AT133489B

AT133489B - Nickellegierung.

Info

Publication number: AT133489B
Authority: AT
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1930-10-21
Filing date: 1931-02-20
Publication date: 1933-05-26

Description

Nickellegierung.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, gewisse Ni-Legierungen durch eine thermische Behandlung in ihren Eigenschaften zu verbessern. Die thermische Behandlung besteht dabei in einer schnellen Ab- kühlung von hohen Temperaturen und einer künstlichen Alterung bei niedriger liegenden Temperaturen.

Diese Arbeitsweise ist besonders für Ni-Be-Legierungen geeignet.

Es gelingt aber auch Ni-Erdalkalimetall-oder Ni-Li-Legierungen durch ein ähnliches Behandlung- verfahren zu vergüten, doch ist die Alterung in diesem Fall sehr gering. So zeigt beispielsweise eine Legie- rung des Ni mit l'l % Mg nach dem Abschrecken von 1050 C und 12stündigem Altern bei 500 C in ihrer
Härte einen Anstieg von 130 Brinell auf 250 Brinell, also um 92 %.

Die Legierungen des Nickels mit den übrigen Erdalkalimetallen sowie mit Lithium sind ebenfalls vergütungsfähig. So beträgt die Härtesteigerung einer Nickel-Kalzium-Legierung mit 1% Kalzium- gehalt bei Anwendung des oben angegebenen Beispiels etwa 40 Brinell Grade, diejenige für eine Nickel-
Lithium-Legierung mit etwa 1% Lithiumgehalt etwa 70 Härtegrade. Ähnlich verhalten sich Nickel-
Strontium-und Nickel-Barium-Legierungen.

Der Gehalt an Erdalkalimetall ist zweckmässig nur gering, höchstens etwa 10 %.

Gemäss der Erfindung wurde festgestellt, dass die Eigenschaften der genannten Legierungen und insbesondere auch der durch das Vergütungsverfahren erzielte Effekt dann wesentlich besser sind, wenn die Legierungen geringe Mengen Kohlenstoff, u. zw. bis maximal etwa 1 %, enthalten. Es zeigte sich, dass man bei solchen Legierungen bei Verwendung schwach kohlenstoffhaltigen Nickels und Einschmelzen unter Luftabschluss eine ausserordentlich kräftige Alterung erzielen konnte, während beim Einschmelzen unter Luftzutritt sich infolge Herausfrischens des Kohlenstoffs eine Alterung überhaupt nicht oder nur in ganz geringem Masse bewirken liess.

Beispielsweise altert eine Nickel- Magnesium-Legierung, welche 1'8 % Magnesium und 0'02 % Kohlen- stoff, Rest Nickel, enthält, um 32% über den Ausgangswert, wohingegen eine Legierung mit nur 0-53%
Magnesium, aber 0'20% Kohlenstoff, Rest Nickel, um 155% über den Ausgangswert altert, nämlich von 129 auf 330 Brinell Grade.

Es sei noch darauf hingewiesen, dass kohlenstoffhaltiges Nickel durch
Alterung praktisch nicht vergütbar ist, trotzdem Nickel bei 1300 C 0-57 % Kohlenstoff in fester Lösung aufnimmt und bei Zimmertemperatur nur 0-17 %. Erst wenn man im Sinne der Erfindung ein Erdalkali- metall oder Lithium, insbesondere Magnesium, als weitere Legierungskomponente benutzt, kann man eine Alterung erreichen, die auch unterhalb von 0'17 % Kohlenstoff bei hinreichendem Zusatz von Erd- alkalimetall, besonders von Magnesium oder auch von Lithium, äusserst kräftig ist.

Die Gehalte an Kohlenstoff und Magnesium sind einander zugeordnet, so dass ein gewisser Kohlen- stoffgehalt einen bestimmten Magnesiumzusatz zur Erzielung einer Maximalhärte voraussetzt. Mit dem
Kohlenstoffgehalt geht man normal nicht über 0-4%. Es können aber Legierungen mit maximal 1%
Kohlenstoff noch sehr gut gealtert werden, wenn der Magnesiumgehalt angepasst wird. Mit dem Ma-
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und eine Festigkeit von 59 /tmN bei 38 % Dehnung. Nach 24stündigem Altern bei 500 C stieg die
Festigkeit auf 108 kg/1mn2 bei 10% Dehnung.

Die günstigste Abschrecktemperatur liegt bei 11000 C, doch werden schon bei 7500 C Effekte erzielt, und die Steigerung der Temperatur auf 1350 C liefert auch noch brauchbare Ergebnisse. Die günstigste
Alterungstemperatur liegt bei 5000 C bei einer Einwirkungszeit von 24 Stunden, doch konnten schon bei
380 C gewisse Wirkungen erzielt werden. Geht man über 5000 C, so muss die Alterungszeit abgekürzt werden. Die Vorgänge sind von der Ausscheidungshärtung ähnlicher Legierungen her bekannt.

Es wurde untersucht, in welcher Hinsicht gewisse Zusätze die Magnesium-Nickel-KohlenstoffLegierungen beeinflussen können. Es zeigte sich, dass insbesondere die kupferhaltigen Nickellegierungen, unter anderem das sogenannte Monelmetall, in ähnlicher Weise durch Alterung vergütbar sind, sofern
Kohlenstoff und Magnesium zugesetzt werden. Eine Monellegierung mit 27% Kupfer und 0-2 % Kohlenstoff und 0-8 % Magnesium, Rest Nickel, gab im abgeschreckten Zustand eine Härte von 159 Brinell, nach der Alterung eine solche von 345 Brinell. Diese Legierungen altern bei 5000 C, doch empfiehlt es sich, die Abschrecktemperatur etwas zu ermässigen.

Andere Zusätze, wie Chrom, Kobalt, Eisen, Mangan, Vanadium, Titan, Tantal, Molybdän, Wolfram, Silizium, Bor, Zinn, Cer, Aluminium, Zink, stören die Alterung in keinerlei Weise. Es konnte, insbesondere bei Zusatz von Silizium, sogar eine leichte Verbesserung der Alterungsfähigkeit erzielt werden. Verschiedene von den genannten Metallen, insbesondere Tantal, Molybdän, Chrom, Silizium und Wolfram, wirken günstig auf die Korrosionsbeständigkeit dieser Legierungen ein. Von Bedeutung ist insbesondere die Nickel-Chrom-und Nickel-Chrom-Eisen-Legierung, die durch Magnesium und Kohlenstoffzusatz kräftig alterungsfähig wird. An Stelle von Magnesium kann man auch andere Erdalkalimetalle oder Lithium anwenden.

PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Durch schnelles Abkühlen von höheren Temperaturen und künstliches Altern bei niedrigen Temperaturen vergütbare Nickellegierung mit einem oder mehreren Erdalkalimetallen einschliesslich Magnesium oder mit Lithium, gekennzeichnet durch einen Kohlenstoffgehalt bis zu etwa 1 %.

Claims

2. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an Erdalkalimetall oder Lithium grösser ist als der Kohlenstoffgehalt.

3. Legierung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Erdalkalimetall-oder Lithiumgehalt bis zu 10%.

4. Legierung nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen bis zu 45 % betragenden Gehalt von einem oder mehreren der Elemente Aluminium, Bor, Cer, Chrom, Eisen, Kobalt, Kupfer, Mangan, Molybdän, Silizium, Tantal, Titan, Vanadin, Wolfram, Zink und Zinn.