Lagermetall des ternären Systems Zinn-Antimon-Blei. Legierungen des ternären Systems Zinn Antimon-Blei sind in der Praxis in ver schiedenen Zusammensetzungen, mit oder ohne fremde Zusätze, als Lagermetalle ver wendet worden. Die Angaben über die prak tische Bewährung der Legierungen sind spärlich und zum Teil einander wider sprechend. Die theoretische Untersuchung der Konstitution dieser ternären Legierungen hat zur Aufstellung des in der Zeichnung dargestellten Diagrammes geführt. (Loebe, Zeitschrift für Metallurgie, B.
Band, Seite ?.) Ferner haben Heyn und Bauer (Ver handlungen des Vereines zur Beförderung des Gewerbefleisses, 1914, Beiheft) ein gehende Studien unternommen, um einen Überblick über die physikalischen Eigen schaften (Schmelz- und Erstarrungstempera- tur) und über das Gefüge der Legierungen im Zusammenhang mit ihren Festigkeits eigenschaften zu gewinnen. Aus diesen theo retischen Arbeiten hat sich jedoch eine Regel zur Herstellung guter Lagermetalle auf dem Wege des planmässigen Ersatzes der teuren zinnreichen Legierungen dieses ternären Sy stems durch zinnärmere Legierungen nicht unmittelbar ergeben.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun ein Lagermetall des ternären Sy stems Zinn-Antimon-Blei,. bestehend aus Grundlegierungen . des Zustandsfeldes IH xnit einem Zusatz von Metallen, die mit den in den beiden Eutekticis - dieses Zustands feldes vertretenen Metallen eine feste Lösung bilden. Der Erfinder hat nämlich fest gestellt, dass genau an der Grenze zwischen den Zustandsfeldern II und III des in der Zeichnung .
dargestellten Diagrammes ein jäher Anstieg der Stauchfähigkeit einsetzt und diese an der Grenze gegen Zustands feld IV ein Maximum erreicht, und dass die Depression der Härte gleichfalls scharf an den Grenzen zwischen dem Zustands feld II und IH einsetzt und an den Grenzen zwischen dem Zustandsfeld III und IV ihr Ende findet.
Daraus ergab sich, dass die Legierungen von der Zusammen setzung dieses Zustandsfeldes, das zwei Eutektika, nämlich Pb -f- ,B und Pb --I- a, und neben diesen nur Betakristalle enthält, als Grundsubstanz für Lagermetalle beson ders geeignet sind, wofern sie gehärtet wer den können, ohne spröde zu werden.
Es wurde ferner gefunden, dass dies durch den Zusatz von Metallen, welche sich in den Eutekticis lösen, zum Beispiel Quecksilber, Wismut und Kadmium, erzielbar ist, indem durch diese Zusatzmetalle ohne schädliche Verminderung der Plastizität und Geschmei digkeit eine hervorragende Verbesserung der Festigkeitseigenschaften hervorgerufen wer den kann.
Praktisch kommen für die Grundsubstanz insbesondere die folgenden Zusammenset zungsgrenzen in Betracht: Zinn 20 bis 5? ö, Antimon 12 bis 20 .'o, Blei 28 bis 68 %!0. Zur Überführung dieser Grundsubstanz in ein Lagermetall werden 0,1 bis 3 ö vom Blei durch gleiche Mengen härtender Metall zusätze ersetzt. Die Erprobung hat gezeigt, dass Quecksilber *und Wismut in illengen von 0,1 bis 3 % die Brinellsclie Härtezahl derartiger weicher Legierungen um 0,:i bis 4 erhöhen und die spezifische Druck festigkeit um 25 bis 150 kg pro cm' steigern.
Kadmium erhöht die Härte bei einer Menge von 0,1 bis 2 % um 1,6 bis 12' Brinell und die Druckfestiglzeit um 90 bis 450 k7 pro cm', das ist im Maximum etwa 30 %.
Es bietet sich also vor allem das Nadmiuni als vorzügliches Mittel zur Überführung der bezeichneten Grundsubstanzen in Lager metalle dar; durch geringe Zusätze von Kadmium gelingt es, Härte sind Druckeigen- schaften derart zu verbessern, dass die Le gierungen mit mittlerem Zinngehalt den Le gierungen mit hellem Zinngehalt gleich wertig werden. Auch Gemische von Wismut und Kadmium können innerhalb derselben Zusammensetzungsgrenzen zur Herstellung der Lagermetalle im Sinne der Erfindung verwendet werden.
Der Zusatz von kleinen Kupfermengen verhindert in bekannter Weise durch Gitter bildung die Saigerung und trägt ein Ge- ringes zur Erhöhung der Härte und Druck festigkeit bei.
_lirsf ührinigsbcispiele: 1. Eine Legierung, enthaltend 40 % Zinn, 4,2 % Kupfer, 16 % Antimon und 39,8 ä Blei zeigt eine Härte von 25,4' Brinell und eine Druekfestigkeit von 1400 kg pro cm'. Wird 1 io Blei durch 1 % Kadmium ersetzt, so steigt die Härte auf 33,6 Brinell und die Druckfestigkeit auf 1920 kg pro cm'.
2. Wird bei obiger Legierung das Kad mium durch Wismut ersetzt, so beträgt die Härte 29,5 Brinell und die Druckfestigkeit <B>1600</B> kg pro cm'. Die gleichwertig zusammen gesetzte Legierung, die an Stelle von Wismut Quecksilber enthält, zeigt eine Härte von 30 Brinell und eine Druckfestigkeit von 1640 kg pro ein=.
3. Eine Legierung, enthaltend 30,0 ,% Zinn, 3,5 % Kupfer, 16,0 % Antimon und 50,5 % Blei, zeigt eine Härte von<B>26'</B> Brinell und eine spezifische Druckfestigkeit von 1440 kg. Wird 1 % Blei durch 0,5 % Kadmium und 0,5 % Wismut ersetzt, so steigt die Härte auf<B>30'</B> Brinell und die Druckfestigkeit auf 1680 kg pro cnr.