AT212573B - Duktile Wolfram- und bzw. oder Molybdänlegierungen - Google Patents

Description

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  Duktile Wolfram- und bzw. oder Molybdänlegierungen 
Der Einsatz von Metallen mit hohem Schmelzpunkt und hoher Warmfestigkeit ist in stets steigendem
Masse in der Entwicklung vorzugsweise der Raketentechnik, der Hochtemperaturöfen, der Elektronenröhren und der   hochbelastbaren Röntgenröhren notwendig. Wolfram   und Molybdän besitzen bekanntlich einen ho- hen Schmelzpunkt und eine hohe Warmfestigkeit. Diese Metalle zeigen aber die nachteilige Erscheinung, dass nämlich Wolfram sowohl in verformtem Zustand als auch rekristallisiert erst ab ungefähr 2000C eine gewisse Duktilität aufweist, unter dieser Temperatur aber spröde ist, während beim   rekristallisierten  
Molybdän erst ab   50 - 1000C   eine merkbare Duktilität auftritt.

   Dadurch entstehen bekanntlich beim Be- arbeiten dieser Metalle, als auch beim Einbau in kaltem Zustand und bei der plötzlichen thermischen Be- lastung in kaltem Zustand (Thermoschockwirkung) grosse Schwierigkeiten. 



   Es wurde bereits vorgeschlagen, bei Wolfram, als auch bei Molybdän, eine gewisse   Kaltduktilit t,   d. h. Duktilität bei Raumtemperatur,   z. B.   durch Ausbildung bestimmter Gefügestrukturen, durch Ober-   f1ächenbehandlungen, wie etwa Elektropolieren   sowie durch Herstellen binärer Legierungen, zu erreichen. 



   Die auf diese Weise erzielten Ergebnisse waren aber wenig beachtlich. Erst als das Zulegieren von Rhenium in Mengen von 45 bis   55%   zu Molybdän bzw. Rhenium in Mengen   von 5 bis 40%   (insbesondere   20 - 350/0)   zu
Wolfram vorgeschlagen wurde, konnte eine sehr starke Erhöhung der Kaltduktilität erreicht werden. Da das Rhenium ein seltenes Metall und sehr teuer ist und ausserdem rheniumreiche Legierungen durch die Bildung von intermetallischen   Wolfram-Rhenium-Verbindungen wieder Versprödungseigenschaften   zeigen, haben derartige Rheniumlegierungen in der Praxis im allgemeinen keine Anwendung gefunden. 



   Die Erfindung beruht nun auf der Erkenntnis, dass die bekannte Wirkung des Rheniums in Wolfram- und Molybdänlegierungen dadurch gesteigert werden kann, dass das Rhenium als Legierungskomponente nicht dem reinen Wolfram bzw. reinen Molybdän, sondern Wolframlegierungen bzw. Molybdänlegierungen zugesetzt wird. Neben dem Wolfram und bzw. oder Molybdän und dem Rhenium haben sich als dritte Legierungskomponente besonders eines oder mehrere der Übergangsmetalle der   4a-bis   6a-Gruppe des Periodensystems bewährt, die mit Wolfram bzw.

   Molybdän vollständige oder teilweise Mischkristallbildung zeigen,   u. zw.   die in den Legierungen vollständig löslichen Metalle Tantal, Niob, Chrom und Vanadin in einer Gesamtmenge von   Ibis 20%,   vorzugsweise 3-15% bzw. die teilweise löslichen Metalle Titan, Zirkonium und Hafnium in einer Gesamtmenge von 0,2 bis 10%, vorzugsweise 0,   5 - 30/0.   



   Während z. B. bei der Molybdän-Rhenium-Legierung 50 : 50 Gewichtsprozente die Kaltduktilität ein Maximum zeigt, ist die gleiche Duktilität zu erreichen bei einer   erfindungsgemässenLegierung   mit 15% Nb,   22elm   Re, Rest Mo. Das Maximum der Kaltduktilität liegt im System Wolfram-Rhenium bei 70% Wolfram und 30% Rhenium, die gleicheKaltduktilität zeigt. z.B. nach der Erfindung eine Legierung aus 10% Tantal,   2Clo   Molybdän, 15% Rhenium, Rest Wolfram. Um die Erfindung näher zu erläutern, werden nachfolgend die Herstellung und die mechanischen Eigenschaften einiger Legierungen beschrieben werden. 



   Beispiel1 :54Gew.-%Molybdänpulver,20Gew.-%frischreduziertewWolframpulver,10Gew.-% Tantalpulver, Rest Rheniumpulver (durchschnittliche Korngrösse der Pulver   3-15 u)   werden gemischt und mit 4 t/cm2 zu Flachstäben verpresst. Die Flachstäbe werden bei 12000C im Vakuum vorgesintert, anschliessend bei 23000C 2 Stunden im Hochvakuum fertiggesintert. Die fertiggesinterten Stäbe werden kalt mit einer Reduktion von   15%   ausgewalzt, 30 Minuten bei   20000C   im Hochvakuum weichgeglüht und   wei-   terverformt. Im rekristallisierten Zustand zeigt die Legierung bei Raumtemperatur Dehnungswerte bis   25%.   

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   Beispiel 2 : Ein Gemisch von 60 Gew.-% Molybdänpulver, 10 Gew.-% Niobpulver, 10 Gew.-% TantalpuIver,   0, 3 Gew.-%   Hafniumhydridpulver, Rest Rheniumpulver, wird   mit 4 t/cm   verpresst, bei 1200 C im Hochvakuum vorgesintert und bei 21000C 3 Stunden fertiggesintert. Die fertiggesinterten Sinterstäbe lassen sich kalt mit Reduktionen von 10 bis 15% auswalzen und zeigen auch im rekristallisierten Zustand Dehnungswerte von 20 bis   25%   bei Raumtemperatur. 



   Beispiel 3 : Ein Gemisch von 70   Gew.-%   Wolfram, 5   Gew.-%   Tantal, 5Gew.-% Vanadin, 2 Gew.-% Hafnium, Rest Rhenium wird verpresst und bei   18500C   im Hochvakuum gesintert. Während die rheniumfreie entsprechende Legierung keine   Kaltduktilität   auch im ausgewalzten und weichgeglühten Zustand zeigt, zeigt die vorstehend beschriebene, 18% Rhenium enthaltende Legierung die gleiche Kaltduktilität wie eine   700/0   Wolfram und 30% Rhenium enthaltende binäre Wolframlegierung, d. h. 8-12% Dehnung.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Duktile Wolfram- und bzw. oder Molybdänlegierungen, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung : Insgesamt 1-20je, vorzugsweise 3-15% Tantal, Niob, Chrom, Vanadin einzeln oder zu mehreren und bzw. oder insgesamt 0, 2-10%, vorzugsweise 0, 5-3% Titan, Zirkonium, Hafnium einzeln oder zu mehreren, 3-30% Rhenium, Rest Molybdän und bzw. oder Wolfram und unvermeidliche Verunreinigungen.