DE1558624C - Kupferlegierung mit verbesserter Festigkeit und Dehnung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft Kupferlegierungen mit ver- Die Aufgabe der Erfindung besteht somit in der besserter Festigkeit und Dehnung. Die erfindungs- Schaffung solcher verbesserten Kupferlegierungen, bei gemäßen Kupferlegierungen, welche Zink, Aluminium denen die günstigen Festigkeitseigenschaften bei gleich- und Nickel enthalten, weisen verbesserte physikalische zeitig möglichst geringer Beeinträchtigung ihrer VerEigenschaften auf und eignen sich für viele Anwen- 5 formbarkeit erzielt werden. ... dungszwecke, einschließlich zum Herstellen von Guß- Außerdem liegt es im Wesen der Erfindung, daß stücken und Schmiedstücken, für das Strangpressen sich: die so verbesserten Kupferlegierungen mit relativ sowie zur Herstellung von warmgewalzten und kalt- niedrigen Kosten herstellen lassen, so daß sie sich auch gewalzten oder von gezogenen Produkten. Die erfin- im großtechnischen Maßstab in wirtschaftlicher Weise dungsgemäßen Legierungen sind besonders gut für die io anwenden lassen. Anwendung als Knetlegierung geeignet. Es hat sich nun gezeigt, daß die vorstehend genann-

Im Laufe der Jahre sind zahlreiche Versuche unter- ten Ziele erfindüngsgemäß in einfacher und bequemer

nommen worden, um die Festigkeitseigenschaften des Weise erreicht werden können.

duktilen Messings ohne Beeinträchtigung seiner Ver- Die erfindungsgemäßen Kupferlegierungen sind daformbarke.it zu verbessern. Diese Versuche haben sich 15 durch gekennzeichnet, daß sie aus 66 bis 76% Kupfer,.·

schließlich zwecks Erreichung eines solchen Ziels auf 15,0 bis 32,5% Zink, 2,5 bis 4,5% Aluminium und

die Anwendung einer großen Anzahl von Legierungs- 0,4 bis 5% Nickel neben herstellungsbedingten Ver-

zusätzen konzentriert. Einige solcher Legierungs- unreinigungen bestehen.

zusätze sind jedoch recht kostspielig und tragen daher Für die erfindungsgemäßen Legierungen innerhalb wesentlich zu den Herstellungskosten der Legierung bei. 20 der vorstehend genannten Bereiche gilt hinsichtlich

So ist aus dem Buch von B r u η h u b e r, »Legie- der Zusammensetzung die weitere Regel, daß der AIu-

rungshändbuch der Nichteisenmetalle«, 1960, S. 155, minium- und Zinkgehalt zwecks Erzielung ihrer

eine Kupfer-Zink-Legierung (27% Zink und 70% Festigkeitseigenschaften entsprechend der nachstehen-

Kupfer) bekannt, welche außerdem 2% Aluminium den Gleichung

und 1% Nickel enthält. Im wärmebehandelten Zu- 25 Al— ft^no/ 7 -u in 1 j- ?s

stand weist diese Legierung jedoch nicht die erwünschte ~ ~ '■· '° ⁺ ' ^{± 1}^⁵-

Kombination von hoher Festigkeit und hoher Ver- bemessen sind.

formbarkeit auf, wie an Hand einer Versuchsreihe ge- Es hat sich gezeigt, daß die Kupferlegierungen mit

zeigt wird. der vorstehend angegebenen Zusammensetzung we-

Weiterhin sind aus der britischen Patentschrift 30 sentlich verbesserte physikalische Eigenschaften bei 578 873 Kupfer-Aluminium-Zink-Legierungen be- einer sehr geringen Beeinträchtigung der Verformbarkannt, deren Zusammensetzung und Wärmebehand- keit aufweisen. Beispielsweise zeigen die erfindungslung so ausgewählt.sind, daß eine optimale Korrosions- gemäßen verbesserten Legierungen im vollständig beständigkeit erzielt wird. Eine Verbesserung der weichgeglühten Zustand Streckgrenzen von mindestens Festigkeitseigenschaften · bei gleichzeitig guter Ver- 35 31,50 kg/mm², während die üblicherweise für Verforformbarkeit ist dabei aber nicht beabsichtigt, und es mungszwecke eingesetzten Kupferlegierungen im vollwird auch keine Anweisung zur Verwirklichung dieses ständig weichgeglühten Zustand im allgemeinen nur Zieles offenbar. Streckgrenzen im Bereich von 7,03 bis 17,5 kg/mm²

Ferner sind aus der britischen Patentschrift 831 454 und selten über 21,00 kg/mm² aufweisen. Die erfin-

und Metals Handbook, 1948, S. 897, Zusätze von 40 dungsgemäßen Legierungen zeigen auch entsprechend

Arsen, Phosphor und/oder Antimon als Inhibitor höhere Streckgrenzen im kaltverarbeiteten Zustand bei

gegen die Entzinkung von Kupfer-Aluminium-Legie- einer Dickenverminderüng um 50% von mindestens

rungen in korrodierenden Medien beschrieben worden. 63,30 kg/mm². Die entsprechenden Festigkeitswerte

Diese Legierungszusätze haben jedoch keinen Einfluß. der üblichen Legierungen fallen jedoch unter die-

bezüglich der Festigkeits-und Verformungseigenschaf- 45 sen Bedingungen in den Bereich von 35,00 bis

ten. ν ;■:.::-; , .' 52,50 kg/mm².

Außerdem sind zahlreiche, sonst nicht gebräuchliche Außerdem — und das ist von großer Bedeutung —

Wärmebeharidlungsverfahren sorgfältig untersucht zeichnen sich die erfindungsgemäßen Legierungen

worden, um die Festigkeitseigenschaften ohne Beein- durch eine hohe Verformbarkeit aus. fm Vergleich zu

trächtigung der"Verformbarkeit zu verbessern. ' 50 einem außerordentlich gut verformbaren 7O/3O-Mes-

Bei den gemäß dem Stand der Technik entwickelten sing als Standard zeigen die erfindungsgemäßen Legie-

hochfesten Messingtypen handelt es sich im allgemei- rungen eine entsprechende Verformbarkeit: Diese

nen um mehrphasige- Legierungen mit beschränkter Tatsache ist im Hinblick auf die hohe Festigkeit

Duktilität und KaltverformbaVkeit. Solche Legierün- der erfindungsgemäßen Legierungen besonders über-

gen sind daher besonders geeignet für die Herstellung 55 raschend. · ·; ..'·..■-.

von Gußstücken unrf warmverformten Produkten,? Diese erstaunlichen Eigenschaften einer billigen Le-

Trotz dieser ausgedehnten Untersuchungen hat sich . gierung sind besonders unerwartet im Hinblick auf die .

im Laufe der Jahre ein,;7p/30-Messing als die beste und ausgedehnten Untersuchungen, welche auf diesem

wirtschaftlichste !Kupferlegierung für unter strengen Gebiet mit dem Ziel durchgeführt würden, sich solchen

Bedingungen stattfindende Verformungsvorgänge er- 60 Eigenschaften anzunähern. _: ^:

wiesen. - , Die erfindungsgemäßen Legierungen gehören zur

Es ist ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung, Gruppe der modifizierten Aluminium-Messing-Typen,

eine in ihrer Verformbarkeit weiter verbesserte Kupfer- und sie weisen grundsätzlich eine der beiden nach-

legierung zur Verfügung zu stellen. . stehenden Gefügearten auf, nämlich (1) reine α-Phase

Ein weiteries Ziel der Erfindung besteht in der Schaf- 65 (kubisch flächenzentriert) oder (2) «-Phase in Kombir

fung einer Kupferlegierung mit verbesserten Festig- nation mit einer beschränkten Menge der /3-Phase :

keitswerten sowohl im vollständig weichgeglühten als (kubisch raumzentriert),

auch im kaltverarbeiteten Zustand. Es ist seit langem bekannt, daß ein Zusatz von Alu-

minium zu Kupfer-Zink-Legierungen eine festigkeitserhöhende Wirkung hat. Ein Nachteil eines solchen. Aluminiumzusatzes besteht jedoch darin, daß bei Legierungen mit gesättigter α-Phase, welche die höchsten Festigkeiten aufweisen, im allgemeinen schon geringe Veränderungen im Aluminiumgehält zu großen Änderungen in der Duktilität und der Festigkeit Anlaß geben. Diese großen Veränderungen sind das Ergebnis des Gefüges einer solchen gesättigten Legierung, welches sich in Abhängigkeit vom Aluminiumgehalt entscheidend verändert. Beispielsweise kann eine Änderung im Aluminiumgehält um nur l°/₀ eine Erhöhung des Anteils der ß-Phase bis zu 33 % hervorrufen.

Erfindungsgemäß wurde nun überraschenderweise gefunden, daß sich durch einen Nickelzusatz im Bereich von 0,4 bis 5%. die Nachteile der ternären Kupfer-Aluminium-Zink-Legierungen beheben lassen · und daß die Eigenschaften und das Gefüge innerhalb eines praktisch in Betracht kommenden Bereiches für den Aluminiumgehält gleichmäßiger werden. Zusatzlieh tritt durch den Nickelzusatz eine sehr ausgeprägte Kornverfeinerung ein, was gleichfalls sehr vorteilhaft ist. ■ :' ν ■ ■ ' . ^:-^: . _; ■ . ' '" ■ ■'

Gemäß der Lehre der Erfindung ist es von kritischer "-Bedeutung, daß die Konzentrationen der Legierungsbestandteile in die vorstehend genannten Bereiche fallen. Die Kupferkonzentration muß im Bereich von 66 bis 76% liegen, und sie beträgt vorzugsweise 70 bis 76%. Unterhalb einer Kupferkonzentration von 66% nimmt die Festigkeit auffallend'ab, und oberhalb 76% kann in gesättigten Legierungen eine zusätzliche sogenannte y-Phase mit einer komplexen kubischen Kristallstruktur auftreten, wodurch die Duktilität der Legierung eingeschränkt wird.

In entsprechender Weise muß der Zinkgehalt im Bereich von 15,0 bis 32,5% liegen, und er beträgt vorzugsweise 21 bis 28%. Die Aluminiumkonzentration muß sich im Bereich von 2,5 bis 4,5% bewegen, während der Nickelgehalt im Bereich von 0,4 bis 5 % liegen muß. .-■:·■.;·■■·.■■.■■■■

Um bei einem vorgegebenen Kupfer- und Aluminiumgehält die maximale Duktilität und Verformbarkeit zu erreichen, soll der Nickelgehalt zwischen 0,4 und 1,0% liegen, während für größere Festigkeiten und geringere Duktilitäten der Nickelgehalt auf Werte bis zu 5% eingestellt werden kann. Bei noch höheren Nickelgehalten verringert sich jedoch die Duktilität in einem solchen Ausmaß, daß die Brauchbarkeit als Knetlegierung beeinträchtigt wird. —

Im allgemeinen handelt es sich bei Legierungen mit niedrigerem Nickelgehalt um hochfeste und sehr duktile Materialien, während die Legierungen mit höheren Nickelgehalten zwar noch höhere Festigkeiten, aber eine niedrigere Duktilität aufweisen. «

Die erfindungsgemäßen , Legierungen weisen im kaltverarbeiteten bzw; irrt-weicbgeglühten Zustand als Gefüge entweder : (1): eine Matrix aus feinkörniger ί kubisch-flächenzentrierter «-Phase: (praktisch,- gesät- ;. tigt) oder (2) eine gesättigte «-Phase mit einem Anteil an /3-Phase auf, wobei in beiden Gefügen sehr feinverteilte intermetallische Verbindungen und^oder aus- _; gefällte Teilchen als Dispersion vorliegen.

Die erfindungsgemäßenLegierungenkönnen außer den vorstehend angegebenen Komponenten noch herstellungsbedingte übljche Verunreinigungen enthalten, wie sie typisch für handelsübliche Kupferlegierungen sind. Übliche Verunreinigungen sind z. B. Blei, Zinn, Phosphor, Eisen, Mangan und Silicium. Um eine Verringerung des Zinkgehaltes in korrodierend wirkendem Milieu zu vermeiden, kann sich ein Zusatz von Arsen,· Antimon oder Phosphor in einer Menge von 0,02 bis 0,10% als vorteilhaft erweisen.

Die erfindungsgemäßen ,Legierungen lassen sich für eine Vielzahl von Anweridüngszwecken einsetzen. Infolge ihrer hohen Festigkeit und hohen Verformbarkeit eignen sie sich vor allem als Knetlegierungen. Die Oxydationsbeständigkeit und die Gießfähigkeit der erfindungsgemäßen Legierungen ist ganz ausgezeichnet, und sie eignen sich daher auch sehr gut als hochfeste und billige Gießlegierungen, während ihre ausgezeichnete Warmverformbarkeit sie auch zur Herstellung von Schmiedstücken und für das Strangpressen geeignet macht. Im allgemeinen lassen sich mit den erfindungsgemäßen Legierungen günstigere Kombinationen der mechanischen Eigenschaften bei niedrigen Gestehungskosten erzielen,, als das bei irgendeiner der bisher hergestellten Kupferlegierungen möglich war, ganz unabhängig vom Preis.

Die Verarbeitung und Behandlung der erfindungsgemäßen Legierungen erfordert keine besonderen Maßnahmen. Beispielsweise geht man bei der Herstellung von Blechen wie folgt vor: Das Erschmelzen und Vergießen erfolgt unter ganz entsprechenden Bedingungen wie bei Messinglegierungen, Ein direkter Kokillenguß ist hierfür besonders geeignet. Das Warmwalzen erfolgt in einfacher Weise mittels der auch bei Messing üblichen Walzmaßnahmen. Bei zu schnellem Abkühlen kann sich ein Nichtgleichgewichtsgefüge ausbilden, welches die anfängliche Kältwalzbarkeit vermindert. Dem kann entgegengewirkt werden durch eine Zwischenglühung'im Bereich von 538 bis 650°C, wodurch die x- und die /J-Phase praktisch in Gleichgewichtsanteilen entsteht.

Es hat sich bei der Behandlung der erfindungsgemäßen Legierungen herausgestellt, daß.sie außerordentlich gut auf ein bei niedriger Temperatur durchgeführtes Entspannungsglühen anschließend an die Kaltverarbeitung ansprechen. Im allgemeinen^erhöht sich bei Kupferlegierungen, die stark kaltverarbeitet worden sind, durch eine Spannungsfreiglühung bei Temperaturen unterhalb der Rekristallisationstemperatur die Streckgrenze nur bis zu. etwa 15%. Außerdem tritt diese Festigkeitserhöhung in praktisch bedeutsamem " Umfange nur innerhalb eines relativ engen Bereiches der Glühtemperatur beim Vergüten;(27,8 bis 55,6⁰C) auf. Bei den erfindungsgemäßen Legierungen wurden jedoch Erhöhungen der Streckgrenze-von 30 bis 40% beobachtet, wenn das bis zu einer Dickenverminderung um 50% kaltgewalzte Material bei niedriger.Temperatur einer Spannungsfreiglühung unterworfen würde. Darüber hinaus spricht das Material auf dieses Glühen innerhalb eines breiteren Temperaturbereiches von etwa 83,4 bis 111,2° C an, wodurch sich die Basis seiner kommerziellen Anwendbarkeit verbreitert. Die Größenordnung der Verbesserungen in den Festigkeitseigenschaften ergibt sich aus den nachstehenden, die Erfindung erläuternden Beispielen. : Eine weitere besondere* Eigenschaft der erfindungsgemäßen Legierungen besteht in einer bemerkenswerten Verbesserung der Widerstandsfähigkeit gegenüber Spannungskorrosion. Die üblichen Kupfer-Zink-Messing-Typen sind außerordentlich anfällig gegenüber einer Rißbildung infolge Spannungskorrosion, wenn sie einem korrodierend wirkenden Milieu ausgesetzt sind. Diese Anfälligkeit steigt proportional mit dem Zinkgehalt an, und daher werden Legierungen

mit einem Gehalt von mehr als 15°/₀ Zink selten für die Anwendung in korrodierend wirkenden Medien bei Spannungsbelastung ausgewählt. Es hat sich nun gezeigt, daß die erfindungsgemäßen, mit Nickel modifizierten Aluminium-Messing-Typen im Vergleich zu den bekannten binären Kupfer-Zink-Legierungen eine wesentlich verbesserte Widerstandsfähigkeit gegenüber einer durch Spannungskorrosion verursachten Rißbildung aufweisen. Diese besondere Eigenschaft wird auch durch die nachstehenden Beispiele bestätigt. Gekuppelt mit dieser Widerstandsfähigkeit gegenüber Spannungskorrosion ist ein hohes Maß der Widerstandsfähigkeit gegenüber allgemeinen Korrosionserscheinungen.

Die Bedeutung der Anpassung des Aluminium- und Zinkgehaltes nach der Gleichung

Al - -0,30°/₀Zn + 10,3 ± 1,25

ergibt sich aus einer Versuchsreihe, bei der eine bekannte Legierung W sowie weitere Vergleichslegierungen X und Y untersucht worden sind und einer erfindungsgemäßen Legierung Z gegenübergestellt werden. a) Es wurden vier verschiedene Legierungen mit den in Tabelle A angegebenen Zusammensetzungen unter Verwendung von Kathodenkupfer, Plattenzink, metallischem Nickel und Ahiminiummetall in Form von Pellets hergestellt. Für die Herstellung wurden die fol-

lu geriden Verfahrensschritte eingehalten:

Zuerst wurden Stücke von Kathodenkupfer und von Nickelmetall unter Holzkohle aufgeschmolzen, dann wurde die erforderliche Menge an Aluminium zugesetzt und eingerührt, und schließlich wurden Stücke des Zinkmetalls zugesetzt und eingerührt. Die Schmelze wurde mit einer Temperatur von etwa HOO⁰C in eine Gußform eingegossen, und man ließ sie in der Form erstarren. .

Tabelle A

Legierung	Aluminium Gewichtsprozent	Zink Gewichtsprozent	. . Nickel Gewichtsprozent	Kupfer G ewichtsprozent
W (Stand der Technik)	2,0 4,5 1,5 3,5	27,0 29,5 21,5 23,5	-1 - 1 . 1 1	70 66 76 72
X (nicht gemäß Erfindung) Y (nicht gemäß Erfindung) Z (gemäß der Erfindung)

Die Zusammensetzung der Legierung X weist einen Aluminiumgehalt auf, welcher größer ist, als er gemäß der Lehre der Erfindung in bezug auf den Zinkgehalt sein darf. Die Legierung Y weist einen Aluminiumgehalt, bezogen auf den Zinkgehalt, auf, welcher kleiner ist als nach der erfindungsgemäßen Lehre. Die Legierung Z entspricht einer Zusammensetzung gemäß der Erfindung, wobei der Aluminiumgehalt genau auf den Zinkgehalt eingestellt wurde. Die Legierung W entspricht der im »Legierungshandbuch der Nichteisenmetalle« (1960) auf S. 155 genannten Legierung Nr. 1211.

b) Die erhaltenen Metallbarren wurden auf etwa 900° C aufgeheizt und dann von 44,45 auf 5,1 bis 7,6 mm warm heruntergewalzt. Die Legierung X mit einem zu hohen Aluminiumgehalt zeigte während des Walzvorganges leichte Oberflächenrisse und außerdem Risse an den Kanten.

Anschließend wurden alle vier Legierungen bis auf 5,1 mm kalt heruntergewalzt.

Schließlich wurden die Legierungen W, Y und Z weiter auf 3,1 mm kalt heruntergewalzt.

Die Legierung X mit einem zu hohen Aluminiumgehalt konnte nicht kaltgewalzt werden und zeigte nach einer Dickenverminderung von etwa 15°/₀ bereits schwere Rißbildung.

Die vier Legierungen wurden 4 Stunden lang bei etwa 577⁰C zwecks Stabilisierung des Gefüges geglüht.

Bei einem weiteren Verarbeitungsgang wurden die Legierungen W, Y und Z.weiter auf 1,51 mm kalt heruntergewalzt (Dickenminderung 50%), anschließend 1 Stunde lang bei etwa 577°C geglüht und dann bis zu einer Stärke von 0,77 mm kalt heruntergewalzt. Die Eigenschaften der drei Legierungen in diesem kaltgewalzten Zustand wurden anschließend bestimmt (vgl. Tabelle B).

Die drei Legierungen W, Y und Z wurden außerdem nach dem Abwälzen bis auf 0,77 mm nochmals 1 Stunde bei 577°C geglüht, und nach dieser letzten Warmbehandlung wurden ihre Eigenschaften bestimmt (vgl. Tabelle B). ;

Es wurde weiterhin versucht, die Legierung X nach, dem 4stündigen Stabilisierungsglühen bei 577°C weiter kalt abzuwälzen, doch trat bereits nach einer Dickenminderung von etwa 7 % starke Rißbildung auf.

Tabelle B ■

Legierung

',...'". Eigenschaften , Nach der letzten Wärmebehandlung ' Streckgrenze I Zugfestigkeit Dehnung ■

kg/mm²

kg/mm¹

im kaltgewalzten Zustand

Streckgrenze kg/mm^!

Zugfestigkeit kg/mm*

Dehnung

W
X
Y
Z

31,6

26,4
34,2

48,3

45,2
52,3

31

36 34 63,2

61,2
65,7

73,5 -

71,0 '
80,6

2,5

3,5
2,0

Aus den vorstehenden Versuchsdaten ergibt sich 65 Insbesondere nach der letzten Wärmebehandlung er-

jganz eindeutig, daß die erfindungsgemäße Legierung Z gibt sich eine gleichzeitige Verbesserung der Festig-

im Vergleich zu der aus der.Litcratur bekannten Legie- keks- und Dehnungseigenschaften. Es ist außerordent-

rung W wesentliche verbesserte Eigenschaften aufweist. lieh überraschend, daß nicht nur die Streckgrenze und

die Zugfestigkeit, sondern gleichzeitig auch die Dehnung zugenommen hat. Diese Tatsache steht im Gegensatz zu den Beobachtungen bei den üblichen,Legierungen, wo eine Festigkeitserhöhung immer mit einer Verringerung der Verformbarkeit erkauft werden muß.

Die gleichen günstigen Eigenschaften werden bei der erfindungsgemäßen Legierung Z im kaltgewalzten Zustand beobachtet, wobei insbesondere die beträchtliche Erhöhung: der Zugfestigkeit bemerkenswert ist. Die Beispiele erläutern die Erfindung.

'■ B e is ρ ie Ii

Es wurden Legierungen mit den in Tabelle I angegebenen Zusammensetzungen unter Verwendung von .Kathodenkupfer, Plattenzink, metallischem Nickel und Aluminiummetall in Form von Pellets hergestellt. Für die Herstellung wurden die folgenden Verfahrensschritte eingehalten: Zuerst: wurden Stücke von Kathodenkupfer und, von: Nickelmetall unter Holzkohle aufgeschmolzen, dann wurde die gewünschte Menge an Aluminium zugesetzt und eingerührt, und schließlich wurden Stücke des Zinkmetalls zugesetzt und eingerührt. Die Schmelze wurde mit einer Temperatur von etwa 1100⁰C in eine Gußeisenform eingegossen, und man ließ sie in der Form erstarren. ·

Die so erhaltenen Metallbarren wurden auf 815.bis 898°C aufgeheizt und dann von 44,45 auf .7,62 jnm warm heruntergewalzt, wobei das Walzen bei etwa 538°C beendet wurde. Dann wurde das Metall bis auf 3,11mm kalt heruntergewalzt, 1 Stunde lang bei 538°C geglüht, weiter auf .1,51 mm kalt heruntergewalzt, nochmals 1 Stunde bei 538°C geglüht und

ίο schließlich auf 0,77 mm kalt heruntergewalzt. Das Walzmaterial wurde sowohl im 50°/₀igen kaltgewalzten Endzustand mit einer Dicke von 0,77 mm als auch im zwischengeglühten Zustand hinsichtlich seiner Eigenschaften gemessen.

is Für Vergleichszwecke würden ein handelsübliches 70/30-Messing .und eine Kupfer-Aluminium-Zink-Legierung der gleichen Behandlung unterworfen mit der Abänderung, daß das 70/30-Messing bei dieser Tem · , peratur von 427 statt bei 538° Czwischengeglüht wurde-Die gemessenen physikalischen Eigenschaften sind in der nachstehenden Tabelle zusammengestellt, nämlich die Streckgrenze bei einer bleibenden Dehnung von 0,1 %, die Zugfestigkeit und die Dehnung, und zwar im kaltgewalzten als auch im zwischengeglühten Zustand.

	75,9	Cu	Zusammensetzung	4,0Al	0,7	Ni	- Tabelle	I : -	Dehnung	1 Stunde bei 538°	Zug festigkeit	C geglüht
	74,2	Cu	Gewichtsprozent	3,5 Al	0,5	Ni		Kaltgewalzt	%	Streck grenze	kg/mm2
Legie rung	71,3	Cu	19,4 Zn	4,0Al	3,0	Ni	Streck grenze	(50°/0 Dicken- verminderurig) Zugfestigkeit .	1,7	kg/mm!	55,55
	72,0	Cu	21,8 Zn	2,5 Al	0,5	Ni .	kg/mm2	kg/mm2	2,0	34,80	54,84
I	76	Cu	21,7 Zn	4 Al			67,15	87,20 . .	2,0	34,45	62,58
II			25,0 Zn				60,40	87,90	3,0	43,59	58,36
III	70-	Cu	20 Zn				64,00	90,00	2,0	37,26	45,-70
IV						64,00	85,80		18,98	50,62
ν.			30 Zn			62,58	80,15	3,5	28,82*)	37,26
								15,32*)
VI					52,40	63,30			Dehnung
			%
			38
		36,5
		26
	34
	57 .
	39
	50

·■*) Bei 427⁰C geglüht.

Bei spiel 2 Die im Beispiel 1 beschriebene Legierung V wurde erzielten Ergebnisse bestätigen, daß die erfindungsgemäßen verbesserten Legierungen einem zum Ver-

nach der letzten Kaltwalzbehandlung 1 Stunde bei 45 gleich herangezogenen 70/30-Messing bezüglich der 190,6⁰C geglüht. Sie hatte danach die folgenden Tiefziehfähigkeit praktisch entsprechen und nur eine Eigenschaften:

Tabellen

wenig geringere Tiefziehverformbarkeit beim Recken als ein solches 70/30-Messing aufweisen.

	Kaltgewalzt (50% Dicken- ; . verminderung)	Kaltgewalzt ... (50% Dicken- : verminderung mit anschließendem einstündigen Glühen bei 190,6° C
Streckgrenze.. Zugfestigkeit Dehnung	64,00 kg/mm2 90,00 kg/mm2 2,0%	80,50 kg/mm2 92,81 kg/mm2 l,2°/„; :

Tabelle III

■ ..·.'. Beispiel 3 ~,

Mehrere der gemäß Beispiel 1 hergestellten Legierungen wurden bezüglich ihrer Verformbarkeit mittels zweier üblicher Meßmethoden ausgewertet, nämlich bezüglich der Tiefziehfähigkeit durch Bestimmung des Grenz-Ziehverhältnisses und bezüglich der Tiefziehverformbarkeit unter Verwendung des Olsen-Cup-Prüfversuchs (Näpfchen-Tief zieh test, vergleiche z.B. »Metals Handbook« [1948], S. 128 bis 131). Die dabei

Legierung	Grenz-Zieh- . verhältnis	Olsen-Tiefung -! in mm
II . ^v iv : ■■ ■ ■' -:: ■■■■■· .v' :■ ■■..·■■■ .-..Vi- - .-\ ' (70/30-Legierung zum Vergleich) ;	2,240 ;.;·. 2,225-;■;-.-; 2,225 ;; 2,260	9,694 9,401 9,922 10,662

■";■-■-.;■■■■■:." Bei sp i el 4 ; ' ■

Bei vielen Anwendungszwecken ist die Widerstandsfähigkeit gegenüber einer durch Spannüngskorrosiön hervorgerufenen Rißbildung von Bedeutung. Hinsichtlich dieser Eigenschaft sind die verbesserten erfindungsgemäßen Legierungen den üblichen Messingtypen wesentlich überlegen. Bei einem beschleunigten Test in einer Lösung, welche (N H₄)₂SO₄, CuSO₄ und NH₄OH

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enthielt, zeigten hochbeanspruchte streifenförmige Proben eine hohe Beständigkeit gegenüber Rißbildung, welche diejenige eines 70/30-Messings oder eines 85/15-Messings weit übertraf. In der nachstehenden Tabelle IV sind diese Werte zusammen mit Daten über die Widerstandsfähigkeit gegenüber einer durch Spannungskorrosion in industriellen Atmosphären erzeugten Rißbildung zusammengestellt.

	Tabelle IV	Zeit bis zum Versagen in industriellen Atmosphären
Legierung	Zeit bis zum Versagen beim beschleunigten Prüfversuch oder Grad der Relaxation innerhalb 500 Stunden	kein Versagen nach 4 Monaten kein Versagen nach" 10 Monaten 8 bis 15 Wochen kein Versagen nach 12 Monaten
I II VI (70/30- Messing) 85/15-Messing	14% Relaxation, 500 Stunden 43% Relaxation, 500 Stunden vollständiges Versagen nach 4 Stunden vollständiges Versagen nach 48 bis 72 Stunden

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Kupferlegierung mit einer Streckgrenze im vollständig^ ^vergüteten Zustand von mindestens Sl.S.kg/mm'²' und. irri kalt verarbeiteten Zustand beHeiner DicKenverminderung um 50% von mindestens 63,3 kg/mm², wobei das Gefüge der α-Phase mit fein dispergieren Teilchen entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus 66 bis 76% Kupfer, 15,0 bis 32,5% Zink, 2,5 bis 4,5% Aluminium und 0,4 bis 5,0% Nickel neben herstellungsbedingten Verunreinigungen besteht, mit der Maßgabe, daß der Aluminium- und Zinkgehalt nach der Gleichung .

ΑΓ = -0,30% Zn + 10,3 ± 1,25

bemessen sind.

2. Kupferlegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie Zink in einer Menge von 21 bis 28% enthält. .

3. Kupferlegierung nach Anspruch 1> dadurch gekennzeichnet, daß sie Kupfer in einer Menge von 70 bis 76% enthält. . ■'..

4. Kupferlegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich Arsen, Phosphor und/oder Antimon in einer Menge von 0,02 bis 0,10% enthält..