CuSn8 (2.1030)
Kupferwerkstoffe nach EN 12167 · gezogen, Zustand R490
Dichte 8,8 g/cm³ · E-Modul 115 GPa · Ausdehnung 18,5 · 10⁻⁶/K. Gültig für gezogen, Zustand R490.
Mechanische und physikalische Kennwerte
| Kennwert | Wert | Bedeutung |
|---|---|---|
| Zugfestigkeit Rm | ≥ 490 MPa | höchste ertragene Spannung im Zugversuch |
| Streckgrenze Rp0,2 | 420 MPa | ab hier bleibt Verformung zurück — die Größe, gegen die ausgelegt wird |
| Bruchdehnung A | 10 % | Verlängerung der Probe bis zum Bruch — ein Maß für die Zähigkeit |
| Härte | 150–190 HB | Richtwert im angegebenen Zustand |
| Dichte ρ | 8,8 g/cm³ | Rundstab Ø 20 mm wiegt 2,76 kg/m |
| E-Modul | 115 GPa | bestimmt die Durchbiegung, nicht die Tragfähigkeit |
| Längenausdehnung α | 18,5 · 10⁻⁶/K | 1 m dehnt sich bei 100 K um 1,85 mm |
| Wärmeleitfähigkeit λ | 62 W/(m·K) | maßgeblich für Kühlung, Schweißen und Zerspanung |
| Spezifische Festigkeit | 56 kN·m/kg | Rm/ρ — die Kennzahl des Leichtbaus |
Die Festigkeitswerte gelten für den angegebenen Behandlungs- und Dickenzustand (gezogen, Zustand R490). Bei Stählen fällt die Streckgrenze mit zunehmender Erzeugnisdicke ab; Dichte, E-Modul und Ausdehnung sind davon unberührt. Für eine Nachweisrechnung gilt das Datenblatt des Lieferanten.
Bezeichnung, Norm und Zustand
| Angabe | Wert |
|---|---|
| Werkstoffnummer | 2.1030 (EN 10027-2) |
| Kurzname | CuSn8 (EN 10027-1) |
| Werkstoffgruppe | Kupferwerkstoffe |
| Norm | EN 12167 |
| Kennwerte gelten für | gezogen, Zustand R490 |
| Andere Bezeichnungen | CW453K · Zinnbronze · Federbronze · C52100 (UNS) |
Schweißen und Zerspanen
| Eigenschaft | Beurteilung |
|---|---|
| Schweißen | nicht üblich; hartlötbar |
| Zerspanen | mäßig |
Kupferwerkstoffe im Vergleich
| Werkstoff | Rm | Streckgrenze | Dichte | Rm/ρ |
|---|---|---|---|---|
| CuZn39Pb3 (2.0401) | ≥ 430 MPa | 250 MPa | 8,47 g/cm³ | 51 |
| CuZn37 (2.0321) | 300–370 MPa | 150 MPa | 8,44 g/cm³ | 40 |
| CuSn8 (2.1030) | ≥ 490 MPa | 420 MPa | 8,8 g/cm³ | 56 |
| CuSn12-C (2.1052) | ≥ 280 MPa | 150 MPa | 8,7 g/cm³ | 32 |
| Cu-ETP (2.0065) | 200–250 MPa | 80 MPa | 8,94 g/cm³ | 25 |
Rm/ρ in kN·m/kg — die spezifische Festigkeit. Sie entscheidet dort, wo Masse zählt: Bei gleicher Bauteilmasse trägt der Werkstoff mit dem höheren Wert mehr, unabhängig davon, welcher die höhere Zugfestigkeit hat.
CuSn8 (2.1030) — wofür der Werkstoff genommen wird
Federn und Kontaktfedern in korrosiver Umgebung, Gleitelemente, Membranen, Schiffbaubeschläge, Buchsen.
Nicht magnetisierbar und seewasserbeständig — deshalb dort im Einsatz, wo Federstahl aus beiden Gründen ausscheidet. Als Gleitwerkstoff läuft Bronze auf Stahl mit niedriger Reibung auch bei Mangelschmierung.
Was die Zahlen praktisch bedeuten
Ein Bauteil gleicher Geometrie wiegt aus CuSn8 das 1,12-fache dessen, was es aus Stahl wöge. Ein Rundstab Ø 20 mm wiegt 2,76 kg je Meter — für andere Abmessungen rechnet das der Halbzeug-Gewichtsrechner.
Der E-Modul von 115 GPa bestimmt, wie weit sich ein Bauteil unter Last durchbiegt — nicht, wie viel es trägt. Beides zu verwechseln ist der häufigste Fehler bei der Werkstoffwahl: Ein festerer Stahl macht einen Träger nicht steifer. Was er unter Last tut, zeigt die Trägerbiegung; die Querschnittswerte dazu liefert das Flächenträgheitsmoment.
Mit α = 18,5 · 10⁻⁶/K dehnt sich ein Meter bei 100 K Erwärmung um 1,85 mm. Das ist der Grund, weshalb Passungen zwischen verschiedenen Werkstoffen im Betrieb wandern — wie stark, rechnet der Wärmeausdehnungs-Rechner, die Auswirkung auf die Fügestelle der ISO-Passungsrechner.
Die Härte von 150–190 HB lässt sich mit dem Härte-Umrechner in HRC und HV umwerten — und näherungsweise in die Zugfestigkeit, denn bei Stählen gilt Rm ≈ 3,5 · HB. Die Schnittwerte für die Bearbeitung stellt der Schnittdaten-Rechner zusammen.
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