170877. lajstromszámú szabadalom • Alumíniumot, vasat és szilíciumot tartalmazó rézötvözet

3 170877 4 lárdsági tulajdonságai vannak. Jóllehet a találmány szerinti rézötvözetek kémiai behatásnak kitett gépalkatrészek, főként maratófürdő-horgok és hasonló termékek előállítására különösen alkalmasak, felhasználásuk nem korlátozódik erre a területre, hanem szivattyúalkatrészek, armatúrák, csavarok, veretek, stb. készítésére is megfelelnek. Az 1. ábra grafikusan közelebbről szemlélteti a találmány szerinti ötvözetek szilícium- és alumínium-tartalmának arányát és a szilíciumra, valamint alumíniumra megadott határok is fel vannak tüntetve. A 2. és 3. ábra az ilyen ötvözetek mikroszerkezetét szemlélteti. Az 1. ábrából látható, hogy ha a találmány szerint az alumíniumot szilíciummal cseréljük ki, akkor a lapos görbe lefutású tartományban sokkal kevesebb szilíciumot kell adagolni, mint amennyi alumínium adagolása elmaradhat ahhoz képest, hogy savállóság szempontjából azonos hatást érjünk el. Csökkenő alumíniumtartalom mellett a szilíciumtartalmat kell emelni. Az 1. ábra B mezejébe tartozó ötvözetek különösen jól kielégítik a megadott tulajdonságokat, mimellett azonos alumíniumtartalom mellett a magasabb Si% X Al% tényezővel rendelkező ötvözetek rendelkeznek a legnagyobb korrózió-, illetve savállósággal. Ezzel egyidejűleg a húzó-szakítószilárdság és a nyúlási határ emelése is elérhető, amely bizonyos alkalmazási területen a fokozott korrózió-, illetve savállóság kihasználását nem engedi meg, mivel az ilyen ötvözetek képlékenysége már rendszerint túl alacsony. Az utóbbi ötvözeteknél alacsonyabb Al% X Si% tényezővel rendelkező ötvözetet kell alkalmazni. Előnyösek a B mezőbe tartozó ötvözetek, amelyek a gyakorlatban leggyakrabban megkövetelt szilárdsági tulajdonságnak megfelelnek. Az Si% X Al% tényezővel meghatározott szilárdsági szabályozás mellett a találmány szerinti ötvözeteknél az alumíniumtartalom is befolyásolt, hasonló módon, mint a szokásos alumíniumbronzok esetében. Ez annyit jelent, hogy nagyobb alumíniumtartalom esetén a szilárdság növekszik, fordítva pedig alacsony alumíniumtartalomnál a szilárdsági tulajdonságok romlanak. Az A és B tartományba tartozó ötvözetek a megkövetelt szilárdsági és nyúlási tulajdonságok mellett elérik az ötvözet összetétel szempontjából elérhető legnagyobb korrózióállóságot is. Ezt a körülményt az alábbi két példában közelebbről ismertetjük. 1. példa A B mezőbe tartozó rézötvözet összetétel a következő: 10 súly% alumínium 0,7 súly% szilícium 5 súly% vas 6 súly% nikkel maradékban réz, amely az előállítás okozta szennyeződést is tartalmazza. Ez az ötvözet azonos vagy jobb mechanikai tulajdonsággal rendelkezik, mint az ismert réz-alumínium-bronz. A találmány szerinti ötvözet savállósága sokkal magasabb, mint a szokásos ötvözeteké. A fenti összetételű ötvözettel maratósavakban végzett korróziós kísérletek több száz órás behatási idő után is csak igen alacsony súlyveszteséget mutatnak. A találmány szerinti ötvözet mikroszerkezetét a 2. ábrán 500-szoros nagyításban mutatjuk be. Az ábrából látható, hogy az ötvözet magas alumíniumtartalma és a szilícium jelenléte folytán nagymértékben eutektoid, lamellárisan kialakult szövetszerkezeti alkotórészek válnak ki, valamint a ß-fazis részaránya is magas. Az ötvözet szövetében intermetalláris kiválások is előfordulnak. 2. példa A találmány szerinti összetételű rézötvözet az alábbi komponensekből áll: 5 súly% alumínium 1,8 súly% szilícium 4,7 súly% vas 5,6 súly% nikkel maradékban réz, valamint a szokásos előállítás okozta szennyeződések. Az ötvözet mechanikai tulajdonságai valamivel gyengébbek, korróziós és saválló tulajdonságai pedig jobbak, mint az 1. példában leírt ötvözeté. A 3. ábrán az utóbbi ötvözet mikroszerkezetét ötszázszoros nagyításban mutatjuk be. Ebben az esetben ß-fazis és eutektoid kiválások nélküli, megközelítően homogén ötvözetszerkezet látható, amelyben primer vagy szekunderén kivált intermetalláris vegyületek nem fordulnak elő. A következő táblázatban áttekintést adunk az összehasonlító korróziós kísérletek eredményeiről, amelyeket számos fenti összetételű ötvözettel maratósavban végeztünk. A maratósav 2 g/liter Fe(III)-ionokat tartalmazó 18 súly%-os sósav, a kísérletet 35 °C-on kényszerlevegőztetéssel végeztük. ötvözetalkotók súly% i Súlyveszteségi tényező G-NiAlBz F 60 n. DIN 1714 (10 Al, 5 Ni, 5 Fe) 1,00 (vonatkoztatási alap) Ötvözet: 10,8 Al; 0,63 Si* 0,67 Ötvözet: 8,1 Al; 0,50 Si* 0,69 Ötvözet: 4,7 Al; 1,51 Si* 0,68 ötvözet: 9,45 Al; 0,45 Si* 0,71 Ötvözet: 5,3 Al; 2,48 Si* 0,65 Ötvözet: 3,25 Al; 3,36 Si* 0,67 Ötvözet: 10,3 Al; 1,03 Si* 0,62 * Az ötvözet nikkeltartalma 3 és 7 súly%, a vastartalom 2 és 6 súly% között ingadozik. A táblázatból látható, hogy a találmány szerinti rézötvözetnél sokkal kisebb súlyveszteséggel kell számolni (DIN 1714 szerint), mint az ismert G-NiAlBz F 60 szerinti alumíniumbronznál. A találmány szerint a rézötvözet, illetve az ebből előállított alkatrészek hőkezelésnek is alávethetők, így az öntésnél a gyors lehűtés következtében a szövetben jelenlevő egyensúlytól eltérő viszonyokat kiküszöböljük és homogenizálást érünk el. A hőkezelés főként 2 súly% szilíciumot tartalmazó ötvözeteknél a savállóság további növekedésével jár és a szilárdsági tulajdonságok is javulnak. A tapasztalat szerint a 600 és 800 °C közötti hőmérséklettartományban végzett hőkezelés előnyös, emellett az izzítás időtartama 10 óráig terjedhet. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2