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Vorlesung Intermetallische Phasen

4. Hume-Rothery-Phasen (A2-B1)

4.4 Beispiele: Messing, Bronze


Die wichtigsten Beispiele für Hume-Rothery-Phasen sind die Systeme Cu-Zn (Messing) und Cu-Sn (Bronze). Nur kurz wird unten noch auf die ebenfalls technisch wichtigen Systeme Cu-X (X=Pb, Al, Ni) eingegangen.

Cu - Zn SVG Cu - Sn SVG
Abb. 4.4.1. Phasendiagramme von Messing (links) und Bronze (rechts)

Messing

Das in Abbildung 4.4.1. links nochmals dargestellte Phasendiagramm zeigt die Verbindungsbildung im System Cu-Zn (Messing). Technisch wichtig sind die Legierungen in den Bereichen:

Abb. 4.4.2. Fotos von Messing und Bronze

Bronze

Das in Abbildung 4.4.1. rechts dargestellte Phasendiagramm zeigt die Verbindungsbildung im System Cu-Sn (Bronze). Technisch wichtig sind die Legierungen: Während sich die physikalischen Eigenschaften z.B. die Elastitzitätsmodule in Hume-Rothery-Phasen innerhalb eines Phasenbereiches (z.B. dem Bereich der α-Phase) kontinuierlich ändern (Vegard'sches Gesetz), sind mit dem Wechsel der Struktur meist auch gravierende Änderungen der Eigenschaften verbunden. Die Abbildung 4.4.3. zeigt hierzu z.B. die E-Module in Abhängigkeit vom Cu/Zn- bzw. Cu/Sn-Verhältnis. Danach sind die E-Module der γ-Phasen sowohl bei Messing als auch bei Bronze besonders hoch.

Abb. 4.4.3. E-Module von Messing (links) und Bronze (rechts) SVG

Weitere Legierungen

Neben den Legierungen mit Zink und Zinn sind weitere Kupfersysteme technisch wichtig. Diese Bronzen bestehen aus Cu und einem weiteren Metall:

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