M e t a l l R u b R i k 244 6 2011 65 Jahrgang METALL F o R s c h u n g 5 9 gierenden werkstofflichen Effekten füh ren die statistisch nicht abbildbar sind und zu deren Klärung es einer genaueren Analyse bedarf Härte Brinell schnell HB 88 1293 0 8116 Zn 47 2 Si 20 7911 Mn 0 0781 Zn 3 4437 Si Mn Glg 7 Da Mangan kaum zur Härtebildung bei trägt kann eine empirische Modellierung auch ohne dieses Element erfolgen Somit ergeben sich die in der Gleichung 8 ange führte numerische Lösung und das im Bild 9 dargestellte Diagramm Härte Brinell schnell HB 52 9519 0 0987 Zn 42 1533 Si 0 0947 Zn Glg 8 Zusammenfassung und Ausblick Der hier vorliegende Beitrag beschreibt die Optimierungspotentiale und Erweiterun gen der mit Modde 7 ermittelten Modelle der Versuchsserie 1 mit 30 Experimenten der im ersten Teil der Veröffentlichungs reihe siehe 1 vorgestellten Silizium Mangan Messinge Dies bedingte zum einen eine genauere Untersuchung interessanter Legierungsbe reiche mit zielorientiertem eingeschränk ten Legierungsgehalten Versuchsserie 2 und zum anderen eine Erweiterung der Legierungsanteile für die Ermittlung der technisch sinnvollen Grenzen der Werk stoffe Versuchskampagne 3 Die Verbreiterung der Datensätze ging jedoch nicht nur mit einer Erweiterung des Untersuchungsbereiches einher sondern auch mit einer Verbesserung der Quali tät der einzelnen empirischen Modelle Weiterhin zeigte sich dass sowohl bei der Werkstoffhärte als auch bei der Fließfähig keit das Element Mangan einen sehr gerin gen Einfluss hat und deswegen zur Verein fachung der Modelle vernachlässigbar ist Im Gegensatz zur Beschreibung der Lun kerbildung in der ersten Veröffentlichung siehe 1 präsentierte sich das neue Modell als homogen über den gesamten Modellie rungsbereich der 50 verschiedenen Mes singwerkstoffe wobei Zink und Silizium die Fest Flüssig Schwindung vermindern Mangan hat auch hier einen sehr geringen Einfluss Die Modelle welche die Bedingungen zur Entstehung der intermetallischen Aus scheidungen darstellen wurden mit Hilfe der neuen Datensätze signifikant verbes sert Damit lassen sich die Zusammenhän ge deutlich darstellen Da die Löslichkeit der Elemente Silizium und Mangan bei steigender Zinkkonzentration abnimmt kommt es zu einer früheren Entstehung der Mn 5 Si 3 Phasen Bei langsamer Erstar rung steuern die beiden Komponenten Si und Mn die Ausscheidungsbildung über den gesamten Legierungsbereich faktisch gleich stark Im Gegensatz dazu domi niert bei einer schnellen Abkühlung und bei höheren Zinkkonzentrationen der Einfluss von Mangan Diese verbesserten Modde Modelle bieten nun die Möglich keit nach kundenspezifischen Werkstoff anforderungen Messingwerkstoffe zielge richtet zu designen Der dritte Teil der Forschungsarbeit über den Cu Zn Si Mn Komplex wird sich den intermetallischen Mn 5 Si 3 Ausscheidungen und deren Morphologien widmen Unter anderem beschäftigt sich der Artikel mit der Änderung der prismatischen Struktur der Mangansilizide bei der Zugabe von Eisen Danksagung Die Autoren bedanken sich bei der Öster reichischen Forschungsförderungsge sellschaft mbH FFG und dem Bun desministerium für Wirtschaft Familie und Jugend BMWFJ für die finanzielle Unterstützung Literatur 1 Hofer S Angerer T Antrekowitsch H 2015 Werkstoffentwicklung bleifreier Messinglegierungen Teil 1 3 METALL 69 Jg Heft 3 82 86 2 Vaders E 1933 Kupfer Silizium Zink Legierung Patentschrift DE585002 3 Dies K 1967 Kupfer und Kupferlegierun gen in der Technik Berlin Springer ISBN 978 3 642 48932 7 4 Brunhuber E 1986 Guss aus Kupfer legierungen Berlin Schiele Schön ISBN 3 7949 0444 3 5 Lebrun N Effenberg G Ilyenko S 2007 Copper Manganese Silicon In Non Fer rous Metal Systems Part 2 Selected Copper Systems Landolt Börnstein Vol 11C2 Hei delberg Springer 332 345 1 Dipl Ing Sigurd Hofer W Grillo Han delsgesellschaft mbH Metall schmelze Tattendorf GmbH Tattendorf Österreich 2 Dipl Ing Dr mont Thomas Angerer BSc Univ Prof Dipl Ing Dr mont Helmut Antrekowitsch Lehrstuhl für Nicht eisenmetallurgie Montanuniver sität Leoben Österreich Bild 8 Grafische Darstellung des empirischen Modells zur Härte nach Brinell als Funktion der Elemente Zn Si und Mn schnell erstarrte Proben Modellgrenze 2 4 Si 6 Bild 9 Grafische Darstellung des empirischen Modells zur Härte nach Brinell als Funktion der Ele mente Zn und Si schnell erstarrte Proben Modell grenze 2 4 Si 6 Metall Anzeigen in der METALL Philipp Migura Anzeigen GDMB de Tel 05323 9372 22

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