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Hochfeuerbeständiger Guss aus Chromeisenlegierungen.
Das Chrom findet als Legierungselement allein oder zusammen mit andern Legierungsmetallen, wie Nickel, Wolfram, Molybdän, Vanadium usw., weitgehende Anwendung in der Eisen-und Stahlerzeugung. Das Chrom erhöht die Festigkeit, die Zähigkeit und insbesondere die Härte des Stahls, wodurch es zur Herstellung von hochwertigem Werkzeugstahl und auch von Konstruktions-und Geschossstählen vorzüglich geeignet ist. Ein weiteres Anwendungsgebiet des Chroms liegt in der Herstellung von rostsicherem und säurebeständigem bzw. oxydationsfreiem Stahl. Alle diese Chromstähle sind dadurch gekennzeichnet, dass sie infolge ihres sehr niedrigen Kohlenstoffgehaltes (unter 0'5%) aus Austenit oder Troostosorbit bestehen.
Man hat derartige niedriggekohlte Chromeisenlegierungen auch zur Herstellung von Gegenständen verwendet, an die hohe Anforderungen in bezug auf Feuerbeständigkeit gestellt werden. Infolge des ausserordentlich hohen Preises, der durch die Schwierigkeit der Herstellung solcher Chromstähle bedingt war, blieb jedoch die Anwendung beschränkt.
Für verschiedene Zwecke hat man auch Chromlegierungen mit hohen Kohlenstoffgehalten (bis zu 3'5%) vorgeschlagen, u. zw. sollten diese Legierungen infolge ihrer ausserordentlichen Härte vorzüglich zur Herstellung von Schneidwerkzeugen, Schleifmitteln, Brechbacken, Stempeln, Futtern von Kugelmühlen usw. dienen und Widerstandsfähigkeit gegen Oxydation und hohe Temperaturen besitzen. Nicht erkannt war, dass einzelne dieser Legierungen eine erhöhte Feuerbeständigkeit gegenüber dem Angriff von Feuergasen besitzen. Aus den gemachten Angaben konnte der Fachmann auch keine Regel entnehmen, einen brauchbaren feuerbeständigen Guss herzustellen, der allen Anforderungen in bezug auf Festigkeitseigenschaften und Herstellungspreis entsprach.
Langjährige planmässige Versuche zeigten, dass der Chrom-und Kohlenstoffgehalt mit der Feuer- beständigkeit und der Sprödigkeit im Abhängigkeitsverhältnis steht und dass auch die Art des Gefüges bei der Erzielung eines brauchbaren feuerbeständigen Gusses eine Rolle spielt. Es wurde beobachtet, dass bei demfeuerbeständigen Guss im Gefüge Karbide auftreten, die für dieses Material kennzeichnend sind.
Diese Karbide sind Bestandteile eines dem Ledeburit entsprechenden Eutektikum, dessen Konzentrationsverlauf im ternären Diagramm Eisen-Chrom-Kohlenstoff bei den Versuchen festgestellt wurde.
Bei den übereutektischen Legierungen nehmen mit steigendem Chrom-bzw. Kohlenstoffgehalt die im Eutektikum liegenden primär abgeschiedenen Karbidkristalle derart grosse Abmessungen an, dass solche Legierungen infolge der dadurch verursachten höheren Sprödigkeit wenig geeignet sind.
Untersuchungen von Erzeugnissen, die sich als besonders günstig erwiesen hatten, zeigten ein Gefüge, das vorwiegend aus dem dem Ledeburit des Eisen-Kohlenstoffdiagrammes entsprechenden Karbideutektikum unter Ausschluss primärer voreutektischer Karbide bestand, wobei sich am günstigsten ein Gehalt von über 50 bis 70% dieser Gefügebestandteile erwies. Ein Guss mit einem derartig gekennzeichneten Gefüge war nicht nur hochfeuerbeständig, sondern auch am wenigsten spröde und zeigte keine Risse weder bei oder kurz nach dem Giessprozess noch bei einem späteren Wiedererhitzen.
Von den verschiedenen Zusammensetzungen, mit denen dieses Gefüge unter Verwendung gewöhnlicher Sandformen und einer Vorwärmung von etwa 200 bis 2500 C erreicht werden kann, bilden Eisen- legierungen mit 22-26% Chrom und 1-8-2-2% Kohlenstoff ein Optimum in bezug auf Feuerbeständigkeit an sich und Härte bzw. Bearbeitbarkeit. Werden Legierungen mit niedrigeren Chromgehalten als den angegebenen benutzt, so leidet die Feuerbeständigkeit oder wird überhaupt nicht erreicht. Erzeugnisse mit höheren Chromgehalten werden zu teuer und spröde. Wird der Kohlenstoffgehalt erniedrigt, so wird der Guss ebenfalls teuer, ausserdem aber grobkristallinisch, schwer vergiessbar, saugt, bildet Blasen und schwindet stärker ; auch Warmrisse treten ein.
Geht man mit dem Kohlenstoffgehalt über 2'2%, so tritt leicht ein Reissen beim Wiedererhitzen des Gebrauches ein und die Sprödigkeit nimmt erheblich zu. Ein hochfeuerbeständiger Guss mit einer Zusammensetzung in den angegebenen Grenzen ermöglicht die Herstellung nach einem vereinfachten Verfahren unter Benutzung billiger Rohstoffe.
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