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Kaltgefonnte Tantallegierung
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Zahl von mehr als 3 aufweist und verglichen zu reinem Tantal bei erhöhten Temperaturen eine bessere Zugfestigkeit und Dauerstandfestigkeit hat, wobei die genannte Legierung im wesentlichen aus Tantalmetall oder einer Legierung auf Tantalbasis mit wenigstens 60 Gel.-% Tantal und als Rest vorwiegend wenigstens einem Metall aus der Gruppe IVb, Vb und VIb besteht und im wesentlichen frei von zusätzlichen Elementen ist, die auf die Hochtemperatureigenschaften von Tantallegierungen nachteilig einwirken.
Verbundwerkstoffe aus Tantal und Yttrium-, Lanthan- bzw. Ceroxyd sind bekannt. Dabei liegen die Zusätze an Oxyd im Bereich von 3 bis 5% und die Mischungen werden im Verlauf der Herstellung keinem Schmelzvorgang unterworfen, sondern die Materialien werden durch Ausfällung aus Lösungen oder auf pulvermetallurgischem Wege hergestellt.
Demgegenüber ist das Ziel der Erfindung die Erreichung einer guten Kornwachstumshemmung. Die erfindungsgemässen Materialien werden durch Zusammenschmelzen der Komponenten erhalten.
Die erfindungsgemässe Legierung ist dadurch charakterisiert, dass sie ein Additiv aus einem Element mit den Ordnungszahlen 57 bis 71, einem Oxyd eines solchen Elements oder Yttriumoxyd oder einer Mischung dieser Elemente bzw. Oxyde untereinander oder mit Yttrium in einer Menge von 0, 001 bis 1, 0 Gew.- ) der genannten Legierung enthält.
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Oxyde enthielten. Dabei wurde eine Schmelze mit einem Gehalt an Seltenem Erdmetall oder Oxyd und Tantal geschmolzen und dann die Legierung drei bis fünfmal abwechselnd erstarren gelassen und geschmolzen. Auf diese Weise erhielt man einen einheitlichen Block. Die Schmelzeinrichtung wies eine
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und einewassergekühlteDie Ergebnisse dieser Versuchsreihe sind in Tabelle I angeführt.
In dieser Tabelle bedeutet die"an- fängliche" Legierungszusammensetzung die Menge des Legierungsbestandteiles, der den Tantalspänen zu Beginn des "button"-Schmelzverfahrens zugegeben wurde.
In der Endanalyse ist die Menge des Legierungsbestandteiles angegeben, die im fertigen Blech nach spektographischen Methoden ermittelt wurde. In der folgenden Tabelle bedeutet "R" eine 1000/0ige Rekristallisation. Die Zahlen bedeuten die Korngrössen, wobei die Korngrösse umso kleiner ist, je grösser die Zahl ist. Versuche mit reinem Tantal sind für Vergleichszwecke angegeben. Ebenso sind Messwerte an Proben in die Tabelle aufgenommen, die nach dem Glühen bei 2 040 C eine Korngrösse unter 3 aufweisen. Solche Legierungen fallen nicht in den Rahmen der Erfindung.
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Tabelle I :
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<tb>
<tb> Glühverhalten <SEP> von <SEP> Tantal, <SEP> welches <SEP> Seltene <SEP> Erdmetalle
<tb> und <SEP> deren <SEP> Oxyde <SEP> enthält.
<tb>
Anfängliche <SEP> Endana- <SEP> Korngrösse <SEP> und <SEP> Prozent <SEP> Rekristallisation <SEP> nach <SEP> Istündigem <SEP> Glühen
<tb> Legierungs- <SEP> lyse, <SEP> ppm <SEP> bei <SEP> der <SEP> angegebenen <SEP> Temperatur <SEP> in <SEP> OC
<tb> Zusammen- <SEP> Seltene <SEP> Erde <SEP>
<tb> setzung <SEP> 1820 <SEP> 1930 <SEP> 2020 <SEP> 2150 <SEP> 2200
<tb> Tantal-R <SEP> 4-6 <SEP> R <SEP> 3-5 <SEP> R <SEP> 1-3 <SEP> - <SEP> R > 1
<tb> Ta-0. <SEP> 05Ce-50% <SEP> R <SEP> 50% <SEP> R <SEP> R <SEP> 4-6 <SEP> - <SEP> R <SEP> 1-3
<tb> Ta-0. <SEP> 15 <SEP> Ce <SEP> - <SEP> zirka <SEP> zirka <SEP> R <SEP> 1-3-R > 1
<tb> 100% <SEP> R <SEP> 100% <SEP> R
<tb> Ta-0. <SEP> 5 <SEP> Ce <SEP> zirka <SEP> 50% <SEP> R <SEP> 75% <SEP> R <SEP> R <SEP> 1-3-R > 1
<tb> 500
<tb> Ta-1 <SEP> Ce <SEP> zirka <SEP> 25% <SEP> R <SEP> 25-50% <SEP> R <SEP> 50% <SEP> R
<tb> 500 <SEP> 50% <SEP> R
<tb> Ta-0.
<SEP> 05 <SEP> La-90% <SEP> R <SEP> R <SEP> 3-8 <SEP> R <SEP> 1-8 <SEP> - <SEP> R > 1-4
<tb> Ta-0. <SEP> 15 <SEP> La <SEP> - <SEP> R <SEP> 5-8 <SEP> R <SEP> 3-6 <SEP> R <SEP> 2-5 <SEP> - <SEP> R > 1-3
<tb> Ta-0. <SEP> 5 <SEP> La <SEP> 30 <SEP> 50% <SEP> R <SEP> 75% <SEP> R <SEP> R <SEP> 3-8 <SEP> - <SEP> R > 1-4
<tb> Ta-1 <SEP> La <SEP> zirka <SEP> 75% <SEP> R <SEP> 75- <SEP> 90% <SEP> R <SEP> R <SEP> 2-6
<tb> 1000 <SEP> 90% <SEP> R
<tb> Ta-0. <SEP> l <SEP> Nd-90% <SEP> R <SEP> 95% <SEP> R <SEP> 95% <SEP> R <SEP> R <SEP> 1-4
<tb> 7-8 <SEP> 4-8
<tb> Ta-0.3 <SEP> Nd-10% <SEP> R <SEP> 25% <SEP> R <SEP> 25% <SEP> R <SEP> 95-
<tb> 100% <SEP> R
<tb> Ta-1 <SEP> Nd <SEP> NB <SEP> < 10% <SEP> R <SEP> 25% <SEP> R <SEP> 75-zirka
<tb> < 5000 <SEP> 90% <SEP> R <SEP> 100% <SEP> R
<tb> Ta-0. <SEP> 1 <SEP> CeO-50% <SEP> R <SEP> 75% <SEP> R <SEP> 90% <SEP> R <SEP> R <SEP> 1-2
<tb> 2
<tb> Ta-0.
<SEP> 3 <SEP> CeO@ <SEP> - <SEP> 90% <SEP> R <SEP> R <SEP> 4-7 <SEP> R <SEP> 3-5 <SEP> R <SEP> 1-3
<tb> 2
<tb> Ta-1 <SEP> CeO <SEP> NB <SEP> 90% <SEP> R <SEP> R > 1-2 <SEP> R <SEP> 1- <SEP> > 1 <SEP> R > 1
<tb> 2
<tb> < 500
<tb> Ta-0.1 <SEP> La2O3 <SEP> - <SEP> 90% <SEP> R <SEP> R <SEP> 1-4 <SEP> R <SEP> 1- <SEP> > 1 <SEP> R > 1-1
<tb> 6-8
<tb> Ta-0.3 <SEP> La <SEP> O <SEP> - <SEP> R <SEP> 5-7 <SEP> R <SEP> 1-4 <SEP> R <SEP> 1-4 <SEP> R > 1-2
<tb> 2 <SEP> 3
<tb> Ta-1 <SEP> La2O <SEP> zirka <SEP> R <SEP> 1-5 <SEP> R > 1-3 <SEP> R > 1-2 <SEP> R > 1-1- <SEP>
<tb> 300
<tb> Ta-0. <SEP> 1 <SEP> NdO-75% <SEP> R <SEP> 75% <SEP> R <SEP> 90% <SEP> R <SEP> R <SEP> 1-3
<tb> 5-8
<tb> Ta-0.
<SEP> 3 <SEP> NdO-90% <SEP> R <SEP> 90% <SEP> R <SEP> R <SEP> 4-7 <SEP> R <SEP> 2-4 <SEP> -
<tb> 2 <SEP> 3 <SEP> 6-8 <SEP> 5-8
<tb> Ta-1 <SEP> Nd@O <SEP> NB <SEP> 95% <SEP> R <SEP> R <SEP> 2-5 <SEP> R > 1-3 <SEP> R > 1-2
<tb> 2 <SEP> 3 <SEP> < 5 <SEP> 000 <SEP> 6-8
<tb>
a) Viele blockige Körner haben sich eher vergröbert, als dass sich echte gleich- gerichtete Körner gebildet hätten.
NB bedeutet, dass die Messung nicht durchgeführt wurde.
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Tabelle II :
EMI3.2
<tb>
<tb> Glühverhalten <SEP> von <SEP> Tantal, <SEP> welches <SEP> Yttriumoxyd <SEP> enthält
<tb> Anfängliche <SEP> Endana- <SEP> Korngrösse <SEP> und <SEP> Prozent <SEP> Rekristallisation <SEP> nach <SEP> 20 <SEP> min <SEP> langem
<tb> Legierungs- <SEP> lyse,
<SEP> ppm <SEP> Glühen <SEP> bei <SEP> der <SEP> angegebenen <SEP> Temperatur <SEP> in <SEP> OC
<tb> Zusammen- <SEP> Seltene <SEP> Erde <SEP>
<tb> setzung <SEP> 1900 <SEP> 2000 <SEP> 2100 <SEP> 2200
<tb> Ta-0.05 <SEP> Y2O3 <SEP> 55 <SEP> 75- <SEP> 85% <SEP> R <SEP> R <SEP> 3-8 <SEP> R <SEP> 1-8
<tb> 100% <SEP> R <SEP> 4-8 <SEP> Mittel
<tb> 5-8 <SEP> 5-6
<tb> Tua-0.2 <SEP> 2 <SEP> Y <SEP> 20 <SEP> a <SEP> 250 <SEP> 75% <SEP> R <SEP> R <SEP> 2-8 <SEP> R <SEP> 1-8 <SEP> R <SEP> 1-8
<tb> 3-8 <SEP> 4-5 <SEP> 4-5 <SEP> 4-5
<tb> Ta-0. <SEP> 5 <SEP> Y <SEP> Pa <SEP> 94 <SEP> R <SEP> 1-8 <SEP> R <SEP> 1-8 <SEP> R <SEP> 1-8 <SEP> R <SEP> 1-8
<tb> 4-5 <SEP> 4-5 <SEP> 4-5 <SEP> 4-5
<tb>
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kaltgeformte Tantallegierung mit feinkörniger Struktur, welche gegen die Kornvergröberung beim Glühen beständig ist und nach 1stündigem Erhitzen auf 2 040 C eine ASTM-Zahl von mehr als 3 aufweist und verglichen zu reinem Tantal bei erhöhten Temperaturen eine bessere Zugfestigkeit und Dauerstandfestigkeit hat, wobei die genannte Legierung im wesentlichen aus Tantalmetall oder einer Legierung auf Tantalbasis mit wenigstens 60 Gew.
-0/0 Tantal und als Rest vorwiegend wenigstens einem Metall aus der Gruppe IVb, Vb und VIb besteht und im wesentlichen frei von zusätzlichen Elementen ist, die auf die Hochtemperatureigenschaften von Tantallegierungen nachteilig einwirken, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Legierung ein Additiv aus einem Element mit den Ordnungszahlen 57 bis 71, einem Oxyd eines solchen Elements oder Yttriumoxyd oder einer Mischung dieser Elemente bzw.
Oxyde untereinander oder mit Yttrium in einer Menge von 0, 001 bis 1, 0 Gew.-"% der genannten Legierung enthält.