DE2247333A1

DE2247333A1 - Verfahren zum herstellen von kupferlegierungen

Info

Publication number: DE2247333A1
Application number: DE19722247333
Authority: DE
Inventors: Alan J Goldman; Richard D Lanam; Stanley Shapiro; Derek E Tyler
Original assignee: Olin Corp
Current assignee: Olin Corp
Priority date: 1971-11-05
Filing date: 1972-09-27
Publication date: 1973-05-10
Also published as: FR2159942A5; CA975584A; AU461925B2; SE397106B; AU4685972A; JPS4853926A; CH592155A5; GB1399293A; US3712837A; JPS545370B2; IT1000020B

Description

Olin Corporation, New Haven, Connecticut /USA

Verfahren zum Herstellen von Kupferlegierungen«

Es sind Kupferlegierungen bekannt, welche relativ hohe Gehalte an Nickel und Mangan enthalten. Legierungen dieser Art sind hoch wünschenswert, da sie nach dem Altern Streckgrenzen über 200 ksi aufweisen können. Zusätzlich scheinen diese Legierungen eine angemessene Behandlung zu haben, insbesondere sind sie nicht empfindlich gegen Abschreckung»

Das Vorhandensein eines starken Alterungsverlaufes zum Erzielen hoher Festigkeiten in Kupfer-Mckel-Mangan-Legierungen ist bekannt. Es wurde gefunden, daß verschiedene Arten von Ausscheidungsreaktionen in diesem Legierungssystem in Abhängigkeit von der Alterungstemperatur auftreten können. Beispielsweise ergibt ein Altern bei einer niedrigen Temperatur, wie beispielsweise 35Q⁰O, eine zellenartige Ausscheidung, die · sich an den Korngrenzen bildet und mit der Zeit durch das ganze Korn wächst. Diese zellenartige Ausscheidung besteht aus nebeneinanderliegenden Lamellen einer Mangen-Hickel-reichen Phase und sehr kupferreichen, festen Lösung. Ein Altern bei höheren Temperaturen wie beispielsweise 45O°C, ergibt hauptsächlich fein rfispergierte kugelige Ausscheidungen der Mangan-Fiekelreichen Phas© innerhalb der Körner raid lediglich ein© klein©

Menge der zellenartigen Ausscheidung an den Korngrenzen,

Jedoch wurde herausgefunden, daß das Vorhandensein einer zellenartigen Ausscheidung an den Korngrenzen im allgemeinen schädliche Einflüsse auf die Legierungseigenachaften wie beispielsweise Bruchzähigkeit und Korrosionsbeständigkeit hat» Dies ist tatsächlich der Fall bei diesen Legierungen, und es ist ein bezeichnender· Faktor in dem begrenzten Wirtschaftlichen Erfolg, welchem aich diese* Legierungen erfreuen.

Es ist höchst wünschenswert, ein Verfahren zum Behandeln der Kupfer-Mangen-Nickel-Legierungen zu entwickeln, welches eine verbesserte Bruchzähigkeit hat. Es ist auch höchst wünschenswert, die Belastungs-Korrosionsbeständigkeit dieser Legierungen zu verbessern,

Demgemäss ist es ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Behandeln von Legierungen auf Kupferbasis zu entwickeln, die relativ hohe Mengen an Nickel und Mangen enthalten, wobei dieses Verfahren verbesserte Eigenschaften schafft, und auch bestimmte verbesserte Legierungen auf Kupfey basis zu entwickeln.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Entwicklung eines Verfahrene der angegebenen Art, mit welchem ausgezeichnete Streckgrenzen nach dem Altern, beispielsweise

3 0 δ δ 1 9 / ύ 6 fl ί

Streckgrenz.en über 200 ksi erhalten werden können.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Entwicklung eines Verfahrens der angegebenen Art, das wirtschaftlich durchführbar ist und sich dadurch auszeichnet, daß eine verbesserte Bruchzähigkeit geschaffen wird.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, welches Kupferlegierungen mit guter Korrosionsbeständigkeit, guter Formbarkeit, Zähigkeit und ausgezeichneten Streckgrenzeneigenschaften schafft.

Weitere Gegenstände und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung.

Gemäß der Erfindung wurde es nun gefunden, daß die erwähnten Gegenstände und Vorteile leicht erzielbar sind.

Das Verfahren gemäß vorliegender Erfindung umfaßt das Schaffen .einer Legierung auf Kupferbasis mit 12,5 bis 30 % Nickel, 12,5 bis 30 $ Mangan, Rest Kupfer, wobei das Verhältnis vom Nickel zum Mangan wenigstens 0,75 und vorzugsweise 1,0 oder höher ist; Warmwalzen dieser Legierung mit einer beginnenden Walztemperatur in dem Bereich von 780 bis 900⁰O, Kaltwalzen dieser Legierung und Anlassen dieser Legierung bei einer Temperatur von 550 bis 900⁰O während mindestens einer Minute, während eine durchschnittliche Korngrösse von weniger als

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0,015 mm beibehalten wird.

Die Torliegende Erfindung schafft auch bestimmte verbesserte Kupferlegierungen. Die verbesserten Kupferlegierungen enthalten 12,5 bis 30 f> Nickel, 12, 5 bis 30 # Mangan, wobei das Verhältnis vom Nickel zum Mangan wenigstens 0,75 beträgt, und ein Material, welches aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus Aluminium von 0,01 bis 5 %l Magnesium von 0,01 bis 5 %t Bor von 0,001 bis 0,1 % und Mischlingen hieraus. Die Legierungen enthalten ebenfalls ein oder mehrere der folgenden Elemente:

1.) Chrom von 0,01 bis 1,0 #; 2.) Zinn von 0,01 bis 2 # ; 3.) Zink von 0,1 bis 3,5 & i 4.) Zirkon von 0,01 bis, 2 # und 5.) Titan von 0,01 bis 2 #.

Die Zeichnung, welche einen Teil der vorliegenden Beschreibung bildet, ist ein Diagramm, in welchem die Bruchzähigkeit als Funktion der Streckgrenze für verschiedene Legierungen bezeichnet ist, wobei die Eigenschaften längs der Walzrichtung gezeigt sind·

In Übereinstimmung mit der Erfindung wurde gefunden, daß mit den genannten Verfahren und den Legierungen eine Überraschend verbesserte Bruchzähigkeit erhalten wird, während die ausge-

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zeichneten Festigkeitseigenschaften dieses Legierungssystems beibehalten werden.

Dies ermöglicht das Erzielen verschiedener bedeutender Torteile, Die Legierungen, die gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten worden sind, sind ausgezeichnete billigere Ersetzun-. gen für Beryllium-Kupfer mit verbesserter Bruchzähigkeit. Die Legierungen erreichen Bruchzähigkeiten, die sich denen von bruchlegierten Stählen annähern, die in ihrer Anwendbarkeit wegen geringer Korrosionsbeständigkeit begrenzt sind. Die Stehle sind besser als die im Schiffsbau verwendeten Stähle, da die Stähle gemäß der Erfindung nicht empfindlich gegen Wasserstoffversprödung sind. Zusätzlich zeichnen sich die mit dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Legierungen durch ausgezeichnete Belastungs-Korrosionsbeständiglceit aus.

Gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten die Ausgangslegierungen von 12,5 bis 30 °ß> Nickel und von 12,5 bis 30 % Mangan.

Torzugsweise sollen die Gehalte an Nickel und Mangan beide im Bereich von 15 bis 25^f/° liegen. Das Terhältnis von Nickel zu Kanaan muß v/erigstens 0,75 und vorzugsweise 1,0 oder höher sein.

Die G-ehalte an Nickel und Mangan beeinflussen das Alterungsansprechen, die Streckgrenze und Bearbeitbarkeit der Legie™

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rungen. Je geringer der Mangan- und Nickelgehalt iöt» umso langsamer ist das Alterungsansprechsn und umso geringer die maximale Streckgrenze, die nach dem Altern erhalfbar ist, insbesondere unterhalt) 12,5 y'» Nickel und Mangan. Andererseits hat ein ürhöhen der Nickel- und Manganmenge schädliche Einflüsse auf die Bearbeitbarkeit der Legierungen während der Behandlung, insbesondere oberhalb 30 ⁰Jo sowohl nickel als auch Hangan,

"/ie oben erwähnt ist, ist das bevorzugte Verhältnis von Nickel zu Hangan 1,0 oder höher. Das maximale Alterungsansprechen ist für eine gegebene Menge von Nickel und Mangan erhalten, wenn das Verhältnis von Nickel zu Mangan ungefähr 1,0 ist. wenn das Verhältnis kleinei als 1,0 ist, besteht ein Überschuß von Mangan, der gegenteilige Wirkungen auf die Korrosionsbeständigkeit der Legierung haben kann. Ein Verhältnis grosser als 1,5 gibt keine verbesserten Srgebnisse als ein Verhältnis von ungefähr 1,0 und ist teurer wegen der hohen Kosten des Nickels.

Zusätzlich zu dem Vorhergehenden ist ea bevorzugt, daß die Ausgangslegierungen gewisse Legierungszusätae enthaiten.Diese Legierungszusätze werden nachfolgend beschrieben und können entweder getrennt oder in Kombination vorhanden sein.

Wr, ist bevorzugt, dal.', die Legierung ein Material enthält, das aus dfjr Gruppe ausgewählt iüt, \i/elche aus Aluminium Ie einer lien^e von 0,01 bis '-j i_} Ma^ne^ium von 0,01 bis 5,0 ^, Bor

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BAD OFUQlMAt. ^{! 3}

von 0,001 bis 0,1 fo und Gemische hieraus enthält. Jedes dieser Elemente wirkt als Desoxydationsmittel und unterstützt das Schmelzen der Legierungen. Aluminium ist der bevorzugte Zusatz, da es dazu neigt, eine schützende Oxydschicht während des ochmelaens su bilden.wenn Aluminium lediglich als Desoxydationsmittel verwendet wird, sollte Aluminium in einer Menge von 0,01 bis 0,75 f° zugesetzt werden. Ähnlich sollte Magnesium in einer Menge von 0,01 bis 0,75 $ als Desoxydationsmittel verwendet werden. Zusätzlich,können Aluminium und Magnesium als vorteilhafte Legierungszusätze in Mengen größer als 0,6 für verbesserte Korrosionsbeständigkeit und Bruch-Zähigkeit verwendet werden. Wenn Aluminium in größeren Mengen verwendet wird, neigt es dazu, die zellenartige Ausscheidung an den Korngrenzen zu modifizieren.

Zusätzlich kann Zink in einer Menge von 0,1 bis 3,5.# und vorzugsweise von 1 bis 3 # vorliegen. Höhere Mengen an Zink setzen die Belastungs-Korrosionsbeständigkeit und die Bruchsähigkeit herab.

Der Zinkzusatz steuert die Korngrenze, reduziert die zellenartige Ausscheidung an den Korngrenzen, ändert die Morphologie der Einschlüße, fordert gesunde Güsse und erhöht das Alterungsansprechen der Legierung.

Zinn ist ebenfalls ein besonders wünschenswerter Zusatz in einer Menge von 0,01 bis 2 $> und vorzugsweise von 0,5 bis 1 #. Zinn neigt dazu, die Morphologie der zellenartigen

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Ausscheidung an der Korngrenze zu ändern· '

Zusätzlich sind Zirkon und/oder Titan bevorzugte Legierungszusätze in Mengen von je 0,01 bis 2 Jß und vorzugsweise von je 0,15 bis 0,50 %, Diese Materialien neigen dazu, die Morphologie und Chemie der Einschlüsse und die Morphologie der zellenartigen Ausscheidung an den Korngrenzen wünschenswert zu ändern«

Zusätzlich ist Chrom ein wünschenswerter Zusatz in einer Menge von 0,01 bis 1 Jd und vorzugsweise von 0,15 bis 0,30 %, Chrom neigt dazu, die Korngrösee zu steuern, und die Morphologie und Chemie der Einschlüsse zu ändern·

Zusätzliche wünschenswerte Legierungszusätse sind Kobalt und/ oder Eisen in Mengen von je 0,05 bis 1,0 Jt und vorzugsweise je von 0,2 bis 0,5 J*· Diese Materialien neigen ebenfalls dazu, die Korngrösse zu steuern.

Demzufolge kann gesehen werden, daß zusätzlich zu den erforderlichen Mengen an Nickel und Mangan die Legierungen ein Material enthalten, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Aluminium, Magnesium, Bor, Zink, Zinn, Zirkon, Titan, Chrom, Kobalt, Eisen und Gemische hieraus besteht, alle in den oben erwähnten Mengen.

Natürlich können andere Zusätze wünschenswert sein, um eine besondere Eigenschaft zufßrhaJten^aajän hervorzuheben, und her-

ORJQINAL INSPECTED

kömmliehe Verunreinigungen können toleriert werden·

Dae Giessen der erfindungsgemässen Legierung ist nicht besonders bemerkenswert. Jede geeignete Gießmethode kann angewandt' werden· G-ießtemperaturen in dem Bereich von ungefähr 1000 bis 1200⁰C werden Torzugsweise angewandt, wobei eine optimale Grießtemperatur in dem Bereich von 1050 bis 1100⁰G liegt·

Im allgemeinen wird die erfindungsgemässe Legierung durch Verformung des Blockes in Streifen behandelt, wobei einem Warmwalzen ein Kaltwalzen und ein Anlassen zyklisch erfolgt, um das abschliessende Kaliber zu erreichen.

Bevorzugte Eigenschaften werden durch Anwenden einer Alterungsbehandlung erzielt* Die Warmwalztemperatur zu Beginn sollte in dem Bereich von 700 bis 900⁰O und vorzugsweise von 780 bis 900°0 liegen. Die Abkühlungsgeschwindigkeit von dem Warmwalzen sollte vorzugsweise in dem Bereich von 25°0 pro Stunde bis hinab zu 300⁰O sein, um das Ausscheiden von Mangan-Nickel-reichen Phasen zu verhindern. Die Abkühlgesehwindigkeit nach 300°0 ist nicht bedeutsam. Die Reduzierung der Legierung durch Kaltwalzen, kann über 90 i» liegen, aber die Reduzierung durch Kaltwalzen sollte vorzugsweise zwischen 30 und80 fo liegen, um die KorngrÖsse zu steuern.

Es wurde gefunden, daß eine durchschnittliche KorngrÖsse geringer als 0,015 erforderlich ist, um die optimale Bruchzähigkeit zu

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-Ιο-ergeben. Eine durchschnittliche Korngrösse dieser Grossenordnung kann erhalten werden, Indem die Kaltwalzreduzierung, Anlaßzeiten und Anlaßtemperatüren gesteuert werden· Im allgemeinen können Anlaß temp er a türen in dem Bereich von 550 bis 90O⁰C während wenigstens 1 Minute die erforderliche Korngröße geben, wobei 1o Stunden die praktisch obere Grenze und 2 Stunden die bevorzugte untere Grenze sind. Si iat bevorzugt, von 5 Minuten bis zu 2 Stunden* anzulassen.

Nach dem Anlassen wird das Material auf 300° C im tibermaß von 25⁰C pro Stunde abgekühlt, wie dies oben erwähnt ist, und die Kaltwalz- und Anlaßzyklen werden gewUneentenfalle wiederholt, und zwar In Abhängigkeit von den Kaiibererfordernissen. Im allgemeinen werden von zwei bis vier Zyklen des Kaltwalzens und des Anlassens bevorzugt·

tn Übereinstimmung mit der Erfindung wurde es gefunden, daß bestimmte Anlaßbeziehungen bezeichnend sind, um die gewünschten Eigenschaften zu schaffen. Bleue Beziehungen zeigen im allgemeinen an, wie die maximale Anlaßzeit sein soll, um die Korngrösse bei oder unterhalb von 0,015 mm aufreoht zu erhalten.

Somit besteht gemäß Erfindung die folgende Beziehung X₁ wenn die Legierung Zink enthält, wie oben erwähnt istt In 1 * MAl 4- (hö^fSC - 31.515

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und wenn die Legierung kein Zink enthält, besteht die folgende Beziehung Y :

In 1 s 27.15 - 0.1200 - 26,726 - 87*980 Ί T . '

wobei in beiden Fällen

In: β der natürliche Logarithmus

t = Anlaßzeit in Minuten zum Erzielen eines durchschnittlichen Korndurchmessers von 0,015 mm T β die Temperatur in Grad Kelvin C «= die Prozentzahl ist, mit der das Material kalt gewalzt wurde.

Somit geben beispielsweise Berechnungen unter Verwendung der Beziehung X, kaltgewalzt 60$ die folgenden Ergebnisse t

bei 600⁰C t ■ 287 Minuten
bei 625⁰C t = 83 Minuten
bei 65O⁰C t » 35 Minuten.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, eine Alterung durchzuführen. Die Legierung der vorliegenden Erfindung kann in dem Bereich von 250 bis 475⁰C gealtert werden, wobei Temperaturen von 380 bis 460⁰C bevorzugt sind. Alterungszeiten von 30 Minuten bis 10 Stunden, vorzugsweise von 1 bis 6 Stunden, werden angewandt, um die gewünschten Eigenschaften zu erhalten. Zusätzlich wurde es gefunden, daß die. Steuerung der Kaltverformung vor dem Altern einen Einfluß auf BEUchzähigkeit Alterungsansprechen hat.

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Insbesondere wurde beobachtet, daß die Kaltverformung vergrößert© Kristallkernbildungeorte für die ZwlBohenkornausseheidung der gesonderten langan-Iiekel-reichen Partikel veranlaßt. So vergrößert die Kaltverformung der Legierungen vor dem Altern bei den höheren Temperaturen dee Alterungebereiches das Alterungsansprechen und setzt die Menge der zellenartigen Ausscheidung herab. Das Kaltwalzen kann von 10 bis 50 j6 variieren» wobei von 15 bis 45 $> die optimale Bruchzähigkeit erzielt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend leicht verständlich aus der Betrachtung der folgenden Beispiele·

Beispiel I

Pas Durrille Verfahren wurde angewendet, um die verschiedenen Legierungen zu gießen, die in Tabelle I aufgeführt sind. Kupfer und Nickel wurden unter einer Holzkohlenüberdeckung geschmolzen. Aluminium wurde zugefügt, um die Schmelze zu desoxydieren. Nach dem Entfernen der Holzkohlentiberdeckung wurde Hangan und Zink zugesetzt* Die Schlecke wurde entfernt und die Schmelze wurde bei ungefähr 108O⁰C vergossen.

Tabelle I

- Gewichts j>

Legierung Nickel Mangan Aluminium Zink Kupfer A ' 19,^2 19,92 0,36 — ... im wesentli

309819/0693 oMn lest

B 20.01 19.80 0,39 2.17 im wesentlichen Rest

0 19.52 21.73 0,36 - — " ■« D 19.69 20.72 0,29 2.04 "

Beispiel II

Die Legierungen, die in Beispiel 1 zubereitet wurden, wurden in der nachfolgenden Weise "behandelt. Die legierungen A und B wurden bei 84O⁰C während ungefähr 2 Stunden homogenisiert, gefolgt von Warmwalzen von 38,1 mm auf 10,6 mm und Abschrecken in Wasser« Die Legierungen wurden kalt gewalzt zu 60 i> auf 4,2 mm. Die Legierungen A und B wurden dann bei 600⁰C während ungefähr 30 Minuten angelassen und dann in Wasser abgeschreckt. Die Legierungen wurden zu 60 $ kaltgewalzt auf 0,9 mm und angelassen und wiederum in der gleichen Weise abgeschreckt. Nach dem Abschrecken wurden die Legierungen kaltgewalzt zu 25 $ auf 1,3 mm und bei 450⁰C während verschiedener Zeiten gealtert.

Die Legierungen C und D wurden bei 840⁰C während ungefähr 2 Stunden homogenisiert, gefolgt von einem Warmwalzen von 38,1 mm auf 8,1 mm und Abschrecken in Wasser. Die Legierungen wurden kaltgewalzt zu 62,5 i> auf 3 mm. Die Legierungen C und D wurden dann bei 650⁰C während ungefähr 60 Minuten angelassen. Die Legierungen wurden kaltgewalt auf 44 fi auf 0,9 mm und wiederum bei 65O⁰C für ungefähr 60 Minuten ange-

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-H-

lassen. Nach dem Abschrecken in Wasser wurden die Legierungen kaltgewalzt zu 25# auf 1,3 mm und bei 45O⁰C für verschiedene Zeiten gealtert.

Sie sich ergebenden Eigenschaften wurden nach verschiedenen Alterungszeiten bestimmt. Diese sind in Tabelle II aufgeführt, welche die Eigenschaften längs der Walzrichtung wiedergibt. Die Bezeichnung "UPE" ist ein relativer Wert, der Bruchzähigkeit bestimmt mittels des Kahn Tear Versuches.

Die Unterschiede in Kaltverformung, AnIaB temp era tür en und Anlaßzeiten ergaben Unterschiede in der Korngröße der Legierungen; Die Legierungen A und B hatten einen durchschnittlichen Korndurchmesser von 0,005 bis 0,010 mm. Die Legierung C hatte einen durchschnittlichen Korndurchmesser von 0,024 mm, und die Legierung D 0,022 mm. Die sich ergebenden Eigenschaften längs der Walzrichtung nach Altern bei 45O°C sind in tabelle II wiedergegeben.

	Tabelle II	in Längsrichtung	693	UPE ₂
	Eigenschaften	Streckgrenze 0.2 36 Abweichung kai
Legierung	Alterungsζeiten bei 450 C,Stunden	170		375
	2.5	178	220
A	3.0	184	119
A	3.5	187	212
A	2.0
B	309819/0

204	15
144	187
169	23
177	38

B 3.5

C 4.5

α 6.0

D 4.5

Die Daten sind in grafischer Form in Fig. 1 wiedergegeben. Das "TJPE" ist als Funktion der Strecken für die legierungen A, B, 0 und D aufgezeichnet. Für eine gegebene Streckgrenze ist die Überlegenheit des feinkörnigen Materials, welches in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung behandelt worden ist, ganz deutlich.

Beispiel III

Als Vergleichsbeispiel wurden die folgenden Legierungen in einer Weise nach Beispiel I zubereitet.

Tabelle 3A Zusammensetzung - Gewichts-^

Legierung Nickel Mangan Aluminium Zink Kupfer

E 19.72 19.78 0,39 4.25 im wesentli chen Rest

F 19.89 19.50 0,40 6.34 "

Die Legierungen wurden in einer Weise ähnlich den Legierungen A und B in Beispiel II behandelt. Die Eigenschaften wurden nach verschiedenen Alterungszeiten bestimmt und mit den Eigenschaften der Legierungen A und B vergleichen. Diese sind

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-ID-

In Tabellen 3B und 3B wiedergegeben! wobei in Tabelle 5B die Eigenschaften lontltudinal zu der ffalzrichtung und in'Tabelle 3C die Eigenschaften quer zur Walzrichtung gezeigt sind. Für. weiteren Tergleich ist 'I||liii|l||^jl4li# Kupfer 2$ Beryllium-Iegierung gezeigt. Die durchschnittliche Korngröße der untersuchten !legierungen, 'lag zwischen 0,005 und 01010 mm. ■ ■ ' ' -:'^^:%'^C-'/" ■^:"

legierung

Tabelle 3 B -^r ■^:'-:'.:.^"· Eigenschaften In Längsrichtung

Alterungezeit bei Streckgrenze ^:ν:"^:'" 45O⁰OVItunden 0.2 j6 ' Abweichung -

DPE

A	2.5	170
A	3.0	178
A	3.5	184
B	2.0	187
B	3.5	204
. 1	1.0	176
E	2.0	195
B	3.0	208
P	1.5	159
F	2.0	175
F	2.5	182
	«ealtert bei 316⁰O
0u/2Be 0u/2Be	1.5 2.0 309819/069 3	165 175

375 220 119

212 15

8 0

207 153

42 18

Legierung

-17-

3?abelle 30 Eigenachaften in Querrichtung

Alterungszeit bei Streckgrenze 450 C, Stunden 0.2 $ Abweichung

kai

UPE in. Ib./in.'

A	2.5	Beispiel	150
A	3.0	161
A	3.5	163
B	1.0	144
B	2.0	173
B	3.5	204
E	1.0	154
E	2cO	183
E	3.0	196
. P	1.5	157
F	2.0	168
	2.5	174
	gealtert bei 316⁰C
0u/2Be	1.5	171
Cu/2Be	2.0	173
Cu/2Be	2.5	178
	IV

172 80 25

330

150

42 0 0

51 15 15

5 0 0

Die folgenden Legierungen wurden in einer Weise nach Beispiel I zubereitet.

309819/0693

-18- ■■■/ .-." ■■■ .

Legierung Nickel Mangan Aluminium Andere Kupfer

20	.00	20	.00	,50	,25	Or	in wesent lichen Rest
20	.00	20	.00	,50	,25	Zr	N
20	.00	20	.00	,50	,50	Jn	ti

Die Legierungen wurden in einer Welse wie Legierung A in Beispiel II behandelt. Die Eigenschaften wurden nach Altern bei 45O⁰C während verschiedener Zeiten bestimmt· Biese sind in Tabelle 4B wiedergegeben. Der durchschnittliche Korndurchmesser der untersuchten Legierungen war 0,005 bis 0,010 mm.

Tabelle 4 B Eigenschaften in Querrichtung

Legierung Alterungszeit bei Streckgrenze UPE _r 450⁰C, Stunden 0.2 $ Abweichung in.Ib./in*

kai

155 97

185 5

141.5 302

164.0 77

148.5 75

172.0 10

Sie Erfindung kann in anderen Formen durchgeführt werden und in anderer Weise ausgeführt werden, ohne sich dabei

3098 1 9/0693

G	2.0
G	3.0
H	2.0
H	3.0
I	2.0
I	3.0

vom Kern oder den wesentlichsten Merkmalen der Erfindung zu entfernen. Die vorstehende Beschreibung ist demzufolge als illustrativ und nicht als beschränkend zu betrachten, wobei sich der Kern der Erfindung aus den nachfolgenden Ansprüchen ergibt.

Patentansprüche 30S819/0693

Claims

-20-Patentansprüche

1.) Verfahren zum Herstellen von Legierungen auf Kupferbasis mit verbesserter Zähfeetigkeit und Belastungs-Korrosionebeständigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß

A) eine !legierung auf Kupferbasis geschaffen wird, welche von 12,3 bis 30 $> Nickel, fön 12,3 bis 30 Ji Mangan, Best Kupfer enthält, wobei das Verhältnis τοη Nickel zu Mangan wenigstens 0,75 ist, daß

B) diese Legierung warmgewalzt wird alt einer beginnenden Wärmewalztemperatur in dem Bereich von 700 bis 90O⁰C, daß

C) diese Legierung kaltgewalzt wird und daß

D) diese Legierung bei einer !Temperatur τοη 550 bis 90O⁰C für wenigstens 1 Minute angelassen wird, während eine durchschnittliche Korngrösse τοη weniger als 0,015 mm beibehalten wird*

2«) Verfahren naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupferlegierung ein Material enthält, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus ι Aluminium τοη 0,01 bis 5 #» Magnesium τοη 0,01 bis 5 #» Bor Ton 0,001 bis 0,1 JC» Zink τοη 0*1 bis 3,5 #* Zinn ton 0,01 bis 2 j(, Zirkon τοη 0,01 bis 2 jt, Titan von 0,01 bis 2 $, Chrom τοη 0,01 bis 1 £, Eisen τοη 0,05 bis 1 #» Kobalt τοη 0,05 bis 1 £ und Gemische hieraus.

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3*) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung bei einer Gießtemperatür von 1000 bis 120O⁰C gegossen wird.

4·) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material nach dem Warmwalzen auf wenigstens 300 C abgekühlt wird, wobei eine Abkühlgeschwindigkeit oberhalb von 25 i> pro Stunde angewandt wird.

5·) Verfahren nach Anspruch 4f dadurch gekennzeichnet, daß die Kaltreduzierung von 30 bis 80 # beträgt.

6.) Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlaßzeit von 5 Minuten bis 2 Stunden beträgt.

7·) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von zwei bis vier Zyklen des Kaltwalzend und Anlassens angewandt werden.

8.) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Anlaßzeit in Übereinstimmung mit den folgenden Formeln ist t
wenn die legierung Zink enthält,

In 1 » 31.14 + 0,03780 - 31ι515 + 42»5 C

und wenn kein Zink vorhanden ist

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In 1 * 27.15 - 0.120C - 26,726 - 87.980

f T ""■ ■'

wobei In beiden Fällen bedeuten
In « der natürliche Logarithmus

t ■ die Anlaßzeit in Minuten zum Erzielen eines durchschnittlichen Korndurchmessers von 0,015 mm T » die Temperatur in Grad Kelvin 0 » die Pro ζ ent zahl, mit welcher das Material kaltgewalzt worden ist.

9«) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material bei einer Temperatur von 250 bis 4-75⁰O während 30 Minuten bis 10 Stunden gealtert ist.

1o.) Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Material vor dem Altern von 10 bis 50 i> kaltgewalzt ist.

11.) liegierung auf Kupferbasis, dadurch gekennzeichnet, daß •ie von 12.5 bis 30 i Nickel, von 12.5 bis 30 $ Mangen» wobei das Verhältnis von Nickel zu Mangan wenigstens 0,75 beträgt und ein Material enthält, das aus der Gruppe (A) und Gemischen daraus ausgewählt ist»

Aluminium von 0,1 bis 5 ^ Magnesium von 0,01 bis 5 $ und Bor von 0,001 bis 0,1 #,

und daß sie ein weiteres Material enthält, das aus der Gruppe (B) und Gemischen hieraus ausgewählt ist»

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7247333

Ghrom von 0,01 bis 1 <fo, Zinn von 0,01 Ms 2-?fi, Zink von 0,1 his 3,5 #, Zirkon von 0,01 "bis 2 $ und von 0,01 "bis 2 $.

12») Legierung nach Anspruch T, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Material enthält, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Eisen von 0,°5 "bis 1 $>, Kobalt von 0,05 bis 1$ und Gemischen hieraus "besteht.

13·) Legierung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Nickel zu Mangan wenigstens 1,0 beträgt.

14·) Legierung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Nickel zu Mangan zwischen 0,75 und 1,5 liegt.

15.) Legierung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Nickelgehalt von 15 bis 25 # und der Mangangehalt von 15 bis 25?6 beträgt.

16.) Legierung nach'Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Gruppe (B) ausgewählte Material Chrom ist.

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17·) Legierung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Gruppe (B) ausgewählte Material Zinn iet.

18·) Legierung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Gruppe (B) ausgewählte Material Zink ist·

19·) Legierung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Gruppe (B) ausgewählte Material entweder Zirkon oder Titan oder Gemische hieraus ist·

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