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Eisenlegierung.
Es sind bereits Eisenlegierungen mit Nickel und Kupfer bekannt geworden, deren Kupfergehalt bis 21"und deren Nickelgehalt bis 8% oder über 25 %betragen, je nachdem man Nickelstähle mit niedrigem oder hohem Nickelgehalt herstellen will. Eine brauchbare Legierung mit mittlerem Nickelgehalt herzustellen. war nach diesem bekannten Verfahren nicht möglich. Es ist zwar dabei auch die Gegenwart von etwas Mangan vorgesehen, doch wurde nicht erkannt, dass für die Herstellung von Eisen-NickelKupferlegierungen mit mittlerem Nickelgehalt gerade der Mangangehalt eine wesentliche Rolle spielt.
Demgegenüber bezweckt die vorliegende Erfindung die Herstellung von Nickelstählen von grösserer Zugfestigkeit und Elastizität, als dies bei Nickelstählen mit niedrigem (bis 8) Nickelgehalt der Fall ist. Die quantitative Zusammensetzung der Legierung hängt von deren beabsichtigten Eigenschaften ab, wie Festigkeit, Biegsamkeit, Bearbeitungsfähigkeit usw. Das Verhältnis der Bestandteile der Legierung ist erfindungsgemäss : 78#86% Eisen, 7#12% Nickel, 3#10% Kupfer und 1-12% Mangan. Unter Eisen werden im allgemeinen die Handelssorten des Eisens verstanden, d. h. ein Material, welches ausser dem Eisen die üblichen Beimengungen enthält.
Um eine Legierung für eine Biegungsbeanspruchung von 1800 herzustellen, sind die Mischungsverhältnisse beispielsweise die folgenden : Eisen.......... 82% Nickel......... 7%
Kupfer........ 3%
Mangan........ 8%
Für die gleiche Biegungsbeanspruehung von 180 kann die Legierung auch zusammengesetzt sein : Eisen.......... 84% Nickel......... 8% Kupfer........ 4%
Mangan........ 4%
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Kupfer........ 10% Mangan........ 1 %
Für die Biegungsbeanspruchung von 900 besteht die Legierung aus :
Eisen.......... 83% Nickel......... 7% Kupfer........ 9% Mangan ........ 1%
Das Eisen wird in bekannter Weise in Schmelzöfen, wie Bessemerbirne, Martinofen, Tiegelofen oder Elektroofen, geschmolzen bzw. gefrischt, worauf Nickel und Kupfer entweder in metallischem Zustande oder als Legierungen beigegeben werden ; unmittelbar bevor die Schmelze vergossen werden soll, wird die erforderliche Menge von Mangan zugegeben.
Es muss beim Frischen darauf geachtet werden, dass sämtlicher Kohlenstoff und sämtliches Silizium verbrannt werden, besonders wenn eine Eisenmanganlegierung beigegeben wird, welche die erforderliche Menge von Kohlenstoff und Silizium an sich bereits enthält. In besonderen Fällen, wo ein
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hoher Kohlenstoffgehalt erforderlich ist, kann der erforderliche Kohlenstoffgehalt durch Hinzufügen von Anthrazit erhalten werden.
Bei der Herstellung der Legierung im Tiegelofen muss ein sehr reines Eisen verwendet werden, beispielsweise Blasenstahl, Weichstahl oder Schmiedeeisen. Das Material wird in geschmolzenem Zustande während einer halben Stunde belassen, wonach Nickel und Kupfer als Legierung oder Reinmetalle hin- zugefügt werden. Nach Verlauf einer weiteren Viertelstunde wird dann Mangan zugefügt und die Legierung ist zum Vergiessen fertig.
Sollen die Gussstücke einer besonderen maschinellen Bearbeitung, z. B. dem Bohren, unterworfen werden, so muss, praktisch genommen, fast sämtlicher Kohlenstoff beim Raffinieren entfernt werden, so dass die Kohlenstoffmenge in dem fertigen Gussstück 0#4% nicht überschreitet. Für härtere Guss- stücke kann indes der Gehalt an Kohlenstoff etwas höher sein.
Die Menge des Siliziums darf in der Regel 0. 6% nicht überschreiten, da eine höhere Menge die Legierung hart macht und innere Spannungen beim Abkühlen des Gussstückes verursacht sowie die Brüchigkeit desselben erhöht.
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schreiten.
Sollen die Gussstücke gleichzeitig genügende Härte und bequeme Bearbeitungsfähigkeit aufweisen, so können zu der geschmolzenen Legierung 0#5% Eisentitan hinzugefügt werden, wodurch das Gussstück gleichmässiger und dessen bläschenförmige Oberflächenbeschaffenheit verhütet wird.