DE2427653A1 - COPPER BASED ALLOYS AND PROCESS FOR THEIR PRODUCTION - Google Patents

Description

Zusatz zu Patent ......... (Patentanmeldung P 22 47 333.2)Addendum to patent ......... (patent application P 22 47 333.2)

"legierungen auf Kupferbasis und Verfahren zu deren Herstellung" "Copper-based alloys and process for their production"

Im allgemeinen bedürfen legierungen auf Kupferbasis, welche bei Federn und ähnlichen Anwendungsbereichen verwendet werden, einer umfassenden Kaltbearbeitung, um hohe Festigkeiten, beispielsweise grosser als 150 ksi bei einer 0,2 io Streckgrenzen-Abweichung zu erzielen. Jedoch führt eine solche umfassende Kaltbearbeitung zu ernsthaften Beschränkungen der nachfolgenden Verformbarkeit dieser Legierungen.In general, copper-based alloys, which are used in springs and similar fields of application, require extensive cold working in order to achieve high strengths, for example greater than 150 ksi with a 0.2 10 yield point deviation. However, such extensive cold working places severe limitations on the subsequent ductility of these alloys.

Während bekannte vergütbare Kupfer-2 $ Beryllium-Legierungen Streckgrenzen in dem Bereich von 150 bis 200 ksi eine gute Verformbarkeit in nicht ausgehärtetem Zustand undWhile well-known heat treatable copper-2 $ beryllium alloys Yield strength in the range from 150 to 200 ksi good deformability in the uncured state and

409881/09 8-1409881/09 8-1

gute Leistungsfähigkeit unter Spannungskorrosionsbedingungen aufweisen, sind sie als teuer und abschreckempfindlich gekennzeichnet und schwierig oder selbst gefährlich zu giessen, so daß sie schwierige Bearbeitungseigenschaften aufweisen. Demgegenüber sind vergütbare Gu-Ni-Mn-Legierungen relativ billig, nicht absehreckungsempfindlich und zeichnen sich durch günstige Behandlungseigenschaften aus, so daß sie beispielsweise warm oder kalt gewalzt werden können. Jedoch sind solche bekannten Legierungen bezüglich der Zähigkeit und insbesondere der Beständigkeit gegen Spannungskorrosion bei besonderen Anwendungsbereichen unzulänglich, wie beispielsweise bei Federn, die unter Spannung einer korrosiven Atmosphäre ausgesetzt y/erden. Während eine bedeutende Verbesserung dieser Eigenschaften bei Legierungen erzielt wurde, die in dem Hauptpatent beschrieben sind, blieb eine nützlichere Kombination der Eigenschaften wünschenswert, insbesondere bezüglich einer erhöhten Beständigkeit gegen Spannungskorrosion.have good performance under stress corrosion conditions, they are expensive and sensitive to quenching marked and difficult or even dangerous to cast, so that they have difficult machining properties exhibit. On the other hand, heat-treatable Gu-Ni-Mn alloys are relatively cheap, not sensitive to fear and draw are characterized by favorable treatment properties, so that they can be rolled hot or cold, for example. However, such known alloys are with respect to Toughness and in particular resistance to stress corrosion in special areas of application inadequate, such as springs that are exposed to a corrosive atmosphere under tension. While a significant Improvement of these properties was achieved in alloys that are described in the main patent, a more useful combination of properties remained desirable, particularly in terms of increased durability against stress corrosion.

Demzufolge war es äußerst wünschenswert, eine Legierung innerhalb des Kupfer-Mangan-Nickel-Legierungssystems zu entwickeln, welche eine erhöhte Bruchzähigkeit in Kombination mit bedeutend verbesserter Beständigkeit gegen Spannungskorrosion aufweist.Accordingly, it has been extremely desirable to be an alloy within the copper-manganese-nickel alloy system develop, which have an increased fracture toughness in combination with significantly improved resistance to stress corrosion having.

409881 /0981409881/0981

Somit ist es ein Gegenstand der Erfindung, eine verbesserte Legierung auf Kupferbasis zu entwickeln, welche relativ grosse Gehalte an Nickel und Mangan enthält.Thus, it is an object of the invention to develop an improved copper-based alloy which is relatively contains high levels of nickel and manganese.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine derartige Legierung, welche Streckgrenzen über 2oo ksi nach dem Altern aufweist.Another object of the invention is such an alloy, which yield strengths over 2oo ksi after Exhibits aging.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Legierung, welche wirtschaftlich gut herzustellen ist und sich durch verbesserte Bruchzähigkeit auszeichnet.Another object of the invention is an alloy which can be produced economically and which stands out characterized by improved fracture toughness.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Legierung auf Kupferbasis,mit ausgezeichneter Beständigkeit gegen Spannungskorrosion, gute Duktilität, Zähigkeit und hoher Streckgrenze .Another object of the invention is a copper-based alloy, with excellent resistance to stress corrosion, good ductility, toughness and high yield strength.

Weitere Gegenstände und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung.Further objects and advantages of the present invention emerge from the following explanation.

Gemäss Erfindung wurde nunmehr gefunden, daß die genannten Gegenstände und Vorteile leicht erzielbar sind.According to the invention it has now been found that the objects and advantages mentioned can easily be achieved.

Die Legierung gemäss Erfindung besteht im wesentlichen aus 15 bis 3ο <fo Nickel, 15 - 3ο °/o Mangan und einem ElementThe alloy according to the invention consists essentially of 15 to 3ο <fo nickel, 15 - 3ο ° / o manganese and an element

4 09881/09814 09881/0981

das aus der Gruppe ausgewählt ist, welche Aluminium von 0,01 bis 5 $>, Magnesium von 0,01 bis 5 #, Bor von 0,001 bis 0,1 #, Zink von 0,1 bis 3,5 $, Zinn von 0,01 bis 3 $, Zirkon von 0,01 bis 2 9ε, Titan von 0,01 bis 2 $, Chrom von 0,01 bis 1 $, Eisen von 0,1 bis 5 ^, Kobalt von 0,05 bis 1 $ und Gemischen daraus umfasst, zusammen mit 0,005 bis 0,1 ia eines Elementes, das aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Arsen, Antimon und Gemischen daraus besteht, Rest im wesentlichen Kupfer, wobei das Verhältnis von Nickel zu Mangan wenigstens 0,75 und vorzugsweise 1,0 oder höher ist.that is selected from the group consisting of aluminum from 0.01 to 5 $>, magnesium from 0.01 to 5 #, boron from 0.001 to 0.1 #, zinc from 0.1 to 3.5 $, tin from 0 .01 to $ 3, zircon from 0.01 to 2 9ε, titanium from 0.01 to 2 $, chromium from 0.01 to $ 1, iron from 0.1 to 5 ^, cobalt from 0.05 to $ 1 and mixtures thereof, together with 0.005 to 0.1 ia of an element selected from the group consisting of arsenic, antimony and mixtures thereof, the remainder being essentially copper, with the ratio of nickel to manganese at least 0.75 and is preferably 1.0 or higher.

Gemäss der vorliegendenErfindung wurde gefunden, daß die genannte Legierung überraschenderweise eine verbesserte Bruchzähigkeit aufweist, während die ausgezeichneten Festigkeitseigenschaften dieses Legierungssystems beibehalten werden.According to the present invention it has been found that the said alloy surprisingly an improved Has fracture toughness while maintaining the excellent strength properties of this alloy system will.

Hierdurch lassen sich verschiedene bemerkenswerte Vorteile erzielen. Die erfindungsgemässe Legierung ist ein ausgezeichneter billigerer Ersatz für Beryllium-Kupfer mit verbesserter Bruchzähigkeit. Die erfindungsgemässe Legierung erzielt Bruchfestigkeitswerte, die sich denen hochlegierter Stähle nähern, welche in ihrer AnwendbarkeitThere are a number of noteworthy benefits that can be achieved in this way. The alloy of the present invention is an excellent one cheaper substitute for beryllium copper with improved fracture toughness. The alloy according to the invention achieves breaking strength values that are similar to those of high-alloyed Steels approach which in their applicability

409881/0981409881/0981

durch schlechte Korrosionsbeständigkeit begrenzt sind. Die legierungen gemäss Erfindung sind den im Schiffsbau verwendeten Stählen überlegen, da die erfindungsgemässen Legierungen nicht gegen Wasserstoffversprödung empfindlieh sind* Zusätzlich zeichnen sich die erfindungsgemässen Legierungen durch ausgezeichnete Spannungskorrosionsbeständigkeit aus. are limited by poor corrosion resistance. The alloys according to the invention are superior to the steels used in shipbuilding, since those according to the invention Alloys are not sensitive to hydrogen embrittlement are * In addition, the alloys according to the invention are distinguished by their excellent resistance to stress corrosion.

Gr-emäss der vorliegenden Erfindung enthalten die Ausgangslegierungen von 15 bis 3o io Nickel und von 15 bis 3ο fo Mangan. Vorzugsweise liegen die Nickel- und Mangangehalte je im Bereich von 15 bis 25 $. Das Verhältnis von Nickel zu Mangan muß wenigstens 0,75 und vorzugsweise 1,0 oder höher und im allgemeinen geringer als 1,5 sein.Gr-emäss of the present invention contain the starting alloys of 15 to 3o io nickel and from 15 to 3ο fo manganese. Preferably the nickel and manganese contents are each in the range from $ 15 to $ 25. The ratio of nickel to manganese must be at least 0.75 and preferably 1.0 or higher and generally less than 1.5.

Zusätzlich zu d.em Vorstehenden enthält die erfindungsgemässe Legierung ein Element, das aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Aluminium in einer Menge von 0,01 bis 5 $, Magnesium von 0,01 bis 5 $>, Bor von 0,001 bis 0,1 <?< >, Zink von 0,1 bis 3,5 $, Zinn von 0,01 bis 3 i>, Zirkon von 0,01 bis 2 $, Titan von 0,01 bis 2 56, Ohrom von 0,01 bis 1 io, Eisen von 0,1 bis 5 96, Kobalt von 0,05 bis 1 $ und Gemischen hieraus besteht.In addition to the above, the alloy according to the invention contains an element selected from the group consisting of aluminum in an amount from 0.01 to 5 $, magnesium from 0.01 to 5 $>, boron from 0.001 to 0, 1 <? <>, Zinc from 0.1 to 3.5 $, tin from 0.01 to 3 i>, zircon from 0.01 to 2 $, titanium from 0.01 to 2 56, ohrom from 0.01 to 1 10, iron from 0.1 to 596, cobalt from 0.05 to 1 $, and mixtures thereof.

409881/0981409881/0981

-s--s-

Aluminium, Magnesium und Bor wirken als Desoxydierungsmittel und unterstützen das Schmelzen der Legierungen. Aluminium ist der bevorzugte Zusatz, da es dazu neigt» eine schützende Oxydschicht während des Schmelzens zu bilden. Wenn Aluminium als Desoxydierungsmittel allein verwendet wird, soll es in einer Menge von 0,Oi bis 0,75 i° zugesetzt werden, dies gilt in ähnlicher Weise für Magnesium. Weiterhin können Aluminium und Magnesium als vorteilhafte Legierungszusätze in Mengen grosser als 0,6 ⁰Jo zwecks verbesserter Korrosionsbeständigkeit und Bruchzähigkeit verwendet wird, neigt es dazu, die zellenartige Ausscheidung aus den Korngrenzen zu modifizieren.Aluminum, magnesium and boron act as deoxidizing agents and help melt the alloys. Aluminum is the preferred additive because it tends to “form a protective layer of oxide during melting. If aluminum is used alone as the deoxidizing agent, it should be added in an amount of from 0.1 to 0.75 ° ; this applies in a similar way to magnesium. Furthermore, aluminum and magnesium can be used as advantageous alloy additives in amounts greater than 0.6 ⁰ Jo for the purpose of improved corrosion resistance and fracture toughness; it tends to modify the cell-like precipitation from the grain boundaries.

Die vorteilhafte Kombination der Beständigkeit gegen Spannungskorrosion, der physikalischen Eigenschaften, um so eine ausgezeichnete Bearbeitung in Anwendungsbereichen zu ermöglichen, und der wünschenswerten Verformungseigenschaften in den Legierungen wird erfindungsgemäss mit Gewissheit durch weiteres Zusetzen von geringen, aber wesentlichen Anteilen an Arsen oder Antimon oder einem Gemisch hieraus innerhalb des Bereiches von 0,005 bis 0,1 Gew.fa erzielt. Solche Zusätze gewährleisten die geeignete Steuerung der Korngrösse und die gewünschte Dispersion der feinen Ausscheidung meistens im Inneren der Körner, was sich als wesentlich für die gewünschten Legierungsqualitäten und Bearbeitung herausgestellt hat.The advantageous combination of the resistance to stress corrosion, the physical properties, so as to enable excellent machining in areas of application, and the desirable deformation properties in the alloys, according to the invention, is certainly achieved by further adding small but substantial proportions of arsenic or antimony or a mixture thereof achieved within the range of 0.005 to 0.1 wt. Fa . Such additives ensure the appropriate control of the grain size and the desired dispersion of the fine precipitate mostly inside the grains, which has been found to be essential for the desired alloy qualities and processing.

409881 /0981409881/0981

Es ist "bemerkenswert, daß solche Einflüsse der Arsen- und Antimonzugaben im wesentlichen von solchen unterschiedlich sind, die normalerweise in einphasigen Kupferlegierungen erhalten werden. In letzteren sind die Zusätze vorgesehen worden, um ein Entzinken zu reduzieren. Wenn die Legierung nicht einphasig ist, wurde die allgemeine Erfahrung gemacht, daß kein vorteilhafter Einfluss durch diesen Zusatz gefunden wurde. Die erfindungsgemässen Legierungen umfassen ein Aushärtungssystem. Sie sind in ihrem abschliessenden, warme "behänd el ten Zustand mehrphasig. Es ist demzufolge völlig überraschend, daß der Zusatz von Arsen und/oder Antimon verbesserte Spannungskorrosionseigenschaften ergibt, die in diesen Legierungen im industriellen und im Schiffsbaubereich bemerkt wurden.It is "noteworthy that such influences of the arsenic and Antimony additions are essentially different from those normally found in single phase copper alloys can be obtained. In the latter, the additives have been provided to reduce dezincification. When the alloy is not single-phase, the general experience has been that this addition does not have a beneficial effect was found. The alloys of the present invention include a curing system. You are in your final, warm "handled state multiphase. It is accordingly completely surprising that the addition of arsenic and / or Antimony gives improved stress corrosion properties, which have been noticed in these alloys in the industrial and shipbuilding sectors.

Jedoch ist es bekannt, daß einphasige KupferIegierungen, welche Arsen und Antimon enthalten, heiß spröde sind und eine solche begrenzte Warmwalzbarkeit aufweisen, daß sie im allgemeinen nur kaltgewalzt werden können. Demgegenüber sind die Legierungen der Erfindung warmwalzbar und in dem Warmwalz-Temperaturbereich einphasig. Es ist völlig überraschend, daß 'eine einphasige Legierung auf Kupferbasis, welche entweder Arsen und/oder Antimon in diesen Mengen enthält, warmwalzbar ist.However, it is known that single-phase copper alloys, which contain arsenic and antimony, are hot, brittle and have such limited hot rollability that they can generally only be cold rolled. In contrast, the alloys of the invention are hot-rollable and in the Single-phase hot rolling temperature range. It is completely surprising that 'a single-phase copper-based alloy containing either arsenic and / or antimony in these amounts contains, is hot-rollable.

.409.881/0981.409.881 / 0981

Das G-iessen der Legierung gemäss Erfindung ist nicht besonders bezeichnend. Es kann jedes herkömmliche G-iess verfahr en angewendet werden. Giesstemperaturen im Bereich von ungefähr 1000 bis 1200 0 werden mit einer optimalen G-iesstemperatur in dem Bereich von 1050 bis 1100 C bevorzugt angewandt. Die Arsen- und/oder Antimonzusätze sollten vor dem Giessen, im Hinblick auf die Giftigkeit dieser Elemente, als Hauptlegierung vorliegen.The casting of the alloy according to the invention is not special significant. Any conventional G-iess method can be used be applied. Casting temperatures in the range from approximately 1000 to 1200 0 are associated with an optimal casting temperature preferably used in the range from 1050 to 1100.degree. The arsenic and / or antimony additives should be used as the main alloy before casting, in view of the toxicity of these elements are present.

Im allgemeinen wird die erfindungsgemässe Legierung durch Herunterwalzen eines Blockes in Streifen behandelt, wobei ein Warmwalzvorgang, gefolgt von einem Kaltwalz- und Anlass-Zyklus erfolgt, um das Endkaliber zu erreichen. Bevorzugte Eigenschaften werden erzielt, indem eine Alterungsbehandlung angewandt wird. In general, the alloy according to the invention is through Rolling down an ingot into strips is treated with a hot rolling process followed by a cold rolling and tempering cycle takes place in order to reach the final caliber. Preferred properties are obtained by applying an aging treatment.

Die Starttemperatur des Warmwalzens sollte in dem Bereich von 700 bis 900°0 und vorzugsweise von 750 bis 850⁰C liegen. Die Abkühlgeschwindigkeit von dem Warmwalzen soll vorteilhaft über 25°0 pro Stunde bis herunter auf 300⁰C sein, um ein Ausscheiden der Mangan-Nickel-reichen Phasen zu verhindern. Die Kühlgeschwindigkeit nach 300⁰C ist nicht bezeichnend. Die Legierung kann mit Abnahmen im AusmassThe starting temperature of hot rolling should be in the range of 700 to 900 ° 0, and preferably from 750 to 850 ⁰ C. The cooling rate from the hot rolling should be advantageous over 25 ° 0 per hour down to 300 ⁰ C, in order to prevent withdrawal of the manganese-nickel-rich phases. The cooling rate after 300 ⁰ C is not significant. The alloy can with decreases in extent

409881/0981409881/0981

von 90 io kaltgewalzt werden, jedoch sollte die Abnahme beim Kaltwalzen vorzugsweise zwischen 3o und 8o ^aß> liegen, um die Korngrösse zu steuern.of 90 io are cold-rolled, but the decrease in cold-rolling should preferably be between 3o and 8o ^a ß> in order to control the grain size.

Es wurde gefunden, daß eine durchschnittliche Korngrösse geringer als 0,005 mm notwendig ist, um die optimale Spannungskorrosionsbeständigkeit zu schaffen. Im allgemeinen ist eine durchschnittliche korngrösse in den erfindungsgemässen Legierungen von geringer als 0,003 leicht erzielbar. Eine durchschnittliche Korngrösse dieser Grössenordnung kann durch Steuern der Reduktion beim Kaltwalzen, der Anlaßzeiten und der Anlaßtemperaturen erzielt werden. Im allgemeinen können Anlaßtemperaturen in dem Bereich von 550 bis 900 0 für wenigstens 1 Minute die erforderliche Korngrösse ergeben, wobei 1o Stunden die praktische obere Grenze und 2 Stunden die bevorzugte obere Grenze ist. Es wird bevorzugt, von 5 Minuten bis 2 Stunden anzulassen.It has been found that an average grain size less than 0.005 mm is necessary to achieve the optimum To create stress corrosion resistance. In general, there is an average grain size in the inventive Alloys less than 0.003 easily achievable. An average grain size of this order of magnitude can be achieved by controlling the reduction in cold rolling, tempering times and tempering temperatures. In general, tempering temperatures can be in the range from 550 to 900 0 for at least 1 minute the required Grain size, with 10 hours being the practical upper Limit and 2 hours is the preferred upper limit. It is preferred to leave from 5 minutes to 2 hours.

Nach dem Anlassen wird das Material im Ausmass von über 25⁰C pro Stunde bis auf 300°C abgekühlt, wie dies oben angedeutet ist, und die Kaltwalz- und Anlaßvorgänge werden so wiederholt, wie das in Abhängigkeit von den Kalibern gewünscht ist. Im allgemeinen sind 2 bis 4 Kaltwalz- und Anlaßzyklen bevorzugt .After annealing the material to the extent of about 25 ⁰ C per hour is cooled to 300 ° C, as indicated above, and the cold rolling and tempering operations are repeated as the desired function of the calibers. In general, 2 to 4 cold rolling and tempering cycles are preferred.

409881 /0981409881/0981

-1ο--1ο-

Die vorliegende Erfindung wird deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen verständlich .The present invention will become more apparent from the following Description of exemplary embodiments understandable.

Beispiel IExample I.

Ein Block von 4,5 kg aus einer Legierung, welche 25,0 Nickel, 17,0 Mangan, 2,0 Zink, 0,5 Aluminium, 0,04 Antimon (Legierung A), Rest Kupfer enthält, wurde in Streifen in der folgenden Weise zubereitet. Die Legierung wurde aus elementaren Beatandteilen mit Ausnahme des Antimons erschmolzen, welches als Kupfer-Antimon-Hauptlegierung zugegeben wurde, und bei 1200 C in eine Stahlform hartgegossen. Der Block wurde bei 845 C normalisiert und von 39,1 mm auf 6,35 mm warmgewalzt. Die warmgewalzte Platte wurde auf 2,54 mm kaltgewalzt und bei 600 C während 30 Minuten angelassen. Die Platte wurde zu 60 $ auf 1,01 mm kaltgewalzt und bei 600 C während 30 Minuten angelassen. Das Material wurde mit einer Abnahme von 25 i» auf ein abschliessendes Maß von 0,76 mm kaltgewalzt. Proben des mit einer Abnahme von 25 fi kaltgewalzten Streifens mit 0,76 mm wurden in 90°- Ü-Bügel durch Biegen eines Streifens mit einer Länge von 15,2 cm und einer Breite von 1,78 cm um einen Mantel gebildet, so daß ein permanenter 90°-Bogen gebildet ist, undA 4.5 kg block of an alloy containing 25.0 nickel, 17.0 manganese, 2.0 zinc, 0.5 aluminum, 0.04 antimony (alloy A), the remainder copper, was placed in strips in the prepared in the following way. The alloy was melted from elementary Beatand parts with the exception of the antimony, which was added as the main copper-antimony alloy, and hard-cast at 1200 C in a steel mold. The ingot was normalized at 845 C and hot rolled from 39.1 mm to 6.35 mm. The hot-rolled plate was cold-rolled to 2.54 mm and tempered at 600 ° C. for 30 minutes. The plate was cold rolled at $ 60 to 1.01 mm and tempered at 600 ° C. for 30 minutes. The material was cold-rolled with a decrease of 25 % to a final dimension of 0.76 mm. Samples of mm with a reduction of 25 fi cold rolled strip 0.76 were in 90 ° - OB bracket formed by bending a strip having a length of 15.2 cm and a width of 1.78 cm by a jacket so that a permanent 90 ° bend is formed, and

409881/0981409881/0981

es wurden Querzugproben hergestellt. Die U-Bögen und die Zugproben wurden während verschiedener Zeiten "bei 45O⁰G gealtert. Nach der Alterungsbehandlung wurden die TJ-Bögen in Anschlägen gerissen, welche die Enden der Proben in Abstand von 25,4 mm hielten. Die sich ergebende Zugfestigkeitseigenschaften und Spannungskorrosionsergebnisse sind in Tabelle A wiedergegeben. Die Zugfestigkeitsergebnisse sind der Durchschnitt von 2 Querproben; die Spannungskorrosionsergebnisse sind der Durchschnitt von 5 TJ-Bögen. New Haven, Connecticut ist ein Industriegebiet und Daytona Beach, Florida, eine Schiffsbaugegend. Daten für eine Kupfer-20 Nickel-17 Mangan-2 Zink-Legierung (Legierung B) und Kupfer-20 Nickel-20 Mangan-0,5 ^l (Legierung G) sind ebenfalls für Vergleichszwecke wiedergegeben. Diese Legierungen wurden in einer ähnlichen Weise wie die Antimon enthaltende Legierung behandelt.transverse tensile specimens were produced. The U-sheets and the tensile test specimens were aged at 45O ⁰ G during different times. "After the aging treatment, the TJ-sheets were torn into stops which held the ends of the sample at a distance of 25.4 mm. The resulting tensile properties and stress corrosion results are reported in Table A. The tensile strength results are the average of 2 transverse samples; the stress corrosion results are the average of 5 TJ arcs. New Haven, Connecticut is an industrial area and Daytona Beach, Florida is a shipbuilding area. Data for a copper-20 nickel area. 17 Manganese-2 zinc alloy (alloy B) and copper-20 nickel-20 manganese-0.5-1 (alloy G) are also shown for comparison purposes, and these alloys were treated in a similar manner to the antimony-containing alloy.

Beispiel IIExample II

Eine Legierung, enthaltend 25 Nickel, 17 Mangan, 2 Zink, 0,5 Aluminium, 0,04 Arsen (Legierung D), Rest Kupfer wurde in Streifenform in ähnlicher Weise wie oben beschrieben zubereitet. Die Zugfestigkeitseigenschaften und die Spannungskorrosionsergebnisse sind ebenfalls in Tabelle A wiedergegeben.An alloy containing 25 nickel, 17 manganese, 2 zinc, 0.5 aluminum, 0.04 arsenic (alloy D), the remainder copper was made prepared in strip form in a similar manner as described above. The tensile strength properties and stress corrosion results are also shown in Table A.

4 09881/09814 09881/0981

Die Verbesserung der Spannungskorrosionsbeständigkeit wird insbesondere deutlich, wenn die Zeiten bis zum Bruch. (Ausfall) in New Haven und Daytona Beach als Ausdruck der Streckgrenze untersucht werden. Die Wirkung der Antimon- und Arsenzugaben sowohl in New Haven als auch Dayton Beach ist es, die Zeit bis zum Bruch bei einer gegebenen Streckgrenze zu vergrössern und somit die Streckgrenze zu erhöhen, bei welcher die Legierung verwendet werden kann.The improvement in stress corrosion resistance is particularly evident when the times to break. (Failure) in New Haven and Daytona Beach as an expression of Yield strength can be investigated. The effect of the antimony and arsenic additions in both New Haven and Dayton Beach is to increase the time to break at a given yield point and thus the yield point at which the alloy can be used.

Beispiel IIIExample III

Beispiel II wurde für die Legierung B wiederholt mit Ausnahme, daß die Proben vor dem Altern mit einer Abnahme von 40 und 50 fo kaltbearbeitet wurden. Die Legierung G wurde mit einer Abnahme von 40 fo vor dem Altern aus Vergleichszwecken -kalt bearbeitet. Die Ergebnisse sind in Tabelle B wiedergegeben.Example II was repeated for Alloy B except that the samples were cold worked to a decrease of 40 and 50 fo before aging. Alloy G was cold machined for comparison purposes with a decrease of 40 fo before aging. The results are shown in Table B.

409881/0981409881/0981

A
A
BA.
A.
B. Tabelle ATable A. 0.2%
Abweichung
Streckgrenze
(ksi)0.2%
deviation
Stretch limit
(ksi) Streckgrenze
(ksi)Stretch limit
(ksi) KaltverformungCold deformation Zeit bis
Bruch -
' New Haven -
Tagetime to
Fracture -
'New Haven -
Days Zeit bis
Bruch -
Dayton -
Tagetime to
Fracture -
Dayton -
Days ro
-P-
roro
-P-
ro B
CB.
C. Erwärmen und Abschrecken plus 25 fo Heating and quenching plus 25 fo 168.0
183.5
156.1168.0
183.5
156.1 178.8
192.5
173.5178.8
192.5
173.5 Prozent-
Dehnung
(inch)Percent-
strain
(inch) 278
69
204278
69
204 HO
52
4HO
52
4th cn
cn
cocn
cn
co CC. Alt erung s b ehandlungAging treatment 169.3
158.3169.3
158.3 185.0
177.5185.0
177.5 6.5
5.3
10.06.5
5.3
10.0 59
8159
81 9
ungefähr 1/2 ,9
about 1/2, DD. 45O⁰C χ 3.5 Stunden
45O⁰C χ 6.0 Stunden
450⁰C χ 5.0 Stunden45O ⁰ C χ 3.5 hours
45O ⁰ C χ 6.0 hours
450 ⁰ C χ 5.0 hours 182.0182.0 198.0198.0 8.8
10.38.8
10.3 16·16 · ungefähr 1/2 °* about 1/2 ° * Legierungalloy DD. 45O⁰C χ 8.0 Stunden
45O⁰C χ 4.0 Stunden45O ⁰ C χ 8.0 hours
45O ⁰ C χ 4.0 hours 168.3168.3 179o5179o5 6.56.5 309309 143143 ' 40988'40988 450⁰C χ 8.0 Stunden450 ⁰ C χ 8.0 hours 184.7184.7 196.5 '196.5 ' 7.07.0 8181 3939 1/0981/098 450⁰C χ 3.5 Stunden450 ⁰ C χ 3.5 hours 7.07.0 45O⁰C χ 6.0 Stunden45O ⁰ C χ 6.0 hours

-H--H-

Tabelle BTable B. Erwärmen und Absohrecken plus 40^ KaltverformungWarming up and cornering plus 40 ^ cold working

und 50$ Kaltverformung and $ 50 cold deformation

Legierung AlterungsbehandlungAlloy aging treatment

und Zustandand condition

Abweichungdeviation

StreckgrenzeStretch limit

(ksi)(ksi)

Streckgrenze Prozent-(ksi) Dehnung
(inch)Yield strength percentage (ksi) elongation
(inch)

Zeit bis
Bruch New Haven
Tagetime to
Break New Haven
Days

Zeit bis
Bruch Dayton Tage time to
Break Dayton Days

Kaltbearbeitung Cold working

450 O χ 4.0 Stunden 45O⁰O x 8.0 Stunden450 O χ 4.0 hours 45O ⁰ O x 8.0 hours

168168 .0.0 185185 .0.0 66th .0.0 5252 185185 .4.4 195195 .0.0 22 .0.0 >180*> 180 *

2626th

50$ Kaltbearbeitung $ 50 cold work

450 G χ 8.0 Stunden450 G χ 8.0 hours

* Proben noch im Versuch* Samples are still being tested

200.3200.3

4.04.0

>180*> 180 *

>120*> 120 *

Claims (1)

PatentansprächePatent claims 1.) Legierung auf Kupferbasis mit verbesserter Spannungskorrosionsbeständigkeit, gekennzeichnet durch von 15 "bis 30 io Nickel, von 15 - 30 io Mangan, durch ein Element, das aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Aluminium von 0,01 "bis 5 $, Magnesium von 0,01 "bis 5 f°_f Bor von 0,001 Ms 0,1 #, Zink von 0,1 Ms 3,5 #, Zinn von 0,01 Ms 3 $>, Zirkon von 0,01 Ms 2 $, Titan von 0,01 bis 2 $, Chrom von 0,01 bis 1 %, Eisen von 0,1 bis 5 ^₅ Kobalt von 0,05 bis 1 io und Gemischen hieraus besteht, und durch 0,005 bis 0,1 io eines Elementes, das aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Arsen, Antimon und Gemischen hieraus besteht, Rest im wesentlichen Kupfer, wobei das Verhältnis von Nickel zu Mangan wenigstens 0,75 ist.1.) Copper-based alloy with improved stress corrosion resistance, characterized by from 15 "to 30 io nickel, from 15 - 30 io manganese, by an element selected from the group consisting of aluminum from 0.01" to 5 $, Magnesium from 0.01 "to 5 f ° _f Boron from 0.001 Ms 0.1 #, zinc from 0.1 Ms 3.5 #, tin from 0.01 Ms 3 $>, zircon from 0.01 Ms 2 $, titanium from 0.01 to 2 $, chromium of 0.01 to 1%, iron from 0.1 to 5 ^ ₅ cobalt of 0.05 to 1 io and mixtures thereof is, and 0.005 to 0.1 io an element selected from the group consisting of arsenic, antimony and mixtures thereof, the remainder being essentially copper, the ratio of nickel to manganese being at least 0.75. 2.) Kupferlegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Nickel zu Mangan von 1,0 bis 1,5 ist.2.) Copper alloy according to claim 1, characterized in that that the ratio of nickel to manganese is from 1.0 to 1.5. 3.) Legierung, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine verbesserte Spannungskorrosionsbeständigkeit zusammen mit hoher Festigkeit und guter -^ruch-Zähigkeit aufweist.3.) alloy according to claim 1 or 2, characterized in that that they have improved stress corrosion resistance together with high strength and good odor toughness having. 409881/0981409881/0981 4.) Legierung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehalte sowohl an Nickel als auch an Mangan je im Bereich von 15 bis 25fo liegen.4.) Alloy according to one of claims 1-3, characterized in that the contents of both nickel and manganese are each in the range from 15 to 25fo . 5·) Legierung nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß sie Aluminium in einer Menge von 0,01 Ms 0,75 $
enthält.5 ·) Alloy according to claim 1-4, characterized in that it contains aluminum in an amount of 0.01 Ms $ 0.75
contains. 6.) Legierung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß sie Aluminium in einer Menge von 0,01 bis 5 fa, Zink von 0,1 bis 3,5 $ und Antimon von 0,005
bis 0,1 io enthält.6.) Alloy according to one of claims 1-4, characterized in that it contains aluminum in an amount of 0.01 to 5 fa, zinc from 0.1 to 3.5 $ and antimony from 0.005
contains up to 0.1 io . 7.) Legierung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß sie Aluminium in einer Menge von 0,01 bis 5 $, Zink von 0,1 bis 3,5 $> und Arsen von 0,005 bis 0,1 ^c/o enthält.7.) Alloy according to one of claims 1-4, characterized in that it contains aluminum in an amount of 0.01 to 5 $, zinc from 0.1 to 3.5 $> and arsenic from 0.005 to 0.1 ^c / o contains. 8.) Legierung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Dispersion einer feinen Ausscheidung im Innern der Körner aufweist.8.) Alloy according to one of claims 1-4, characterized in that that it has a dispersion of a fine precipitate inside the grains. 9.) Legierung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß sie warmwalzbar ist, in dem Warmwalztemperaturbereich einphasig und in dem wärmebehändeIten Zustand9.) Alloy according to one of claims 1-4, characterized in that that it is hot-rollable in the hot-rolling temperature range single phase and in the heat treated condition mehrphas ig is t.is multiphase. 409881/0981409881/0981 -Π-Π Ι ο.) Legierung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine durchschnittliche Korngrösse von weniger aos 0,005 mm aufweist.Ι ο.) Alloy according to claim 8, characterized in that that they have an average grain size of less aos 0.005 mm. 11.) Verfaliren zum Herstellen einer Legierung auf Kupferbasis mit verbesserter Spannungskorrosionsbeständigkeit zusammen mit hoher Festigkeit und guter Bruchzähigkeit durch Warmwalzen mit einer Starttemperatur im Bereich von 700 Ms 900 C, Kaltwalzen und Anlassen in dem Temperaturbereich von 550 bis 900 C-, wobei die Legierung von 15 - 30 $ Nickel, von 15 - 30 <fo Mangan enthält, Rest im wesentlichen Kupfer, wobei das Verhältnis von Nickel zu Mangan.wenigstens 0,75 ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Legierung von 0,005 bis 0,1 $ eines Elementes vorgesehen wird, das aus der Gruppe ausgewählt ist, welches aus Arsen, Antimon und Gemischen hieraus besteht.11.) Procedure for producing a copper-based alloy with improved stress corrosion resistance along with high strength and good fracture toughness by hot rolling with a starting temperature in the range of 700 Ms 900 C, cold rolling and tempering in the temperature range of 550 to 900 C-, the alloy of contains 30 <fo manganese, wherein the balance essentially copper, wherein the ratio of nickel to Mangan.wenigstens 0.75 is that in the alloy of 0.005 to 0.1 $ of an element - 15 - 30 $ nickel, 15 is provided which is selected from the group consisting of arsenic, antimony and mixtures thereof. 12.) Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupferlegierung wenigstens eines oder mehrere der folgenden Elemente enthält: Aluminium von 0,01 bis 5$; Magnesium von 0,01 bis 5$; Bor von 0,001 bis 0,1$; Zink von 0,1 bis 3,5$; Zinn von 0,01 bis 3,0$; Zirkon von 0,01 bis 2$; Titan von 0,01 bis 2$; Chrom von 0,01 bis 1$; Eisen von 0,1 bis 5$ und.Kobalt von 0,05 bis 1$_o 12.) The method according to claim 11, characterized in that the copper alloy contains at least one or more of the following elements: aluminum from $ 0.01 to $ 5; Magnesium from $ 0.01 to $ 5; Boron from $ 0.001 to $ 0.1; Zinc from $ 0.1 to $ 3.5; Tin from $ 0.01 to $ 3.0; Zircon from $ 0.01 to $ 2; Titanium from $ 0.01 to $ 2; Chromium from $ 0.01 to $ 1; Iron from $ 0.1 to $ 5 and cobalt from $ 0.05 to $ 1 _o 409881/0981409881/0981