AT257957B - Verfahren zur Herstellung verformter Metalleinkristalle - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung verformter Metalleinkristalle 
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung verformter Metalleinkristalle, die bei Erwärmung bis in die Nähe des Schmelzpunktes nicht rekristallisieren und keine Korngrenzenversprödung aufweisen. 



   Es ist bekannt, dass manche Metalle, z. B. die Metalle Wolfram und Molybdän, nach vorangegangener Verformung bei Glühungen in der Umgebung der Rekristallisationstemperatur an den Grosswinkelkorngrenzen verspröden. Diese Metalle sind nach einer derartigen Temperaturbeanspruchung sehr spröde, was für den technischen Einsatz von erheblichem Nachteil ist. 



   Man hat deshalb versucht, durch bestimmte Zusätze die Rekristallisationstemperatur zu erhöhen. 



  Im speziellen Fall der Wolframdraht-Technologie ist es gelungen, durch Aluminium-, Silicium-, Kalium- und Thoriumzusätze die Rekristallisationstemperatur um mehrere hundert Grad zu erhöhen. Aber auch   diese "gedopten" Wolframdrähte   verspröden bereits um   2000OC,   obwohl der Schmelzpunkt des Wolframs bei 34000C liegt. 



   Die Versprödungserscheinungen lassen sich bei Wolfram und Molybdän durch Rheniumzusätze vermeiden, jedoch ist die Verwendung von Rhenium sehr unwirtschaftlich. 



   Ausserdem hat man versucht, die Duktilität der zur Versprödung neigenden Metalle durch Erhöhen des chemischen Reinheitsgrades, durch den Einsatz von Kornfeinungs- und Desoxydationsmitteln und durch spezielle   Kornfeinungs- und   Verarbeitungsvorgänge zu verbessern. Trotz gewisser Erfolge konnte durch die vorbeschriebenen Massnahmen der Vorgang der Rekristallisation mit gleichzeitiger Korngrenzenversprödung nicht vermieden werden. 



   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, verformte Metalleinkristalle zu schaffen, die bei Erhitzung bis in die Nähe des Schmelzpunktes nicht rekristallisieren und keine Korngrenzenversprödung aufweisen. 



   Die   Versprödungserscheinungen   können nur dann völlig verhindert werden, wenn es gelingt, die verursachenden Grosswinkelkorngrenzen auszuschalten. Es ist dazu notwendig, von einem Metall ohne Grosswinkelkorngrenzen,   d. h.   von Einkristallen, auszugehen. Ausserdem muss dafür Sorge getragen werden, dass bei einer der Verformung folgenden Wärmebehandlung keine   Grosswinkelkorngrenzen   gebildet werden, also die Primärrekristallisation ausbleibt. 



   Erfindungsgemäss ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Einkristalle mit   ausgewählten kristallo-   graphischen Orientierungen durch Walzen, Ziehen,   Fliessdrücken   in kleinen Schritten verformt werden. 



   Geeignete, vorgegebene kristallographische Orientierungen sind für die Verformung durch Walzen solche günstige Kombinationen der Kristallachse (ist gleich Walzrichtung) und Walzebene, die auch bei starker Gesamtverformung zu keiner Bildung von Rekristallisationskeimen führen. 



   Vor   einer Walzverformung   können   die Walzebenen angeschliffen   oder/und poliert werden. 



   Vorzugsweise werden die Einkristalle zwischen den Verformungsschritten bei Temperaturen, die bei dem jeweiligen Verformungsgrad zur Entfestigung führen, unter Vakuum oder Schutzgas geglüht. 

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 Unter Entfestigung ist zu verstehen, dass die bei der Verformung eintretende Verfestigung rückgängig gemacht wird. In der Praxis ist eine einfache Kontrolle dieses Vorganges durch Härtemessungen möglich. Die bei der Verformung durch Verfestigung angestiegene Härte geht bei der sich anschliessenden Glühbehandlung durchEntfestigungwieder vollständig oder nahezu vollständig auf den Wert vor der Ver- 
 EMI2.1 
 



   Um den Verformungsprozess zu beschleunigen, kann man Einkristalle bei Temperaturen oberhalb der Raumtemperatur in Vakuum oder Schutzgas in von der Temperatur abhängenden maximalen Schrit- ten verformen. Wenn die Einkristalle nicht bei Raumtemperatur, sondern bei erhöhten Temperaturen verformt werden, dann können die Verformungsgrade pro Verformungsschritt grösser sein als bei Raum- temperatur.   Die"maximal"möglichen Verformungsschritte hängen   von der gewählten Verformungs- temperatur ab. Sie sind um so grösser, je höher die Verformungstemperatur ist. Dass bei erhöhten Tem- peraturen in von der gewählten Temperatur abhängenden maximalen Schritten verformt werden soll, entspricht dem Interesse des Anwenders, den Gesamtaufwand bei der Verformung so klein als   möglich   zu halten. 



   Falls der Verformungsvorgang in der Oberflächenschicht des Einkristalls zu einer starken Zer- störung des Kristallgefüge führt, kann dies bei späterer Temperaturbeanspruchung die Keimbildung und
Rekristallisation auslösen. In diesen Fällen muss nach der Verformung die Oberflächenschicht entfernt werden. 



   Die der Erfindung zugrunde liegende Verhinderung bzw. Behinderung der Rekristallisation ermög- licht die Herstellung duktiler Schweissverbindungen, vorzugsweise durch Schweissen mit dem Elektronen- strahl. 



   Der Vorteil der erfindungsgemäss hergestellten verformten Metalleinkristalle besteht darin, dass sie bei Temperaturen bis in die Nähe des Schmelzpunktes nicht verspröden und daher in vielen Industrie- zweigen, wie in der Elektronik, der Vakuumtechnik u. dgl., Verwendung finden können. 



   Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert :
Ein durch Elektronenzonenschmelzen hergestellter Molybdän-Einkristall mit der Achsenorientierung    < 110 >    wurde in der Walzebene   {100}   angeschliffen und poliert und bei Raumtemperatur in der Ach- senrichtung ausgewalzt. Das Walzen erfolgte in Schritten von 0,003 mm/Stich. Im Anschluss an den
Walzprozess wurde die Oberflächenschicht elektrolytisch abpoliert. Eine nachfolgende Glühung im Vakuum bis in die Nähe des Schmelzpunktes führte nicht zur Rekristallisation. Das Metall behielt seine volle Duktilität. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Verfahren zur Herstellung verformter Metalleinkristalle, die bei Erwärmung bis in die Nähe des
Schmelzpunktes nicht rekristallisieren und keine Korngrenzenversprödung aufweisen, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Einkristalle mit ausgewählten kristallographischen Orientierungen durch
Walzen, Ziehen, Fliessdrücken in kleinen Schritten verformt werden.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor einer Walzverformung die Walzebenen angeschliffen oder/und poliert werden. EMI2.2 zwischen den Verformungsschritten bei Temperaturen, die bei dem jeweiligen Verformungsgrad zur Entfestigung führen, unter Vakuum oder Schutzgas geglüht werden.

   4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einkristalle zur Beschleunigung des Verformungsprozesses bei einer Temperatur oberhalb der Raumtemperatur in Va- kuum oder Schutzgas in von der Temperatur abhängenden maximalen Schritten verformt werden.

   5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass beim Verfor- mungsvorgang entstehende Rekristallisationskeime durch Abtragen der Oberflächenschicht beseitigt wer- den.