestellt wird, wenn eine hohe Zugfestigkeit und eine hohe Dehnung gewünscht werden, und daß der Zinkgehalt auf 1,5 bis 4 Gewichtsprozent eingestellt wird, wenn eine hohe Härte erwünscht ist.

0,1 bis 5 Gewichtsprozent Blei.

Wenn Blei in geeigneten Mengen vorliegt, werden die Bearbeitbarkeit und die Druckdichtlgkeit verbessert. Bei Bleigehalten unter 0,1 Gewichtsprozent können keine zufriedenstellende Bearbeitbarkeit und Druckdichtigkeit erhalten werden. Bei Bleigehalten über 5 Gewichtsprozent wird eine Herabsatzung der Zugfestigkeit, der Dehnung und der Schlagfestigkeit beobachtet. Wenn die Legierung Duktilität aufweisen soll, liegt

der Bleigehalt vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 2 Gewichtsprozent.

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2,5 bis 5 Gewichtsprozent, 5 bis 8 Gewichtsprozent und 8. bis 10 Gewicht sprοζent Aluminium.

Ein kennzeichnendes Merkmal bei den erfindungsgemäßen Legierungen liegt im Aluminiumgehalt sowie im Zinngehalt» Aluminium bewirkt eine Verbesserung der Verformbarkeit bei hohen Temperaturen der Zugfestigkeit, der Elastizitätsgrenze und der Korrosionsbeständigkeit. Bei Aluminiumgehalten unter 5 Gewichtsprozent ist eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften, wie Zugfestigkeit und Streckgrenze, nicht so bemerkenswert, doch werden Dehnung und Schlagfestigkeit verbessert. Bei Alurniniumgehalten über 8 Gewichtsprozent v/erden die Zugfestigkeit und die Streckgrenze verbessert. Wenn deshalb Zugfestigkeit, Schlagfestigkeit, Streckgrenze und Härte besonders erwünscht sind, zeigen Aluminiumgehalte über.8 Gewichtsprozent stärkere Verbesserungen als Aluminiumgehalte von 5 bis 8 Gewichtsprozent. V/enn Aluminium in einer Menge über 10 Gewichtsprozent vorliegt, sind, die Verbesserungen nicht so gut.

Bis zu 5 Gewichtsprozent Nickel.

Nickel verbessert die mechanischen Eigenschaften. Insbesondere, wenn Nickel in einer Menge bis zu 5 Gewichtsprozent vorliegt, wird die Zugfestigkeit erhöht und gleichzeitig werden die Dehnung. die Zähigkeit und die Korrosionsbeständigkeit verbessert. Wenn Nickel in einer Menge über 5 Gewichtsprozent vorliegt, ist die

rung

Verbesse-yder Wirkungen nicht so groß und die Kosten der Legierung werden erhöht. Vorzugsweise ist Nickel deshalb'in einer · Menge bis zu [3 Gewichtsprozent vorhanden. Wenn die Legierung bei Raumtemperatur,gewalzt werden soll, liegt Nickel vorzugsweise

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in einer Menge bis zu 3 Gewichtsprozent vor.

Bis zu 3 Gewichtsprozent Mangan.

Mangan wirkt als Desoxidationsmittel und liefert ein Gießereierzeugnis von sehr feiner und vollendeter Struktur. Wenn der Mangängehalt 3 Gewichtsprozent beträgt, werden Zugfestigkeit, Schlagfestigkeit und Verschleißfestigkeit erhöht. Bei Mangangehalten über 3 Gewichtsprozent wird jedoch keine Verbesserung bei der Zähigkeit beobachtet, und während des Gusses bildet sich leicht Schlacke. Deshalb wird der Mangangehalt vorzugsweise auf bis zu" 3 Gewichtsprozent eingestellt.

0,1 bis 5 Gewichtsprozent Eisen.

Eisen verbessert die Vergießbarkeit und Kornverfeinerung. Bei Eisengehalten unter 0,1 Gewichtsprozent liegen diese Verbesserungen sehr niedrig. Wenn der Eisengehalt 2 Gewichtsprozent über-Gteigt, werden insbesondere die Zugfestigkeit und die Härte stark verbessert im Vergleich zu Werten bei Erzeugnissen mit einem Eisengehal't bis zu 2 Gewichtsprozent. Bei Eisengehalten über 5 Gewichtsprozent wird eine Verminderung der Zugfestigkeit und der Verformbarkeit beobachtet. Manchmal bilden sich harte Stellen als Ergebnis einer Verbindung von Eisen mit Aluminium oder Zinn, was natürlich eine unerwünschte Verschlaohterung der Bearbeitbarkeit zur Folge hat. Weiterhin werden Eisengehalte von 2,5 bis 5 Gewichtsprozent zur Verbesserung der Kornverfeinerung bevorzugt.

Bis zu 0,1 Gewichtsprozent Beryllium.

der Beryllium wirkt als Desoxydationsmittel und dient / Stabilisierung

jedes Bestandteils der Legierung und zur Herstellung einer homo-

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genen Iegierungsstruktur, Ferner wird durch die Zugabe

von Beryllium die Aluminiumoxidmenge vermindert und die Fließeigenschaft der geschmolzenen legierung verbessert« Ein zu hoher Berylliumgehalt ist jedoch wirtschaftlich nicht zweckmäßig, .da die Verbesserungen nicht so bedeutsam sind. Vorzugsweise wird deshalb Beryllium in einer Menge bis zu 0,1 Gewichtsprozent zugegeben.

Die erfindungsgemäßen legierungen können durch Vereinigen von Kupfer mit den vorgenannten Elementen zweckmäßigerweise innerhalb der vorgenannten Mengenbereiche erhalten werden. Man kann dann Legierungen mit ausgezeichneter Zugfestigkeit, Schlagfestigkeit, Härte, Korrosionsbeständigkeit, Bearbeitbarkeit, Verschleißfestigkeit und Hitzebeständigkeit erhalten.

Ein weiteres wichtiges Merkmal der Erfindung besteht im Verfahren zur Herstellung derartiger legierungen. Die Herstellung der Kupferlegierungen ist dadurch gekennzeichnet, daß man die einzelnen Bestandteile zusammengibt und schmilzt unter Bildung einer Metallschmelze, bei der die Bestandteile innerhalb der vorgenannten Bereiche vorliegen, dann ein Inertgas, wie Stickstoff oder Argon,

ι dadurch

in die Schmelze einbläst und eine Entgasung und Kornverfeinerung bewirkt. Während dieses Verfahrens werden leicht oxydierbare Metalle, wie Aluminium, Zink und Mangan, an einer Umwandlung in Oxide durch die selektive Oxydation von Beryllium gehindert und solche Oxide enthaltende Metalle inhibiert,· so daß eine Stabilisierung der Bestandteile erreicht werden kann.

Die Bedingungen für das Entgasen müssen so ausgewählt werden, daß ein Entfernen von gelöstem Wasserstoff, ein Aufschwimmen und Ent-

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fernen von suspendierten Oxiden und ein Dispergieren und Verfeinern der Legierungskörner in zufriedenstellenderv/eise erreicht werden kann. Im Hinblick darauf v/erden die Temperatur der Schmelze, die Behandlungszeit, das Blasen und andere Bedingungen in geeigneter Weise ausgewählt. Eine derartige Behandlung kann einmal oder zu wiederholten Malen während des geschmolzenen Zustands der legierung durchgeführt werden.

Als Verunreinigungen, die in den erfindungsgemäßen Legierungen enthalten sein können, sind Phosphor, Schwefel, Chrom und Magnesium zu erwähnen. Die erfindungsgemäßen Legierungen können weiterhin Silicium, Silber, Arsen, Indium usw. als unbedeutende Legierungselemente enthalten, die die Eigenschaften der Legierungen nicht verändern. Bei den erfindungsgemäßen Legierungen wird jedoch der G-esamtgehalt an diesen Verunreinigungen und unbedeutenden Legierungselementen auf höchstens 1 Gewichtsprozent gehalten.

Die Anwendungsgebiete der erfindungsgemäßen Legierungen v/erden nachstehend zusammengefaßt.

1.) Gegenstände, Maschinen und deren Teile, bei denen Druckbeständigkeit, Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Erosionsfestigkeit, mechanische Festigkeit und Bearbeitbarkeit gefordert werden, und solche, bei denen Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Erosionsfestigkeit, Säurebeständigkeit und Ver-BcJileißfestigkeit gefordert werden, sowie Lager, zum Beispiel für Brückenteile, Werkzeugmaschinen, elektrische Instrumente, PurapenschraubemvelJ en, Schiffe, Transporteinrichtungen usw., Pumpenkörper, Lagerbüchsen, Muffen oder Hülsen, Schaufelräder, Ventile,

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wie Hochtemperaturventile, Hochdruckventile, hitzebeständige Ventile, Niedertemperaturventile, erosionsfeste Ventile, meerwasserbeständige Ventile, säurebeständige Ventile, wasserdampfbeständige Ventile und feuchtigkeitsbeständige Ventile, ferner Ventilteile, wie Körper, Deckel im Ventilgehäuse einer Pumpe_s Ventilspindeln, Ventilteller, massive Ringe und Blechringe, Hähne, Eisenbahnteile, Schiffsteile, Flansche, Futter, Kolben, Maschinenteile, Motorenteile, Vergaser, ölführende Ringe, ließgeräteteile, Scharniere, Teile für die Meeresforschung, Teile von Maschinen gegen eine Umweltverschmutzung, Teile von Wasserversorgungseinrichtungen, Trocknungseinrichtungen und sanitären Ausrüstungen, Teile von Kühl- und Klimaanlagen, Hochdruckgasbehälter, Teile für Atomkraftanlagen, Kühlrohre für Wärmeaustauscher, Teile für Wasserkühlung bei Wärmeaustauschern, Kraftfahrzeugteile, Getriebe und deren Zahnräder, Ventilsitze, Schneckenräder, Teile für Maschinen in der chemischen_fIndustrie, die säurefest und meerwasserbeständig sein müssen, Lagerkäfige und Reibungsteile von Drucklagern usw.

2.) Gegenstände, Maschinen und deren Teile, bei denen Vergießbarke it, Ver- und Be-arbeitbarkeit und Beständigkeit gegen atmosphärische Korrosion gefordert v/erden, wie allgemeine Werkzeuge, Bauwerkzeuge, Teile von Wasserversorgungseinrichtungen, Trocknungseinrichtungen und sanitären Ausrüstungen, Dekorations-.teile, Namensschilder und Teile von Maschinen gegen eine Umweltverschmutzung usw.

J>.) Verförmbare Metalle, wie Stäbe, Platten, Rohre und gewöhnliche Dekorationsmaterialien, usw.

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4.) Materialien sum Schmieden, einschließlich Kaltpreßschweissung (melt forging).

Die Punktionen und Y/irkungen der erfindungsgemäßen legierungen werden in den nachstehenden Beispielen ausführlicher erläutert.

Die in den Beispielen genannten legierungen werden zum Beispiel nach dem folgenden Verfahren hergestellt. Nachdem ein Schmelzofen und ein Schmelztiegel hoch genug erhitzt worden sind, werder. sie mit vorerhitzten Kupferschrott und -barren beschickt. Nachdem die Beschickung vollständig geschmolzen ist, werden zur Schmelze Zink (ivlessingschrott), Barren einer Kupfer-Zinn-Legierung und Bleibarren zugegeben. Das Erhitzen wird fortgesetzt, bis eine Schmelztemperatur von 125O⁰C erreicht ist. Zur Schmelze werden dann Nickelbarren (Nickel-Kupfer-Iegierung), Manganbarren (Mangan-Kupfer-Legierung), Aluminiumbarren (Aluminium-Kupfer-Legierung) und Barren einer Beryllium-Kupfer-Legierung zugegeben. Die Schmelze wird schwach gerührt. Dann wird für 3 bis 10 Minuten sofort trockenes Inertgas in einer solchen Menge in die Schmelze geblasen, daß die Oberfläche der Schmelze nicht zu stark beunruhigt wird . '■'· ■

Diese Behandlung wird möglichst sorgfältig und gründlich durchgeführt. Sofort nach dem Beendigen des Entgasens wird die Schmelze in eine Kokille für ein Prüfstück zur Gütekontrolle gegossen, wobei die sich spontan verfestigende Oberfläche und die Bruclifläche geprüft werden. Wenn in der sich spontan verfestigenden Oberfläche ein Schrumpfriß beobachtet wird und die Bruchfläche eine feine und vollkommene Struktur aufweist, liegt eine Schmelze von guter Qualität vor, die in

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- wr- ·

eine vorbereitete Form gegossen werden kann. .

Von den nachstehend aufgeführten 13 hochfesten Kupferlegierungen werden in den Beispielen 1 bis 9 die Legierungen 1-5, insbesondere 6, 7 und 8, in den Beispielen 10 bis 14 die legierungen .1 -5, insbesondere 9, 10 und 11, und in den Beispielen 15 bis die legierungen 1 - 5, insbesondere 12 und 13, eingesetzt.

(1) Kupferlegierung, enthaltend 0,1 - 5 Gew.-^ Zinn,

0,1-5 Gew.-^ Zink, 0,1 - 5 Gew.-^ Blei, 2,5 - 10 Gew.-^ Aluminium, Rest Kupfer und übliche Verunreinigungen.

(2) Kupferlegierung, enthaltend 0,1 - 5 Gew.~$ Zinn,

0,1-5 Gew.-fo Zink,

0,1-5 Gew.-^ Blei,

2,5 - 10 Gew.-$ Aluminium,

0,1 - 5 Gew.-$ Eisen,

Best Kupfer und übliche Verun-?

reinigungen.

(3) Kupferlegierung wie (1), jedoch zusätzlich enthaltend mindestens eines der Metalle Nickel bis zu 5 Gew.~$, Mangan bis zu 3 Gew.-5« und Beryllium bis zu 0,1 Gew.-fo, sov/ie gegebenenfalls 0,1 -^ 5 Gew.«-$ Eisen.

(4) Kupferlegierung, enthaltend 0,1-5 Gew.-^ Zinn,

0,1-5 Gew.-^ Zink, 0,1-5 Gew.t£ Blei,

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3-10 Gew.-$ Aluminium, Rest Kupfer, und übliche Verunreinigungen.

(5) Kupferlegierung wie (4), jedoch zusätzlich enthaltend mindestens eines der Metalle Eisen in einer Menge von 0,1 bis Gew.-°/>, Nickel bis zu 5 Gew.-jS, Mangan bis zu 3 Gew.-$ und Beryllium bis zu 0,1 Gew.-^.

(6) Kupferlegierung, enthaltend 0,1-4 Gew.-$ Zinn,

0,1 - 4 Gew,-# Zink, 0,1 - 4 Gew.-^ Blei, 5-8 Gew.-$ Aluminium, Rest Kupfer und übliche Verunreinigungen.

(7) Kupferlegierung, enthaltend 0,1-4 Gew..-# Zinn,

0,1 - 4 Gew.-^ Zink, 0,1 - 4 Gew.-# Blei, 5-8 Gew.-^ Aluminium, 0,1-5 Gew.-i> Eisen, liest Kupfer und übliche Verunreinigungen.

(8), Kupferlegierung wie (6), jedoch zusätzlich enthaltend mindestens eines der Ketalle Nickel bis '/.u 5 Gew.-^, Mangan bis zu 3 Gew.-^S und Beryllium bis zu 0,1 Gew.-jS, sowie gegebenenfalls 0,1 - 5 Gew.-^c/o Eisen.

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(9) Kupferlegierung, enthaltend 0,1 - 4 Gew.-^. Zinn,

0,1 - A- Gew.-^ Zink,

0,1-4 Gew.-^ Blei,

8 - 10.Gew.-$ Aluminium,

Rest Kupfer und übliche Verun-

reinigungen.

(10) Kupferlegierung, enthaltend -0,1 - 4 Gew.-^ Zinn,

0,1 - 4 Gew.-$ Zink, - - . 0,1-4 Gew.-fo Blei,

8-10 Gew.-fo Aluminium, 0,1-5 Gew.-5ö Eisen, Eest Kupfer und übliche Verun-, reinigungen.

(11) Kupferlegierung v;ie (9)> jedoch zusätzlich enthaltend mindestens eines der Metalle Nickel bis zu 5 Gew.-^, Mangan bis zu 3 Gew.-$ un'd Beryllium bis zu 0,1 Gew.-^, sowie gegebenenfalls 0,1-5 Gew.-$ Eisen.

(12) Kupferlegierung, enthaltend 0,1 - 5 G'ew.-5i Zinn,

0,1 - 5 Gew.~°/o Zink, 0,1 - 2 Gew.-Io Blei, 1 - 5 Gew.-^, vorzugsweise 2,5 - 5 Gew.-$ Aluminiuniy Eest Kupfer und übliche Verunreinigungen.

(13) Kupferlegierung wie (12), jedoch zusätzlich enthaltend min-

Eisen
destens eines der Metalle/in einer Menge von 0,1 - 4 Gew.-^,

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Nickel bis zu 5 Gew.-$, Mangan bis zu 3 Gew.~$ und.Beryllium bis zu 0,1 Gew.-$.

Beispiel 1.

Die Tabelle I veranschaulicht Werte über die chemische Zusara-

.", mensetzung, die Zugfestigkeit, die Dehnung und die Härte von erfindungsgeraäßen legierungen»

Bei jedem Ansatz werden Prüfstücke bei 1150 - 120O⁰C gegossen und dabei Prüfmuster nach der Japanischen Industrie Norm (JlS) A (Y-Block) gebildet. Bei den Ansätzen 18 - 20 werden Prüfmuster nach JlS ΰ gebildet. Aus den Gußstücken werden nach JIS Nr. 4 Prüfmuster für die Zugfestigkeit hergestellt und ihre Eigenschaften geprüft.

Bei den Ansätzen 1 bis 5 wird der Einfluß einer Änderung des Zinngehaltes untersucht. Bei Ansatz 1 ist der Zinngehalt niedriger (praktisch nur Spuren) als bei den erfindungsgemäßen legierungen. , . '·

• Bei Ansatz 5 liegt der Bleigehalt höher als bei den Ansätzen 2 bis 4.

Der Kinngehalt ist ein bedeutsamer Faktor bei der Bestimmung der Zugfestigkeit und der Dehnung bei den erfindungsgemäßen legierungen.

Bei den Ansätzen 6-8 wird die Änderung des Zinkgehaltes und bei den Ansätzen 9 - 11 die Änderung des Bleigehaltes untersucht.

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AT

Bei den vorgenannten Ansätzen wird kein großer Unterschied in der Zugfestigkeit beobachtet, jedoch wird die Dehnung herabgesetzt, wenn entweder der Zinkgehalt oder der Bleigehalt außerhalb des bevorzugten Bereiches liegt.

Bei den Ansätzen 12-14 wird der Einfluß einer Änderung des Aluminiumgehaltes untersucht. Bei Ansatz 12 ist der Aluminiumgehalt besonders niedrig;

deshalb sind die Werte für

die Zugfestigkeit und die Dehnung niedrig. Bei Ansatz 14 ist die Zugfestigkeit hoch, die Dehnung niedrig. Der Aluminiumgehalt (in Gewichtsprozent) ist ein bedeutsamer Paktor bei der Bestimmung der Zugfestigkeit und der Dehnung bei den erfindungsgemäßen legierungen. ··

Die durch Zulegieren von Nickel und/oder Mangan erreichten Wirkungen sind in den Ansätzen 15» 16 und 17 geprüft worden. Jedesmal wird eine hohe Zugfestigkeit und eine hohe Dehnung erhalten. Besonders bei der Dehnung werden durchgehend gute Ergebnisse erhalten.

Die Ergebnisse der Ansätze 18, 19 und 20 beziehen sich auf die JIS-B=PrUfmuster. Aus den Ergebnissen ist ersichtlich, daß bei den JIS-B=Prüfmustern stets höhaxa. Werte bei der Zugfestigkeit und der Dehnung erhalten werden ^können als bei den JIS-A=PrUfmustern. ·

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	c he mi	sehe	0	TABELLE I	Pb	Al	Ni	0	Hn Pe	-50	Verun reini gungen	2239467	3?.	Härte (HB)
An			0,1	Zusammensetzung (Gew.	4,0	5,6	0	0		0,40	mechanische Eigenschaften	44	90
satz	Cu	Sn	1,5		4,0	5,6	0	0		0,30	Zug fest ig-	40	90
Nr.	88,0	2,0	Zn *	3,9	5,5	0	0	0	0,10	28,3	20	110
1	88,0	3,9	2,0	3,9	6,2	0	0	0	0,20	29,5	12	104
2	87,0	2,1	2,0	4,4	5,5	0	0	0	0,50	29,5	4	121
3	86,1	1,7	2,0	4,4	6,3	0	0	0	0,10	31,0	13	110
4	81,7	2,0	1,6	3,5	6,0	0	0	0	0,20	29,5	21
VJl	86,8	2,2	4,0	'.'»2	7,3	0	0	0	0,30	31,3	8	114
6	86,6	1,7	0,1	1,6	6,1	0	0	0	0,30	33,2	8	110
7 '	82,1	1,7	2,0	3,5	6,1	0	0	0	0,20	30,0	23	110
8	85,8	3,9	4,1	4,2	6,9	0	0	0	0,10	30,5	H	110
9	86,5	1,8	4,3	4,8	2,6	0	0	0	0,90	36,5	3
10	85,5	1,8	2,0	3,8	6,4	0	ο ·	0	0,30	31,0 .	20	114
11	83,3	1,7	1,6	3,6	8,5	1,3	0	0	0,10	15,3	3	138
12	85,9	1,5	4,5	3,9	6,6	0	0	0	0,10	34,3	26	104
13	84,2	1,6	1,8	3,9	6,3	2,4	0,9	0	0,20	32,5	24	104
14	84,9	1,7	1,8	3,5	7,9	0	0,8	0	0,20	31,3	26	110
15	85,3	1,7	1,5	3,7	5,4	0,7	0	0	0,50	31,8	18	125
16	82,0	1,6	1,9	3,6	6,0	1,5	0,8 0,	0	0,10	34,0	30	117
17	86,0	Beispiel 2A.	1,6	3,5	6,5		0,9 0,	0	0,10	33,8	30	. 110
18	85,1		1,7					3		41,6
19	83,8		1,7				5	38,3
20			1,6

Bei 1150⁰G werden aus Legierungen gemäß Beispiel 2 und aus legierungen gemäß JIS BC 6 Prüfmuster nach JIS A gegossen und daraus Stücke für die Zugfestigkeitsprüfung nach JIS Hr. 4 gefertigt. Die mechanischen Eigenschaften dieser Stücke sind aus Tabelle 2 ersichtlich.

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TABELLE II

Legierungen nach
Beispiel 2 JIS BC 6

Chemische Zusammensetzung	86,5	82,0	84	,3	84,0 '"·
	.1*7	1,6	4	,4	4,7
Cu	2,0	1,6	5	,2	5.1\
Sn	3,5	3,5	5	-.6	5,7
4 .Zn	6,1	7,9	-	«ata«
Pb	0,0	2,4	0	,4	0,0
Al	0,0	o;e	-	—
Ni	0,0	0,0	0	,0	-0,0
Mn	0,20	0,20	0	,10	0,5Q
Pe
Verunre inigungen	36,5	34,0	26		' 25,8
Mechanische Eigenschaften;	23	26	28		22
Zugfestigkeit in kg/mm2	110	110	74		75
Dehnung in $	21,1	20,9	12	j2	.11,5
Härte (HB)
Streckgrenze in kg/mm

Aus den Ergebnissen ist ersichtlich, daß nie legierungen nach
Beispiel 2 höhere Zugfestigkeits- und Härtewerte aufweisen als \ die Vergleichslegierungen. Sie liegen um etwa 30$ bzw. 4Q$ höher.' Ferner liegt die Streckgrenze der erfindungsgemäßen Legierungen ■
um etwa 75$ höher als bei den yergleichslegierungeiu

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Beispiel 2B. TABELLE III

Kerbschlagzähigkeit nach Charpy bei

erapera ur Legierungen Legierungen

in ⁰C. nach Beispiel 2 nach JIS BO

-75 2,8 - 3,2 2,3 - 2,5

20 3,0 - 3,5 2,4 - 2,7

100 3,2 - 3,5 2,4 - 2,7

200 3,2 - 3,5 2,0 - 2,2

300 2,8 - 3,2 1,0 - 1,3

Die Tabelle III zeigt die Ergebnisse der Kerbschlagzähigkeit nach Charpy an Prüfstücken mit U-förmiger Kerbe nach JIS Nr. 3 aus Legierungen nach Beispiel 2 und solchen nach JIS BC 6.

Im Vergleich zu den Legierungen nach JIS BC 6, bei denen die Kerbsehlagzähigkeiten bei Temperaturen über 20O⁰C stark erniedrigt sind, sind die erfindungsgernäßen Legierungen insofern ausgezeichnet, daß bei Temperaturen bis zu 300 C keine Verminderung der Kerbschlagzähigkeit beobachtet wird. Bei Temperaturen über 200 C liegt der Wert für die Legierung nach Beispiel 2 um etwa 60$ und bei Temperaturen über 30O⁰C um etwa 150$ höher als bei den Legierungen nach JIS BC 6. Man kann sehen, daß die erfindungsgemäßen Legierungen bei hohen Temperaturen gute und stabile mechanische Eigenschaften aufweisen.

309808/0955

BAD ORIGINAL Beispiel 3«

Legierung

TABELLE IV

Chemische Zusammensetzung "(Gew.-jQ relativer

\7ert der Bc-

Cu Sn Zn Pb Ni Al Pe arbeit bar

keit ·

1.	Gruppe:	85 81 .	5 3	5 9	5 — 7 —	—	—	90 90
	bleihaltige Bronzen	81	3	10	6	- —	—	90
		70 80	5 10	--	25 — 10	—	—	90 80
	bleihaltige Bronzen	78	7	—	15 —		—	80
		71 67	1 1	25 29	3 —— 3 ——	—	—	80 80
	Messing	61,5	__	35,5	3 —	—	—	100
	Automaten messing
2.	Gruppe:	88	6	4	2 ——			60
	Zimibronze	88	10	2	— __	—	—	50
		88	8	4	_—		—	50
		61	0,75	35,5	0,75 —	—		60
	Messing
?·	G-rupp e:	64	__	Hast	— —	7,5	3	20
	ho c hf e st e s Messing	89 85	—	— —	__ ——	10 11	1 4	35 20
	Aluminium- Bronze
4.	Gruppe:	85,5	1,5	1,5	3,5 1	7	——	90
	Legierung des Bei spiels 3

309808/0955

Die Tabelle IV zeigt die relativen Werte der Bearbeitbarkeit von Gießlingen und duktilen Metallen verschiedener Kupferlegierungen. Als iJezugswert wird der V/ert bei stabförmigem Automatenmessing gleich 100 gesetzt.

Höhere Bleigehalte ergeben eine bessere Bearbeitbarkeit. Aluminiumbronze und hochfestes Messing, die beide Aluminium enthalten, besitzen eine schlechte Bearbeitbarkeit. Im Gegensatz hierzu zeigt die Legierung des Beispiels 3, obwohl sie Aluminium enthält, wegen des Bleigehaltes eine ausgezeichnete Bearbeitbarkeit auch im Vergleich zur Legierung nach JIS BG 6.

Beispiel 4.

TABELLE V
Gewichtsverlust durch Korrosion in mg/cm /llonat

^ - ^er Legierung nach Legierung nach Legierung nach

Beispiel 4 JIS BC 6 BSBFE2

8,19	15,07	6,98+)
0,96	0,98	0,93
0,16	0,13	0,07
0,08	0,07	0,07
8,49	14,12	12,22
11,12	21,94	12,57

⁺' = es wird Entzinkung beobachtet. Die chemische Zusammensetzung der Legierung des Beispiels 4 ist: 85,9;' Ou, 1,8;$ Sn, 1,8?$ Zn, 3,8?ί Pb, 6,4?> Al, 0,30 Verunreinigungen.

Aus den Legierungen des Beispiels 4 und der Vorschrift JIS BC werden Prüfmuster gegossen gemäß JIS B. Die Größe beträgt 35 x 20 χ 3 nim. Die Prüfmuster werden in eine korrodierende Flüssigkeit getaucht, um den Gewichtsverlust durch Korrosion zu

309808/0955

BAO ORIGINAL

untersuchen. Der pH-Wert der korrodierenden lösung, wird wie in Tabelle V angegeben eingestellt. Die Prüfung wird bei Raumtemperatur .durchge-führt.

Die Legierung des Beispiels 4 zeigt einen niedrigen Gewichtsverlust, insbesondere bei niedrigen und auch bei hohen pH-Werten, was eine gute Beständigkeit gegen verschmutztes Wasser oder verunreinigtes Meerwasser anzeigt, und somit eine gute Korrosionsbeständigkeit.

Beispiel 5.

Die Tabelle VT veranschaulicht Werte über die chemische Zusammensetzung, die Zugfestigkeit, die Dehnung und die Härte von erfindungsgemäßen Legierungen«

In jedem Falle werden bei 1150 - 1200⁰C Prüfmuster nach JIS Nr. gegossen und die Eigenschaften untersucht.

Bei den Ansätzen 1-4 wird der Einfluß einer Änderung des Zinngehaltes untersucht. Beim Ansatz 1 liegt der Zinngehalt niedriger als beim erf indungsgemäßen Bereich; 'der Zinngehalt der Ansätze 2 und 3 liegt innerhalb des bevorzugten Bereichs; der Zinngehalt des Ansatzes 4 liegt über der oberen · Grenze des bevorzugten Zinngehalts.

Der Zinn&ehalt ist ein bedeutsamer Faktor bei der Bestimmung der Zugfestigkeit und der Dehnung bei den erfindungsgemäßen Legierungen. - .

Bei den Ansätzen 5, 6 und 7 wird der Einfluß einer Änderung des Zinkgehaltes untersucht. Die Ansätze 5 und 6 entsprechen dem

309808/0955

BAD ORIGINAL

An- chemische Zusammensetzung (Gew.-^) mechanische

_satz Eigenschaften

Gu ön Zn Pb Al Ni Mn Fe Verun- Zug- _Ί, .

' reini- festig- ^iJen~ Härte

gungen lteit_P ?_f ^l}?^s (HB) (kg/mm²) ⁽'^j)

.1 88,0 0 2,0 4,0 5,6 0 0 0 0,40 28,3 44 90

2 85,4 0,1 2,2 3,5 6,3 0 0 2,3 0,20 35,5 20 100

3 84,2 2,0 1,8 3,1 5,8 0 0 2,8 0,30 37,6 10 120 ·

4 82,1 4,5 1,5 3,7 5,5 0 0 2,3 0,40 35,4 4 110

5 85,3 2,0 0,1 3,6 6,1 0 0 2,5 0,40 33,7 20 120

6 82,1 1,8 2,5 3,8 6,8 0 0 2,6 0,40 33,0 18 120

7 81,6 2,2 4,3 3,2 5,9 0 0 2,6 0,20 30,2 8 113

8 85,0 1,6 2,0 1,2 7,0 0 0 2,9 0,30 41,3 14 128

9 83,3 2,0 1,8 3,4 6,5 0 0 2,7 0,30 39,3 20 107

10 83,0 1,8 1,8 4,3 6,6 0 0 2,1 0,40 30,4 15 110

11 86,51,51,93,93,10 0 2,80,30 20,2 3

12 81,7 3,1 2,2 3,6 6,5 0 0' 2,5 0,40 38,5 18 115

13 80,9 1,8 2,0 3,9 8,7 0 0 2,5 0,20 44,8 10 130

14 86,5 1,7 2,0 3,5 6,1 0 0 0 0,20 36,5 23 110

15 84,9 1,6 1,5 3,7 6,0 0,01 0 1,7 0,30 32,0 31 93,6

16 83,5 1,6 0,9 3,7 6,6 0,02 0 3,5 0,20 45,7 15 130

17 82,7 1,5 1,4 3,5 6,1 0 0 4,6 0,20 45,2 12 135

18 81,6 1,6 1,5 3,7 6,0 0 0 5,3 0,30 50,9 5 135

19 85,1 1,7 1,7 3,6 6,0 0,7 0,8 0,3 0,10 41,6 30 117

20 81,9 1,7 1,5 3,3 6,5 0,9 1,0 3,1 0,10 52,5 21 I40

bevorzugten Bereich, und der Zinkgehalt des Ansatzes 7 liegt über. der bevorzugten oberen Grenze. Bei den Ansätzen 8, 9 und wird der Einfluß einer Änderung des Bleigehaltes untersucht. Dj.e Ansätze 8 und 9 entsprechen dem bevorzugten Bereich, und der Bleigehalt des Ansatzes 10 liegt über der bevorzugten oberen
Grenze. Bei diesen Ansützen lot kein vre sent lic hör. Unterschied in der Zugfestigkeit zu beobachten, jedoch ist aus den ürgebiiiö-

309808/095 5

BAO ORIGINAL

sen ersichtlich, daß die Dehnung herabgesetzt wird, wenn entweder der Zinkgehalt oder der Bleigehalt außerhalb des bevorzugten

Bereiches liegt. Bei den Ansätzen 11, 12 und 15 wird der Einfluß einer Änderung des Alumini umbehältes untersucht. Beir Ansatz 11 der Aluminiumgehalt besonders -niedrig,

Bereich beim Ansatz 12 liegt er im mittleren / und beim

des bevorzugten Bereiches. Ansatz 13 oberhalb der oberen Grenze/ Der Aluminiumgehalt (in Grewichtsprozent) ist ein bedeutsamer Paktor bei der Bestimmung der Zugfestigkeit und der Dehnung bei den erfindungsgemäßen Legierungen.

Bei den Ansätzen 14 bis 18 wird der Einfluß einer Änderung des

Eisengehaltes untersucht. Die Ansätze 14 bis 17 entsprechen dem beanspruchten
/Bereich _{f un(}j ^g₁. Eisengehalt des Ansatzes 18 liegt über der

genannten oberen G-renze. Es ist ersichtlich, daß die Dehnungswerte schlechter v/erden, wenn der Eisengehalt 5 Gewichtsprozent übersteigt. Bei den Ansätzen 19 und 20 werden die durch Zulegieren von Nickel und Mangan erzielten Wirkungen untersucht. Aus den Ergebnissen ist ersichtlich, daß durchweg gute \7erte beaüglich.der Zugfestigkeit und der Dehnung erhalten v/erden,

Beispiel 6.

Bei etwa 1150⁰C werden aus den Legierungen-des Beispiels 6-1, des Beispiels 6-2 und einer Legierung: nach JIS BO 6 Prüfstücke gegossen, die dann zu Prüfmustern nach JIS Nr. 4 für die Zugfestigkeit verarbeitet werden. Die Ergebnisse über die Untersuchungen der Eigenschaften dieser Muster sind in der Tabelle VII angegeben,

309808/0955

BAD ORIGINAL

TABELLE '	Cu	VII	83,6	Legierungen nach	86,5	JIS	BC 6
	Sn		1,5	6-1 Beispiel 6-2	1,8
	Zn	Beispiel	1,8		1,5
Chemische Zusammensetzung	Pb		3,0		3,0	83,4	83,4
(Gew. -i>):	Al		7,2	85,1	6,5	4,5	4,3
Fe	85,3	2,6	1,8	0,3	6,0	6,5
Ni	1,7	0,0	2,0	0,0	5,6	5,5
Mn	2,1	0,0	3,2	0,0	—-	—
Verunre inigungen	3,2	0,3	7,4	0,4		-—
Mechanische Eigenschaften:	7,4		0,0		0,3	0,0
Zugfestigice it (kg/mm )	3,3	41,6	0,0	34,0	0,0	0,0
Dehnung ($)	0,0	22	0,0	25	0,2	0,3
Streckgrenze (kg/mm )	0,0	21,0	0,5	19,7
Härte (HB) 1	0,3	130		110	27,5	28,3
			36,4		27	25
42,2		23		12,5	12,0
20	20,5	75	73
22,8	110
35

Aus den Ergebnissen ist ersichtlich, daß hinsichtlich der Zugfestigkeit und der Härte die Legierung des Beispiels 6-1 den Legierungen des Beispiels 6-2 und nach JIS BC 6 überlegen ist. Die Zugfestigkeit der Legierung des Beispiels 6-1 liegt um etwa 1Q^ bzw. etwa 50$ und die Härte um etwa 20;» bzw. 79$ höher.

Beispiel 7.

In der nachstehenden Tabelle VIII sind Ergebnisse der Kerbschlag·

keiju

zähig /iiach Charpy bei unterschiedlichen Temperaturen an Prüfstücken mit U-förmiger Kerbe aufgeführt, die aus Legierungen nach Beispiel 7-1, Beispiel 7-2 und nach JIS BC 6 gefqrtigt sind.

309808/0955

BAD ORIGINAL

	TABELLE	VIII	2,5 - 3,0 . 2,8 - 3,5 3,0 - 3,5 3,1 - 3,5 2,8 - 3,2	b/	2,6 2,8 2,8 2,3 1,5
Temperatur in 0C .	Kerbschlagzähigkeit nach Charpy Legierung Legierung nach Beispiel nach Beispiel ' 7-1 7-2	IX	(kg.iq/cm ) bei Legierung nach JIS BG 6 ■
-75 20 100 200 300	2,6 - 3,0 2,7 - 3,2 3,0 - 3,2 3,0 - 3,2 2,6 - 3,0	Zusammensetzung	2'2 - 2,5 - 2,5 - 2,1 - 1,0 -
	TABELLE	Pb Al Fe		Verun reini gungen
legierung	chemische		<G.6W..-#)
	Cu Sn Zn	Ni Mn

Beispiel 7-1 83,5 1,3 2,0 3,1 6,9 2,8 0 0 0,40 Beispiel 7-2 85,04 1,6 2,2 3,3 7,5 0.06 0 0 0,30 JIS BG 6 83,73 4,5 6',1 .5,2 — 0,1 0,32 0 0,05

Im Gegensatz zur Legierung nach JIS BC 6, bei der die Kerbschlagzähigkeit bei Temperaturen über 200⁰C stark erniedrigt ist, zeigen die Legierungen nach den Beispielen 7-1 und 7-2 keine Herabsetzung der Kerbschlagzähigkeit bei Temperaturen bis zu 300⁰C. Bei Temperaturen von 200⁰C liegt die Kerbschlagzähigkeit der Legierung nach Beispiel 7-1 um et\va 39$ und bei Temperaturen von 30O⁰C um etwa 100$ höher als die der Legierung nach JIS BG 6« Die Legierungen nach Beispiel 7-1 und nach Beispiel 7-2 zeigen bei allen Temperaturen etv/a die gleichen Kerbschlagzähigkeit en.

309808/0955

BAD ORIGINAL !

Beispiel 8, TABELLE X

chemische Zusammensetzung (Gew.-^) relativer

Legierung ^{Wcrt der}

Cu Sn Zn Pb Ni Al Fe £ggg£

nach Beispiel 8-1 83,7 1,6 1,5 35,7 O 6 3,5 75

nach Beispiel 8-2 85,3 1,5 1,5 3,5 1 7 0,2 90 '

JIS BC 6 83,7 4,3 6,0 5,5 0,3 0,2 90

JISAlBC 1 86,3 0,3 9,1 3,2 (1,1) 22

Automatenmessing 59,5 0,2 Rest 3 0,2 100

Die Tabelle X zeigt die relativen Werte der Bearbeitbarkoit von Grießlingen und duktilen Metallen verschiedener Kupferleßierunßcn. Als Bezugswert wird der V/ert bei stabförmigem Automatenmessinß gleich 100 gesetzt.

Die Bearbeitbarkeit wird hinsichtlich dem reziproken Wert derjenigen Zeit verglichen, die zum Bohren einer Probe einer bestimmten Dicke unter einer Belastung von etwa 10 kg mittels eines Spiralbohrers (SKH9) mit einem Durchmesser von 7,0 mm bei 1100 Umdrehungen je Kinute auf einer Tischbohrmaschine erforderlich ist.

Wie aus den Ergebnissen der Tabelle X ersichtlich ist, besitzt die Aluminium enthaltende Legierung nach JIS AlBC 1 eine schlechte Bearbeitbarkeit. Im Gegensatz hierzu ist die Legierung nach Beispiel 8-1, die ebenfalls Aluminium enthält, ausgezeichnet

309808/0955

i BAD ORIGINAL

bearbeitbar, da sie zusätzlich Blei enthält. Die Bearbeitbarkeit der Legierung nach. Beispiel .8-2 ist jedoch noch etwas besser als die nach Beispiel 8-1.

Beispiel 9. . ■ ·

	Gewichtsverlust	- TABELLE XI	•	43	15,07	lach Legierung Beispiel	Ni Mn Fe *' r	bei
			98	0Γ, 98	8	Q 0 . 3,1	nach 9-2
pH-Y/ert	p durch Korrosion (mg/cm /Monat)		15	0,13	0	0,3 0	,19
2	Legierung nach Legierung ι Beispiel 9-1 JIS BC 6	Gu	08	0,07	0	0' 0 -—	,96
4	11,	83,6	92	14,12	0		,16
6	o,	83,7	25	21,94	8	»08
9	o,	85,5		TABELLE XII	11	,49
11	o,			,12
12	8,		chemische Zusammensetzung (Gew
	12,	Sn		.-£)
Legierung	1,7	Zn Pb Al .
	4,3	1,5 3,4 6,4	ngen
nach Bei spiel 9-1	1,5	6,0 5,5	0,3
nach JIS BG 6	2,1 3,5 7,2	0,2
nach Bei spiel 9-2		0,2

Aus den Legierungen nach den Beispielen 9-1 und 9-2 und nach JIS BG 6 werden Prüfmuster nach JIS B der Abmessungen 35 χ 20 χ 3 mm gefertigt, die in eine korrodierende Lösung von dem in der Tabelle XI angegebenen pH-Wert bei Raumtemperatur getaucht v/erden, um den Gewichtsverlust durch Korrosion zu bestimmen.

309808/0955

Die Tabelle XII gibt die chemischen Zusammensetzungen der Legierungen an.

Aus den Ergebnissen der Tabelle XI'ist ersichtlich, daß die Legierung nach Beispiel 9-1 einen niedrigeren Gewichtaverlust durch' Korrosion, insbesondere bei niedrigen und hohen pH-Werten, zeigt als die Legierung nach JIS BC 6. Es ist daher ohne weiteres zu' verstehen, daß die Legierung nach Beispiel 9-1 eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit besitzt.

Beispiel 10.

Die Tabelle JiIII veranschaulicht Werte über die chemische Zusammensetzung, die Zugfestigkeit, die Dehnung und die Härte von erfindungsgemäßen Legierungen.

Jeder Ansatz wird bei 1150 - 1200⁰O unter Bildung von JIS-B=PrUfmustern gegossen. Beim Ansatz 17 wird ein JIS-A=Prüfmuster gebildet. Aus den Gußstücken werden nach JIS Nr. 4 Prüfmuster für die Zugfestigkeit hergestellt und die Eigenschaften untersucht.

Bei den Ansätzen 1 bis 4 wird der Einfluß einer Änderung des Zinngehaltes untersucht. Bei Ansatz 1 ist der Zinngehalt niedriger als die erfindungsgemäß genannte untere Grenze. Bei den Ansätzen 2, 3 und 4 liegen die Zinngehalte innerhalb des bevorzugten Bereiches.

Der Zinngehalt (in Gewichtsprozent) ist ein bedeutender Faktor, die Zugfestigkeit und die Dehnung der erfindungsgemäßen Legierungen zu beeinflussen«

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	Cu	TABELIE	XIII	Sn	Zn	Pb	Al	Fe	Ni	50	I	Verunreinie
Ansatz										Mn	ßunßen
Nr.	89,22		0,05	0,60	0,60	8,89	0,34	0			0,30
	88,95		0,50	0,62	0,10	.8,67	0,80	0		O	0,35
1	86,01		1,95	0,70	1,20	8,70	1,03	0	01	O	0,41
2	86,64	chemische Zusammensetzung (Gew.-$)	2,40	0,54	1,27	7,85	1,10	0	50	O	0,20
3	89,00	0,50	0,10	0,82-	8,40	0,93	0	10	O	0,25
4	87,37	0,55	1,05	1,22	8,4Q	1,10	0	18	O	0!,31
5	85,33	0,64	3,20	0,93	8,65	1,00	0		O	0,25
6	83,35	0,65	5,10	1,00	8,80	0,80	0	O	0,30
7	88,22	0,50	0,81	1,10	8,95	0,20	0	O	0,22
8	86,58	0,61	0,78	2,70	8,95.	0,20	0	O	0,38
9	84,58	0,55	0,50	5,30	8,60	0,16	0	O	0,31
10	88,96	0,68	0,53	1,10	8,50	0,03	0	O	0,20
11	87,66	0,50	0,56	1,22	8,80	0,90	0	O	0,36
. 12	86,53	0,50	0,66	1,18	8,55	2,41	0	O	0s17
13	84,28	0,63	0,55	-1,20	8,80	4,05	0	O	0,49
14	83,62	0,50	0,50	1,18	8,65	5,30	0	O	0,25
15	85,90	1,80	1,80	3,80	6,40	0	0	O	Ot3O
16	83,80	1,60	1,60	3,50	' 6,50	0,50	1,	O	0,10
17	87,92	0,70	0,63	1,30	8,10	1,10	0	O1	0,25
18	87,60	0,53	0,60	0,94	8,90	1,12'	o'	O	0,31
19	86,42	0,50	0,60	1 ,.03 .	8,90	2,15	O	O	0,40
20	83,40	1,60	1,40	3,60 '	10,35	0,21	o,	O	0,20
21	85,72	1,60	1,20	1,75	6,8o	0,23	2,	O	0,17
22	87,72	0,60	1,05	1,70	8,20	0,11	o,	O1	0,44
23	86,63	0,60	1,05	1,65	9,30	0,11	o,	O1	0,40
24			o,
25
,90
»03
,08
,08

309808/0955

TABELLE XIII (Portsetaung)

Ansatz mechanische Eigenschaften

Nr. """"■

Zugfestigkeit Dehnung Härte

(kg/mi/) (#) (HB 10/1000)

1	40,9	42	89,8
CVJ	44,2	46	95
3	36,7	12	107
4	36,1	8	104
5	38,0	32	87,2
6	36,7	27	95
7	33,5 .	10	110
8	39,6	5	125
9	43,9	31	101
10	43,2	23	104
11	32,8	8	101
12	44,2	37	97,8
13	48,4	28	110
14	55,2	27	121
15	57,5	25	128
16	56,8	23	130
17	34,3	20	114
18	38,3	30	110
19	42,5	30	113
20	49,4	34	117
21	52,0	26	121
22	40,5	15	171
23	36,7	30	82,6
24	48,3	35	128
25	55,4	30	135

309808/0955

Bei den Ansätzen 5 bis 8 wird der Einfluß einer Änderung des Zinkgehaltes untersucht. Bei dnn Beispielen 5» 6 ^und 7 liegt der Zinkgehalt innerhalb des beanspruchten Bereiches, doch bei Ansatz 8 liegt der Zinkgehalt über der oberer Grenze dieses Bereiches. Aus den in der Tabelle XIII aufgeführten Ergebnissen ist ersichtlich, daß die Dehnung herabgesetzt wird, wenn der Zinkgehalt außerhalb des erfindungsgemäßen Bereiches liegt.

Bei den Ansätzen 9 bis 11 wird der Einfluß einer Änderung des Bleigehaltes untersucht. Bei den Ansätzen 9 und 10 liegt der.Bleigehalt innerhalb des beanspruchten- · Bereiches, doch liegt der Bleigehalt des Ansatzes 11 außerhalb dieses Bereiches,.

dies. - Aus den Ergebnissen der Tabelle XIII ist ersichtlich, daß ein solcher Bleigehalt eine Versehlechterung der Dehnungswerte verursacht.

Bei den Ansätzen 12 bis 16 wird der Einfluß einer Änderung des Eisengehaltes untersucht. Der Eisengehalt bei den Ansätzen 12 bis

bzw.

15 liegt innerhalb des beanspruchten /als bevorzugt genannten Bereiches, während der Eisengehalt des Ansatzes 16 über der oberer Grenze dieses bevorzugten-Bereiches liegt.

Bei den Ansätzen 17 bis 22 wird der Einfluß, einer Änderung des Aluminiumgehaltes untersucht. Die Ansätze 17 und 18 sind Legierungen in, mittleren. Konzentrationsbereich., die Ansätze 19, 20 und 21 legierungen im oberen Bereich und der Ansatz 22 ist eine Legierung, bei der der Aluminiumgehalt über der oberen Grenze des erfindungsgemäß genannten Aluminiumgehaltes liegt. Es ist aus den Ergebnis-

309808/0955

■2239487.,.,...-

sen der Tabelle XIII zu entnehmen, daß die Ansätze im oberen Bereich denjenigen im mittleren Bereich (Ansätze 17 und 18) hinsichtlich der Zugfestigkeit, der Härte, der Kerbsohlagzählgkeit und der Streckgrenze überlegen sind. Deshalb ist der Aluminiumgehalt (in Gewichtsprozent) ein bedeutsamer Paktor zur Bestimmung der mechanischen Eigenschaften der erfindungggemäßen legierungen.

Die durch Zulegieren von Nickel und Hangan erreichten Wirkungen sind in den Ansätzen 23, 24 und 25 untersucht worden. Ansatz

aentration»

25 ist eine Legierung im;.mittleren Bereich der Ai-Kon-/ Die An-

zgntration.

Sätze 24 und 25 entsprechen dem oberen Bereich der Al-Kon-/ Aus den Ergebnissen der Tabelle XIII ist ersichtlich, daß durch das Zulegieren von Nickel und Mangan durchweg höhere Werte bei der Zugfestigkeit, der Dehnung und der Härte erreicht werden können.

Beispiel 11«

Bei etwa 1150⁰C werden aus den legierungen nach Beispiel'11-1, nach Beispiel 11-2 und nach JIS BG 6 Prüfstücke gegossen, die dann zu Prüfmustern nach JIS Nr. 4 für die Zugfestigkeit verarbeitet werden. Es werden die mechanischen Eigenschaften dieser Stücke bestimmt, deren Ergebnisse in der Tabelle XIV aufgeführt sind. Im Falle der Legierungsprobe nach Beispiel 11-2 wird ein Prüfmuster nach JIS A gegossen und gemäß JIS Nr. 4 für die Zugfestigkeit verarbeitet.

Aufgrund der in Tabelle XIV angegebenen Ergebnisse ist ohne weiteres zu verstehen, daß die Legierung nach Beispiel 11-1 den anderen Legierungen hinsichtlich Zugfestigkeit, Härte und Streckgrenze überlegen ist. Insbesondere ist die Zugfestigkeit dieser

309808/0955

Legierung etwa 111$ höher als die der Legierung nach JIS BG 6 und etwa 56$ höher als die der Legierung nach Beispiel-11-2. Bei den Härtewerten betragen die Yerbesserungen etwa 71$ bzw. atwa 16$
und bei den Werten bezüglich der Streckgrenze etwa 90$·bzw. etwa

TABELLE XIV

Legierungen nach
Beispiel 11-1 JIS BC 6 Beispiel 11-2

Chemische Zusammensetzung

Cu	86,53 i	36,81	84,30	84,00	86	,50'	82	,00
Sn	0,50	0,60	4,40	4,70	1	,70	1	,60
Zn	0,66	1,05	5,20	5,10	2	,00	1	,60
Pb	1,18	1,65	5,60	5,70	3	,50	3	,50
Al	8,55	9,30	Spur	Spur	6	,10	7	,90
Pe	2,41	0,11	Spur	Spur	0		0
Ni	0	0,18	0,40	0	0		2	,40
Mn	t 0	0,08	0	0	0		0	,80

26,	5	•25	,8	36,	VJI	34	,0
28		22		23		26
74		75		110		110
12,	2	11	,5	21,	1	20	,9

Verunreinigungen 0,17 0,40 0,10 0,50 0,20 0,20

mechanische Eigenschaften:

Zugfestigkeit (kg/mm²) 55,.2 55,4 Dehnung ($) 27 30

Härte (IiB 10/1000) 121 .-135 Streckgrenze (kg/mm²) 22,3 23,0

Beispiel 12.

In der nachstehenden Tabelle XV sind Ergebnisse der Kerbschlagzähigkeit nach Charpy bei unterschiedlichen Temperaturen an Prüfstücken mit U-förmiger Kerbe aufgeführt, die aus Legierungen nach Beispiel 12-1, nachJIS BC 6, nach Beispiel 12-2 und nach JIS
AlBG I^ gefertigt sind. Die Prüfung erfolgt gemäß. JIS Nr. 3. Die c-h.cm4sc}j:en_;i-_:ÄUiS_jamin«!_::n&et.zung43.n sind aus Tabelle XVI ersichtlich,

30 9808/0 95S

Tempe- Kerbschlagzähigkeit nach Charpy (kg.m/cin ) bei

ratur . Legierung Legierung Legierung Legierung .,O_n nach Beispiel nach JIS BO 6 nach Beispiel nach JIS AlBC ^{in υ} 12-1 12-2

-75 4,5 - 4,8 2,2 - 2,6 2,7 - 3,1 5,1 - 5,4

•20 4,7 - 5,0 2,5 - 2,8 3,0 - 3,6 5,3 - 5,6

100 4,8 - 5,2 2,5 - 2,8 3,3 - 3,6 5,3 - 5,6

200 4,6 - 5,0 2,1 - 2,3 3,3 - 3,6 5,2 - 5,4

300 4,5 - 4,8 1,0 - 1,5 2,8 - 3,4 4,5 - 4,9

TABELLE XYI

legierung chemische Zusammensetzung (Gew.-ji) ~ΊΓ Sn Zn Pb Al Fe Ni Mn

nach Beispiel 12-1 87,69 0,81 0,56 1,10 9,05 0,47 0 0 0,32

JIS BG 6 83,92 4,30 6,00 5,50 Spur Spur 0,28 0 0

nach Beispiel 12-2 85,46 1,5 2,1 3,5 7,2 0,04 0 0 0,20

nach JIS

AlBG 1 86,60 0,05 Spur Spur 9,10 3,23 0,29 0,73 0

I Im Gegensatz zur Legierung nach .JIS BO 6, bei der die Kcrbschlag-

o f

Zähigkeit bei Temperaturen über 200 G stark erniedrigt ist, zeigt '.

die Legierung nach Beispiel 12-1 keine Herabsetzung der Kerb- ; Schlagzähigkeit bei Temperaturen bis zu 300 C. Wie aus den Ergebnissen der Tabelle XV ersichtlich ist, ist die Kerbsclilagzähigkeit der Legierung des Beispiels 12-1 besser als die der Legierung nach Beispiel 12-2 bei jeder Temperaturstufe. Die Legierung nach Beispiel 12-1 besitzt ausgezeichnete mechanische Eigenschaften bei hohen Temperaturen und ist dabei stabil.

309808/0955

■ . - 37 -

Die Kerbschlagzähigkeit der legierung nach Beispiel 12-1"ist bei einer Temperatur von 200 C um etwa 127$ höher als bei der Legierung nach JIS BG 6 und um etwa 39$ höher als bei der legierung nach Beispiel- 12-2 und ist vergleichbar mit der der legierung nach JIS AlBG 1. Ferner ist die Kerbschlagzähigkeit bei 50O⁰G bei der Legierung nach Beispiel 12-1 um etwa 220$ höher als die der Legierung nach JIS BC 6 und um etwa 41$ höher als die der Legierung nach Beispiel 12-2 und vergleichbar mit der "der Legierung nach JIS AlBC 1,

Beispiel 13«, .

TABELLE XVII

chemische Zusammensetzung (Gev/.-$) relativ

_To . _._.,„„ -· · Verun- rar Wert

legierung _{Cu gn Zn pb A1 pe Ni Hn reini}„ _der ·_Βββ.

gungen. arbeit . ' barkeit

nach JIS

BC 6 84,96 4,30 4,95 5,50 Spür Spur 0,28 O O 445

nach JIS : ·

BSBME.2 58,50 0,40 57,30 3,45 O 0,23 0,21 Spur O 325

nach JIS

ABBP 2 84,40 0,03 O O 10,90 2,60 1,08 0,99 O 90

nach JIS

AlBC 1 86,60 0,05 Spur Spur 9,10 3,23 0,29 0,73 O 100

nach Bei- ·

spiel 13-2 84,65 1,60 1.50 3.70 7.10 0.13 0,67 0,50 0,22 400

nach Beispiel 13-1 86,38 0,61 0,78 2,70 8,95 0,20 O O 0,38 250 nach Beispiel 13-1 87,30 0,50 0,50 1,08 8,20 2,11 O O 0,30 201

Die Tabelle XVII zeigt die relativen Werte der Bearbeitbarkeit von Gießlingen und duktilen Metallen verschiedener Kupferlegierungen. ΑΪ3 bezugswert wird der Wert der Legierung nach JIS AlBG 1 gleich 100 gesetzt.

309808/0955

Die Berechnung erfolgt wie in Beispiel 8 angegeben.

Man kann aus den Ergebnissen der Tabelle XVII sehen, daß die bekannten Aluminium enthaltenden Legierungen, wie die Aluminiumgußbronze oder der Spezial-Aluminiumbronze-Stab, eine schlechte Bearbeitbarkeit besitzen. Im Gegensatz hierzu zeigt die Legierung nach Beispiel 13-1, obwohl sie Aluminium enthält, eine ausgezeichnete Bearbeitbarkeit, weil sie nämlich auch Blei enthält·

Beispiel 14. TABELLE XVIII

Gewichtsverlust durch Korrosion (mg/cm /Monat) bei

Legierung Legierung Legierung Legierung nach Bei- nach JIS nach Bei- nach JIS spiel 14-1 BC 6 spiel 14-2 AlBO 1

lOprozon- tige HCl pH von 13	10,02 15,72	27,12· 17,70	Zn	13, 16,	Fe	68 84-	.-50	17,10 15,72
		TABELLE XIX			Mn
Legierung		chemische	Zusammensetzung	(Gew
	Cu Sn	Pb Al	Ui	Verunreini gungen

nach Beispiel 14-1 87,82 0,55 0,50 1,08 9,10 0,54 0 0 0,41

nach JIS

BC 6 83,92 4,30 6,00 5,50 Spur Spur 0,28 Spur 0

nach Bei- ·

spiel 14-2 85,46 1,50 2,10 3,50 7,20 0,04 0 0 0,20

nach JIS

AlBC 1 86,60 0,05 Spur Spur 9,10 3,23 0,29 0,73 0

Aus den Legierungen nach den Beispielen 14-1 und 14-2, nach JIS BC 6 und JIS AlBC 1 werden Prüfmuster gegossen, aus denen Prüfstücke von 10x10x;8mm gefertigt werden, die In eine korrodie·

309808/0955

rende Flüssigkeit getaucht werden.,, Als korrodierende Flüssigkeiten werden lOprozentige Salzsäure und eine Flüssigkeit verwendet deren pH-Wert auf 13 eingestellt worden ist. Die Prü- · fung wird bei Raumtemperatur durchgeführt, während die Flüssigkeiten nicht bewegt werden. -

Die chemischen Zusammensetzungen der Legierungen sind in der Tabelle 19 angegeben.

Die Legierung nach Beispiel 14-1 zeigt einen geringeren Gewichtsverlust in lOprozentiger Salzsäure und bei hohem ph-Wert als die anderen gleichzeitig mituntersuchten Legierungen. Deshalb ist die Legierung nach Beispiel 14-1 mit der ausgezeichneten Korrosionbeständigkeit besonders beständig gegen verunreinigtes Meerwasser und verschmutztes Wasser. Im Hinblick auf die Tatsache, daß die Ergebnisse der Legierung nach Beispiel 14-1 denen der Legierung nach Beispiel 14-2 überlegen sind, wird angenommen, daß bei einer Korrosionsprüfung.bei einem niedrigen pH-Wert die Legierung dieses Beispiels einen geringeren Gewichtsverlust durch Korrosion als die anderen Legierungen zeigt und deshalb gegen Flüssigkeiten mit niedrigem pH-Wert eine ausgezeichnete Korro- * sionsbeständigkeit besitzt.

Beispiel 15. /

Die Tabelle XX veranschaulicht Werte über die chemische Zusammensetzung, die Zugfestigkeit, die Dehnung und die Härte von erfindungsgemäßen Legierungen. In jedem Fall wird durch Gießen bei 1150 - 1200⁰G ein Prüfmuster nach JIS B gebildet und daraus Prüfmuster, für die Zugfostigkeit nach JIS Nr₀ 4 und solche für die Kerbschlagzählgkeit nach JIS Nr* 3 gefertigt.

3 0 9 8 0 8 / 0 9 5 G

BAD" ORIGINAL

2239A67

TABELLE XX Ansatz chemische Zusammensetzung (Gew.-^)

Nr.	Cu	Sn	Zn	Pb	Al	Ni	Mn	Fe	Verun-
	96,1	0,05	0	0	3,9	0	0	0,01	reini-
' 1	95,3	0,1	0,5	0,2	5,8	0	0	0	0,20
2	93,2	0,5	0,6	0,6	5,9	0	0	0,9	0,10
3	91,2	1,0	2,2	0,7	3,8	0	0	0,8	0,30
4	92,2	5,2	0,4	0,4	3,5	0	0	0,1	0,30
5	94,8	1,1	0	0,1	3,8	0	0	0	0,20
6	92,9	1.1	2,0	0,1	3,8	0	0	0	0,20
7	91,3	1,1	5,5	0,4	3,5	0	0	0,1	0,10
8	92,5	1,1	2,0	0,4	3,8	0	0	0	0,30
9	91,9	1,1	2,0	0,8	3,8	0	0	0	0,20
10	90,3	0,1	0	5,5	3,8	0	0	0,1	0,40
11	95,2	0,07	0	0	3,8	0	0	0t6	0,20
12	90,4	0,9	2,1	0,8	3,9	0	0	1,7	0,30
13	88,0	0,9	2,0	0,8	3,7	0	0	4,2	0,20
14	91,6	1,0	2,5	1,4	1,0	0	0	2,5	0,40
15	89,8	1,0	2,5	1,4	2,9	0	0	2,5	0,20
16	88,0	1,0	2,5	1,4	4,7	0	0	2,5	0,10
17	88,2	0,6	1,2	3,7	6,0	0	0	0,1	0,10
18	90,4	1,1	2,2	0,5	3,8	0,9	0,8	0	0,20
19	85,8	1,6	1,6	3,5	6,5	1,5	0,9	0,5	0,30
20								0,10

309808/0955

	«ι	2239467	mechanische Eigenschaften	Dehnung W	Härte (HB)	Kerbschlag zähigkeit (kg.m/cm )
			* Zugfestig keit 2 ' (kg/rnra )	72	65,6	15,0
	• 41 -	21,8	70	58,2	15,3
Ansatz		23,7	49	76,2	11,9
Nr.		28,5	48 .	80,4	13,0
1		30,2	30	74,2	8,0
CVl	TABELIE XX (PortSetzung)	26,6	67	65,6	15,6
3		26,6	57	65,6	14,3
4	25,5	68	68,6	14,9
5	28,6	65	65,6	13,4
6	26,1	24	54,2	9,8
7	18,0	10	48,6	1,5
8 >	9,2	62	65,6	12,0
9	28,1	30	95,0	7,9
10	35,4,	27	11,0	2,7
11	40,9	22	87,2	9,5
12	30,5	18	10,1	7,5
13	32,0	14	11,0	5,2
14	34,1	46	61,0	3,5
15	21,4	43		13,4
16	32,6	30	11,0	3,1
17	38,3
18
19
20

309808/0955

2239A67

Bei den Ansätzen 1 bis 5 wird der Einiluß einer Änderung des Zinngehaltes untersucht. Bei Ansatz 1 liegt der Zinngehalt unter der erfindungsgemäß genannten unteren Grenze (es sind praktisch nur Spuren vorhanden). Bei den Ansätzen 2 bis 5 liegt der Zinngehalt innerhalb des beanspruchten Bereiches.

Der Zinngehalt (in Gewichtsprozent) ist ein bedeutsamer Faktor bei der Bestimmung der Zugfestigkeit und der Dehnung bei den erfihdungsgemäßen legierungen. Bei Zinngehalten unter 0,1 Gewichtsprozent wird die Streckgrenze herabgesetzt, obwohl die Dehnung hoch ist. Bei Zinngehalten über 5 Gewichtsprozent werden sowohl die Zugefestigkeit als auch die Dehnung und die Kerbschlagzähigkeit verschlechtert.

Bei den Ansätzen 6, 7 und 8 wird der Einfluß einer Änderung des Zinkgehaltes untersucht. Bei einer Änderung des Zinkgehaltes werden praktisch keine Veränderungen bei der Zugfestigkeit, der Dehnung und der Kerbschlagzähi£keit festgestellt. Im Hinblick auf die Vergießbarkeit und die Korrosionsbeständigkeit wird jedoch vorzugsweise der Zinkgehalt auf 0,1-5 Gewichtsprozent begrenzt .

Bei den Ansätzen 9» 10 und 11 wird der Einfluß einer Änderung des Bleigehaltes untersucht. Wenn der Bleigehalt (in Gewichtsprozent) ansteigt, werden sowohl die Zugfestigkeit ale auch die Dehnung und die Kerbschlagzähigkeit verschlechtert. In Hinblick auf die Bearbeitbarkeit und DruckJichtigfceit wird jedoch der Bleigehalt vorzugsweif"» auf 0,1 bis 2 ^eviv-iiteprozent begrenzt.

BAD ORIGINAL 309808A09S5 ^w

Bei den Ansätzen 12, 13 und 14 wird der Einfluß einer Änderung des Eisengehaltes untersucht. Wenn der Eisengehalt (in Gewichtsprozent) ansteigt, wird im allgemeinen die Zugfestigkeit erhöht aber sowohl die Dehnung als auch.die Kerbschlagzähigkeit erniedrigt.

Bei den Ansätzen 15 bis 18 wird der Einfluß einer Änderung des Aluminiumgehaltes untersuchte Eine Erhöhung des Aluminiumgehaltes (in Gewichtsprozent) ergibt eine Erhöhung der Zugfestigkeit, jedoch eine Erniedrigung der Dehnung und der Kerbschlagziähigkeit. Der Aluminiumgehalt ist ein bedeutsamer Pakt■_■!·■ 1 ei der Bestimmung der Zugfestigkeit und der Dehnung bei den erfindungsgemäßen Legierungen.

Die durch Zulegieren von Nickel und Mangan erreichten Wirkungen sind in den Ansätzen 19 und 20 geprüft worden. -Aus den Ergebnissen in Tabelle XX ist ersichtlich, daß das Zulegieren dieser Elemente durchweg die Zugfestigkeit und die Dehnung erhöht.

Beispiel 16A„

Die Tabelle XXI veranschaulicht "die mechanischen Eigenschaften der Legierung nach Beispiel 16-1 im Tergleich zur Legierung nach Beispiel i6-2i ·. '-:-Vr>. .. ·

Aus den in der Tabelle angegebenen Ergebnissen ist ersichtlich, daß die Zugfestigkeit der Legierung nach Beispiel 16—1 um etwa · 80$ besser, die Härte um etwa 70$ besser, die Streckgrenze um etwa 75$ besser und die Dehnung um etwa 200$ höher ist als bei

der Legierung nach Beispiel 16-2.

209808/0955 BAD ORIGINAL

TABELLE XXI

Legierungen nach Beispiel 16-1 Beispiel 16-2

Chemische Zusammensetzung	Cu	(kg/mn )	j	92,5	91,2	90,4	se hl agzähi glc e it Legierung nach Beispiel 16-2	- 3,2	86,5	82,0	,1 - 5,	ι	nach
(■Gew.-#):	Sn			1,1	1,0	1,1	2,8	- 3,5	1,7	1,6	,3 - 5,		A
	Zn			2,0	2,2	2,2	3,0	- 3,5	2,0	1,6	,3 - 5,		G
	Pb	Legierung Beispiel		0,4	0,7	0,5	3,2	- 3,5	3,5	3,5	,3 - 5,		6
	Al	10,2 - 13		3,8	3,8	3,8	3,2	- 3,2	6,1	7,9	,5 - 4,		4
	Ni	12,1 - 14		0	0	0,9	2,8	0	2,4			9
	Mn	12,1 - 14		0	0	0,8	0	0,8
	Pe	12,1 - 14	1	0	0,8	0	0	0
	Verunreinigungen	9,2 - 11	1	0,20	0,30	0,30	0,20	0,2C
	mechanische Eigenschaften		t
p Zugfestigkeit (kg/mm )		i	26,1	30,2	32,6	36,5	34,0
Dehnung ($)			65	48	43	23	26
Härte (HB)			65,6	80,4	75,0	11,0	11 ,0
Streckgrenze		10,3	14,1	17,8	21 ,1	20,9
Beispiel 16B„
		TABELLE XXII
Temperatur in 0C.		Kerb nach 6-1	p (kg.m/cm ) Legierung JIS AlBG 1
-75		4	5
20	2	5
100	2
200	2	5
300	0	4

Die chemische Zusammensetzung der Legierung nach Beispiel 16-1 ist; 90,9 Gew.-Io Cu, 0,9 Gew.-/, Sn, 2,1 Gew.-jS Zn, 0,8 Gew.-^ Pb, 3,9 Gew.-/^ Al, 1,1 Gew.-^f;i Pe und 0,3 Gew.-?' Verunreinigungen.

3 0 9808/0955

Die Tabelle· XXII zeigt die Ergebnisse der Kerbscnlagzähigkeit nach Charpy an Prüfstücken mit TJ-förmiger Kerbe aus Legierungen nach Beispiel 16-1, 16~2 und JIS AlBC 1₀ Die Legierung nach Beispiel 16-1 zeigt in jeder Temperaturstufe eine hohe Kerbschlagzähigkeit, Insbesondere ist die Kerbsehlagzähigkeit um.etwa 300$ besser als die der Legierung nach Beispiel 16-2 und um etwa 200$ besser als die der Legierung nach JIS AlBO 1,

Beispiel 17«

Legierung

TABELLE XXIII chemische Zusammensetzung (Gew.-$)

Cu

Sn

Zn

Pb

Al

relativer Wert der Bearbeitbarkeit

nach Beispiel 17-1

nach Beispiel 17-2 nach JIS AlBC 1

Automatenmessing

91,5 1

0,5 0

85,5 1,5 1,5 3,5 1

86,3

61,5 35,5

0,3 9,1 3,5

60

90

22

.100

Die Tabelle XXI-II zeigt die relativen Werte der Bearbeitbarkeit von Legierungen nach den Beispielen 17-1 und 17-2 und nach JIS AlBC 1. Als Bezugswert wird der Wert bei stabförmigem Automatenmessing gleich 100 gesetzt« Aus den in der Tabelle XXIII angegebenen Werten ist ersichtlich, daß die Bearbeitbarkeit der Legierung nach Beispiel 17-1 um etwa 300$ besser als die der Legierung nach JIS AlBC 1 ist*

osis

Claims (16)

- 46 Patentansprüche 2239^67

1) Hochfeste Kupferlegierungen von ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit und Bearbeitbarkeit, bestehend aus 0,1 bis 5 Gewichtsprozent Zinn, 0,1 bis 5 Gewichtsprozent Zink, 0,1 bis 5 Gewichtsprozent Blei, 2,5 bis 10 Gewichtsprozent Aluminium, Hest Kupfer und übliche Verunreinigungen_e

2) Legierungen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Gehalt von 0,1 bis 5 Gewichtsprozent Eisen.

3) Legierungen nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich mindestens eines der Metalle Nickel in einer Menge bis zu 5 Gewichtsprozent, Mangan in einer Menge bis zu 3 Gewichtsprozent und Beryllium in einer Menge bis zu 0,1 Gewichtsprozent enthalten.

4) Legierungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aluminiumgehalt 3 bis 10 Gewichtsprozent beträgt.

5) Legierungen nach Anspruch 4> dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich eines der Metalle Eisen in einer Menge von 0,1 bis Gewichtsprozent, Nickel in einer Menge bis zu 5 Gewichtsprozent, Mangan in einer Menge bis zu 3 Gewichtsprozent und Beryllium in einer Menge bis zu 0,1 Gewichtsprozent enthalten.

6) Legierungen nach Anspruch 1, bestehend aus 0,1 bis 4 Gewichtsprozent Zinn, 0,1 bis 4 Gewichtsprozent Zink, 0,1 bis 4 Gewichtsprozent Blei, 5 bis 8 Gewichtsprozent Aluminium, Rest Kupfer und übliche Verunreinigungen.

309808/0955

7) Legierungen nach Anspruch. 6, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Gehalt von 0,1 bis 5 Gewichtsprozent Eisen.

8) Legierungen nach den Ansprüchen 6 oder 7> dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich mindestens eines der Metalle Nickel in einer Menge bis zu 5 Gewichtsprozent, Mangan in einer Menge bis zu 3 Gewichtsprozent und Beryllium in einer Menge bis zu 0,1 Gewichtsprozent enthalten.

• *

9) Legierungen nach Anspruch 1, bestehend aus 0,1 bis 4 Gewichtsprozent Zinn, 0,1 bis 4 Gewichtsprozent Zink, 0,1 bis 4 Gewichtsprozent Blei, 8 bis 10 Gewichtsprozent Aluminium, Rest Kupfer und übliche Verunreinigungen.

10) Legierungen nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Gehalt von 0,1 bis 5 Gewichtprozent Eisen«

11) Legierungen nach den Ansprüchen 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich mindestens eines der Metalle Nickel in einer Menge bis zu 5 Gewichtsprozent, Mangan in einer Menge bis zu 3 Gewichtsprozent und Beryllium in einer Menge bis zu 0₅1 Gewichtsprozent enthalten»

12) Legierungen nach Anspruch 1, bestehend aus 0_s1 bis 5 Gewichtsprozent Zinn, Oj 1 bis 5 Gewichtsprozent Zink, 0,1 bis 2 Ge· wichtsprozent Blei-, 1 bis 5 Gewichtsprozent Aluminium, Rest Kupfer und übliche Verunreinigungen»

13) Legierungen nach Anspruch 12₉ dadurch gekennzeichnet, daß der Aluminiumgehalt 2,5 bis 5 Gewichtsprozent beträgt_o

309808/0955 '

BAD ORIGINAL

14) Legierungen nach den Ansprüchen 12 oder 13» dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich eines der Metalle Eisen in einer Ijenge von 0,1 bis 4 Gewichtsprozent, Nickel in einer Menge bis zu 5 Gewichtsprozent, Mangan in einer Kenge Ms zu 3-Gewichts prozent und Beryllium in einer Menge bis zu 0,1 Gewichtsprozent enthaltene

15) legierungen nach einem der Ansprüche 1 bis 14» dadurch ge-

kennzeichnet, daß die Verunreinigungen unVunbedeutende Legierungselemente in einer Menge von höchstens 1*0 Gewichtsprozent vorhanden bind.

16) Vorfahren zur Herstellung der hochfesten Kupferlegierungen nach den Ansprüchen 1 bis 15» dadurch gekennzeichnet, daß man

(A) eine Metallschmelze aus' 0,1 bis 5 Gewichtsprozent Zinn, 0,1 bis 5 Gewichtsprozent Zink, 0,1 bis 5 Gewichtsprozent Blei, 2,5 bis 10 Gewichtsprozent Aluminium, Rest Kupfer und übliche Verunreinigungen durch Erschmelzen einer Beschickung von Kupfer, Zinn, Zink, Blei, Aluminium oder deren Legierungen bildet oder

(B) eine Metallschmelze aus 0,1 bis 5 Gewichtsprozent Zinn, 0,1 bis 5 Gewichtsprozent Zink, 0,1 bis 5 Gewichtsprozent Blei, 2,5 bis 10 Gewichtsprozent Aluminium, 0,1 bis 5 Gewichtsprozent Eisen, bis zu 5 Gewichtsprozent Nickel, bis zu 3 Gewichtsprozent Mangan und bis zu 0,1 Gewichtsprozent Beryllium, Beet Kupfer und übliphe Verunreinigungen durch Erschmelzen einer Beschickung von Kupfer, Zinn, Zink, Blei, Aluminium und mindestens einem der Metalle Eisen, Nickel·, Mangan und

309808/095?

BAO ORIGINAL

Beryllium bildet ' ■'."■*'

und eine Entgasung und Kornverfeinerung mit einem Inertgas während oder nach dem Aufschmelzen der Metalle durchführt»

309808/0955

if

BAD ORIGINAL