DE571749C

DE571749C - Verfahren zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Legierungen, die einensolchen Gehalt an Arseniden aufweisen, dass eine hohe Sproedigkeit des Materials im Gusszustand vorliegt

Info

Publication number: DE571749C
Application number: DEM116854D
Authority: DE
Inventors: Dr Arthur Burkhardt; Dr-Ing Georg Sachs
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1931-09-10
Filing date: 1931-09-10
Publication date: 1933-03-09

Description

Verfahren zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Legierungen, die einen solchen Gehalt an Arseniden aufweisen, daß eine hohe Sprödigkeit des Materials im Gußzustand vorliegt Im Patent 567 696 ist ein Verfahren zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Verbindungen aus Metallen mit Silicium oder Phosphor mit einem 4o °/o übersteigenden Gehalt an diesen Verbindungen unter Schutz .gestellt, bei dem die Verbindungen bzw. ihre Legierungen im Gußzustand bei hohen, vorzugsweise dicht unter dem Schmelzpunkt liegenden Temperaturen durchgeknetet werden. Hierdurch wird erreicht, da.B die an sich außerordentlich spröden Materialien bedeutende Verbesserungen hinsichtlich ihrer Festigkeit sowie auch ihrer mechanischen Verformbarkeit erleiden. Während man bisher eine Walzbarkeit dieser im Gußzustand außerordentlich spröden Verbindungen bzw. Legierungen nicht für möglich hielt, gelang es gemäß der im Patent 567 696 geschützten Erfindung, durch eine bestimmte Art der Vorbeliandlung eineDuktilisierung auch derartiger Materialien durchzuführen.
Die vorliegende Erfindung beruht nun auf der Erkenntnis, daß das im Hauptpatent für Phosphide bzw. Silicide geschützte Verfahren auch für Arsenide anwendbar ist. Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von an sich spröden Legierungen der Metalle mit Gehalten an Arsen über 7,5 %. Das Verfahren besteht gleichfalls darin, derartige Legierungen im Gußzustande bei hohen, vorzugsweise dicht unter dem Schmelzpunkt liegenden Temperaturen durchzukneten.
Vorzugsweise erfolgt diese Durchknetung dadurch, daß man die Legierungen bei Temperaturen, die etwa 3o bis ioo° unter dem Soliduspunkt liegen, vorpreßt und daraufhin in beliebiger Weise mechanisch weiter verformt, z. B. walzt. Selbstverständlich kann diese weitere Verformung auch unterbleiben, wenn es möglich ist, bereits durch das Pressen die endgültige Form des Werkstücks herzustellen. Charakteristisch ist aber auch für diese Legierungen eine bedeutende Verfeinerung des Gefüges und eine wesentliche Erhöhung der Festigkeit und zum Teil auch der Dehnung. .
Ganz besonders vorteilhaft ist die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens für Legierungen des Kupfers mit Arsengehal= ten über 7,5 °/o. Es ist bekannt, daß gerade das Arsen eine hohe Sprödigkeit des Kupfers verursacht, wenn es in so hohen Gehalten beilegiert wird. Auf Grund neuerer Untersuchungen ist dabei festgestellt, daß bis zu dem Gehalt von etwa 7,5 °/o Mischkristallbildung vorliegt, so daß bis zu diesem Prozentsatz eine gewisse Duktilität der hergestellten Legierungen erwartet werden kann. Geht man aber im Arsengehalt über diese kritische Grenze von 7,5 °/o hinaus, so steigt die Sprödigkeit der Legierung sehr schnell an, so daß eine mechanische Verformung nicht mehr in dem praktisch erforderlichen Maß durchgeführt werden kann, ohne daß eine gchädigung der Werkstücke erfolgt. Preßt man aber Gußmaterial, das aus Kupfer mit Arsengehalten über 7,5 °/o besteht, bei Temperaturen von etwa 6oo bis 65o°, so erhält man ein Material, das bereits in sich bedeutend verfestigt ist und dabei auch eine erhebliche Zunahme seiner elastischen Eigenschaften erfahren hat. Ein derart vorgepreßtes Material kann man z. B. dann anschließend auch bei niedrigerenTemperaturen ohne Schwierigkeit weiter walzen, schmieden oder hämmern.
Nach diesem Verfahren können nicht nur Kupferlegierungen mit Gehalten, die wenig über 7,5 °/o Arsen liegen, verarbeitet werden, Versuche haben vielmehr gezeigt, daß sogar noch Arsengehalte von 15 °/o, ja herauf bis 35 °/o in gleicher Weise zu Fertigfabrikaten verformt werden können. Naturgemäß erhöht sich mit steigendem Arsengehalt die Härte und Sprödigkeit dieser Legierungen, doch ist es stets möglich geblieben, dieselben mindestens einem Preßvorgang zu unterwerfen.
Als Beispiel sei die Behandlung einer 2o°/oigen Kupferarsenlegierung angeführt. Hierbei wurde zunächst das Kupfer geschmolzen und das Arsen in metallischem Zustande einlegiert. Nach einem guten Durchrühren der Schmelze wurde diese zu Preßknüppeln von 70 mm Durchmesser vergössen. Diese Knüppel wurden in einem Glühofen gewöhnlicher Konstruktion auf eine Temperatur von 62o° erhitzt und in einer Strangpresse auf Stangen von 12 mm Durchmesser verpreßt. Diese Stangen zeigten eine Festigkeit von etwa .45 kg/mm2 Festigkeit, während dasselbe Material im Gußzustand eine Festigkeit von nur 13 kg/mm2 aufwies. Abgesehen von den reinen Kupferarsenlegierungen kann das Verfahren gemäß Erfindung naturgemäß auch auf alle sonstigen arsenhaltigen Kupferlegierungen mit Arsengehalten von - mehr als 7,5 °/o ausgedehnt werden. So hat sich z. B. ergeben, daß die für die Herstellung von Kupferlegierungen vielfach verwendeten Zusatzelemente wie Zink, Nickel, Zinn, Blei, Chrom, Silicium auch zu den arsenhaltigen Kupferlegierungen mit mehr als 7,5 °/o Arsen zugesetzt werden können, ohne daß das erfindungsgemäße Verfahren beeinträchtigt wird.
Die Anwendung der nach diesem Verfahren hergestellten hocharsenhaltigen Legierungen, und zwar insbesondere der hocharsenhaltigen Kupferlegierungen ist besonders vorteilhaft für die Herstellung von Apparaturen, die Korrosionsfestigkeit erfordern. In vielen Zweigen der chemischen Industrie wird das Bedürfnis nach z. B. phosphorsäure- bzw. salzsäurebeständigeren Apparaturen immer stärker. Es hat sich nun ergeben, daß ein derart hoher Arsengehalt, wie er nunmehr nach dem Verfahren gemäß Erfindung möglich geworden ist, derartige Anforderungen in besserem Maße als die bisherigen Legierungen befriedigen kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Anwendung des Verfahrens zur Verbesserung der mechanischenEigenschaften, insbesondere der Festigkeiten, gemäß Patent 567 696 auf Legierungen, die einen solchen Gehalt an Arseniden aufweisen, daß eine hohe Sprödigkeit des Materials im Gußzustand vorliegt:
2. Anwendung des Verfahrens gemäß Anspruch i auf Legierungen des Kupfers mit mehr als 7,5 % Arsen.
3. Anwendung des Verfahrens gemäß Anspruch i und 2 auf Legierungen des Kupfers mit mehr als 7,5 °% Arsen und weiteren Zusätzen von Legierungselementen, wie sie zur Herstellung von Kupferlegierungen üblich sind. d.. Verwendung der gemäß Anspruch i bis 3 hergestellten Legierungen zur Herstellung korrosionsfester Apparaturen.