PL162173B1

PL162173B1 - Wieloskładnikowy brąz alumlnlowo-manganowy

Info

Publication number: PL162173B1
Application number: PL28561890A
Authority: PL
Inventors: Kazimierz Joszt; Jerzy Heler; Miroslaw Lachowski; Stanislaw Machalica; Tadeusz Kalisz; August Wowra
Original assignee: Inst Metali Niezelaznych
Priority date: 1990-06-13
Filing date: 1990-06-13
Publication date: 1993-09-30
Also published as: PL285618A1

Abstract

W ieloskładnikowy brąz aluminiowo-manganowy zawierający miedź, aluminium, mangan, żelazo i nikiel, znam ienny tym, że zawiera wagowo cynku 0,5-5,0%, aluminium 5,0-9,0, manganu 5,0-11,0%, żelaza 1,5-5,0, niklu 1,0-5,0%, resztę stanowi miedź.

Description

Przedmiotem wynalazku jest wieloskładnikowy brąz aluminiowo-manganowy, odznaczający się dobrymi własnościami odlewniczymi, a także dobrymi własnościami wytrzymałościowymi i plastycznymi oraz bardzo dobrą odpornością na korozję, szczególnie w środowisku wody morskiej.

Wśród znanych tworzyw konstrukcyjnych ze względu na wysokie własności wytrzymałościowe i dobrą odporność na korozję wyróżniają się brązy aluminiowe z dodatkami manganu, żelaza, niklu i innych składników.

Znany jest brąz aluminiowy CuAl10Fe3Mn2, który zawiera w odlewach wg PN-79/H-B7026 wagowo: 8,5 - 10,5H aluminium, 2,0 - 4,OH żelaza, 1,0 - 2,OH manganu, reszta miedź i dopuszczalne zanieczyszczenia w ilości 0,8H, w tym cynk do 0,5H. Stop ten posiada minimalną wytrzymałość na rozciąganie 500 MPa, minimalną granicę plastyczności 180 MPa, minimalne wydłużenie 15H i minimalną twardość 110 HB. Dobre własności mechaniczne tego stopu w zestawieniu z umiarkowaną lejnością i słabą odpornością na korozję naprężeniową w zetknięciu z wodą moeską powodują, że stop ten nie spełnia wymagać technologicznych i warunków pracy przy konieczności wytwarzania skomplikowanych kształtów i pracy w środowisku silnie korozyjnym.

Wśród wieloskładnikowych brązów aluminiowo-manganowych znany jest z normy ASTM B148 wysokowytrzymały brąz aluminiowy zawierający wagowo minimum 78,OH miedzi, 10,0 - 11,5H aluminium, maksimum 3,5H manganu, 3,0 - 5,OH żelaza, 3,0 - 5,5H niklu wraz z kobaltem, przy dopuszczalnych zanieczyszczeniach nie przewyższających zawartości 0,5H. Stop ten posiada minimalną wytrzymałość na rozciąganie 620 MPa, minimalną granicę plastyczności 275 MPa, wydłużenie około 6H przy orientacyjnej twardości 190 HB. Stop ten posiada wysokie własności wytrzymałościowe, niestety cechują go ograniczona lejność, niskie własności plastyczne i odlewnicze, zwiększona kruchość i nie najlepsza odporność na korozję, szczególnie selektywną, w wodzie morskiej.

Znany z normy DIN 1714 jest wieloskładnikowy brąz aluminiowy zawierający wagowo minimum 82,OH miedzi, 7,0 - 9,OH aluminium, 5,0 - 6,5H manganu, 1,0 - 2,OH niklu, maksimum 1,5H żelaza, przy dopuszczalnych zanieczyszczeniach w ilości do 0,8H, w tym cynk do 0,5H. Stop ten charakteryzuje się wytrzymałością na rozciąganie 440 MPa, granicą plastyczności 180 MPa i wydłużeniem 1ΘΗ. Dobre własności mechaniczne tego stopu w zestawieniu z umiarkowaną odpornością korozyjną na działanie wody morskiej i stosunkowo niską lejnością nie spełniają wymagać stawianych bardzo odpowiedzialnym elementom wyposażenia statków.

162 173

Wobec rosnących wymagań odnośnie odporności korozyjnej i to zarówno w odniesieniu do korozji ogólnej, selektywnej i naprężeniowej, zwłaszcza przy zwiększającej się agresywności wody morskiej, wysokich wymagań wytrzymałościowych, a przede wszystkim jakościowych stawianych odlewom (brak rzadzizn i porowatości, równomierność własności, szczelność, dobre wypełnienie cienkościennych odlewów, odporność na zmęczenie), podane przykładowo stopy nie odznaczają się optymalnymi własnościami.

Istotą wynalazku jest skład wieloskładnikowego brązu aluminiowo-manganowego zawierającego miedź, aluminium, mangan, żelazo, nikiel i cynk, zapewniający uzyskanie dobrych własności wytrzymałościowych i plastycznych, wysokiej odporności na korozję oraz dobrych własności technologicznych, w szczególności wypełnienia cienkich ścianek bez tworzenia nieciągłości materiałowych czy powstawania pęknięć.

Brąz aluminiowy według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera wagowo 5,0 - 9,0¼ aluminium, 5,0 - 11,0% manganu, 1,5 - 5,0% żelaza, 1,0 - 5,0% niklu, 0,5 - 5,0% cynku, resztę stanowi miedź.

Nieoczekiwanie okazało się, że dodatek cynku, do tej pory uważany za zanieczyszczenie w brązach aluminiowych i ściśle w tych stopach limitowany, w ilościach jak w wynalazku, znacznie polepsza własności odlewnicze brązów, dzięki czemu brązy te mogą być produkowane znanymi sposobami przez topienie i odlewanie statyczne w postaci gąsek i odlewów w formacn piaskowych i metalowych lub odlewanie ciągłe czy półciągłe w postaci wlewków. Półwyroby lub gotowe wyroby mogą być ulepszone na drodze obróbki cieplnej.

□la uzyskania optymalnego zespołu własności wytrzymałościowych plastycznych i twardości wysokiej odporności na korozję, dobrych własności technologicznych, a zwłaszcza prawie całkowitej eliminacji skłonności do porowatości gazowej, stop według wynalazku najkorzystniej zawiera wagowo 6,0 - 8,0% aluminium, 6,0 - 8,0% manganu, 2,0 - 4,5% cynku, 1,5 - 4,5% żelaza, 1,0 - 3,0% niklu, resztę stanowi mieoź. W zależności od ilościowego doboru dodatków stopowych, a zwłaszcza aluminium, własności stopu można zmieniać w szerokim zakresie.

Poniżej podano przykłady stopu według wynalazku.

Przykład I. W elektrycznym piecu indukcyjnym topi się stop zawierający wagowo 6% aluminium, 6% manganu, 2% żelaza, 2% cynku, 1,2% niklu, reszta miedź i zanieczyszczenia. Ze stopu odlewa się gąski, które wykazują następujące własności: wytrzymałość na rozciąganie R_m = 470 MPa, granica plastyczności Rg j = 205 MPa, wydłużenie względne = 60%, twardość HB = 130. '

Przykład II. W elektrycznym piecu indukcyjnym topi się stop zawierający wagowo 8% aluminium, 8% manganu, 2,4% żelaza, 1,9% niklu, 4,4% cynku, reszta miedź i zanieczyszczenia. Ze stopu odlewa się elementy w metalowe formy. Elementy te po obróbce cieplnej wykazują następujące własności: wytrzymałość na rozciąganie R_m = 700 MPa, granica plastyczności Rg 2 ~ 320 MPa, wydłużenie względne A^ = 22%, twardość HB = 175.

162 173

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Wieloskładnikowy brąz alumlniowo-manganowy, zawierający miedź, aluminium, mangan, żelazo i nikiel, znamienny tym, że zawiera wagowo cynku 0,5 - 5,OH, aluminium 5,0 - 9,0H, manganu 5,0 - 11,0H, żelaza 1,5 - 5,0H, niklu 1,0 - 5,0H, resztę stanowi miedź.

2. Stop według zastrz. 1, Z n a m i e n n y t y m, że zawiera wagowo 6,0 - 8,OH aluminium. 3. manganu, Stop według zastrz. 1, z n a m i e n n y t y m, że zawiera wagowo 6,0 - 8,OH 4. cynku. Stop według zastrz. 1, z n a m i e n n y t y m, że zawiera wagowo 2,0 - 4.5% 5. żelaza. Stop według zastrz. 1, z n a m i e n n y t y m, że zawiera wagowo 1,5 - 4.5H 6. niklu. Stop według zastrz. 1, z n a m i e n n y t y m, że zawiera wagowo 1,0 - 3,OH

*««