Abb. 2. Fotos von Messing und Bronze 4. Bronze Das in Abbildung 4. rechts dargestellte Phasendiagramm zeigt die Verbindungsbildung im System Cu-Sn (Bronze). Technisch wichtig sind die Legierungen: Bronzen mit ca. 7% Sn werden für zähfeste Maschinenteile verwendet (s. Abb. 2). Bei einem Gehalt von 20-25% Sn spricht man von Glockenbronze. Diese Legierungen werden zum Glockenguß verwendet. Während sich die physikalischen Eigenschaften z. B. die Elastitzitätsmodule in Hume-Rothery-Phasen innerhalb eines Phasenbereiches (z. dem Bereich der α-Phase) kontinuierlich ändern (Vegard'sches Gesetz), sind mit dem Wechsel der Struktur meist auch gravierende Änderungen der Eigenschaften verbunden. Die Abbildung 4. Kupfer zinn phasendiagramm in english. 3. zeigt hierzu z. die E-Module in Abhängigkeit vom Cu/Zn- bzw. Cu/Sn-Verhältnis. Danach sind die E-Module der γ-Phasen sowohl bei Messing als auch bei Bronze besonders hoch. Abb. E-Module von Messing (links) und Bronze (rechts) ‣ SVG 4. Weitere Bronzen Neben den Legierungen mit Zink und Zinn sind weitere Kupfersysteme technisch wichtig.
Von Dr. Simon Oberhauser, Neustadt/Donau Messing unterliegt im Gebrauch unter bestimmten Bedingungen einer Korrosion durch Auflösung des Zinkanteils der Legierung, der sogenannten Entzinkung. Die Erscheinungsform der Zinkauflösung ist von der Zusammensetzung der Legierung abhängig. Eine weitere Schadensform ist Spannungsrisskorrosion, vor allem bei Legierungen mit hohem Zinkgehalt. Mit einer neu entwickelten Methode lässt sich die Anfälligkeit von Messing auf Spannungsrisskorrosion zuverlässig prüfen und damit eine Schädigung im Einsatz eingrenzen. Im industriellen und im privaten Bereich werden verschiedenste Messinglegierungen (Kupfer-Zink-Legierungen) eingesetzt. Intermetallische Phasen, Kap. 4.4. Der Anwendungsbereich reicht von Armaturen über Ventile bis hin zu Anwendungen im Automobilbereich. Armaturen werden weitgehend gießtechnisch hergestellt. Messinglegierungen sind auch als Stangenware verfügbar und dienen damit als Vormaterial für spanende Fertigungsprozesse zur Bauteilherstellung. Die Festigkeit von Messingen wird im Wesentlichen durch Kaltumformung erreicht.
Wenn der Nickel-Anteil auf 20% sinkt, so wandelt sich die Zusammensetzung in eine flüssige Phase um. Dieser Unterschied hängt mit den chemischen Eigenschaften der jeweiligen Bindungspartner zusammen. So kannst du Materialien hitzebeständiger machen, indem du den Anteil einer bestimmten Komponente erhöhst. Die Cu-Ni Legierung bildet ein eher einfacheres Zustandsdiagramm in der Werkstoffkunde, da die Elemente ineinander vollständig löslich sind. Etwas schwieriger wird es bei den Phasendiagrammen mit Eutektikum und Peritektikum. Hier sind die Bindungspartner nicht mehr in jeder Phase vollständig ineinander lösbar und bilden Besonderheiten. Eutektikum und Peritektikum im Video zum Video springen Es gibt auch viele komplexe Zustandsdiagramme in der Werkstoffkunde. Die bekanntesten sind Diagramme mit Eutektikum oder mit Peritektikum, genauso wie eutektoide und peritektoide Phasendiagramme. Eutektikum In dieser Art des Phasendiagramms kommt es zu einem sogenannten Eutektikum. Kupfer zinn phasendiagramm park. Dabei handelt es sich um eine besondere Form der Phase zwischen zwei Bindungspartnern.
2 Versuch zur Erprobung der Spannungsrisskorrosionsanfälligkeit Um verschiedene Messinglegierungen in ihrem Spannungsrisskorrosionsverhalten miteinander vergleichen zu können, wurde in Anlehnung an DIN EN ISO 7539-7 ein Langsamzugversuch bei einer Dehnrate 10 -6 1/s für verschiedene wässrige Korrosionsmedien mit der in Abbildung 5 gezeigten Probenform aufgebaut sowie an ausgewählten Messinglegierungen erprobt. Dabei wurde pro untersuchtem Werkstoff immer das Langsamzugverhalten an Luft mit dem Verhalten unter Beaufschlagung der zu prüfenden Medien verglichen. Als Prüfmedien wurden Ammoniumnitrat (120 g/l, eingestellt auf pH 7, 1), Natriumsulfat (250 ppm Sulfat (SO 4 2-), eingestellt auf pH 4) sowie Natriumchlorid (2% Chlorid (Cl -), eingestellt auf pH 4) ausgewählt. Ein Auszug der untersuchten Werkstoffe sowie Ergebnisse sind in den Abbildungen 6 und 7 dargestellt. Kupfer zinn phasendiagramm in kansas. Abb. 5: Probenform für Langsamzugversuch Abb. 6: Ergebnisse der durchgeführten Spannungsrisskorrosionsversuche als Langsamzugdiagramme an CuZn39P3 (CW614N) (links) und an CuZn38As (CW511L) (rechts) Abb.
Je nach Zinkgehalt der Messing-legierung liegt diese einphasig als reine α -Legierung (bis ca. 38% Zink) oder auch zweiphasig als α - β -Legierung (~38%– 46% Zink) vor ( Abb. 1). Abb. 1: Auszug aus dem Kupfer-Zink-Phasendiagramm nach [1] Unter Korrosionsbedingungen kommt es an Messingwerkstoffen immer wieder zu Korrosionsfällen. Besonders die hoch zinkhaltigen zweiphasigen Legierungen sind dafür anfällig. Bei Schadensuntersuchungen in der Laborpraxis wurden sehr häufig die Entzinkung und die Spannungsrisskorrosion gefunden. 1 Beispiele Entzinkung Messingfittinge aus CuZn38 (Pb) zeigen nach etwa 13 Jahren Einsatz in warmem, eher weichem Wasser (< 50 °C; ca. Phasendiagramme binärer Systeme - Chemgapedia. 5 °dH–8 °dH, ca. 20 mg/l Chloride) flächige Entzinkung bis zu einer Tiefe von etwa 1, 2 mm ( Abb. 2). Bei der Entzinkung wird die zinkreichere, elektrochemisch etwas unedlere β -Phase des Gefüges selektiv aufgelöst, was dem Typus der selektiven Korrosion entspricht. Die freiwerdenden Kupferionen werden hier sehr oft wieder metallisch rückzementiert im Gefüge als kupferfarbene Ausfällung gefunden.
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