Ældningshærdning af kobber

[ignorant]

Så i vise mænd fra Nord.
Hvem kan fortælle mig om ældningshærdning af kobber og kobber/zink legeringer.
Jeg diskuterede i dag med en Elektrikker om kobbers egenskaber hvad angår deformation. Og hvilken effekt alder og lagring har for de tekniske og deformationsmæssige egenskaber i kobberkugler.
TESE
Kan man forestille sig, at der er et potentielt problem i at udvikle kobberbaserede homogene kugler. Med tanke på om en eventuel ældningshærdning kan medføre at den ladning som er snill og tryk, ved nyindkøbte kobberkugler, Pludselig efter 5-10 år i skabet kan udvikler problematisk højt tryk, på grund af at hårdheden på grund af alderen, er blevet meget større. Og at der derfor vil være et markant højere starttryk, da det kræver meget mere kraft at deformere kuglen ind i riffelgangen.
Kunne man også forestille sig, at samme fænomen, kunne medføre at den ny producerede kugle har et helt andet ekspantionsforløb, end den gamle og hårde, som har ståt i skabet i mange år. Så resultatet kunne tænkes at være en kugle som efterhånden går fra at være ekspanderende, til at den på sine gale dage virker som spisskarp (om ikke bøssen springer på grund af det højere starttryk)

[Erlend Meyer]

Mens vi venter på fasiten (aka Metallurgen) kan jeg jo synse litt.

For rene metaller vil jeg bli forbauset om dette er aktuelt, det krever utfelling av legeringsemner fra en overmettet løsning. For kobber ser det ut til at krom, beryllium og zirkonium er de vanligste legeringsemnene for dette.

 

Prosessen vil sannsynligvis kreve temperaturer over romtemperatur. Aluminiumslegeringer aldres noe selv ved romtemperatur, men siden kobber har høyere smeltepunkt vil nok aldringstemperatur også være tilsvarene høyere. Og materialet må uansett forbehandles v/oppvarming og bråkjøling.

 

Så nei, jeg tror ikke dette er noe en trenger å bekymre seg for.

 

Jeg finner riktignok noen få referanser på at enkelte Cu/Zn-legeringer kan herdes slik, men det er neppe tilfelle for de legeringene vi møter.

[Per-S]

Metaller endrer seg over tid, mye av det er knyttet til spenninger i materialet og temperatur/fuktighet under lagring. En så stor hardhetsøking at det får betydning for trykket har jeg ikke tro på, men kobber sink legeringer kan øke.

At ekspansjonsforløpet endrer seg er en mye mer aktuell problemstilling, og er sannsynlig. Igjen avhengig av legering og ikke minst avspenninggløding., 

[ignorant]

Nu kan jeg komme med lidt flere tilfælde, hvor primært  tid, gør at visse materialer bliver hårdere og sprødere.
Vi laver lidt Dybtræk i jernplade (Dc04) og her er det et kendt problem, at man skal kende produktionstidspunktet. Og typisk vil man kassere det som har ligget mere end ½ år. Da det herefter vil være meget større tendens til at emnerne revner og springer under trækprocessen.
Fra min fortid som rørsmed, er det også kendt, at hvis man bruger kobberrør, er en hel ny rulle "blød og føjelig som en hundelort" Derimod er kobberrør som har stået i flere år, eller har været monteret i et stykke tid, næsten umulige at forme og bøje, i forhold til de helt nye rør/ruller. Men hvis man udgløder disse gamle kobberrør, vil de igen blive bløde og føjelige.
Kobber/kobberlegeringer, er vel kendetegnede ved, at de reagere modsat kulstofholdige jernlegeringer. Kobberlegeringer bliver generelt bløde hvis man varmer op, og bratkøler. Mens kulstofholdige jernlegeringe generelt bliver hårde efter en opvarmning(rød) med følgende bratkøling

[Erlend Meyer]

Dette med gamle kobberrør er en god observasjon, jeg har vel erfart det samme selv. Mitt første spørsmål er om man er sikker på at det var mykgløded rør av samme dimensjon? Standarder endrer seg over tid, så rør er ikke nødvendigvis rør. En annen forklaring er arbeidsherding fra installasjon og vibrasjoner over tid. Oksidering kan også ha en effekt, finfordelte oksider vil kunne gi samme effekt som metalliske utfellinger. Det ville ikke forbause meg om dette er synderen for gamle rør. Men om det er overførbart til kuler er jeg usikker på.

Løseligheten av oksygen i vann synker med temperatur, så når kaldt vann blir stående i røret vil partialtrykket kunne øke. I tillegg kommer det statiske vanntrykket.

 

PS: Bråkjøling er ikke nødvendig for kobber, det er oppvarmingen som anløper. Det finnes dog bronser som transformasjonsherdes som stål.

[ignorant]

observationerne med kobberrør var faktisk flersidet. Både monterede og ikke monterede kobberrør havde samme tendens, så den rulle jeg købte for 10 år siden, og som var både blød og meget bøjelig, havde også 10 år senere ændret sig, så den nu var klart hårdere og mindre bøjelig.
Muligt at en del af forklaringen er oxydering.
Men erfaringerne med dybtræksplade i DC 04 som også mistede meget af sin formbarhed ved lang lagring. skaber tvivl om at det udelukkende er oxydering. Da disse plader ofte opbevares i plane stakke, hvor der ikke er sandsynlighed for at oxygen skulle komme halvmeteren ind mellem plant stakkede jernplader

[00000]

Det er sikkert noen som har 25-år gamle Barnes X kuler liggende. Hvis noen av disse gjorde en ekspansjonstest for 25 år siden - kunne det vært artig å sett en ny lik test med den samme kula nå.

[1983]

Jeg har sett elg skutt med gammel barnes x i nyere tid, har funnet en som ikke gikk gjennom. Den hadde ekspandert fint, en vinge var knekt. Hvorfor den var knekt vites ikke, men den hadde gått gjennom grove bein.

 

forøvrig er dette et interessant tema

[00000]

6 minutter siden, 1983 skrev:

Den hadde ekspandert fint, en vinge var knekt.

Dette tror jeg var vanlig når kula var ny også.

[1983]

Ja, det var nok ikke uvanlig

[Erlend Meyer]

Ignorant: Jeg tror man må se forskjellige materialer og betingelser hver for seg, det er så mange mulige mekanismer som kan spille inn i dette. Kald-bearbeidet stål vil jo ha store innvendige spenninger som kan utløses over tid og starte sekundære prosesser.

[ignorant]

Jeg har også gennem tiden , fra folk som drejer kobberkugler fået fortalt, at bearbejdeligheden er voldsomt varierende fra sending til sending. Om dette også kan have en sammenhæng med hvor længe siden stangmaterialet var produceret. Men er der ikke en eller anden der har begreb om at støve @Metallurgen op. Det kunne være vandvittigt interessant at høre hans vurdering

 

[amatør]

Litt på siden, men den værste av legeringene jeg kjenner til er inconel 718. Dette er en nikkellegering som er svært vanskelig å bearbeide, men er emnet mer enn et halvt år gammel, er den praktisk talt umulig å maskinere. 

[ignorant]

Den typer observationer, er medvirkende til min interesse.
Jeg har set det med især dybtræksplade, mange rustfrie legeringer. Og så mine observationer omkring primært kobberledninger og kobberrør.
Og om det gælder for disse kobbermaterialer. Kunne man så ikke også forestille sig, at det kunne gælde for kugler i kobberlegeringer. Angående kobberledninger og kobberrør, vurdere jeg en hårdhedsøgning til op mod dobbelt hårdhed.
Hvis dette er tilnærmet korrekt. Så vil jeg umiddelbart mene, at det kan have væsentligt betydning for kammertryk og ekspantionsvillighed. Med andre ord, der må være nogle som har undersøgt om vi potentielt står med en "spændende" situation, med gamle homogene kugler.

[Per-S]

Det er et interessant  tema. 

Vi vet et en korrekt trukket og glødet messinghylse er nær uforandret etter 20-30 år. En hylse som ikke er korrekt behandlet kan sprekke i munningen etter 3-5 år.

Jeg har hatt magnumhylser som uten at patronspill har vært for stort likevel ryker av 5 mm fremfor bunnen etter 2-3 omladinger.

Rent kobber brukt som styrebånd på granater er nær uforandret etter 40 år, på tross av at de er presset på plass med trykk langt over flytgrensen for materialet uten utgløding.

Åpenbart er det ikke en fasit, legering, og sannsynligvis er det forurensingselementer som er synderen.

[ignorant]

Per Disse kobberstyrebånd. Er de ikke i udgangspunktet allerede kraftigt deformationshærdede, hvis de er presset på plads med denne store kraft.

[Erlend Meyer]

Det må en nesten anta. For kobber vil jeg tro at fenomenet er begrenset til helt mykglødet materiale.

 

For hylser vil trekkingen gi betydelig arbeidsherding, uten korrekt anløping vil fort en få både redusert duktilitet og defekter som kan virke som sprekkstartere. Når de så lagres med store innvendige spenninger OG strekkbelastning opp mot flytegrense er det ikke så mystisk om de ryker uten videre ytre påvirkning.

Hodeseparasjon etter få omladninger er enda enklere å forstå, der kan en vel anta at lav duktilitet alene vil være nok.

[Per-S]

Styrebånd starter som en kobberring som er større enn granaten slik at de kan tres innpå. De presses på plass slik at metallet flyter inn i et svalehale spor som er dreid i granaten. Bunnen av sporet er seratert slik at når kobberbåndet er presset på plass skal det sitte så fast at alle rotasjonskrefter fra riflingen overføres til granaten gjennom styrebåndet. På tross av den meget kraftige deformeringen beholdes duktilitet nok til å gi gasstetting og disse egenskapene beholdes i mange år.

Elektriske kobberkabler er også en kobbertype som beholder sin mykhet. Begge disse eksemplene er med kobber som har strenge krav til renhet.

Det er derfor jeg mener at aldringsherding er påvirket av forurensinger i legeringen som over tid fører til herding.

Når det gjelder hylsene jeg nevnte, så sprekker de på steder der de skal ha lav duktilitet, men det kan også være andre produksjonsfeil med den loten.

[ignorant]

Per, Problemet er jo netop, at specielt kobberkabler, IKKE beholder sin mykhet. Det elektrikkeren, oplyste, var at disse kabler blev både klart hårdere og sprødere jo ældre.
At drivbåndene stadig pakkede, er ikke ensbetydende med at de ikke blev hårdere over tid.
Messingkugler med meget større hårdhed, men meget smalle drivbånd, kan sagtens pakke helt tæt, og overføre rotationskræfterne.

[G.Larson]

2 timer siden, Per-S skrev:

Elektriske kobberkabler er også en kobbertype som beholder sin mykhet.

Nja..... Uenig. Se på f.eks ledninger i eldre hus. De er blitt harde og sprø i metallet. Nesten umulig å bøye til endene for tilkopling i bokser uten å ødelegge de. Samme med kabler i eldre biler.

[Erlend Meyer]

Ignorant: Re: Maskinerbarhet av kobber: Er disse erfaringene fra profesjonelle aktører eller "amatører"? Og vet du om kvaliteten de benyttet var av en spesiell grad? Det kan jo hende at de ikke brukte korrekt materiale for jobben.

Uansett, kobber er beryktet for å ha grusomt dårlig maskinerbarhet. Da vil selv små endringer i egenskaper kunne ha en betydelig effekt, og det er ikke gitt at det gir like store utslag på sluttproduktet.

 

Per: Re: Hylsene. Lav duktilitet er etter min mening aldri ønskelig. De skal selvfølgelig ha høy styrke ved hodet, og det får en ikke uten et visst tap av duktilitet. Men man kan også få i både pose og sekk. En god hylse skal kunne strekke seg godt over en millimeter (5 trimminger på 0,2mm) over en lengde på noen fåtalls millimeter, det representerer en ganske betydelig bruddforlengelse.

 

Jeg tror jeg skal gjøre en enkel test i eftermiddag. Jeg har 55grs TSX på lager, måling av hardhet før og etter anløping bør kunne fortelle noe om hvilken tilstand de leveres i.

[SofaBamse]

15 timer siden, Per-S skrev:

Elektriske kobberkabler er også en kobbertype som beholder sin mykhet. Begge disse eksemplene er med kobber som har strenge krav til renhet.

 

13 timer siden, ignorant skrev:

Per, Problemet er jo netop, at specielt kobberkabler, IKKE beholder sin mykhet. Det elektrikkeren, oplyste, var at disse kabler blev både klart hårdere og sprødere jo ældre.

 

13 timer siden, G.Larson skrev:

Nja..... Uenig. Se på f.eks ledninger i eldre hus. De er blitt harde og sprø i metallet. Nesten umulig å bøye til endene for tilkopling i bokser uten å ødelegge de. Samme med kabler i eldre biler.

Kan det tenkes at de eldre kablene har blitt produsert med lavere krav (eller lavere oppfølging av krav) til renheten i metallet, og at det dermed er urenheter i metallet som gir herdingen?

[Metallurgen]

Beklager, så ikke får nå at jeg var nevnt i tråden.

Som Erlend Meyer nevner vil en elding kreve en overmetning, men dette kan være sporelementer (som regnes som forurensning). Løsningsglødingen vil kunne være en oppvarming etterfulgt av en hurtig kjøling, og med kobbers varmeledningsevne skal det lite til for hurtig avkjøling.

 

Ved kalddeformasjon kan også urenheter diffundere (flytte seg) til de gitterdefektene/dislokasjonene som dannes ved deformasjon (som gir arbeidsheringen i seg selv) og så fører til en låsning av disse defektene som fører igjen til økt hardhet og sprøhet.

 

For å kunne si noe konkret om dette må man vite sammensetningen på materialet og hvilken kalddeformasjon og varmebehandling de har blitt utsatt for.

 

Kaldforma messing er forøvrig mye utsatt for spenningskorrosjon, som kan føre til sprekker om det blir lagra fuktig.

[1983]

Uten å vite sammensetningen av materialet, hvordan vil du tro dette virker på blyfrie kuler ? Fortsatt trygt å bruke ?

[Ei tohi varjata]

Ignorant vet kanskje noe om dette..

Jeg har drøssevis av patroner av norsk, svensk, russisk, finsk, italiensk, tysk, sveitsisk, britisk, amerikansk, og annen opprinnelse fra ned mot 1900 og opp til i dag. >99% av de av disse med messinghylser ser fine og hele ut i dag, spesielt Raufossprodusert 6,5x55 fra 1903 som nesten ser ny ut.

 

Derimot er samtlige eksemplarer av 8x58RD, av dansk produksjon, i helt grusom forfatning. Har flere hylser som har sprukket eller irret i stykker. Den i penest forfatning har ingen irr men ei diger sprekk fra hals og til like under skulderen. Dette er ammo fra forskjellige år, fra forskjellige kilder, og jeg antar at de ikke alle har blitt oppbevart på samme måte. Var danske messinghylser noe skikkelig utsatt for mandagsproduksjon, eller var kruttet særlig fælt mot metallet?

Edited August 13, 2017 by Ei tohi varjata

[Erlend Meyer]

Irret tyder på nedbrutt krutt, dette vil også kunne skape sprekker pga spenningskorrosjon.

[Ei tohi varjata]

Ja, det er jo det jeg har konkludert med også. Klarer bare ikke skjønne hva danskene har gjort for at det heller er regelen enn unntaket at hylsene/patronene ser ut som en dass.

Edited August 14, 2017 by Ei tohi varjata