2,315
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→Kupfer-Chrom-Legierungen
Temperatur rasch abnehmende Löslichkeit des Berylliums im Kupfer. Wie aus
dem Zustandsschaubild für CuBe ersichtlich, sind bei ca. 780°C 2,4 Massen-%
Be in Kupfer löslich (<xr id="fig:Phase_diagram_of_copperberyllium_with_temperature_ranges_for_brazing_and_annealing_treatments"/><!--(Fig. 5.28)-->). In diesem Temperaturbereich wärmebehandelte
CuBe-Legierungen sind homogen („lösungsglühen“). Der homogene Zustand
kann durch schnelles Abkühlen auf Raumtemperatur eingefroren werden („abschrecken“).
deutlichen Anstieg der Festigkeit und der elektrischen Leitfähigkeit von CuBe
bewirkt (<xr id="tab:Physical_Properties_of_Selected_Copper_Beryllium_Alloys"/><!--(Tab. 5.17)-->). Die erreichbaren Festigkeits- und Härtewerte sind abhängig
von der Glühtemperatur und Glühdauer sowie vom Umformgrad ((Tab. 5.18),<xr id="tab:Mechanical Properties of Selected Copper-Beryllium Alloys"/><!--(Table 5.18)--> and und [[#figures7|(Figs. 43 2 – 754)]]<!--(Figs. 5.29 - 5.31)-->.)
Kupfer-Legierungen ohne toxische bzw. deklarationspfichtige
Elemente z.B. CuNiCoSi zielt in Richtung CuBe-Ersatz.
<div class="multiple-images">
|Be 1.6 - 1.8<br />Co 0.3<br />Ni 0.3<br />Cu Rest
|8.4
|8 - 9[[#text-reference1|<sup>a</sup>]]<br />12 - 13[[#text-reference2|<sup>b</sup>]]<br />11[[#text-reference3|<sup>c</sup>]]
|14 - 16<br />21 - 22<br />19
|11 - 12.5[[#text-reference1|<sup>a</sup>]]<br />7.7 - 8.3[[#text-reference2|<sup>b</sup>]]<br />9.1[[#text-reference3|<sup>c</sup>]]
|110
|17
|125[[#text-reference1|<sup>a</sup>]]<br />135[[#text-reference2|<sup>b</sup>]]
|ca. 380
|890 - 1000
|Be 1.8 - 2.1<br />Co 0.3<br />Ni 0.3<br />Cu Rest
|8.3
|8 - 9[[#text-reference1|<sup>a</sup>]]<br />12 - 13[[#text-reference2|<sup>b</sup>]]<br />11[[#text-reference3|<sup>c</sup>]]
|14 - 16<br />21 - 22<br />19
|11 - 12.5[[#text-reference1|<sup>a</sup>]]<br />7.7 - 8.3[[#text-reference2|<sup>b</sup>]]<br />9.1[[#text-reference3|<sup>c</sup>]]
|110
|17
|125[[#text-reference1|<sup>a</sup>]]<br />135[[#text-reference2|<sup>b</sup>]]
|ca. 380
|870 - 980
|Co 2.0 - 2.8<br />Be 0.4 - 0.7<br />Ni 0.3<br />Cu Rest
|8.8
|11 - 14[[#text-reference1|<sup>a</sup>]]<br />25 - 27[[#text-reference2|<sup>b</sup>]]<br />27 - 34[[#text-reference3|<sup>c</sup>]]
|19 - 24<br />43 - 47<br />47 - 59
|7.1 - 9.1[[#text-reference1|<sup>a</sup>]]<br />3.7 - 4.0[[#text-reference2|<sup>b</sup>]]<br />2.9[[#text-reference3|<sup>c</sup>]]
|210
|18
|131[[#text-reference1|<sup>a</sup>]]<br />138[[#text-reference2|<sup>b</sup>]]
|ca. 450
|1030 - 1070
|Ni 1.4 - 2.2<br />Be 0.2 - 0.6<br />Co 0.3<br />Cu Rest
|8.8
|11 - 14[[#text-reference1|<sup>a</sup>]]<br />25 - 27[[#text-reference2|<sup>b</sup>]]<br />27 - 34[[#text-reference3|<sup>c</sup>]]
|19 - 24<br />43 - 47<br />47 - 59
|7.1 - 9.1[[#text-reference1|<sup>a</sup>]]<br />3.7 - 4.0[[#text-reference2|<sup>b</sup>]]<br />2.9[[#text-reference3|<sup>c</sup>]]
|230
|18
|131[[#text-reference1|<sup>a</sup>]]<br />138[[#text-reference2|<sup>b</sup>]]
|ca. 480
|1060 - 1100
|}
<div id="text-reference1"><sub>a</sub> lösungsgeglüht und kaltumgeformt</div>
<div id="text-reference2"><sub>b</sub> lösungsgeglüht, kaltumgeformt und ausscheidungsgehärtet</div>
<div id="text-reference3"><sub>c</sub> lösungsgeglüht, kaltumgeformt und ausscheidungsgehärtet im Werk (werksvergütet)</div>
</figtable>
!Bruchdehnung<br />A<sub>50</sub><br />[%]
!Vickershärte<br />HV
!Biegeradius[[#text-reference4|<sup>1)</sup>]]<br />min senkrecht zur<br />Walzrichtung!Biegeradius[[#text-reference4|<sup>1)</sup>]]<br />min parallel zur<br />Walzrichtung
!Federbiegegrenze<br />σ<sub>FB</sub><br />[MPa]
!Biegewechselfestigkeit<br />σ<sub>BW</sub><br />[MPa]
|-
|CuBe1,7
|R 390[[#text-reference5|<sup>a</sup>]]<br />R 680[[#text-reference5|<sup>a</sup>]]<br />R 1030[[#text-reference6|<sup>b</sup>]]<br />R 1240[[#text-reference6|<sup>b</sup>]]<br />R 680[[#text-reference7|<sup>c</sup>]]<br />R 1100[[#text-reference7|<sup>c</sup>]]
|380 -520<br />680 - 820<br />1030 - 1240<br />1240 - 1380<br />680 - 750<br />1100 - 1200
|≥ 180<br />≥ 600<br />≥ 900<br />≥ 1070<br />≥ 480<br />≥ 930
|-
|CuBe2
|R 410[[#text-reference5|<sup>a</sup>]]<br />R 690[[#text-reference5|<sup>a</sup>]]<br />R 1140[[#text-reference6|<sup>b</sup>]]<br />R 1310[[#text-reference6|<sup>b</sup>]]<br />R 690[[#text-reference7|<sup>c</sup>]]<br />R 1200[[#text-reference7|<sup>c</sup>]]
|410 -540<br />690 - 820<br />1140 - 1310<br />1310 - 1480<br />690 - 760<br />1200 - 1320
|≥ 190<br />≥ 650<br />≥ 1000<br />≥ 1150<br />≥ 480<br />≥ 1030
|-
|CuCo2Be<br />CuNi2Be
|R 250[[#text-reference5|<sup>a</sup>]]<br />R 550[[#text-reference5|<sup>a</sup>]]<br />R 650[[#text-reference6|<sup>b</sup>]]<br />R 850[[#text-reference6|<sup>b</sup>]]<br />R 520[[#text-reference7|<sup>c</sup>]]
|250 - 380<br />550 - 700<br />650 - 820<br />850 - 1000<br />520 - 620
|≥ 140<br />≥ 450<br />≥ 520<br />≥ 750<br />≥ 340
| <br /> <br />220<br />250<br />210
|}
</figtablediv id="text-reference4"><supsub>1)</supsub> t: Banddicke max 0,5 mm<br /div><supdiv id="text-reference5"><sub>a</supsub>lösungsgeglüht und kaltumgeformt<br /div> <supdiv id="text-reference6"><sub>b</supsub>lösungsgeglüht, kaltumgeformt und ausscheidungsgehärtet<br /div> <supdiv id="text-reference7"><sub>c</supsub>lösungsgeglüht, kaltumgeformt und ausscheidungsgehärtet im Werk (werksvergütet)</div></figtable> <br/><br/>
====<!--5.1.6.2-->Weitere aushärtbare Kupfer-Legierungen====
Kupfer-Chrom ist, wie das Zustandsdiagramm zeigt, ähnlich wie Kupfer-
Beryllium aushärtbar (<xr id="fig:Copper corner of the copper-chromium phase diagram for up to 0.8 wt% chromium"/><!--(Fig. 5.32)-->). Im ausgehärteten Zustand ist CuCr begrenzt
kaltumformbar. Es weist gegenüber Kupfer eine stark erhöhte Warmfestigkeit
bei hoher elektrischer Leitfähigkeit auf. Härte und elektrische Leitfähigkeit von
Kupfer-Chrom in Abhängigkeit von der Kaltumformung und den Aushärtebedingungen
sind in den Bildern Figure [[#figures8|(Figs. 6 – bis 9)]]<!--Figs. 5.33 und 5.35--> dargestellt (<xr id="tab:Physical Properties of Other Precipitation Hardening Copper Alloys"/><!--(Tables 5.19)--> und <xr id="tab:Mechanical Properties of Other Precipitation Hardening Copper Alloys"/><!--(Tab. 5.20)-->).
Kupfer-Chrom-Werkstoffe eignen sich besonders für Widerstands-Schweißelektroden.
Beim Hartlöten tritt nur ein geringer Härteabfall auf, wenn mit
niedrigschmelzenden Silberloten und kurzer Lötzeit gearbeitet wird.
<div class="multiple-images">
|Cr 0.3 - 1.2<br />Cu Rest
|8.89
|26[[#text-reference8|<sup>a</sup>]]<br />48[[#text-reference9|<sup>b</sup>]]|45[[#text-reference8|<sup>a</sup>]]<br />83[[#text-reference9|<sup>b</sup>]]|3.8[[#text-reference8|<sup>a</sup>]]<br />2.1[[#text-reference9|<sup>b</sup>]]|170[[#text-reference8|<sup>a</sup>]]<br />315[[#text-reference9|<sup>b</sup>]]
|17
|112
|Zr 0.1 - 0.3<br />Cu Rest
|8.9
|35[[#text-reference8|<sup>a</sup>]]<br />52[[#text-reference9|<sup>b</sup>]]|60[[#text-reference8|<sup>a</sup>]]<br />90[[#text-reference9|<sup>b</sup>]]|2.9[[#text-reference8|<sup>a</sup>]]<br />1.9[[#text-reference9|<sup>b</sup>]]|340[[#text-reference8|<sup>a</sup>]]
|16
|135
|Cr 0.5 - 1.2<br />Zr 0.03 - 0.3<br />Cu Rest
|8.92
|20[[#text-reference8|<sup>a</sup>]]<br />43[[#text-reference9|<sup>b</sup>]]|34[[#text-reference8|<sup>a</sup>]]<br />74[[#text-reference9|<sup>b</sup>]]|5.0[[#text-reference8|<sup>a</sup>]]<br />2.3[[#text-reference9|<sup>b</sup>]]|170[[#text-reference8|<sup>a</sup>]]<br />310 - 330[[#text-reference9|<sup>b</sup>]]
|16
|110<sup>a</sup><br />130[[#text-reference9|<sup>b</sup>]]
|ca. 500
|1070 - 1080
|}
<div id="text-reference8"><sub>a</sub> lösungsgeglüht und kaltumgeformt</div>
<div id="text-reference9"><sub>b</sub> lösungsgeglüht, kaltumgeformt und ausscheidungsgehärtet</div>
</figtable>
Die Löslichkeit von Zirkon in Kupfer beträgt ca. 0,15 Massen-% Zr bei der
eutektischen Temperatur von 980° C (<xr id="fig:Copper corner of the copper zirconium for up to 0.5-wt zirconium"/><!--(Fig. 5.36)-->). Kupfer-Zirkon-Werkstoffe weisen
ein ähnliches Eigenschaftsspektrum wie die Kupfer-Chrom-Werkstoffe auf. Bei
Raumtemperatur ist Kupfer-Zirkon in den mechanischen Eigenschaften dem
durch hohe Festigkeitswerte auch bei erhöhten Temperaturen und eine sehr hohe
Anlaufbeständigkeit sowie hohe Erweichungstemperaturen aus. Im ausgehärteten
Zustand weist CuCr1Zr eine hohe elektrische Leitfähigkeit auf (<xr id="fig:Softening of CuCr1Zr after 1hr annealing"/><!--(Bild 5.37)-->).
Neben ihrem Einsatz als mechanisch und thermisch hochbeanspruchbare Teile,
z.B. als Kontakttulpen in Hochspannungsschaltern, ist auch ihre Verwendung als
Elektrodenwerkstoffe für das Widerstandsschweißen hervorzuheben.
<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Copper corner of the copper zirconium for up to 0.5-wt zirconium">
[[File:Copper corner of the copper zirconium for up to 0.5-wt zirconium.jpg|right|thumb|Figure 10: Kupferecke des Zustandsdiagramms Kupfer-Zirkon bis 0,5 Massen-% Zirkon]]
</figure>
<figure id="fig:Softening of CuCr1Zr after 1hr annealing">
[[File:Softening of CuCr1Zr after 1hr annealing.jpg|right|thumb|Figure 11: Erweichungsverhalten von CuCr1Zr nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 90%]]
</figure>
</div>