Difference between revisions of "Sonstige naturharte Kupfer-Legierungen"

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(Kupfer-Nickel-Zinn-Legierungen)
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<xr id="fig:Phase_diagram_of_copper-nickel_for_the_range_of_0-50_wt_nickel"/><!--Fig. 5.21:--> Zustandsdiagramm Kupfer-Nickel für den Bereich 0 bis 50 Massen-% Nickel
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<xr id="fig:Electrical_conductivity_of_copper-nickel_alloys_as_a_function_of_nickel_content"/><!--Fig. 5.22:--> Elektrische Leitfähigkeit von Kupfer-Nickel-Legierungen in Abhängigkeit vom Nickelgehalt
  
 
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!Werkstoff<br />Bezeichnung<br />
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!Werkstoff
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!Material
!Zustand
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!Hardness<br />Condition
!Zugfestigkeit R<sub>m</sub><br />[MPa]
+
!Tensile Strength R<sub>m</sub><br />[MPa]
!0,2% Dehngrenze<br />R<sub>p02</sub><br />[MPa]
+
!0,2% Yield Strength<br />R<sub>p02</sub><br />[MPa]
!Bruchdehnung<br />A<sub>50</sub><br />[%]
+
!Elongation<br />A<sub>50</sub><br />[%]
!Vickershärte<br />HV
+
!Vickers<br />Hardness<br />HV
!Biegeradius<sup>1)</sup><br />min senkrecht zur<br />Walzrichtung
+
!Bend Radius<sup>1)</sup><br />perpendicular to<br />rolling direction
!Biegeradius<sup>1)</sup><br />min parallel zur<br />Walzrichtung
+
!Bend Radius<sup>1)</sup><br />parallel to<br />rolling direction
!Federbiegegrenze σ<sub>FB</sub><br />[MPa]
+
!Spring Bending<br />Limit σ<sub>FB</sub><br />[MPa]
!Biegewechselfestigkeit σ<sub>BW</sub><br />[MPa]
+
!Spring Fatigue<br />Limit σ<sub>BW</sub><br />[MPa]
 
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|CuNi25
 
|CuNi25
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|}
 
|}
 
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<sup>1)</sup> t: Banddicke max 0,5 mm
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<sup>1)</sup> t: Strip thickness max. 0.5 mm
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<xr id="fig:Strain hardening of copper-nickel alloys as a function of nickel content"/><!--Fig. 5.23:--> Strain hardening of copper-nickel alloys as a function of nickel content
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<xr id="fig:Strain hardening of CuNi25 by cold working"/><!--Fig. 5.24:--> Strain hardening of CuNi25 by cold working
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<xr id="fig:Softening of CuNi25 after 1 hr annealing after 50% cold working"/><!--Fig. 5.25:--> Softening of CuNi25 after 1 hr annealing after 50% cold working
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<xr id="fig:Strain hardening of CuNi9Sn2 by cold working (Wieland)"/><!--Fig. 5.26:--> Strain hardening of CuNi9Sn2 by cold working (Wieland)
  
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<xr id="fig:Softening of CuNi9Sn2 after 1 hr annealing after 60% cold working (Wieland)"/><!--Fig. 5.27:--> Softening of CuNi9Sn2 after 1 hr annealing after 60% cold working (Wieland)
  
 
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[[File:Strain hardening of copper nickel alloys as function.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Kupfer-Nickel-Legierungen in Abhängigkeit vom Nickelgehalt</caption>]]
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[[File:Strain hardening of copper nickel alloys as function.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of copper-nickel alloys as a function of nickel content]]
 
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[[File:Strain hardening of CuNi25 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von CuNi25 durch Kaltumformung</caption>]]
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[[File:Strain hardening of CuNi25 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of CuNi25 by cold working</caption>]]
 
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[[File:Softening of CuNi25 after annealing after 50.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von CuNi25 nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 50%</caption>]]
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[[File:Softening of CuNi25 after annealing after 50.jpg|left|thumb|<caption>Softening of CuNi25 after 1 hr annealing after 50% cold working</caption>]]
 
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[[File:Strain hardening of CuNi9Sn2 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von CuNi9Sn2 durch Kaltumformung (Wieland)</caption>]]
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[[File:Strain hardening of CuNi9Sn2 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of CuNi9Sn2 by cold working (Wieland)</caption>]]
 
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[[File:Softening of CuNi9Sn2 after annealing Wieland.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von CuNi9Sn2 nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 60%</caption>]]
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[[File:Softening of CuNi9Sn2 after annealing Wieland.jpg|left|thumb|<caption>Softening of CuNi9Sn2 after 1 hr annealing after 60% cold working (Wieland)</caption>]]
 
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Revision as of 00:40, 20 September 2014

Kupfer-Nickel-Legierungen

Kupfer und Nickel sind im festen und flüssigen Zustand lückenlos mischbar (Figure 1). Wegen ihrer sehr niedrigen elektrischen Leitfähigkeit werden Kupfer-Nickel-Legierungen vor allem als Widerstandslegierungen verwendet (Figure 2). Verfestigungs- und Erweichungsverhalten von Kupfer-Nickel-Legierungen sowie von CuNi9Sn2 sind in den Bildern (Figs. 3 – 7) aufgeführt. Kupfer-Nickel-Legierungen zeichnen sich weiter durch eine hohe Korrosionsbeständigkeit, gute Schweißbarkeit und günstiges Plattierverhalten aus. Daher werden sie mit und ohne Eisen- und Manganzusatz in großem Umfang als gut schweißbare Unterlage für Aufschweißkontakte sowie plattierte Profile verwendet (Table 1 und Table 2).

Kupfer-Nickel-Zinn-Legierungen

Kupfer-Nickel-Mehrstofflegierungen mit 9 Massen-% Ni und 2 Massen-% Sn werden aufgrund ihrer günstigen mechanischen Eigenschaften, ihres herausragenden Relaxationsverhaltens und ihrer hohen Anlaufbeständigkeit als Federwerkstoff vor allem in Steckverbindern eingesetzt. Hervorzuheben ist weiter die hohe Temperaturbeständigkeit und gute Weichlötbarkeit auch nach längerer Lagerung. Sie werden vielfach auch als Basiswerkstoffe für plattierte Profile verwendet.

Figure 1 Zustandsdiagramm Kupfer-Nickel für den Bereich 0 bis 50 Massen-% Nickel

Figure 2 Elektrische Leitfähigkeit von Kupfer-Nickel-Legierungen in Abhängigkeit vom Nickelgehalt

Figure 1: Zustandsdiagramm Kupfer-Nickel für den Bereich 0 bis 50 Massen-% Nickel
Figure 2: Elektrische Leitfähigkeit von Kupfer-Nickel-Legierungen in Abhängigkeit vom Nickelgehalt


Table 1: Physikalische Eigenschaften einiger Kupfer-Nickel-Legierungen
Werkstoff
Bezeichnung
EN UNS
Zusammensetzung
[Massen-%]
Dichte
[g/cm3]
Elektr. Leitfähigkeit Elektr. Widerstand
[μΩ·cm]
Wärmeleitfähigkeit
[W/(m·K)]
Lin.
Ausdehnungskoeff.
[10-6/K]
E-Modul
[GPa]
Erweichungstemperatur
(ca. 10% Festigkeitsabfall)
[°C]
Schmelzbereich
[°C]
[MS/m] [% IACS]
CuNi25
CW350H
C71300
Ni 24 - 26
Mn 0.5
Zn 0.5
Fe 0.3
Cu Rest
8.94 3.0 5.2 33.3 29 15.5 147 ca. 500 1150 - 1210
CuNi9Sn2
CW351H
C72500
Ni 8.5 - 10.5
Sn 1.8 - 2.8
Mn 0.3
Fe 0.3
Cu Rest
8.89 6.4 11 15.6 50 16.5 140 ca. 480 1060 - 1120
CuNi10Fe1Mn
CW352H
C70600
Ni 9.0 - 11.0
Fe 1.0 - 2.0
Mn 0.5 - 1.0
Zn 0.5
Cu Rest
8.92 5.6 9 17.9 50 16.5 134
CuNi30Mn1Fe
CW354H
C71500
Ni 30 - 32
Mn 0.5 - 1.5
Fe 0.4 - 1.0
Zn 0.5
Cu Rest
8.93 2.6 4 38.5 29 15.5 152 1180 - 1240


Table 2: Mechanische Eigenschaften einiger Kupfer-Nickel-Legierungen
Material Hardness
Condition
Tensile Strength Rm
[MPa]
0,2% Yield Strength
Rp02
[MPa]
Elongation
A50
[%]
Vickers
Hardness
HV
Bend Radius1)
perpendicular to
rolling direction
Bend Radius1)
parallel to
rolling direction
Spring Bending
Limit σFB
[MPa]
Spring Fatigue
Limit σBW
[MPa]
CuNi25 R 290 ≥ 290 100 30 70 - 100
CuNi9Sn2 R 340
R 380
R 450
R 500
R 560
340 - 410
380 - 470
450 - 530
500 - 580
560 - 650
≤ 250
≥ 200
≥ 370
≥ 450
≥ 520
20
8
4
2
75 - 110
100 - 150
140 - 170
160 - 190
180 - 210
0 x t
0 x t
0 x t
1 x t
0 x t
0 x t
0 x t
2 x t
520 250
CuNi10Fe1Mn R 300
R 320
≥ 300
≥ 320
≤ 100
≤ 200
20 70 - 120
≥ 100
CuNi30Mn1Fe R 350
R 410
350 - 420
≥ 410
≤ 120
≤ 300
35 80 - 120
≥ 110

1) t: Strip thickness max. 0.5 mm

Figure 3 Strain hardening of copper-nickel alloys as a function of nickel content

Figure 4 Strain hardening of CuNi25 by cold working

Figure 5 Softening of CuNi25 after 1 hr annealing after 50% cold working

Figure 6 Strain hardening of CuNi9Sn2 by cold working (Wieland)

Figure 7 Softening of CuNi9Sn2 after 1 hr annealing after 60% cold working (Wieland)

Strain hardening of copper-nickel alloys as a function of nickel content
Figure 4: Strain hardening of CuNi25 by cold working
Figure 5: Softening of CuNi25 after 1 hr annealing after 50% cold working
Figure 6: Strain hardening of CuNi9Sn2 by cold working (Wieland)
Figure 7: Softening of CuNi9Sn2 after 1 hr annealing after 60% cold working (Wieland)

Referenzen

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