DD301198A7 - Manganese-aluminum multi-material bronze with weak magnetic structure and - Google Patents

Abstract

Die Erfindung beinhaltet eine Mangan-Aluminium-Mehrstoffbronze mit schwachmagnetischer Struktur und guter bis sehr guter Korrosionsbeständigkeit sowie extrem niedriger relativer magnetischer Permeabilität unter my ind r = 1,04, vorzugsweise für Einsatzzwecke im Schiffbau, wie Propeller, Propellerflügel, Pumpen und Armaturen sowie für den Elektro- und allgemeinen Maschinenbau, wie auch als Substitutionswerkstoff für Sondermessing (CuZn) mit mindestens einer mittleren Festigkeit von R ind m = 580 MPa, Brinellhärte HB = 130 und Bruchdehnung A ind 5 = 19 %. Die gefundene Legierung hat eine chemische Zusammensetzung von Mn 5,0 6,5 Gew.-% Fe 0 3,0 Gew.-% Al 5,0 7,5 Gew.-% Ni 0 2,0 Gew.-% Zn 6,0 10,0 Gew.-% Cu RestThe invention includes a manganese-aluminum multi-material bronze having a weak magnetic structure and good to very good corrosion resistance and extremely low relative magnetic permeability below my ind r = 1.04, preferably for use in shipbuilding, such as propellers, propeller blades, pumps and valves and for the Electrical engineering and general mechanical engineering, as well as substitution material for special brass (CuZn) with at least an average strength of R ind m = 580 MPa, Brinell hardness HB = 130 and elongation at break A ind 5 = 19%. The alloy found has a chemical composition of Mn 5.0 6.5 wt.% Fe 0 3.0 wt.% Al 5.0 7.5 wt.% Ni 0 2.0 wt.% Zn 6 , 0 10.0 wt .-% Cu remainder

Description

- >.- 301 198 Anwendungsgebiet der Erfindung -> .- 301 198 Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Mangan-Aluminium-Mehrstoffbronze mit schwachmagnetischer Struktur und ein Verfahren zu ihrer thermischen Behandlung, insbesondere zur Sicherstellung einer geringen magnetischen Permeabilität. Diese Legierung soll für solche Gußteile anwendbar sein, die neben einer niedrigen magnetischen Permeabilität eine hoho Korrosionsbeständigkeit, mindestens mittlere Festigkeit und gute Zähigkeit, besitzt. Eine solche Legierung ist insbesondere für schiffbautypische Erzeugnisse, wie Schiffspropeller, Propellerflügel, Pumpenteile, Gehäuse und Armaturen sowie für Anlagenteile der Elektrotechnik, wie z. B. Generatortoile, und des allgemeinen Maschinenbaus als auch als Substitutionswerkstoff für Gußlegierungen der Gruppe der Sondermessinge (CuZn) vorgesehen.The invention relates to a manganese-aluminum multicomponent bronze having a weak magnetic structure and a method for its thermal treatment, in particular for ensuring a low magnetic permeability. This alloy is intended to be applicable to castings having, in addition to low magnetic permeability, high corrosion resistance, at least moderate strength and good toughness. Such an alloy is particularly for shipbuilding typical products, such as ship propeller, propeller blades, pump parts, housings and fittings and equipment for electrical engineering, such. B. Generatortoile, and general mechanical engineering as well as a substitute material for casting alloys of the group of special brasses (CuZn) provided.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Für die genannten Einsatzfälle werden rationell Legierungen der Werkstoffgruppe der Messinge eingesetzt. Diese sind gut gießbar, bearbeitbar und besitzen vielfach ausreichende mechanische Kennwerte und Korrosionsbeständigkeit.Alloys of the material group of brasses are used rationally for the mentioned applications. These are easy to cast, workable and often have sufficient mechanical properties and corrosion resistance.

Höheren Ansprüchen an die Materialfestigkeit versucht man durch die Zugabe festigkeitssteigonder Legierungselemente nachzukommen (Sondermessinge z.B. CuZn 37 Fe nach TGL 8110). Für Bauteile, deren Werkstoff eine möglichst niedrige magnetische Permeabilität aufweisen muß, steht ein eisenarmes Sondermessing (CuZn 37 nach TGL 8110) zur Verfügung.Higher demands on the material strength are attempted by the addition of strength-enhancing alloying elements (special brasses, for example, CuZn 37 Fe according to TGL 8110). For components whose material must have the lowest possible magnetic permeability, a low-iron special brass (CuZn 37 to TGL 8110) is available.

Allerdings können die Sondormessinge höheren Anwendungsforderungen hinsichtlich hoher Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit in aggressiven Medien bei langer Lebensdauer nicht entsprechen. Des weiteren belastet das Schmelzen und Gießen von Sondermessingen infolge der auftretenden ZnO-Dämpfe in hohem Maße Gesundheit und Umwelt, wodurch zusätzliche Probleme für die verarbeitende Gießerei auftreten und allgemein das Bedürfnis nach Substitution dieser Legierungsgruppe besteht.However, the sondormite rings can not meet higher application requirements for high strength and corrosion resistance in long life aggressive media. Furthermore, the melting and casting of special brasses as a result of the ZnO vapors occurring places a significant burden on health and the environment, which causes additional problems for the processing foundry and in general there is a need for substitution of this alloy group.

Wesentlich bessere Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit weisen die Aluminiumbronzen auf. Aufgrund der geringeren Dichte bei höherer Materialfestigkeit gegenüber den Messingen fördern sie die Leichtbauweise. Eine vor allem für den Schiffbau und insbesondere die Propellerherstellung bedeutungsvolle Legierungsgruppe ist die der Nickel-Aluminium-Bronzen, die zum Teil auch Eisen und andere Legierungselemente zur Beeinflussung spezieller Eigenschaften enthalten. Diese Logierungen weisen hohe Festigkeit (zum Teil 700MPa) und Härte bei für viele Anwendungsfälle ausreichende Duktilität und eine gute Korrosionsbeständigkeit auf.Substantially better strength and corrosion resistance are exhibited by the aluminum bronzes. Due to the lower density and higher material strength compared to the brass, they promote lightweight construction. An important alloying group, especially for shipbuilding and, in particular, propeller manufacture, is that of nickel-aluminum bronzes, some of which also contain iron and other alloying elements for influencing specific properties. These logs have high strength (sometimes 700MPa) and hardness with ductility sufficient for many applications and good corrosion resistance.

Negativ wirken hier jedoch eine relativ niedrige Schlagzähigkeit und eine für Sonderzwecke zu hohe magnetische Permeabilität infolge der Eisen- und Nickelgehalte. Eine für solche Sonderzwecke geeignete schwachmagnetische Legierung ist Bestandteil der DIN 1714 (Ausgabe Januar 1963). Es handelt sich um eine mangan- und nickelhaltige Aluminiumbronze, die unter der Bezeichnung G-MnAI Bz F42 als verschleißfester, zäher Werkstoff mit hoher Korrosions- und Meerwasserbeständigkeit sowie guter Kavitations- und Erosionsfestigkeit mit geringer Permeabilität (< 1,01) bei niedriger elektrischer Leitfähigkeit charakterisiert wird. Allerdings liegen die Festigkeitskennwerte nur im Bereich der im Schiffbau verwendeten Sondermessinge (Mindestfestigkeit 410MPa).Negatively, however, a relatively low impact strength and, for special purposes, too high a magnetic permeability due to the iron and nickel contents act here. A suitable for such special purpose weak magnetic alloy is part of DIN 1714 (January 1963 edition). It is a manganese and nickel-containing aluminum bronze known as G-MnAI Bz F42 as a wear-resistant, tough material with high corrosion and seawater resistance and good cavitation and erosion resistance with low permeability (<1.01) at low electrical conductivity is characterized. However, the strength parameters are only in the range of special brasses used in shipbuilding (minimum strength 410MPa).

Im Zuge der Weiterentwicklung wurde dieser Werkstoff mit einer Mindestfestigkeit von 440MPa ausgestattet. Gleichzeitig schränkte sich aber die magnetische Permeabilität von 1,01 auf 1,05 ein. Dieser weiterentwickelte Werkstoff wurde in der DIN 1714 (Ausgabe November 1981) unter der Bezeichnung G-Cu Al 8Mn erfaßt.In the course of further development, this material was equipped with a minimum strength of 440 MPa. At the same time, however, the magnetic permeability decreased from 1.01 to 1.05. This advanced material was recorded in DIN 1714 (November 1981 issue) under the name G-Cu Al 8Mn.

Als ebenfalls sehr korrosionsbeständig in aggressiven Medien, wie Meerwasser, erweisen sich Kupfer-Nickel-Legierungen (AFS:As also very resistant to corrosion in aggressive media, such as seawater, copper-nickel alloys (AFS:

Guß aus Kupferlegierungen). Eine solche Legierung ist in der amerikanischen Norm ASTM B369 unter der Bezeichnung C96400 genormt. Sie besitzt die Grundzusammensetzung von 30% Ni und 70% Cu, wobei Zusätze an Eisen, Silizium, Blei, Mangan, Niob, Kohlenstoff möglich sind. Die Festigkeitswerte sind jedoch deutlich niedriger als die der Cu-Al-Legierungen und darüber hinaus in starkem Maße wanddickenabhängigen Schwankungen unterworfen.Cast from copper alloys). Such an alloy is standardized in the American standard ASTM B369 under the designation C96400. It has the basic composition of 30% Ni and 70% Cu, whereby additions of iron, silicon, lead, manganese, niobium, carbon are possible. The strength values, however, are significantly lower than those of the Cu-Al alloys and, moreover, are subject to greatly varying wall thicknesses.

Die ebenfalls im Standard ASTM B369 genormte Legierung C 96200 der Grundzusammensetzung von 10% Ni und 90% Cu wurde durch wesentliche Zugaben von Aluminium, Mangan und Eisen zu höheren Festigkeitswerten bei besserer Duktilität weiterentwickelt (US-Patent 1,289,30I).The C96200 alloy of the basic composition of 10% Ni and 90% Cu, also standardized in the standard ASTM B369, was refined by substantial additions of aluminum, manganese and iron to higher strength values with better ductility (US Patent 1,289,30I).

Speziell durch Chromanteile werden Festigkeitseigenschaften erreicht, die denen von Aluminiumbronzen nahekommen. Diese Legierung ist ausscheidungshärtbar. Besonderer Wert wird auf die Einhaltung eines Höchstwertes relativer magnetischer Permeabilität von 1,05 gelegt.Especially chromium components achieve strength properties similar to those of aluminum bronzes. This alloy is precipitation hardenable. Special emphasis is placed on maintaining a maximum value of relative magnetic permeability of 1.05.

Sehr gute Festigkeits- und Korrosionseigenschaften weisen die Mangan-Aluminium-Mehrstoffbronzen auf, wie sie z. B. unter der Bezeichnung Mn9 und Mn 10 in der TGL 8110 standardisiert und als Propellerwerkstoff Anwendung finden. Bezogen auf das Anwendungsgebiet der Erfindung wirkt eine zu hohe magnetische Permeabilität nachteilig. In Analogie zu den Sondermessingen wurde dieser geringe Magnetismus auf den Eisengehalt zurückgeführt.Very good strength and corrosion properties have the manganese-aluminum multi-substance bronzes, as z. B. standardized under the name Mn9 and Mn 10 in the TGL 8110 and find application as a propeller material. Relative to the field of application of the invention, too high a magnetic permeability is disadvantageous. In analogy to the special brasses, this small magnetism was attributed to the iron content.

Eine Reduzierung des Eisengehaltes bewirkt eine niedrigere Dehngrenze und das Absinken sowohl der Festigkeit als auch der Zähigkeit. Bei Wegfall der kornverfeinernden Wirkung des Eisens entstehen grobkörnige, ungleichmäßig ausgebildete Gefüge, die ungünstigere Festigkeits-/Zähigkeits-Relationen als bei eisenhaltigen Mangan-Aluminium-Mehrstoffbronzen hervorrufen.A reduction in iron content results in a lower yield strength and a decrease in both strength and toughness. If the grain-refining effect of the iron disappears, coarse-grained, unevenly formed microstructures result, which produce unfavorable strength / toughness relationships than iron-containing manganese-aluminum multicomponent bronzes.

Obwohl der Anteil eisenreicher Ausscheidungen bei Minimierung des Eisengehaltes gegen Null zurückgeht, verringert sich die magnetische Permeabilität nicht wesentlich.Although the proportion of iron-rich precipitates decreases to zero as the iron content is minimized, the magnetic permeability does not significantly decrease.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Die Erfindung stellt sich das Ziel, eine NE-Legierung, insbesondere eine Mangan-Aluminium-Mehrstoffbronze mit schwachmagnetischer Struktur und guter Korrosionsbeständigkeit, die insbesondere im Bereich des Schiffbaues verwendbar ist, zu entwickeln.The object of the invention is to develop a non-ferrous alloy, in particular a manganese-aluminum multi-material bronze having a weakly magnetic structure and good corrosion resistance, which can be used in particular in the field of shipbuilding.

Bei einer anzustrebenden mindestens mittleren Festigkeit, bei guter Zähigkeit soll sie besonders bezüglich ihrer relativen magnetischen Permeabilität einen Grenzwert von 1,04 nicht überschreiten.With a desired average strength at least, with good toughness, it should not exceed a limit of 1.04, especially with respect to their relative magnetic permeability.

Weiterhin soll die Legierung aus ökonomischen und ökologischon Gründen auf die Verwendung teurer Speziallegiorungselomento, wie Cr, verzichten, einen niedrigen Cu-Antoil besitzen. Des weiteren soll sie durch geringen Zn-Gehalt gegen korrosion, insbesondere gegen eine „Entzinkung" beständiger soin.'Auch soll sie hinsichtlich ihrer Schmelzeigenschaften und Gießfähigkeit durch eine geringere Gasentwicklung bei der Vorarbeitung umweltfreundlicher sein. Insbesondere soll auch erreicht werden, daß diese Legierung als Subsitutionswerkstoff, insbesondere für Sondermessinge (Cu Zn) verwendbar ist.Furthermore, the alloy should, for economic and ecologic reasons, forego the use of expensive special alloying elastomers, such as Cr, having a low Cu antoel. In addition, it is said to be more environmentally friendly in terms of its melting properties and pourability due to lower gas evolution in the preparation because of its low Zn content against corrosion, in particular against "dezincification." In particular, it should also be ensured that this alloy is used as a Subsitution material, in particular for special brasses (Cu Zn) is used.

Wesen der ErfindungEssence of the invention

Die Aufgabe der Erfindung beinhaltet die Entwicklung einer Mangan-Aluminium-Mehrstoffbronze mit schwachmagnetischer Struktur, die eine gute bis sehr gute Korrosionsbeständigkeit und im Gußzustand eine relativ geringe magnetische Permeabilität von μ, € 1,04 im Maximum aufweist und gleichzeitig solche mechanischen Kennwerte als Mindestgröße besitzt, wie Zugfestigkeit R_m: 580MPaThe object of the invention involves the development of a manganese-aluminum multicomponent bronze with weak magnetic structure, which has a good to very good corrosion resistance and in the cast state a relatively low magnetic permeability of μ, € 1.04 in the maximum and at the same time has such mechanical characteristics as a minimum size , such as tensile strength R _m : 580MPa

Bruchdehnung A₆: 19%Elongation at break A ₆ : 19%

BrinellhärteHB: 130Brinell Hardness HB: 130

und über gute Schmelz- und Gießeigenschaften verfügt.and has good melting and casting properties.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die Mangan-Aluminium-Mehrstoffbronze eine chemische Legierungszusammensetzung wie folgt aufweist:The solution according to the invention is that the manganese-aluminum multi-substance bronze has a chemical alloy composition as follows:

MnMn 5,0-11,0 Gew.-%5.0-11.0% by weight FeFe 0-3,0Gew.-%0-3,0Gew .-% Alal 5,0-7,5 Gew.-%5.0-7.5% by weight NiNi 0-2,0Gew.-%0-2,0Gew .-% ZnZn 6,0-10,0 Gew.-%6.0-10.0% by weight CuCu Restrest

Es wurde weiterhin erkannt, daß zur Gewährleistung der Zielstellung bezüglich der mechanischen Kennwerte im Sandguß die BeziehungIt has also been recognized that to ensure the objective with respect to the mechanical characteristics in sand casting the relationship

, Fe Mn Al Zn ^a)-i5- ⁺ ^T ⁺ T- ⁺ l6-^> , Fe Mn Al Zn ^a) -i5- ⁺ ^ T ⁺ T- ⁺ l6- ^>

einzuhalten ist.is to be adhered to.

Gleichermaßen wurde erkannt, daß die Zielstellung einer relativen magnetischen Permeabilität von höchstens 1,04 im Gußzustand erreicht wird, wenn die chemische Zusammensetzung der Legierung die BeziehungLikewise, it has been recognized that the objective of a relative magnetic permeability of at most 1.04 in the as-cast state is achieved when the chemical composition of the alloy satisfies the relationship

, . Fe Mn Al Zn,. Fe Mn Al Zn

^b)^⁺ir⁺u⁺75-^{< b)} ^ ⁺ ir ⁺ u ⁺ 75- ^<

erfüllt.Fulfills.

Die erfindungsgemäße Lösung sieht weiterhin vor, daß die Legierung eine Gefügeausbildung in der Art besitzen muß, daß das Gefüge mindestens 90%α-Phase, mindestens 5% ß-Phase und höchstens 5% X-Phase enthält.The solution according to the invention further provides that the alloy must have a microstructure such that the microstructure contains at least 90% α-phase, at least 5% β-phase and at most 5% X-phase.

Entsprechend diesen erkannten Bedingungen wurde gefunden, daß insbesondere die mechanischen Festigkeitseigenschaften sowie die Permeabilität unterhalb von μ, = 1,04 ohne zusätzlichen Aufwand im Gußzustand dann erreicht wird, wenn die Konzentration der Legierungselemente vorzugsweise in folgenden Toleranzgrenzen liegen:In accordance with these recognized conditions, it has been found that, in particular, the mechanical strength properties and the permeability below μ, = 1.04 are achieved without additional expenditure in the cast state when the concentration of the alloying elements is preferably within the following tolerance limits:

MnMn 5,0-6,5 Gew.-%5.0-6.5% by weight FeFe 0,5-1,5 Gew.-%0.5-1.5% by weight Alal 5,5-7,0 Gew.-%5.5-7.0% by weight NiNi 0,5-1,5 Gew.-%0.5-1.5% by weight ZnZn 6,0-8,0 Gew.-%6.0-8.0% by weight CuCu Restrest

Innerhalb dieser Grenzen sind die Legierungselemente im Hinblick auf die Beeinflussung der mechanischen und magnetischen Eigenschaften in bestimmtem Maße äquivalent und damit austauschbar.Within these limits, the alloying elements are to a certain extent equivalent and thus interchangeable in terms of influencing the mechanical and magnetic properties.

Es wird davon ausgegangen, daß nicht allein die in den Legierungen des Typs Mangan-Aluminium-Mehrstoffbronze auftretenden Fe- und Mn-reichen X-Phasen Träger des Magnetismus sind, sondern auch eine, bei im Sandguß üblichen Abkühlungsgeschwindigkeit, im festen Zustand durch Ordnungsumwandlung entstehende Modifikation der ß-Phase. Damit ist auch ersichtlich, d=iß es nicht ausreicht, lediglich den Eisengehalt zu senken, um eine wesentliche Verringerung der Permeabilität zu erreichen. Derr gegenüber würde eine Reduzierung der für die Bildung der ß-Phase maßgeblichen Legierungselemente Al, Mn und Zn unweigerlich auch zur Verringerung von Festigkeit und Härte führen. Anhand von Legierungsvarianten (Beispielen), die die Fordsrungen, entsprechend Zielstellung, nicht oder nur teilweise erfüllen, sind Zusammenhänge veranschaulicht. Tabelle 1 enthält Varianten von mittelfesten Mangan-Aluminium-Mehrstoffbronzen, wie sie üblicherweise im Sandguß verarbeitet werden. Es ist ersichtlich, daß eine ausreichende Festigkeit erreicht wird [Bedingung a) ist erfüllt], jedoch die Permeabilität zu hoch ist.It is believed that not only are the Fe- and Mn-rich X phases present in the alloys of the manganese-aluminum multi-metal bronze type of magnetism, but also, in the sand casting usual cooling rate, in the solid state resulting from order conversion Modification of the ß-phase. It can therefore also be seen that it is not sufficient merely to lower the iron content in order to achieve a substantial reduction in the permeability. Compared to this, a reduction of the alloying elements Al, Mn and Zn which are decisive for the formation of the β-phase would inevitably also lead to a reduction in strength and hardness. On the basis of alloy variants (examples), which fulfill the Fordsrungen, according to target position, not or only partially, connections are illustrated. Table 1 contains variants of medium-strength manganese-aluminum multi-substance bronzes, as they are usually processed by sand casting. It can be seen that sufficient strength is achieved [condition a) is satisfied], but the permeability is too high.

Tabelle 2 enthält Varianten, mit denen eine Verringerung der Permeabilität durch Reduzierung des Fe-Gehaltes angestrebt wurde. Es ist zu ersehen, daß trotzdem die Permeabilität noch zu hoch ist, wobei die Beziehung b) nicht eingehalten wird. DieTable 2 contains variants aimed at reducing the permeability by reducing the Fe content. It can be seen that nevertheless the permeability is still too high, the relationship b) is not met. The

Senkung der im weiteren als bestimmend für die Ausbildung der ß-Phase und damit für die magnetischen Eigenschaften erkannten Legierungselemente Mn und Al ergibt ohne Beachtung der Beziehung a) zu geringe Festigkeit (vgl. Tabelle 3).Reduction of the alloying elements Mn and Al, which are further identified as determining the formation of the β-phase and thus for the magnetic properties, gives insufficient strength without regard to the relationship a) (see Table 3).

Erst bei Einhaltung sowohl von Bedingung a) als auch Bedingung b) wird die erfindungsgemäße Legierungszusammensetzung erhalten, so daß die Materialkennwerte gemäß Zielstellung vollständig erreicht werden. Dies ist anhand der Ausführungsbeispiele in Tabelle 4 gozeigt.Only when both conditions a) and condition b) are maintained is the alloy composition according to the invention obtained, so that the material characteristics are completely achieved in accordance with the objective position. This is shown by means of the exemplary embodiments in Table 4.

Im Zusammenhang mit der durchgeführten Variantenauswahl der chemischen Zusammensetzung wurde dos weiteren erkannt, daß bei einer chemischen Zusammensetzung der Legierung vonIn connection with the carried out variant selection of the chemical composition dos was further recognized that in a chemical composition of the alloy of

MnMn 6,0-11,0 Gew.-%6.0-11.0% by weight FeFe 0-3,0 Gew.-%0-3.0% by weight Alal 5,5-7,5 Gew.-%5.5-7.5% by weight NiNi 0,5-2,0 Gew.-%0.5-2.0% by weight ZnZn 7,0-10,0 Gew.-%7.0-10.0% by weight CuCu Restrest

eine gezielte Einhaltung einer relativen magnetischen Permeabilität unterhalb von μ, = 1,04 nicht möglich iot und daß insbesondere hierbei die Bedingung b) nicht erfüllt wird. Diesbezüglich wurde gefunden, daß eine Einhaltung der Permeabilität unterhalb von μ, = 1,04 dann erreicht wird, wenn die Legierung entsprechend dem vorstehend genannten Legierungsbereich und bei Erfüllung der Bedingungen a) nach dem Abguß einer thermischen Behandlung unterzogen wird. Es wurde gefunden, daß durch ein Glühen der Gußstücke im Temperaturbereich von 450^550°C über eine Zeitphase von 1 bis 10 Stunden und einer nachfolgenden schnellen Abkühlung an Luft bzw. vorzugsweise in Öl der vorgegebene Permeabilitätsgrenzbereich eingehalten wird. Gleichermaßen wurde festgestellt, daß zur Vermeidung einer unerwünschten Veränderung der mechanischen Eigenschaften und der Herausbildung ungünstiger GofugestruH"^ren ein Glühen im Temperaturbereich von 500-550⁰C bei einer Einwirkungsdauer von 2-4 Stundemn Abhängigkeil von der jeweiligen Wanddicke von Vorteil ist. Diese erreichten Effekte sind umso größer, je höher die Glühtemperatur in den genannten Bereichen ist und je schneller nachfolgend die Abkühlung erfolgttargeted compliance with a relative magnetic permeability below μ, = 1.04 is not possible iot and that in this case in particular the condition b) is not met. In this regard, it has been found that compliance with permeability below μ, = 1.04 is achieved when the alloy is subjected to thermal treatment in accordance with the above alloying range and under conditions a) after casting. It has been found that by annealing the castings in the temperature range of 450 ^ 550 ° C over a period of 1 to 10 hours and a subsequent rapid cooling in air or preferably in oil, the predetermined permeability limit range is maintained. Similarly, it was found that, to avoid an unwanted change in the mechanical properties and the formation of unfavorable GofugestruH ^"r s is an annealing in the temperature range of 500-550 ⁰ C with an exposure time of 2-4 Stundemn Depending wedge of the respective wall thickness of advantage. These reached Effects are greater, the higher the annealing temperature in these areas and the faster the subsequent cooling takes place

In Tabelle 5 sind hierzu 3 Ausführungsbeispiele angegeben. In Table 5 3 embodiments are given for this purpose.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß eine Mangan-Aluminium-Mehrstoffbronze mit schwachmagnetischer Struktur gefunden wurde, die sehr gute Gebrauchseigenschaften der Mangan-Aluminium-Mehrstoffbronzen, wie hohe Festigkeit und Zähigkeit, hervorragende Korrosionsbeständigkeit und gute Verarbeitbarkeit bei minimaler magnetischer Permeabilität aufweist. Die vorgeschlagene Legierung kommt ohne üblicherweise verwendete, teure Sonderelemente aus und ist bereits im Gußzustand vergleichbaren schwachmagnetischen Legierungen, hinsichtlich der Festigkeitskennwerte, überlegen. Es wird eine Mindestfestigkeit von 580MPa garantiert.The advantage of the solution according to the invention is that a manganese-aluminum multi-material bronze has been found with weak magnetic structure, which has very good performance characteristics of manganese-aluminum Mehrstoffbronzen, such as high strength and toughness, excellent corrosion resistance and good workability with minimal magnetic permeability. The proposed alloy does without conventionally used, expensive special elements and is already in the casting state comparable weak magnetic alloys, in terms of strength characteristics, superior. A minimum strength of 580 MPa is guaranteed.

Legierungszusammensetzungen, insbes. hoher Mn-, Al- und Zn-Gohalte, zeichnen sich durch höhere Festigkeit aus, wobei jedoch eine relative Pe. .leabilität von über 1,04 eintritt. Durch die erfindungsgemäße thermische Behandlung ist es jedoch möglich, in überraschender Weise auf einfache Art und Weise auch diese Legierungsvarianton mit einer geringeren magnetischen Permeabilität von unter 1,04 auszustatten. Das im Gußzustand vorliegende Festigkeitsniveau bleibt im wesentlichen erhalten. Die erfindungsgemäße Legierung ist darüber hinaus auf Grund des genannten Eigenschaftsspektrums mit einer guten Gießbarkeit und gutem Fließyermögen gebrauchswerterhöhend als Substitutionswerkstoff für Sondermessing verwendbar. In dieser Beziehung ist sie wegen des niedrigen Zn-G .haltes umweltfreundlicher gießbar.Alloy compositions, especially high Mn, Al and Zn alloys, are characterized by higher strength but with a relative Pe. .leability of over 1.04 occurs. The thermal treatment according to the invention, however, makes it possible, in a surprising manner, to easily equip these alloy variants with a lower magnetic permeability of less than 1.04. The level of strength present in the casting state is essentially retained. The alloy according to the invention is moreover suitable for use as a substitution material for special brass because of the said property spectrum with good castability and good flowability. In this respect it is more environment-friendly because of the low Zn-G. Content.

Tabelle 1: Leglerungsvarienten von Mangan-Aluminlum-Mehrstoffbronzen, die die Bedinyuiiyuii a) einhalten, jedoch eine zu hohe Permeabilität größer 1,04 aufweisenTable 1: Legierungsvarienten of manganese-aluminum multi-fuel bronzes, which comply with the Bedinyuiiyuii a), but have too high a permeability greater than 1.04

Variantevariant ChemischeZusammensetzungChemical composition FeFe Alal NiNi ZnZn CuCu Kennwert nachCharacteristic value after b)b) Mechanische und magnetischeMechanical and magnetic A₅ A ₅ HBHB V,V, (%>(%> (%)(%) (%)(%) (%)(%) (%)(%) Bedingungcondition Kennwertecharacteristics (%)(%) (-)(-) (-)(-) MnMn 1,241.24 6,456.45 0,780.78 5,865.86 Restrest a)a) 1,071.07 Rmrm 30,830.8 162162 1,271.27 (%)(%) 1,011.01 6,856.85 0,970.97 6,536.53 Restrest 1,001.00 (MPa)(MPa) 20,020.0 159159 1,061.06 11 8,818.81 2,032.03 5,525.52 1,141.14 4,084.08 Restrest 1,051.05 1,151.15 601601 26,026.0 153153 1,341.34 22 6,926.92 2,482.48 5,705.70 1,731.73 8,208.20 Restrest 1,061.06 1,161.16 628628 28,428.4 153153 1,381.38 33 10,3910.39 2,742.74 6,396.39 1,511.51 0,940.94 Restrest 1,081.08 1,181.18 645645 31,731.7 159159 1,321.32 44 9,809.80 1,051.05 672672 55 11,6311.63 1,051.05 667667

Tabelle 2: Legierungsvarianten, die die Bedingungen a) erfüllen, einen minimalen Fe-Gehalt aufweisen, aber zu hohe Permeabilität größer 1,04 besitzenTable 2: Alloy variants that meet the conditions a) have a minimum Fe content, but have too high a permeability greater than 1.04

66 9,689.68 0,480.48 5,605.60 1,531.53 9,079.07 Restrest 1,021.02 1,071.07 575575 30,030.0 123123 1,301.30 77 12,8512.85 0,220.22 5,265.26 1,311.31 8,558.55 Restrest 1,051.05 1,201.20 623623 18,318.3 159159 1,411.41 88th 9,669.66 0,020.02 5,525.52 1,521.52 9,559.55 Restrest 1,011.01 1,061.06 588588 23,423.4 138138 1,111.11

-5- 301 Tabelle 3: Legierungsvarlanton, dio zwar die Bedingungen b), nicht aber die Bedingungen a) erfüllen-5- 301 Table 3: Alloy varlanton, although the conditions b), but not meet the conditions a)

Variante Chemische Zusammensetzung Nennwert nach Mechanische und magnetischeVariant Chemical composition Nominal value according to mechanical and magnetic Bedingung KennwerteCondition characteristic values Mn Fe Al Ni Zn Cu a) b) R_n, A₆ HB . μ,Mn Fe Al Ni Zn Cu a) b) R _n , A ₆ HB. μ,

99 7,217.21 1,191.19 6,186.18 0,790.79 3,833.83 Restrest 0,940.94 0,J30, J3 473473 54,254.2 102102 10151015 1010 5,805.80 0,830.83 6,326.32 0,640.64 3,333.33 Restrest 0,910.91 0,850.85 433433 50,050.0 9292 10061006 1111 6,056.05 1,271.27 5,625.62 0,840.84 8,638.63 Restrest 0,940.94 0,890.89 522522 34,234.2 126126 10121012

Tabelle 4: AusfOhrungsbelspiele zur erfindungsgemäßen Legierungszusammensetzung unter Einhaltung der Bedingungen a) undb)Table 4: Embodiments of the alloy composition according to the invention in compliance with conditions a) and b)

11 5,375.37 0,920.92 6,736.73 0,990.99 7,287.28 Restrest 1,021.02 0,920.92 606606 26,726.7 144144 1,011.01 22 6,186.18 1,291.29 6,496.49 1,131.13 7,767.76 Restrest 1,021.02 0,960.96 614614 26,526.5 145145 1,031.03 33 6,426.42 1,451.45 6,386.38 1,461.46 6,866.86 Restrest 1,011.01 0,950.95 592592 32,232.2 133133 1,031.03

Tabelle 5: Ausführungsbolspiele zur erfindungsgemSßen Legierung bei Nichterfüllung der Bedingungen b) und thermischer Nachbehandlung der Gußteile (Sandgußteilernlt überwiegender Wandstärke 20mm)Table 5: Ausführungsbolspiele for alloy according to the invention in failure to meet the conditions b) and thermal treatment of the castings (Sandgußteilernlt predominant wall thickness 20mm)

Ausgangszustandinitial state II 2,482.48 Variantevariant 0,020.02 IIIIII 1,451.45 Öloil 1,001.00 10,8010,80 IlIl 9,669.66 6,116.11 630630 Chemische Zusammensetzung:Chemical composition: 5,705.70 5,555.55 7,287.28 20,2020.20 Fe(%)Fe (%) 1,731.73 1,521.52 0,800.80 145145 Mn (%)Mn (%) 8,208.20 9,559.55 7,307.30 Al(%)Al (%) Restrest Restrest Restrest Ni(%)Ni (%) Zn (%)Zn (%) 1,381.38 1,111.11 1,081.08 Cu (%)Cu (%) 672672 588588 665665 Werkstoff-KennwerteMaterial characteristics 28,4028.40 23,4023,40 19,5019.50 μ,(-)μ, (-) 153153 138138 149149 R_m (MPa)R _m (MPa) A₅(%)A ₅ (%) 1,171.17 1,021.02 1,111.11 HB(-)HB (-) Bedingung a)Condition a) 1,171.17 1,061.06 1,011.01 IErfül!twenn>1)IErfül! Tonly> 1) Bedingung b)Condition b) 550550 550550 550550 [Erfüllt wenn <1][Fulfilled if <1] 22 22 r\r \ L·L · Wärmebehandlung:Heat treatment: Luftair Luftair Glühtemperatur (⁰C)Annealing temperature ( ⁰ C) Glühdauer(h)Annealing time (h) Abkühlungsmediumcooling medium 1,031.03 1,011.01 Behandelter Zustand:Treated condition: 653653 582582 (Werkstoff-Kennwerte)(Material characteristic values) 29,5029,50 23,4023,40 μ,(->μ (-> 150150 136136 Rm(MPa)Rm (MPa) A₅(%)A ₅ (%) HB(-)HB (-)

In Betrauht gezogene Druckschriften: DD 57438, C 22 C 9/04 DE-AS 145 842 8,40 b 9/00 GB 1122490, C 22 C 9/04 GB 1034895, C 22 C 9/00Printed in reference: DD 57438, C 22 C 9/04 DE-AS 145 842 8.40 b 9/00 GB 1122490, C 22 C 9/04 GB 1034895, C 22 C 9/00

Claims (4)

1. Mangan-Aluminium-Mehrstoff bronze mit schwachmagn jtischer Struktur vorzugsweise für Schiffbauzwecke, wie Propeller, Propellerflügel, Pumpenteile, Gehäuse und Armaturen sowie für Anlagenteile der Elektrotechnik, wie Generatorgehäuse und des allgemeinen Maschinenbaues sowie als Substitutionswerkstoff für Gußlegierungen der Gruppe Sondermessinge (Cu Zn) entsprechend dem genannten Verwendungszweck, die eine Mindestzugfestigkeit von 580 MPa, eine Mindestbruchdehnung von 19%, eine Härte von mindestens HB130 und insbesondere eine relative magnetische Permeabilität von μ_Γ 2= 1,04 bei guter bis sehr guter Korrosionsbeständigkeit besitzt, gekennzeichnet dadurch, daß sie eine chemische Zusammensetzung von1. Manganese-aluminum multi-substance bronze with weak magnetic structure preferably for shipbuilding purposes, such as propellers, propeller blades, pump parts, housings and fittings as well as for plant components of electrical engineering, such as generator housings and general engineering as well as substitution material for casting alloys of the group Special Brass (Cu Zn) according to the stated purpose, which has a minimum tensile strength of 580 MPa, a minimum elongation at break of 19%, a hardness of at least HB130 and in particular a relative magnetic permeability of μ _Γ 2 = 1.04 with good to very good corrosion resistance, characterized in that a chemical composition of aufweist, die gleichzeitig im Gußzustand die Bedingungenhaving the conditions simultaneously in the casting state undand ,, Fe , Mn , Al , Zn
^{b) + + +} "Fe, Mn, Al, Zn
^{b) + + +} erfüllt und daß innorh?· b des Gefüges mindestens 90% α-Phase, mindestens 5% ß-Phase und höchstens 5% X-Phase enthalten ist.and at least 90% α-phase, at least 5% β-phase and at most 5% X-phase is contained within the structure. 2. Mangan-Aluminium-Mehrstoffbronze mit schwachmagnetischer Struktur gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß in vorteilhafter Weise zur Einhaltung eines Grenzwertes der relativen magnetischen Permeabilität von μΓ ^ 1,04 im Gußzustand die Legierung einer chemischen Zusammensetzung von2. manganese-aluminum multicomponent bronze with weak magnetic structure according to claim 1, characterized in that advantageously to maintain a limit value of the relative magnetic permeability of μΓ ^ 1,04 in the as-cast state, the alloy of a chemical composition of besitzt.has. 3. Verfahren zur thermischen Behandlung einer Mangan-Aluminium-Mehrstoffbronze mit schwachmagnetischer Struktur gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß eine Legierung mit der chemischen Zusammensetzung von3. A process for the thermal treatment of a manganese-aluminum multicomponent bronze with weak magnetic structure according to claim 1, characterized in that an alloy having the chemical composition of Mn 6,0-11,0 Gew.-%Mn 6.0-11.0% by weight Fe 0-3,0 Gew.-%Fe 0-3.0% by weight Al 5,5-7,5 Gew.-%Al 5.5-7.5% by weight Ni 0,5-2,0 Gew.-%Ni 0.5-2.0% by weight Zn 7,0-10,0 Gew.-%Zn 7.0-10.0% by weight Cu RestCu rest im Gußzustand, bei der die Bedingung a) erfüllt ist und die relative magnetische Permeabilität den Grenzwert von μ_Γ = 1,04 nicht überschreitet, 1-10 Stunden bei 450-550°C thermisch behandelt und an Luft oder in Ol schnell abgekühlt wird.in the as-cast condition where condition a) is satisfied and the relative magnetic permeability does not exceed the limit of μ _Γ = 1.04, thermally treated at 450-550 ° C for 1-10 hours and rapidly cooled in air or in oil. 4. Verfahren zur thermischen Behandlung nach Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Rohgußteile 2-4 Stunden bei 500-550⁰C thermisch behandelt und in Öl schnell abgekühlt werden.4. A process for thermal treatment according to claim 3, characterized in that the Rohgußteile thermally treated for 2-4 hours at 500-550 ⁰ C and rapidly cooled in oil.