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7/25/2019 CuCr1Zr
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CuCr1Zr
Werkstoff-Datenbltter I 1
Inhalt
1. Allgemeine Informationen ........................... 2
2. Chemische Zusammensetzung....................... 2
3. Physikalische Eigenschaften ......................... 23.1 Dichte .........................................................23.2 Solidus- und Liquidustemperatur ......................23.3 Lngenausdehnungskoeffizient.........................23.4 Spezifische Wrmekapazitt .............................23.5 Wrmeleitfhigkeit.........................................33.6 Spezifische elektrische Leitfhigkeit ...................3
3.7 Spezifischer elektrischer Widerstand...................3
3.8 Temperaturkoeffizient des elektr. Widerstands......3
3.9 Elastizittsmodul ...........................................33.10 Spezifische magnetische Suszeptibilitt.............. 43.11 Kristallstruktur / Gefge.................................. 4
4. Mechanische Eigenschaften ..........................44.1 Festigkeitswerte bei Raumtemperatur................ 44.2 Tieftemperaturverhalten................................. 64.3 Hochtemperaturverhalten............................... 6
5. Normen ..................................................... 75.1 Stangen.......................................................75.2 Drhte ........................................................75.3 Schmiedestcke und Schmiedevormaterial...........7
6. Werkstoffbezeichnungen..............................7
7. Bearbeitbarkeit...........................................87.1 Umformen und Glhen...................................87.2 Spanbarkeit .................................................87.3 Verbindungstechniken....................................87.4 Oberflchenbehandlung .................................8
8. Korrosionsbestndigkeit ..............................8
9. Anwendungen ............................................9
10. Liefernachweis............................................9
11. Literatur ....................................................9
12. Index.........................................................9
Stand 2005
Hinweis:Durch Klicken auf die berschriften knnen Sie direktzu den entsprechenden Inhalten springen.
CuCr1Zr
7/25/2019 CuCr1Zr
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CuCr1Zr
2 I Deutsches Kupferinstitut
1. Allgemeine Informationen
Werkstoff-Bezeichnung:
CuCr1Zr (ehem. CuCrZr)
Werkstoff-Nr.:
CW106C (ehem.: 2.1293)
Die aushrtbare Legierung zeichnet sich durch hohe Festig-keitskennwerte auch bei erhhten Temperaturen, hoheAnlassbestndigkeit und hohe Verschleifestigkeit sowiehohe Erweichungstemperaturen aus [1].
Whrend die gute Kaltumformbarkeit auf den lsungsge-glhten Zustand beschrnkt bleibt, ist CuCr1Zr generell gutwarmumformbar. Es hat im ausgehrteten Zustand einehohe Leitfhigkeit fr Wrme sowie Elektrizitt unddarber hinaus eine hohe Temperaturbestndigkeit.
CuCr1Zr findet hauptschlich in der Elektrotechnik und imMaschinenbau als Kontaktwerkstoff und stromfhrendeFedern, in der Schwei- und Lttechnik (Elektroden,Elektrodenhalter und -schfte, Dsen usw.) sowie imGertebau Anwendung.
2. Chemische Zusammensetzung - nach DIN EN -
Legierungsbestandteile
Massenanteil in %
Cu Cr Zr
Rest 0,5 bis 1,2 0,03 bis 0,3
Zulssige Beimengungen bis
Massenanteil in %
Fe Si Sonstige zusammen
0,08 0,1 0,2
3. Physikalische Eigenschaften
3.1 Dichte
Temperatur Dichte
C g/cm3
20 8,91
3.2 Solidus- und Liquidustemperatur
Solidustemperatur Liquidustemperatur
C C
1070 1080
3.3 Lngenausdehnungskoeffizient
Temperatur Lngenausdehnungs-koeffizient
C 10-6K-1
von 20 bis 100 16,3
von 20 bis 200 17,0
von 20 bis 300 17,6
3.4 Spezifische Wrmekapazitt
Temperatur SpezifischeWrmekapazitt
Zustand
C J/(gK)
20 0,37
100 0,45
200 0,48
300 0,50
400 0,50
lsungsgeglhtund
warmausgehrtet
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CuCr1Zr
Werkstoff-Datenbltter I 3
3.5 Wrmeleitfhigkeit
Temperatur Wrmeleitfhigkeit Zustand
C W/(mK)
20 170 lsungsgeglht
20 310 bis 330
100 315
200 324
300 333
400 336
warmausgehrtet
3.6 Spezifische elektrische Leitfhigkeit
Temperatur Spez. elektr.Leitfhigkeit
Zustand
C MS/m
20 20 lsungsgeglht
20 0,023
100 0,028
200 0,036
300 0,043
400 0,050
500 0,055
warmausgehrtet
3.8 Temperaturkoeffizient des elektr. Widerstands
Temperatur Temperatur-koeffizient des
elektr. Widerstands
Zustand
C K-1
20 0,0014 lsungsgeglht
20 0,0031 warmausgehrtet
Gltig von 0 bis 100 C.
3.9 Elastizittsmodul
Temperatur Elastizittsmodul Zustand
C kN/mm2
20 90 bis 110 lsungsgeglht
20 110 bis 130 warmausgehrtet
Anmerkung: 1 kN/mm2entspricht 1 GPa.
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CuCr1Zr
4 I Deutsches Kupferinstitut
3.10 Spezifische magnetische Suszeptibilitt -bei 20 C -
CuCr1Zr besitzt weder para- noch ferromagnetische Eigen-schaften, wenn kein Eisen vorhanden ist. Die Suszeptibili-tt liegt dann bei -0,088 10-6cm3/g.
Anmerkung: = /(Massensuszeptibilitt)
3.11 Kristallstruktur / Gefge
CuCr1Zr weist im lsungsgeglhten Zustand ein homogenes
-Gefge auf und kristallisiert in einem kubisch-flchen-zentrierten Gitter. Durch das Warmaushrten unterhalb derLslichkeitslinie scheiden sich Chrom sowie eine Phase ausCr2Zr in feinverteilter Form aus der bersttigten Matrix aus.
4. Mechanische Eigenschaften
4.1 Festigkeitswerte bei Raumtemperatur
4.1.1 Bnder und Bleche
Bnder und Bleche aus CuCr1Zr sind nach DIN EN nichtgenormt.
4.1.2 Platten fr Kondensatoren und Wrmeaustauscher
Platten fr Kondensatoren und Wrmeaustauscher ausCuCr1Zr sind nach DIN EN nicht genormt.
4.1.3 Rohre
Rohre aus CuCr1Zr sind nach DIN EN nicht genormt.
4.1.4 Stangen - nach DIN EN 12163 -
Zustand Durchmesser,
Schlsselweite
Zug-
festigkeit
0,2 %-Dehn-
grenze
Bruchdehnung Hrte
(Nennma) Rm Rp0,2 A100 A11,3 A HB HV
mm N/mm2 N/mm2 % % %
von ber bis min. ungefhr min. min. min. min. / max. min. / max.
M 4 80 wie gefertigt
R200 1) 8 80 200 (60) - - - - / - - / -
H065 1) 8 80 - - - - - 65 / 90 70 / 95
R440 2) 4 25 450 (350) - 9 10 - / - - / -
R420 2) 25 50 420 (330) - - 12 - / - - / -
R400 2) 50 80 400 (310) - - 12 - / - - / -
H135 2) 4 80 - - - - - 135 / 180 140 / 185
R470 2) 4 25 470 (380) - 7 8 - / - - / -
R450 2) 25 50 450 (360) - - 10 - / - - / -
H150 2) 4 50 - - - - - 150 / - 155 / -
1)lsungsgeglht2)lsungsgeglht und kaltumgeformt und ausscheidungsgehrtetAnmerkung 1: Die Zahlen in Klammern sind keine Anforderungen dieser Norm, sondern sie sind nur zur Information angegeben.Anmerkung 2: 1 N/mm2entspricht 1 MPa
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Werkstoff-Datenbltter I 5
4.1.5 Profile und Rechteckstangen - nach DIN EN 12167 -
Zustand Querschnittsma Zugfestigkeit 0,2 %-Dehngrenze
Bruch-dehnung
Hrte
(Nennma) Rm Rp0,2 A HB HV
Profile Rechteckstangen
Dicke in mm N/mm2 N/mm2 %1) ber bis min. ungefhr ungefhr min. min.
M alle Mae wie gefertigt
R200 2) - 3 60 200 (60) (30) - -
H065 2) - 3 60 - - - 65 70
R360 3) - 3 30 360 (250) (15) - -
H105 3) - 3 30 - - - 105 110
R420 4) - 3 30 420 (350) (08) - -
H120 4) - 3 30 - - - 120 125
1)Die mechanischen Eigenschaften der Profile sind von der Form und den Maen des Profils abhngig und zwischen Kufer und Lieferantzu vereinbaren.
2)lsungsgeglht3)lsungsgeglht und ausscheidungsgehrtet4)lsungsgeglht, kaltumgeformt und ausscheidungsgehrtetAnmerkung 1: Die Zahlen in Klammern sind keine Anforderungen dieser Norm, sondern sie sind nur zur Information angegeben.Anmerkung 2: 1 N/mm2entspricht 1 MPa
4.1.6 Drhte - nach DIN EN 12166 -
Zustand Durchmesser 1) Zugfestigkeit 0,2 %-Dehn-grenze
Bruchdehnung 2) Hrte
(Nennma) Rm Rp0,2 A100 A11,3 A HV
mm N/mm2 N/mm2 % % %
von bis min. max. ungefhr min. min. min. min. max.
M alle Mae wie gefertigt
R360 3) 2 10 360 460 (270) 11 13 15 - -
H130 3) 2 10 - - - - - - 130 160
R440 4) 2 10 440 540 (400) 8 9 10 - -
H165 4) 2 10 - - - - - - 165 195
R470 5) 2 10 470 570 (440) 5 7 8 - -
H170 5) 2 10 - - - - - - 170 200
1)oder gleichgroe Querschnittsflche fr vierkantige Drhte2)Der Zugversuch muss nach DIN EN 10002-1 an einer gleichachsigen Probe durchgefhrt werden.3)lsungsgeglht und kaltumgeformt4)lsungsgeglht, kaltumgeformt, ausscheidungsgehrtet und kaltbearbeitet5)lsungsgeglht, kaltumgeformt, ausscheidungsgehrtet und kaltumgeformtzu 3)bis 5): Wenn die festgelegten mechanischen Eigenschaften durch eine andere Fertigungsweise als die hier angegebenen erreicht wurden, ist
dies vom Lieferer dem Kunden anzuzeigen.
Anmerkung 1: Die Zahlen in Klammern sind keine Anforderungen dieser Norm, sondern sie sind nur zur Information angegeben.Anmerkung 2: 1 N/mm2entspricht 1 MPa
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CuCr1Zr
6 I Deutsches Kupferinstitut
4.1.7 Schmiedestcke - nicht nach DIN EN 12420 -
Zustand Dicke in Schlagrichtung Hrte Zug-festigkeit
0,2 %-Dehn-grenze
Bruch-dehnung
Gesenk- und Freiform-Schmiedestcke
Freiform-Schmiedestcke HB HV Rm Rp0,2 A
N/mm2 N/mm2 %
bis 80 mm ber 80 mm min. min. min. min. min.
M X X wie gefertigt, ohne festgelegte mechanische Eigenschaften
H110 1) X X 110 115 (360) (270) (15)
1)lsungsgeglht und ausscheidungsgehrtetAnmerkung 1: Die Zahlen in Klammern sind keine Anforderungen dieser Norm, sondern sie sind nur zur Information angegeben.Anmerkung 2: 1 N/mm2entspricht 1 MPa
4.1.8 Scherfestigkeit
Temperatur Scherfestigkeit Zustand
C N/mm2
20 170 lsungsgeglht
20 300 warmausgehrtet
Anmerkung: 1 N/mm2entspricht 1 MPa.
4.2 Tieftemperaturverhalten
4.2.1 Festigkeitswerte
Quelle: [2]
Zu CuCr1Zr sind keine Angaben bekannt. Die angefhrtenWerte einer CuCr-Legierung mit einem Chromanteil von
0,5 bis 1,2 % knnen als Richtwerte dienen. Untersuchtwurde eine Stange mit einem Durchmesser von 18 mm [2].
4.2.2 Kerbschlagzhigkeit - Tieftemperatur -
Quelle: [3]
4.3 Hochtemperaturverhalten
4.3.1 Warmfestigkeit
Quelle: [4]
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Werkstoff-Datenbltter I 7
4.3.2 Zeitstandwerte
Quelle Bild 1 und 2: [5]
5. Normen
5.1 Stangen
DIN EN 12163 Kupfer und Kupferlegierungen -Stangen zur allgemeinen Verwendung
DIN EN 12167 Kupfer und Kupferlegierungen -Profile und Rechteckstangen zurallgemeinen Verwendung
5.2 Drhte
DIN EN 12166 Kupfer und Kupferlegierungen -Drhte zur allgemeinen Verwendung
5.3 Schmiedestcke und Schmiedevormaterial
DIN EN 12165 Kupfer und Kupferlegierungen -Vormaterial fr Schmiedestcke
DIN EN 12420 Kupfer und Kupferlegierungen -Schmiedestcke
6. Werkstoffbezeichnungen
Vergleich der Werkstoffbezeichnungen in verschiedenen
Lndern (einschlielich ISO)
*)
Land Bezeichnungder Normung
Werkstoffbezeich-nung / -nummer
Europa EN CuCr1ZrCW106C
USA ASTM (UNS) C18150
Japan JIS -
InternationaleNormung
ISO CuCr1Zr
Vormalige nationale Bezeichnungen
Deutschland DIN CuCr1Zr2.1293
Frankreich NF -
Grobritannien BS CC102
Italien UNI CuCrZr
Schweden SS -
Schweiz SNV -
Spanien UNE -
*)Die Toleranzbereiche der Zusammensetzung der in auereuropischenLndern genormten Legierungen sind nicht in allen Fllen gleich mitder Festlegung nach DIN EN.
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7. Bearbeitbarkeit
7.1 Umformen und Glhen
Umformen
Kaltumformung,lsungsgeglhter Zustand
gut
Kaltumformung,ausgehrteter Zustand
mittel
WarmumformungTemperaturbereich
gut850 bis 950 C
Glhen
Lsungsglhen, Temp-Bereich 950 bis 1000 C
Weichglhen, Temp-Bereich 600 bis 800 C
Aushrten, Temp-Bereich 425 bis 500 C
Entspannungsglhen, Temp-Bereich 300 bis 350 C
CuCr1Zr weist eine gute Warm- sowie Kaltumformbarkeit imlsungsgeglhten Zustand auf. Die Kaltumformbarkeit imausgehrteten Zustand ist als mig einzustufen.
7.2 Spanbarkeit
Zerspanbarkeitsindex: 25
(CuZn39Pb3 = 100)
(Die angegebenen Zahlen sind keine festen Messwerte,sondern stellen relative Einstufungen dar. Angabenanderer Quellen knnen daher geringfgig nach oben oderunten abweichen.)
Bei der groben Unterteilung der Kupferwerkstoffe hinsicht-lich ihrer Spanbarkeit in drei Hauptgruppen wird CuCr1Zr imausgehrteten Zustand der Gruppe II (mige Spanbarkeit)und im lsungsgeglhten Zustand der Gruppe III (migebis schwere Spanbarkeit) zugeordnet. Die Spanform ist
ungnstig, es treten je nach Spanungsparameter Wirr-oder Flachwendelspne auf.
Siehe auch [6].
7.3 Verbindungstechniken
Schweien
Gasschweien schlecht
Lichtbogenhandschweien mittel
WIG-Schweien weniger geeignet
MIG-Schweien weniger geeignet
Widerstandsschweien gut
Lten
Weichlten mittel
Hartlten mittel
Kleben
-
7.4 Oberflchenbehandlung
Polieren
mechanisch gut
elektrolytisch / chemisch mittel
Galvanisierbarkeit
gut
Eignung fr Tauchverzinnung 1)
gut
8. Korrosionsbestndigkeit
CuCr1Zr besitzt gegenber Kupfer im lsungsgeglhten,homogenen Zustand eine erhhte Anlaufbestndigkeit.
CuCr1Zr ist bestndig gegen Industrieatmosphre, Brauch-und Trinkwasser (Strmungsgeschwindigkeit max. 1,5 m/s),
reinen Wasserdampf, nicht oxidierende Suren (ohnegelsten Sauerstoff) und neutrale Salzlsungen.
Beim Glhen in wasserstoffhaltiger Atmosphre tritt keineWerkstoffbeschdigung ein.
Es ist aber gegen Lsungen, die Cyanide, Halogenide bzw.Ammoniak enthalten, gegen oxidierende Suren, feuchtesAmmoniak und halogenhaltige Gase, Schwefelwasserstoffund Seewasser insbesondere bei hohen Strmungs-geschwindigkeiten nicht bestndig.
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9. Anwendungen
Kurzschlussringe, Erregerschienen
Kontaktbolzen fr den Elektromaschinenbau
Rollenelektroden, Punktschweielektroden
Elektrodennaben und Backen fr Abbrennstumpf-schweianlagen
Schalterteile
elektrisch bzw. thermisch hochbeanspruchte Teile inBeschleunigeranlagen
Kokillen fr Grauguss und Stahlguss
Stranggiekokillen, Gierder
10. Liefernachweis
Technische Lieferbedingungen sind in der betreffendenHalbzeugnorm enthalten. Nachweise von Herstellern undHndlern fr Halbzeug aus CuCr1Zr knnen der Quelle [7]entnommen werden.
11. Literatur
[1] R. Langner und K. Rust: Herstellung und Eigenschaftenvon CuCr und CuCrZr. Neue Htte 12, 1967, 9, S. 550-555.
[2] Copper Data Sheet No. C3, CuCr1, Deutsches Kupfer-institut, 1972.
[3] Kupferwerkstoffe. Wieland-Werke AG, Ulm, 1986.
[4] P. W. Taubenblat, W. E. Smith, A. R. Graviano:Properties and applications of high strength, highconductivity copper and copper alloys; AMAX Base Metals R.a. D., Inc. 400 Middlesex Avenue, Carteret, New Jersey.
[5] A. Baukloh, K. Drehfahl, U. Heubener, M. Rhle:
Zeitstandsuntersuchungen an niedrig- und unlegiertenKupferwerkstoffen. Metall 30, 1976, Heft 1, S. 19-28.
[6] Richtwerte fr die spanende Bearbeitung von Kupferund Kupferlegierungen (DKI-Informationsdruck i.18).Deutsches Kupferinstitut, Berlin/Dsseldorf, 1987.
[7] http://www.kupferinstitut.de
12. Index
Allgemeine Informationen 2Anwendungen 9Aushrten 8Chemische Zusammensetzung 2Dichte 2
Elastizittsmodul 3Entspannungsglhen 8Festigkeitswerte
Bnder und Bleche 4bei tiefen Temperaturen 6Drhte 5Platten 4Profile und Rechteckstangen 5Rohre 4Schmiedestcke 6Stangen 4
Galvanisierbarkeit 8Gasschweien 8
Gefge 4Hartlten 8Kaltumformung 8Kerbschlagzhigkeit 6Kleben 8Korrosionsbestndigkeit 8Kristallstruktur 4Lngenausdehnungskoeffizient 2Lichtbogenhandschweien 8Liefernachweis 9Liquidustemperatur 2Literatur 9Lsungsglhen 8Lten 8MIG-Schweien 8Normen
Drhte 7Schmiedestcke und Schmiedevormaterial 7Stangen 7
Oberflchenbehandlung 8Polieren 8Scherfestigkeit 6Schweien 8Solidustemperatur 2Spanbarkeit 8Spez. elektrische Leitfhigkeit 3Spez. elektrischer Widerstand 3
Spez. magnetische Suszeptibilitt 4Spez. Wrmekapazitt 2Tauchverzinnung 8Temperaturkoeffizient des elektr. Widerstands 3Verzinnung 8Wrmeleitfhigkeit 3Warmfestigkeit 6Warmumformung 8Weichglhen 8Weichlten 8Werkstoffbezeichnungen 7Widerstandsschweien 8WIG-Schweien 8
Zeitstandwerte 7