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Chromlegierung
EMI1.1
EMI1.2
<tb>
<tb> - <SEP> 13710Gew. <SEP> -0/0, <SEP> Rest <SEP> Chrom
<tb> Legierung <SEP> Gusshärte
<tb> Nr. <SEP> Y <SEP> Al <SEP> W <SEP> (Ra)
<tb> 41 <SEP> 0, <SEP> 7 <SEP> 5, <SEP> 1 <SEP> 61
<tb> 42 <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> 3, <SEP> 3 <SEP> 2, <SEP> 4 <SEP> 61
<tb> 43 <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> 4, <SEP> 5 <SEP> 9, <SEP> 0 <SEP> 66
<tb> 44 <SEP> 0, <SEP> 7 <SEP> 5, <SEP> 1 <SEP> 12, <SEP> 0 <SEP> 67
<tb> 45 <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> 2, <SEP> 1 <SEP> 3, <SEP> 8 <SEP> 56
<tb> 46 <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 7 <SEP> 0, <SEP> 9 <SEP> 42
<tb> 68 <SEP> 0, <SEP> 4 <SEP> 7, <SEP> 3 <SEP> 61
<tb> 69 <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> 5, <SEP> 1 <SEP> 56
<tb>
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Der in dieser Tabelle angegebene Yttriumgehalt der Legierungszusammensetzung ist das in der Legierung zurückgehaltene,
nicht das während des Schmelzens der Legierung zugesetzte Yttrium. Häufig findet man infolge der Getter-Wirkung des Yttriums verhältnismässig grosse Unterschiede zwischen den Mengen des zugesetzten und des in der Legierung verbleibenden Yttriums.
In der obigen Tabelle ist zu beachten, dass durch einen geringen Zusatz von nur etwa l% Wolfram und einen kleinen Aluminiumanteil die mit der Festigkeit in Beziehung stehende Härte gegenüber den andern Legierungen schon bedeutend herabgesetzt wird. Da die Legierung 42 nach einem Wolframzusatz von etwa 2 Grew.-% eine bessere Härte aufweist, ergibt sich bereits bei einer blossen Erwägung der Festigkeitseigenschaften, dass Legierungen mit wesentlich geringeren Zusätzen als diesen Mengen bei höheren Temperaturen verhältnismässig geringe Festigkeit haben müssen.
Die nachfolgende Tabelle 2 gibt die Oxydationsweite bei 13710 C von Untersuchungen an, die mit innerhalb und ausserhalb des Schutzbereiches der Erfindung liegenden Legierungen erhalten wurden. Der in Tabelle 2 angegebene Gewichtsunterschied (A Gew.) hat die folgende Bedeutung "Brutto" ist der Gewichtsunterschied zwischen dem Probestück vor der Untersuchung und dem Probestück plus anhaftendem oder abgelöstem Rückstand nach der Untersuchung "Netto" ist der Gewichtsunterschied zwischen dem
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ten, ein hoher Nettogewichtsunterschied weist darauf hin, dass sich ein verhältnismässig hoher Anteil des Oxydationsproduktes während der Untersuchung auf Oxydationsbeständigkeit, beispielsweise durch Schuppenbildung, abgelöst hat.
Selbst wenn jedoch der Bruttogewichtsunterschied hoch ist, bedeutet ein verhältnismässig geringer Unterschied zwischen den Brutto- und Nettowerten, dass das Oxydationsprodukt festhaftend ist und die Legierung daher gute Oxydationsbeständigkeit aufweist. Dies ist bei Legierung 43 der Fall, die einen in Gegenwart von Luft und bei höheren Temperaturen gebildeten, fest anhaftenden Oberflächenteil aufweist.
Es ist zu beachten, dass die Legierungen 41,68 und 69 eine verhältnismässig grosse Differenz zwischen Brutto- und Nettogewichtsunterschieden aufweisen, wobei die Legierungen 68 und 69 ganz ungewöhnlich hohe Nettogewichtsverluste zeigen. So ist dann, wenn kein Aluminium in der Legierung vorhanden ist, die Oxydationsbeständigkeit bei 13710 C ernstlich beeinträchtigt.
Tabelle 2 :
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<tb>
<tb> Oxydation <SEP> bei <SEP> 13710 <SEP> C
<tb> AGew. <SEP> (mg/cm2)
<tb> Legierung <SEP> Zeit <SEP> Gewichtsunterschied
<tb> Nr. <SEP> h <SEP> Brutto <SEP> Netto <SEP> Diff. <SEP>
<tb> 41 <SEP> 90 <SEP> 18, <SEP> 6-3, <SEP> 1 <SEP> 21, <SEP> 7 <SEP>
<tb> 42 <SEP> 90 <SEP> 13, <SEP> 2-2, <SEP> 3 <SEP> 15, <SEP> 5 <SEP>
<tb> 43 <SEP> 85 <SEP> 21, <SEP> 7 <SEP> 13, <SEP> 2 <SEP> 8, <SEP> 5 <SEP>
<tb> 44 <SEP> 90 <SEP> 17, <SEP> 8 <SEP> 2, <SEP> 3 <SEP> 15, <SEP> 5 <SEP>
<tb> 45 <SEP> 90 <SEP> 9, <SEP> 4-3, <SEP> 1 <SEP> 12, <SEP> 5 <SEP>
<tb> 68 <SEP> 75 <SEP> 10, <SEP> 1-21, <SEP> 7 <SEP> 31, <SEP> 8 <SEP>
<tb> 69 <SEP> 75 <SEP> 2, <SEP> 3-17, <SEP> 1 <SEP> 19, <SEP> 4 <SEP>
<tb>
Die bei den Oxydationsprüfungen verwendeten Probestücke waren aus Ingots von 25, 4 mm Durchmesser geschnittene, 6, 35 mm dicke Scheiben.
Die Probestücke wurden in Tonerdeschiffchen gelegt und in Öfen mit ruhender Luft eingesetzt. Die Bruttogewichtsunterschiede wurden in Zeitabständen von 25 h gemessen, die Nettogewichtsunterschiede wurden nach Beendigung der Untersuchungen bestimmt.
Die Legierungen gemäss der Erfindung verbinden Festigkeit, wie aus den Werten für die Gusshärte in Tabelle 1 und für die Zugfestigkeit in der nachfolgenden Tabelle 3 hervorgeht, mit verbesserter Oxydationsbeständigkeit nach Tabelle 2, und stellen somit verbesserte Chromlegierungen dar, die im wesentlichen, in Gew. -0/0 ausgedrückt, aus 0, 2-0, 7% Yttrium, 2-5% Aluminium sowie etwa 2 - 120/0 Wolfram, Rest Chrom, bestehen.
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Tabelle 3 :
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<tb>
<tb> Festigkeitseigenschaften <SEP> bei <SEP> 1371 <SEP> C
<tb> Streckgrenze
<tb> Legierung <SEP> Zerreissfestigkeit <SEP> 0,2% <SEP> Dehnung
<tb> Nr. <SEP> t/cm2 <SEP> t/cm2 <SEP> %
<tb> 45 <SEP> 0,69 <SEP> 0,60 <SEP> 13,5
<tb>
Die Tabelle 3 gibt die durchschnittlichen Festigkeitswerte von Untersuchungen an, die bei 13710 C für eine erfindungsgemässe Legierung durchgeführt wurden.
Die vorgenannten Legierungen wurden nach einem üblichen Schmelzverfahren als Ingots von 0, 91 bis 1, 36 kg Gewicht hergestellt. Es wurde gefunden, dass dieses Verfahren die Hauptvorteile sowohl der gebräuchlichen Lichtbogen- als auch der Induktionsschmelzverfahren besitzt, die Möglichkeit einer Verunreinigung vermindert und es ausserdem ermöglicht, die gesamte Charge vor dem Giessen während längerer Zeit geschmolzen zu halten. Der verwendete Ofen vom Standardtypus ist mit einem wassergekühlten kupfernen Schmelztiegel von 20, 3 cm Durchmesser und 20, 3 cm Tiefe ausgestattet. Zur Einrichtung gehören ausserdem die üblichen Vakuumpumpen und Gleichstromanschlüsse.
Die Legierungen wurden aus einer 1, 36 kg-Charge erschmolzen, wobei ein Schmelzzyklus von 16 min angewendet wurde und Gussstücke mit einem Durchmesser von 25, 4 mm erzielt wurden. Die Beschickung wurde in die Schmelzschale gegeben und unter einem statischen Partialdruck von etwa 1 bis 5 mm Argon geschmolzen.
Die bei der Festigkeitsprüfung zur Bestimmung der Eigenschaften bei hohen Temperaturen verwendeten Probestücke wurden durch Bearbeitung von stranggepresstem Material erhalten. Die Probestücke besassen auch einen Abschnitt von 4, 06 mm Durchmesser und 25, 4 mm Länge.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Chromlegierung mit einem Gehalt von 0, 2 bis 0, 7 Gew... PJo Yttrium und 2 - 5 Gew.-% Aluminium, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sie aussetdem 2-12 Gew.-% Wolfram, Rest Chrom, enthält.