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Kohlenstoffhaltige lIartlegierungen.
Die Erfindung bezieht sich auf die Zusammensetzung von durch Schmelzen hergestellten dreiund mehrteiligen Metallegierungen von hohem Schmelzpunkt, welche ganz besonders ausgeprägte Eigenschaften bezüglich der Festigkeit, grossen Härte, Zähigkeit und auch der Widerstandsfähigkeit bei hoher Erhitzung besitzen und deshalb überall dort, z. B. für die Bearbeitung von harten und sehr festen Körpern, verwendet werden können, wo andere Materialien versagen, weil sie unter hohen Temperaturen leiden und nicht hart oder nicht zäh genug sind. um grosse Drücke auszuhalten. Die vorliegenden Legierungen
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Zur Herstellung dieser Legierungen werden Elemente von hohen Schmelzpunkten verwendet, die ihrer Stellung im periodischen System nach wesensverwandt, in grösseren Mengen leicht erhältlich und verhältnismässig nicht zu teuer sind.
Solche Elemente sind Molybdän, Tantal, Wolfram und Chrom.
Die Erfindung besteht in der Erkenntnis, dass das Molybdän bzw. Tantal in einem ganz bestimmten Sättigungsverhältnis zu dem zweiten Legierungsmetall Wolfram und dem für die Erlangung der oben angeführten und gewünschten Eigenschaften nötigen Kohlenstoff steht.
Die bekannte Wolfram-Kohlenstoff-Legierung enthält etwa 4'5-5% Kohlenstoff. Setzt man vor dem Erschmelzen dieser Wolfram-Kohlenstoff-Legierung bestimmte Mengen Molybdän zu, so ist unter ganz bestimmten Sehmelzbedingungen eine geringere Menge Kohlenstoff zur Sättigung der Legierung nötig als ohne diesem Zusatz, und nach dem Erstarren entsteht eine Legierung in eutektiseher Gefügezusammensetzung mit ganz besonderen Festigkeitseigenschaften und besonderer Härte. Je nachdem nun der Gehalt an Molybdän erhöht oder erniedrigt wird, ändert sich natürlich auch das Sättigungsverhältnis mit Kohlenstoff und damit auch die Härte und Zähigkeit der Legierung.
In noch wirksamerer Weise findet eine Beeinflussung des Kohlenstoffgehaltes durch den Zusatz von Tantal statt. Die Verringerung des Kohlenstoffgehaltes mit steigendem Tantalzusatz ergibt sieh aus folgender Zusammenstellung :
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<tb>
<tb> Wolfram <SEP> Tantal <SEP> Kohlenstoff
<tb> 96-95#5% <SEP> - <SEP> 4-4#5%
<tb> 92#3% <SEP> 5% <SEP> 2#7%
<tb> 87#9% <SEP> 10% <SEP> 2#1%
<tb> 78#3% <SEP> 20% <SEP> 1#7%
<tb> 63#5% <SEP> 35% <SEP> 1#5%
<tb> 49#3% <SEP> 50% <SEP> 0#7%
<tb> 24#2% <SEP> 75% <SEP> 0#8%.
<tb>
Die Wirkung des Tantals bei Gegenwart von Wolfram auf den Kohlenstoff besteht darin, dass sich, je nach der Menge an Tantal, während des Schmelzprozesses zunächst Tantal-Wolfram-Metallkomplexe bilden. Eine Bindung von Kohlenstoff findet nur von dem neben den Tantal-Wolfram-Komplexver- bindungen vorhandenen restlichen Wolfram statt. Bei den Molybdän-Wolfram-Kohlenstoff-Legierungen treten ähnliche Vorgänge in Erscheinung.
Die gleichzeitige Anwesenheit von Molybdän und Tantal in Wolfram-Karbid-Legierungen wird durch die erwünschten Arbeitseigensehaften bestimmt.
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wieder die Härte und Wärmebeständigkeit bei einer an sieh hohen Zähigkeit.
Sollen die Legierungen weicher und zäher sein, dann ist der Zusatz von Molybdän vorteilhaft. Sie können auch noch Tantal gleichzeitig mitenthalten, um die Wärmebeständigkeit und Härte zu erhöhen.
Der Tantalgehalt bewegt sich in diesen Legierungen in Gehalten von 5 bis 75 % mit dementsprechend fallendem Kohlenstoffgehalt von 3 bis 0'7%.
Die obenstehenden Legienmgsreihen werden in ihren Eigenschaften, Härte und Zähigkeit, wie es gerade der Verwendungszweck erfordert, weiter günstig beeinflusst, wenn sie Zusätze an Chrom, Kobalt und Titan bis 25% und Vanadium und Silizium bis etwa 5%, einzeln oder kombiniert, enthalten.
Wichtig ist dabei die Beibehaltung der eutektischen Grundlegierung Molybdän-Tantal-WolframKohlenstoff bzw. Tantal-Wolfram-Kohlenstoff. Soll jedoch eine Gnmdlegierung mit niedrigerem Schmelzpunkt erstrebt werden, so ist es vorteilhaft, eine solche, bestehend aus Chrom und Tantal in verschiedenem Verhältnis, herzustellen, welcher dann in den nötigen Mengen reines Wolframkarbid oder eine eutektisehe Wolfram-Molybdän-Kohlenstoff-Legierung zugesetzt wird. Die Menge des Chroms kann dann bis zu 40% betragen, während Tantal und Wolfram und gegebenenfalls Molybdän in dem oben angeführten Verhältnis den Rest bilden.
Die Legierungen bewegen sich dann in folgenden Zusammensetzungen :
1-40% Chrom,
1-40% Tantal,
60-10% Wolfram, 30-5% Molybdän und 4-0'5% Kohlenstoff.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Durch Schmelzen hergestellte kohlenstoffhaltige hartlegierungen, dadurch gekennzeichnet, dass sie neben Wolfram und Molybdän noch Tantal im Ausmass von 5 bis 75% bei einem durch den Molyb- dän-und Tantalgehalt geregelten Kohlenstoffgehalt von 3 bis 0-7% enthalten.