Definition und Hintergrund
C28000 ist eine Kupfer-Zink-Knetlegierung mit einer Nennzusammensetzung von etwa 60 % Kupfer und 40 % Zink und liegt damit im zweiphasigen Alpha-{5}Beta-Bereich des Kupfer-Zink-Systems. Diese Struktur ist der Schlüssel zu ihrem Charakter: Die Alpha-Phase sorgt für Duktilität und Korrosionsbeständigkeit, während die Beta-Phase die Legierung warmumformbar macht und ihr eine Zugfestigkeit verleiht, die deutlich über den einphasigen 70/30-Messingen liegt. In der älteren Fachsprache wurde die 60/40-Zusammensetzung Muntz-Metall genannt, und es ist immer noch üblich, die Legierung einfach als 60/40-Messing zu beschreiben.
Die Qualität ist in ASTM B135 für nahtlose Messingrohre, ASTM B36 für Messingplatten, -bleche, -bänder und -walzstangen sowie in ASTM B124 für Schmiedestangen und -formen genormt. Europäische Äquivalente werden durch die Bezeichnungen in EN 12164, EN 12167 und EN 1652 abgedeckt. Da der Kupfergehalt niedriger ist als bei den 70/30-Qualitäten, reagiert C28000 auch weniger empfindlich auf Rohstoffpreisschwankungen, was es für große Architektur- und Marinepakete attraktiv macht.
Chemische Zusammensetzung und physikalische Eigenschaften
Die folgenden Zusammensetzungs- und physikalischen Daten spiegeln die Bereiche wider, die normalerweise für bearbeitete C28000-Produkte angegeben werden. Der Rest der Zusammensetzung ist jeweils Zink.
| Element oder Eigenschaft | Wert | Kommentar |
|---|---|---|
| Kupfer | 59.0-63.0% | Hauptlegierungselement |
| Zink | Gleichgewicht | Bildet mit Kupfer die Betaphase |
| Führen | Maximal 0,30 % | Restelementbegrenzung |
| Eisen | Maximal 0,07 % | Restelementbegrenzung |
| Dichte | Ungefähr 8,39 g/cm³ | Typisch für 60/40 Messing |
| Schmelzbereich | Ungefähr 900-940 Grad C | Niedriger als reines Kupfer |
| Elektrische Leitfähigkeit | Ungefähr 28 % IACS | Geeignet für Erdungs- und Anschlussteile |
| Wärmeleitfähigkeit | Etwa 120 W/mK | Nützlich für Wärmeübertragungshardware |
| Elastizitätsmodul | Ungefähr 100-110 GPa | Typisch für Alpha-Beta-Messing |
Mechanische Eigenschaften und Temperaturen
C28000 wird in verschiedenen Härtegraden geliefert und die für den Test erforderlichen mechanischen Eigenschaften hängen von der bestellten Härte ab. Im geglühten Zustand ist die Legierung weich genug für Warmumformung und mäßiges Kaltbiegen; Mit zunehmender Kaltverformung nehmen Zugfestigkeit und Härte zu und die Dehnung ab. In der folgenden Tabelle sind die praktischen Unterschiede aufgeführt, die bei der Spezifikation von Bedeutung sind.
| Temperament | Zustand | Relative Stärke | Passende Prozesse |
|---|---|---|---|
| O60 | Geglüht | Niedrigster Wert im Bereich | Warmschmieden, schwere Umformung, Bearbeitung |
| H02 | Halb hart | Dazwischenliegend | Allgemeine Fertigung, mäßige Biegung |
| H04 | Hart | Das Höchste im Sortiment | Strukturelle und verschleißfeste-Teile |
Wenn für ein Projekt garantierte Mindestzug- und Streckgrenzen erforderlich sind, werden diese in der jeweiligen Produktspezifikation angegeben und anhand von Testcoupons der gelieferten Charge überprüft. Durch das Glühen wird das Material weicher und die Duktilität wiederhergestellt. Daher muss jede Wärmebehandlung, die nach dem endgültigen Umformvorgang durchgeführt wird, berücksichtigt werden, wenn es um Eigenschaften geht, auf die man sich verlassen kann.
Korrosionsverhalten
In sauberem Süßwasser und bei normaler atmosphärischer Belastung funktioniert C28000 gut und seine warme goldene Farbe macht es beliebt für architektonische Metallarbeiten im Außenbereich. Die Legierung enthält keine Zinn- oder Arsenzusätze, die in den inhibierten Qualitäten verwendet werden, sodass es in aggressiven Gewässern zu selektivem Zinkverlust kommen kann, insbesondere wenn der Chloridgehalt, die Temperatur und die Fließgeschwindigkeit hoch sind. Für Meerwasserleitungen und den Einsatz in Kondensatoren ist eine zinnhaltige Qualität oder eine Aluminiumbronze die sicherere Wahl.
Beim Einsatz des Materials in Meeresatmosphäre verlängert gelegentliches Waschen zur Entfernung von Chloridablagerungen die Lebensdauer erheblich. Der Kontakt mit edleren Metallen wie Edelstahl oder Graphit sollte bei Nässe vermieden werden, da sich der galvanische Angriff auf das Messing konzentriert.
Umformen, Fügen und Bearbeiten
Die zwei{0}}Phasenstruktur macht C28000 zu einer hervorragenden Warmarbeitslegierung: Es lässt sich bei Temperaturen weit unterhalb des Schmelzbereichs schmieden, extrudieren und heiß umformen und ist das Grundmaterial für viele heißgepresste Ventilkörper und Armaturen. Die Kaltumformung ist begrenzt. Die Legierung kann in dünnen Abschnitten gebogen und gebördelt werden, eine starke Kaltverformung des geglühten Materials sollte jedoch vermieden werden, da die Betaphase zur Rissbildung neigt.
Bearbeitung. Das Freischneideverhalten ist nur mäßig, da der Bleigehalt gering ist; Scharfe Werkzeuge, positive Spanwinkel und eine großzügige Spanfreiheit sind erforderlich.
Hartlöten und Weichlöten. Beides gelingt problemlos mit Standard-Füllmetallen aus Kupferlegierungen; Die Fugen sollten entsprechend dem verwendeten Verfahren gereinigt und mit Flussmittel versehen werden.
Schweißen. Schmelzschweißen ist möglich, aber das Zink verflüchtigt sich und erzeugt Rauch und Porosität. Daher sind die Auswahl des Zusatzwerkstoffs, die Belüftung und die kontrollierte Wärmezufuhr wichtig.
Wärmebehandlung. Spannungsarmglühen wird nach der Schwerumformung eingesetzt, um das Risiko von Spannungsrissen im Betrieb zu verringern.
Anwendungen und Prüfstellen
Zu den typischen Anwendungen gehören warmgeschmiedete und bearbeitete Fittings und Ventilkörper, Schiffsbeschläge, architektonische Abschnitte und Gitter, Befestigungsmaterial, Wärmeübertragungsbeschläge und allgemeine Industriekomponenten, bei denen Festigkeit, Aussehen und Kosten berücksichtigt werden. Es wird auch für Stanz- und Prägeanwendungen- verwendet, bei denen eine warme Farbe zu geringeren Kosten als bei einer 70/30-Legierung gewünscht wird.
Die Eingangskontrolle umfasst in der Regel die chemische Zusammensetzung, den Zustand oder die Härte, die Abmessungen und die Oberflächenqualität. Bei Komponenten, die für den Nassbetrieb vorgesehen sind, sollte der Nachweis, dass die Legierung nicht als Ersatz für eine inhibierte Sorte gedacht ist, Teil der technischen Überprüfung sein, und bei Teilen, die vor dem Einbau stark verformt wurden, sollte die Spannungsentlastung bestätigt werden.
FAQ
F: Woraus besteht C28000?
Es handelt sich um eine Kupfer-Zink-Legierung mit etwa 59–63 % Kupfer, Rest Zink und einem Restgehalt von maximal 0,30 % Blei und maximal 0,07 % Eisen.
F: Warum lässt sich C28000 leichter warm bearbeiten als 70/30 Messing?
Sein höherer Zinkgehalt erzeugt eine zwei{0}}Phasen-Alpha-Beta-Struktur, und die Beta-Phase verformt sich leicht bei erhöhter Temperatur, weshalb die Legierung eine Standardwahl für Warmschmieden und Strangpressen ist.
F: Kann C28000 geschweißt werden?
Es kann mit geeigneten Verfahren und Zusatzwerkstoffen geschweißt werden, aber die Verflüchtigung von Zink verursacht Rauch und Porosität, daher sind Belüftung, kontrollierte Wärmezufuhr und die richtige Auswahl des Zusatzwerkstoffes unerlässlich.
F: Ist C28000 für den Meerwasserbetrieb geeignet?
Es bietet einen mäßigen Widerstand und wird für Schiffszubehör verwendet. Bei ständigem Kontakt mit Meerwasser oder Strömungen mit hoher -Geschwindigkeit bietet ein zinnhaltiges Messing oder eine Aluminiumbronze wie C61400 jedoch einen besseren Widerstand gegen selektiven Zinkverlust.
F: Was ist der Unterschied zwischen C28000 und C26000?
C26000 ist ein 70/30-Einphasenmessing, das duktiler ist und sich besser für die Kaltumformung eignet, während C28000 ein 60/40-Zweiphasenmessing ist, das fester und besser für die Warmumformung geeignet ist, aber weniger tolerant gegenüber starker Kaltverformung ist.
F: Welche Standards decken C28000 ab?
ASTM B135 für nahtlose Rohre, ASTM B36 für Platten, Bleche, Bänder und gewalzte Stangen und ASTM B124 für Schmiedestangen und -formen mit europäischen Äquivalenten in den Reihen EN 12164, EN 12167 und EN 1652.
