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Legierung auf Niobiumbasis
Die Erfindung betrifft Legierungen aufNiobiumbasis, d. h. Legierungen, die wenigstens 51% Niobium enthalten.
Es besteht eine steigende Nachfrage nach Legierungen, die sich zur Herstellung von Gegenständen eignen, die bei hohen Temperaturen benutzt werden können, d. h. bei Temperaturen über IOOOOC. Sol- che Legierungen müssen ein hohes Mass an Dauerstandfestigkeit und an Widerstandsfähigkeit gegen Oxydation und Verzunderung aufweisen.
Niobium besitzt einen sehr hohenSchmelzpunkt (24680C) und behält seine Festigkeit in erheblichem Masse auch bei hohen Temperaturen bei. Es oxydiert jedoch bei hohen Temperaturen rasch und es sind Abänderungen notwendig, um die Oxydation herabzusetzen. Einige dieser Abänderungen bestanden in der Herstellung einer binären Niobium-Titan-und Niobium-Chrom-Legierung ; diese zeigen im Vergleich mit Niobium allein eine verbesserte Widerstandsfähigkeit gegen Oxydation und Verzunderung. Die Widerstandsfähigkeit gegen Oxydation und die mechanischen Eigenschaften dieser und anderer bekannter Niobiumlegierungen lassen aber'noch viel zu wünschen übrig.
Es ist Gegenstand dieser Erfindung, Legierungen auf der Basis von Niobium herzustellen, deren mechanische Eigenschaften, insbesondere deren Dauerstandfestigkeit und deren Widerstandsfähigkeit gegen Oxydation und Verzungerung bei hohen Arbeitstemperaturen über 10000C besser bzw. grösser sind, als die entsprechenden Eigenschaften der bisher bekaru1tell binären Niobium-Tantal-und Niobium-Chrom-Legierungen.
Die bekannten Titanlegierungen auf Niobiumbasis enthalten verschiedene Zusätze, die Tantal, Zirkonium, Molybdän, Eisen und Nickel umfassen können. Dabei ist jedoch die obere Grenze von Tantal und Zirkonium mit 20% angegeben. Zur Verbesserung der obenerwähnten Eigenschaften ist es aber wesentlich, dass diese Elemente in Titanlegierungen auf Niobiumbasis in Mengen enthalten sind, die 20% überschreiten.
Erfindungsgemäss enthält eine Legierung auf der Basis von Niobium neben den üblichen Verunreinigungen 5-20% Titan, Tantal und Zirkonium in einer Gesamtmenge von 21 bis 44%, wobei vorzugsweise Tantal in einer Menge von 10 bis 35% und Zirkonium in einer Menge von 20 bis 44fro sowie gegebenenfalls bis 20% Molybdän, bis 100/0 Chrom, bis 10% Eisen, bis n% Nickel, Rest Niobium vorgesehen sind.
DerBereich der erfindungsgemässen Legierungen kann auf einem üblichen Formblatt eines dreiseitigen Diagrammes für ternäre Legierungen gemäss den folgenden Koordinaten graphisch aufgezeichnet werden, in denen die Komponente X die gesamten Gewichtsprozente eines oder mehrerer der vorstehend genannten Elemente Tantal, Zirkonium, Molybdän, Chrom, Eisen oder Nickel darstellt.
EMI1.1
<tb>
<tb>
Nb <SEP> und <SEP> zufällige <SEP> Ti <SEP> X
<tb> Verunreinigungen
<tb> 51% <SEP> 5% <SEP> 44%
<tb> 51% <SEP> 20% <SEP> 29%
<tb> 59% <SEP> 20% <SEP> 21%
<tb> 74% <SEP> 5% <SEP> 21%
<tb>
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Besondere Beispiele der erfindungsgemässen Legierungen sind folgende, wobei die Zahlen Gewichtsprozente angeben :
EMI2.1
EMI2.2
2 3 4jede der obenerwähnten Legierungen 1-4 wurde einer gravimetrischen Oxydationsprüfung in Luft während der Dauer 1 h bei 11000C unterworfen. Die Menge des gebundenen Sauerstoffes war geringer als 0, 007 g je cm2 gegenüber 0, 045 g je cm2 gebundenen Sauerstoffs, wenn derselbe Versuch mit reinem Niobium vorgenommen wurde.
Die Legierung gemäss Beispiel 2 wurde ferner auf Dauerstandfestigkeit bei 1100 C unter einer Belastung von etwa 107 kg je cm2 untersucht und dehnte sich nach etwa 60 h um 0,5%. Wurde anderseits eine Probe reinenNiobiums unter den gleichen Bedingungen geprüft, dehnte es sich nach nur 50 h um etwa 1%.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Legierung auf Niobiumbasis, dadurch gekennzeichnet, dass sie neben den üblichen Verunreinigungen 5-200lu Titan, Tantal und Zirkonium in einer Menge von insgesamt 21 bis 44%, Wobei vorzugsweise Tantal in einer Menge von 10 bis 35% und Zirkonium in einer Menge von 20 bis 44% vorgesehen sind, sowie gegebenenfalls bis 20% Molybdän, bis 10% Chrom, bis 10% Eisen, bis 11% Nickel, Rest Niobium enthält.