AT247628B - Werkstoff für Teile, die dem korrodierenden Angriff von Metallschmelzen, insbesondere Eisen- und Stahlschmelzen, ausgesetzt sind - Google Patents

Description

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   Werkstoff für Teile, die dem korrodierenden Angriff von Metallschmelzen, insbesondere Eisen- und Stahlschmelzen, ausgesetzt sind 
Die ständig steigenden Anforderungen, die in der modernen Technik an die Werkstoffe gestellt wer- den, haben zur Entwicklung von Sinterwerkstoffen Anlass gegeben, die aus metallischen und keramischen
Komponenten bestehen. Man war vor allem bestrebt, durch Kombination von hochschmelzenden Metallen und hochschmelzenden Oxiden neue Werkstoffe zu schaffen, die für Hochtemperaturanwendungen besser geeignet sein sollten als rein metallische oder keramische Werkstoffe. 



   Bis zu einem gewissen Grad bewährt haben sich Werkstoffkombinationen von Aluminiumoxid mit
Chrom und/oder Molybdän. Bei Entwicklung dieses Werkstoffes verfolgte man das Ziel, die gute Korro-   sions-und Zunderbeständigkeit   keramischer Stoffe mit den guten mechanischen Eigenschaften sowie den guten elektrischen und thermischen Leitfähigkeiten von Metallen zu vereinigen. Es hat sich indessen gezeigt, dass diese Werkstoffe, wenn sie dem Angriff von Metallschmelzen, z. B. von Stahlschmelzen, aus- gesetzt sind, nur eine sehr begrenzte Lebensdauer aufweisen. 



   Ein aus Molybdän bzw. Wolfram und Zirkonoxid aufgebauter Sinterwerkstoff wurde bereits für Hoch- temperaturheizleiter vorgeschlagen. In diesem Falle sollte durch das Zirkonoxid der elektrische Wider- stand von Molybdän bzw. Wolfram erhöht werden. Es war jedoch bisher nicht bekannt, dass Sinterwerk- stoffe aus Molybdän bzw. Wolfram und Zirkonoxid auch eine überraschend gute Korrosionsbeständigkeit gegen Metallschmelzen,   z. B. Eisen-und   Stahlschmelzen, aufweisen. 



   Gegenstand der Erfindung ist ein aus feinverteilten metallischen und oxidkeramischen Komponenten bestehender Werkstoff für Teile, die dem korrodierenden Angriff von Metallschmelzen, insbesondere
Eisen- und Stahlschmelzen, ausgesetzt sind. Erfindungsgemäss beträgt die metallische Komponente   20 - 60 Vol.. p/o. der   Gesamtmenge des Werkstoffes und besteht aus Molybdän und/oder Wolfram, während die oxidkeramische Komponente aus Zirkonoxid gebildet ist. 



   Durch Auswahl der Zusammensetzung der Komponenten hat man es in der Hand, die Eigenschaften des neuen Werkstoffes weitgehend zu beeinflussen. Wird eine hohe Warmfestigkeit verlangt, so wird man die metallische Phase zum überwiegenden Teil aus Wolfram bilden. Die Zunderbeständigkeit des Werk- stoffes kann dadurch noch verbessert werden, dass der metallischen Phase noch Chrom bis zu 50   Gew.-   ihrer Gesamtmenge zulegiert wird. Der oxidkeramischen Phase können zweckmässig Zusätze beigefügt werden, die die Zirkonoxidphase stabilisieren. In Frage kommen hiefür Calciumoxid und Magnesium- 
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 do.Die Werkstoffe nach der Erfindung werden am besten mit Hilfe pulver metallurgischer Methoden her- gestellt.

   Die pulverförmigen Ausgangskomponenten werden miteinander innig vermischt, zu Formkörpern verpresst und anschliessend in neutraler oder reduzierender Atmosphäre gesintert. Bei der Sinterung von
Verbundkörpern aus Zirkonoxid und Molybdän konnten schon bei Sintertemperaturen zwischen 1700 und   21000C   praktisch dichte Sinterkörper erzielt werden. 



   Der neue Werkstoff zeigt zwar bei Verwendung in oxidierender Atmosphäre bei hohen Temperaturen 

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 nur eine begrenzte Lebensdauer. Trotzdem ist er in   vielen Anwendungsfällen   allen bisher bekannten Werkstoffen überlegen. Er zeichnet sich nicht nur durch eine bemerkenswert gute Widerstandsfähigkeit gegen metallische Schmelzen aus, sondern auch durch eine gute Beständigkeit gegenüber flüssigen Schlacken. 



  Es ist vorgesehen, aus diesem Werkstoff Teile zu fertigen, die mit Stahlschmelzen in Berührung kommen,   z.   B. Schutzrohr für Thermoelemente, Stranggiessdüsen und. Stranggiessstopfen, Ausgussöffnungen für Tiegel u. dgl. 



   An Hand zweier Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. 



     Beispiel l :   Eine Werkstoffprobe, die für Teile bestimmt ist, die mit flüssigem Stahl in Berührung kommen, wurde auf pulvermetallurgischem Weg hergestellt. 60   Vol.-   feines Molybdänpulver und 40   Vol. Jlo feines   pulverförmiges Zirkonoxid wurden miteinander innig vermischt, zu quadratischen Stäben verpresst und anschliessend 1 h bei   19000C   in Wasserstoff gesintert. Man erzielte dabei einen Körper, 
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 Nach einer Behandlungszeit von 1 h betrug die Abtragung an der Oberfläche der gesinterten Körper nur 0,15 mm. 



     Beispiel 2 :   Es wurde eine Werkstoffprobe hergestellt, bei der ein Teil des Molybdäns durch Chrom ersetzt war, ùm eine höhere Oxidationsbeständigkeit zu erzielen. Zu diesem Zweck wurden 30 Vol. do feines Molybdänpulver, 30   Vol. dito feines   Chrompulver und 40   Vol. dlo feines   Zirkonoxidpulver wie im Beispiel 1 verarbeitet. Die Sintertemperatur wurde mit 1 9300C festgelegt. An dieser Probe wurde beim Eintauchen in eine flüssigeStahlschmelze bei 16000C über 1 h nur eine Abtragung von 0, 1 mm ermittelt. 



  Der Gewichtsverlust durch Bildung von flüchtigem Molybdäntrioxid beim Erhitzen an Luft bei   1000 C   über 45 min betrug bei diesem Werkstoff nur   0,   03 g/cm2, wogegen der Werkstoff nach Beispiel 1 unter den gleichen Bedingungen einen Gewichtsverlust von   0, 29 g/cm2   aufwies.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Werkstoff für Teile, die dem korrodierenden Angriff von Metallschmelzen, insbesondere Eisen- und Stahlschmelzen, ausgesetzt sind, bestehend aus feinverteilten metallischen und oxidkeramischen Kom- EMI2.2 falls stabilisierenden Zusätzen, wie z. B. Calcium- oder Magnesiumoxid, in Mengen von 4 bis 10 Gew.- gebildet ist.