Kupferlegierungen, geeignet für Umgebungen mit hohen-Temperaturen (größer oder gleich 300 Grad / 572 Grad F)
Hervorragende Oxidations-/Korrosionsbeständigkeit (um Kalkbildung und Materialverschlechterung zu verhindern);
Hohe thermische Stabilität (minimale Erweichung oder Kriechverformung bei längerer Hitzeeinwirkung);
Behaltene mechanische Festigkeit (Zugfestigkeit größer oder gleich 200 MPa bei Zieltemperatur).
Wichtige Qualitäten und technische Details:
(1) Kupfer-Nickellegierungen (Cu-Ni)
Noten: C70600 (90-10 Cu-Ni), C71500 (70-30 Cu-Ni)
Temperaturbereich: Bis zu 450 Grad (842 Grad F) Dauerbetrieb; Spitzenbeständigkeit bis zu 600 Grad (1112 Grad F) bei kurzfristiger Belastung.
Legierungsvorteil: Nickel (10-30 %) bildet eine schützende Cr₂O₃/NiO-Oxidschicht, die Oxidation und Korrosion hemmt (selbst in Hochtemperaturgasen oder Meerwasserdampf).
Anwendungen:
Marine und Offshore: Hochtemperatur-Wärmetauscher, Kesselrohre und Abgassysteme (beständig gegen Salzwasserkorrosion bei erhöhten Temperaturen).
Stromerzeugung: Dampfturbinenkondensatoren, Kühlsysteme für Kernkraftwerke (verträgt hohen{0}Druck und hohen{1}Temperaturdampf).
Industriell: Ofenauskleidungen, chemische Reaktorkomponenten (beständig gegen saure/alkalische Gase bei 300–450 Grad).
(2) Aluminiumbronzelegierungen
Noten: C61400 (Cu-Al-Fe), C63000 (Cu-Al-Ni{6}}Fe, „Aluminiumbronze 9D“)
Temperaturbereich: Bis zu 400 Grad (752 Grad F) Dauerbetrieb; 450 Grad (842 Grad F) für gelegentlichen Gebrauch.
Legierungsvorteil: Aluminium (8-12 %) bildet einen dichten Al₂O₃-Oxidfilm, der eine hervorragende Oxidations- und Verschleißfestigkeit bietet; Eisen-/Nickelzusätze verbessern die Hochtemperaturfestigkeit und Kriechfestigkeit.
Anwendungen:
Luft- und Raumfahrt: Triebwerkskomponenten (Ventile, Buchsen), Fahrwerksteile (Abgaswärme ausgesetzt).
Industriemaschinen: Hochtemperaturlager, Zahnräder und Pumpenlaufräder (betrieben in heißen Ölen oder Aufschlämmungen).
Marine: Schiffsantriebssysteme (beständig gegen Salzwasserkorrosion und Kavitation bei hohen Temperaturen).
(3) Kupfer-Chrom-Zirkoniumlegierungen (Cu-Cr-Zr)
Noten: C18150 (Cu-Cr-Zr), C18200 (Cu-Cr-Zr-Ti)
Temperaturbereich: Bis zu 500 Grad (932 Grad F) Dauerbetrieb; 600 Grad (1112 Grad F) für kurzfristige Spitzen.
Legierungsvorteil: Chrom (0,5–1,0 %) und Zirkonium (0,1–0,2 %) bilden durch Wärmebehandlung feine Ausscheidungen (Cr₂Zr), die eine hohe Zugfestigkeit (größer oder gleich 350 MPa bei 400 Grad) und elektrische Leitfähigkeit (größer oder gleich 75 % IACS) beibehalten.
Anwendungen:
Elektrotechnik: Elektrische Hochtemperaturkontakte, Schweißelektroden und Transformatorwicklungen (kombiniert Leitfähigkeit mit Hitzebeständigkeit).
Luft- und Raumfahrt: Komponenten von Raketentriebwerken, Hydraulikleitungen (verträgt extreme Verbrennungshitze).
Automobilindustrie: Hochleistungs-Motorventile und Abgaskrümmer (beständig gegen Temperaturwechsel).
(4) Siliziumbronzelegierungen
Noten: C65500 (Cu-Si-Mn), C65800 (Cu-Si-Zn)
Temperaturbereich: Bis zu 350 Grad (662 Grad F) Dauerbetrieb.
Legierungsvorteil: Silizium (2–4 %) verbessert die Oxidationsbeständigkeit und Festigkeit bei erhöhten Temperaturen; Manganzusätze verbessern die Duktilität.
Anwendungen:
Architektur: Hochtemperatur-Dekorverkleidung, Dacheindeckung (beständig gegen Witterungseinflüsse und Hitze in Industrieumgebungen).
Industrie: Befestigungselemente, Ventile und Armaturen für Heißwasser-/Dampfsysteme (kosten{0}}effektive Alternative zu Cu-Ni).
(5) Neusilberlegierungen (Cu-Ni-Zn)
Noten: C75200 (65-18-17 Cu-Ni-Zn), C77000 (75-12-13 Cu-Ni-Zn)
Temperaturbereich: Bis zu 300 Grad (572 Grad F) Dauerbetrieb.
Legierungsvorteil: Nickel (12-18 %) erhöht die Oxidationsbeständigkeit; Zink verbessert die Bearbeitbarkeit, ohne die Hochtemperaturstabilität zu beeinträchtigen.
Anwendungen:
Musikinstrumente: Ventile und Züge für Blechblasinstrumente (behalten Form und akustische Eigenschaften bei Hitze bei).
Elektronik: Hochtemperatur-Steckergehäuse und Schalterkomponenten (kombiniert Korrosionsbeständigkeit mit ästhetischem Aussehen).
(6) Kupfer-Zinnbronze (Phosphorbronze)
Noten: C52100 (Cu-Sn-P), C54400 (Cu-Sn-Zn-P)
Temperaturbereich: Bis zu 300 Grad (572 Grad F) Dauerbetrieb.
Legierungsvorteil: Phosphor (0,05–0,35 %) desoxidiert die Legierung und verbessert die Oxidationsbeständigkeit; Zinn (5–10 %) erhöht die Festigkeit bei erhöhten Temperaturen.
Anwendungen:
Industrie: Hochtemperaturlager, Buchsen und Federn (beständig gegen Verschleiß und Verformung in heißen Maschinen).
Elektrisch: Elektrische Kontakte und Federn für hohe-Temperaturen (behalten Elastizität und Leitfähigkeit bei).
(7) Kupfer-Magnesiumlegierungen (Cu-Mg)
Noten: C18660 (Cu-Mg)
Temperaturbereich: Bis zu 400 Grad (752 Grad F) Dauerbetrieb.
Legierungsvorteil: Magnesium (0,5-1,0 %) verbessert die Hochtemperaturfestigkeit und Oxidationsbeständigkeit; behält eine gute Duktilität bei.
Anwendungen:
Luft- und Raumfahrt: Hochtemperatur-Befestigungselemente und Strukturkomponenten (leicht und hitzebeständig).
Automobil: Hochleistungsmotorenteile (beständig gegen Temperaturwechsel und Korrosion).
(8) Kupfer-Titanlegierungen (Cu-Ti)
Noten: C19900 (Cu-Ti)
Temperaturbereich: Bis zu 450 Grad (842 Grad F) Dauerbetrieb.
Legierungsvorteil: Titan (1,5-2,5 %) bildet TiCu₃-Ausscheidungen, die die Hochtemperaturfestigkeit und Oxidationsbeständigkeit verbessern; behält eine gute elektrische Leitfähigkeit bei.
Anwendungen:
Elektrotechnik: Elektrische Kontakte und Sammelschienen für hohe Temperaturen (kombiniert Leitfähigkeit mit Hitzebeständigkeit).
Industrie: Hochtemperaturventile und -armaturen (beständig gegen Korrosion und Verformung).
(9) Kupfer-Zirkoniumlegierungen (Cu-Zr)
Noten: C15000 (Cu-Zr)
Temperaturbereich: Bis zu 500 Grad (932 Grad F) Dauerbetrieb.
Legierungsvorteil: Zirkonium (0,1–0,2 %) bildet ZrCu₂-Ausscheidungen und behält so bei erhöhten Temperaturen eine hohe Festigkeit und Leitfähigkeit bei.
Anwendungen:
Elektrotechnik: Hochtemperatur-Schweißelektroden und Transformatorwicklungen (widerstehen Hitze und behalten die Leitfähigkeit bei).
Luft- und Raumfahrt: Komponenten von Raketentriebwerken (verträgt extreme Hitze).
(10) Kupfer-Chromlegierungen (Cu-Cr)
Noten: C18000 (Cu-Cr)
Temperaturbereich: Bis zu 450 Grad (842 Grad F) Dauerbetrieb.
Legierungsvorteil: Chrom (0,5-1,0 %) bildet Cr-Ausscheidungen und erhöht so die Hochtemperaturfestigkeit und Oxidationsbeständigkeit; behält eine gute elektrische Leitfähigkeit bei.
Anwendungen:
Elektrotechnik: Elektrische Kontakte und Schalter für hohe Temperaturen (kombiniert Leitfähigkeit mit Hitzebeständigkeit).
Industriell: Hochtemperaturofenkomponenten (beständig gegen Oxidation und Verformung).
Kritische Hinweise zur Verwendung bei hohen-Temperaturen:
Vermeiden Sie Messing mit hohem Zinkgehalt (z. B. C36000) über 200 Grad, da die Entzinkung (Zinkauslaugung) zur Versprödung des Materials führt.
Bei Temperaturen über 500 Grad sollten ausscheidungsgehärtete Legierungen (Cu-Cr-Zr, Cu-Ti) oder Cu{5}Ni-Legierungen mit hohem Nickelgehalt (größer oder gleich 30 % Ni) Vorrang haben, um Kriechversagen zu verhindern.
Wählen Sie in oxidierenden Atmosphären (z. B. Ofenumgebungen) Legierungen mit Aluminium-, Chrom- oder Siliziumzusätzen (z. B. C61400, C18150) für eine stabile Oxidfilmbildung.
