Prakt. Met. Sonderband 41 (2009) 211 
Die Delta-Phase in den Gefügen von Kupfer-Zinn- und Kupfer-Zinn- 
Zink-Legierungen 
G. Benkißer, Rostock, M. Pohl, Ruhr-Universität, Bochum, L. Tikana, Deutsches Kupferinstitut, Düsseldorf 
1 Einleitung 
Die betrachteten Kupferlegierungen wendet man zur Herstellung von solchen Bauteilen im 
Maschinen- und Anlagenbau an, die im praktischen Betrieb neben mechanischen Belastungen auch 
erhöhten Grenzflächenbeanspruchungen durch Korrosion und Verschleiß unterworfen sind [1,2]. 
Der vorliegende Bericht befasst sich mit: 
Der Darstellung der Effekte der chemischen Zusammensetzung und der technologischen 
Herstellung/Behandlung auf die Gefüge dieser Werkstoffe unter besonderer 
Berücksichtigung der S-Phase. 
Der Darstellung der Effekte der ö-Phase auf ausgewählte Eigenschaften dieser Werkstoffe. 
2 Gefüge von Kupfer-Zinn-Legierungen 
Im Bild 1 ist das Zustandsschaubild Kupfer-Zinn gezeigt. Entsprechend diesem Phasendiagramm 
sollten sich die Gefüge der praktisch genutzten Kupfer-Zinn-Legierungen (Sn < 20%) nach 
langsamer Abkühlung auf 20°C aus den Phasen o und & aufbauen. Die a-Phase ist der kubisch- 
flächenzentrierte Mischkristall des Kupfers mit Zinn. Die e-Phase ist eine hexagonal 
kristallisierende, intermetallische Verbindung, die sich erst unterhalb von 350°C bildet. Wegen der 
bei diesen niedrigen Temperaturen erheblich eingeschränkten Diffusion der Atome findet die 
Bildung der ¢-Phase unter praktisch üblichen Abkühlbedingungen nicht statt. Wie man aus den 
realen Umwandlungsdiagrammen (Bild 2) entnimmt, bestehen die Gefüge der Kupfer-Zinn- 
Legierungen bei 20°C entweder nur aus a-Mischkristallen oder aus a-Mischkristallen und 8-Phase. 
Die 8-Phase, die eine komplizierte kubische Kristallstruktur hat, entsteht im Ergebnis der 
eutektoiden Umwandlung der Hochtemperaturphase y bei 520°C: Yy— a+. 
Zahlreiche Kupfer-Zinn-Legierungen enthalten Blei. Dieses Legierungselement ist in Bild 1 und in 
Bild 2 nicht berücksichtigt, weil es praktisch unlöslich ist. Das Blei liegt in den Gefügen in Form 
von Bleiteilchen vor. 
Wie aus Bild 2 hervorgeht, ist die Lage der Phasengrenzlinie zwischen dem homogenen a-Bereich 
und dem (a + 8)-Bereich von der Herstellung/Behandlung der Legierungen abhängig. Beim 
Kokillenguss erfolgt eine relativ schnelle Abkühlung der Legierung und der homogene a-Bereich 
wird eingeengt (Sn < 5%). Beim Sandguss geschieht die Abkühlung der Legierung langsamer und 
der Existenzbereich der o-Phase erweitert sich etwas (Sn < 7%). Die Wirmebehandlungen 
gegossener Legierungen (Bild 2, Diagramme Geglitht und Langzeitgegliiht) bewirken eine