BR112016012102B1 - liga forjável de níquel-cromo-titânio-alumínio endurecedora - Google Patents

Abstract

LIGA DE NÍQUEL-CROMO-TITÂNIO- ALUMÍNIO, ENDURECEDORA, COM BOA RESISTÊNCIA AO DESGASTE, RESISTÊNCIA À FLUÊNCIA, RESISTÊNCIA À CORROSÃO E PROCESSABILIDADE A presente invenção refere-se a uma liga forjável de níquel-cromo-titânio-alumínio endurecedora, com resistência ao desgaste muito boa, a, simultaneamente, uma resistência à corrosão a temperaturas elevadas muito boa, boa resistência à fluência e boa processabilidade, com (em % em massa) 25 a 35% de cromo, 1,0 a 3,0% de titânio, 0,6 a 2,0% de alumínio, 0,005 a 0,10% de carbono, 0,0005 a 0,050% de nitrogênio, 0,0005 a 0,030% de fósforo, max. 0,010% de enxofre, max. 0,020% de oxigênio, max. 0,70% de silício, max. 2,0% de manganês, max. 0,05% de magnésio, max. 0,05% de cálcio, max. 2,0% de molibdênio, max. 2,0% de tungstênio, máx. 0,5% de nióbio, max. 0,5% de cobre, max. 0,5% de vanádio, caso necessário, 0 a 20% de Fe, caso necessário, 0 a 15% de cobalto, caso necessário, 0 a 0,20% de Zr, caso necessário, 0,0001 a 0,008% de boro, restante níquel e as impurezas usuais, decorrentes do processo, sendo que o teor de níquel é maior do que 35%, sendo que a relação Cr + Fe +Co (Maior ou Menor) 26% (1) para obter uma boa resistência ao desgaste e a relação fh (Maior ou Menor) 0 (2a),com fh = 6,49 +3,88 Ti + 1,36 Al - 0,301 Fe + (0,759 - 0,0209 Co) Co-0,428 Cr - 28,2 C (2) precisa estar satisfeita, para que haja uma resistência suficiente a temperaturas mais altas, (...).

Description

[0001] A invenção se refere a uma liga forjável de níquel-cromo- titânio-alumínio, com resistência ao desgaste muito elevada, a, simultaneamente, uma resistência à corrosão a altas temperaturas, boa resistência à fluência e boa processabilidade.

[0002] Ligas de níquel, cromo-titânio-alumínio austeníticas, endur- ecedoras, com diferentes teores de níquel, cromo, titânio e alumínio, são usados há muito tempo para válvulas de descarga de motores. Para esse uso é necessária uma boa resistência ao desgaste, uma resistência térmica/resistência à fluência, uma boa resistência alterna- tiva, bem como uma boa resistência à corrosão a altas temperatura (particularmente em gases de descarga).

[0003] O documento DIN EN 10090 cita para válvulas de descarga, particularmente, as ligas austeníticas, das quais as ligas de níquel 2.4955 e 2.4952 (NiCr20TiAl) têm as resistências térmicas e resistências à fluência mais altas de todas as ligas citadas nessa norma. A Tabela 1 mostra a composição das ligas de níquel citadas no documento DIN EN 10090, as Tabelas 2 a 4 mostram as resistências à tração, o limite de alongamento de 0,2% e os valores de orientação para a resistência à fluência depois de 1.000 h.

[0004] No documento DIN EN 10090 são citadas duas ligas com alto teor de níquel: a) NiFe25Cr20NbTi, com 0,05 - 0,10% de C, max. 1,0% de Si, max. 1,0% de Mn, max. 0,030% de P, max. 0,015% de S, 18,00 a 21,00 de Cr, 23,00 a 28,00 % de Fe, 0,30 -1,00% de Al, 1,00 a 2,00% de Ti,1,00 - 2,00% de Nb + Ta, max. 0,008% de B e restante, Ni. b) NiCr20TiAl com 0,05 - 0,10% de C, max. 1,0% de Si, max. 1,0% de Mn, max. 0,020% de P, max. 0,015% de S, 18,00 a 21,00 % de Cr, max. 3% de Fe, 1,00 - 1,80 % de Al, 1,80 - 2,70% de Ti, max. 0,2% de Cu,max. 2,0% de Co,max. 0,008% de B e restante, Ni.

[0005] NiCr20TiAl tem em comparação com NiFe25Cr20NbTi resistências à tração, 0,2% de limites de alongamento e resistências à fluência nitidamente mais altas, a temperaturas elevadas.

[0006] O documento EP 0 639 654 A2 descreve uma liga de ferro- níquel-cromo, que consiste em (em % em peso) até 0,15% de C, até 1,0% de Si, até 3,0% de Mn, 30 a 49% de Ni, 10 a 18% de Cr, 1,6 a 3,0% de Al, um ou mais elementos do grupo IVa até Va com um teor total de 1,5 a 8,0%, restante, Fe e impurezas inevitáveis, sendo que Al é um elemento aditivo indispensável e um ou mais elementos do grupo IVa até Va já citados, precisam satisfazer a seguinte fórmula em % em átomos: 0,45 <Al/(Al+Ti+Zr+Hf+V+Nb +Ta) <0,75.

[0007] O documento WO 2008/007190 A2 descreve uma liga resistente ao desgaste, que consiste em (em % em peso) 0,15 a 0,35% de C, até 1,0% de Si, até 1,0% de Mn, >25 até < 40% de Ni,15 a 25% de Cr, até 0,5% de Mo, até 0,5% de W, > 1,6 até 3,5% de Al, > 1,1% até 3% na soma Nb + Ta, até 0,015% de B, restante, Fe e impurezas inevitáveis, sendo que Mo + 0,5W < 0,75%; Ti + Nb > 4,5% e 13 < (Ti +Nb)/C < 50. A liga é particularmente útil para a produção de válvulas de descarga para motores de combustão interna. A boa resistência ao desgaste dessa liga baseia-se na proporção alta de carburetos primários, que se formam devido ao alto teor de carbono. Uma proporção alta de carburetos, no entanto, causa problemas de processamento na produção dessa liga como liga forjável.

[0008] Em todas as ligas citadas, a resistência térmica ou resistência à fluência no âmbito de 500°C a 900°C baseia-se nas adições de alumínio, titânio e/ou nióbio (ou outros elementos, tais como Ta,...),que levam à separação da fase y’ e/ou y", Além disso, a resistência térmica ou a resistência à fluência também são aperfeiçoadas por altos teores de elementos, que aumentam a resistência de cristais mistos, tais como cromo, alumínio, silício, molibdênio e tungstênio, do mesmo modo como por um alto teor de carbono.

[0009] A respeito da resistência à corrosão a temperaturas elevadas, deve ser observado que ligas com um teor de cormo em torno de 20% formam uma camada de óxido de cromo (Cr2O3) protetora do material. O teor de cromo é lentamente consumido no decorrer do uso na área de aplicação para formação da camada protetora. Por esse motivo, por um teor de cromo mais alto, a vida útil do material é aperfeiçoada, uma vez que um teor mais alto do elemento cromo, formador da camada protetora adia o momento no qual o teor de Cr está abaixo do limite crítico e se formam óxidos diferentes de Cr2O3, que são, por exemplo, óxidos contendo cobalto e níquel.

[00010] Para processamento da liga, particularmente, na modela- ção a quente, é necessário que às temperaturas às quais ocorre a modelação a quente, não se formem fases, que reforçam fortemente a resistência do material, tal como por exemplo, a fase y’ ou y" e, com isso, levam à formação de fendimento na modelação a quente. Ao mesmo tempo, essas temperaturas devem situar-se suficientemente abaixo da temperatura de sólido da liga, para evitar fusões na liga.

[00011] A tarefa que serve de base à invenção consiste em criar uma liga forjável de níquel-cromo, que apresenta - uma resistência ao desgaste melhor do que NiCr20TiAl - uma resistência à corrosão melhor do que NiCr20TiAl - uma resistência térmica/resistência à fluência equiparável- mente boa a NiCr20TiAl - uma boa processabilidade equivalente à de NiCr20TiAl

[00012] Essa tarefa é solucionada por uma liga forjável de níquel- cromo-titânio-alumínio, com resistência ao desgaste muito elevada, com, simultaneamente, uma resistência à corrosão a temperaturas elevadas muito elevada, resistência à fluência boa e boa processa- bilidade, com (% em massa) 25 a 35% em peso de cromo, 1,0 a 3,0% de titânio, 0,6 a 2,0% de alumínio, 0,005 a 0,10% de carbono, 0,0005 a 0,050% de nitrogênio, 0,0005 a 0,030% de fósforo, max. 0,010% de enxofre, max. 0,020% de oxigênio, max. 0,70% de silício, max. 2,0% de manganês, max. 0,05% de magnésio, max. 0,05% de cálcio, max. 2,0 % de molibdênio, max. 2,0% de tungstênio, máx. 0,5% de nióbio, max. 0,5% de cobre, 0,5% de vanádio, caso necessário, 0 a 20% de Fe, caso necessário, 0 a 15% de cobalto, caso necessário, 0 a 0,20% de Zr, caso necessário, 0,0001 a 0,008% de boro, restante níquel e as impurezas usuais, decorrentes do processo, sendo que o teor de níquel é superior a 35%, sendo que as seguintes relações precisam ser satisfeitas; Cr + Fe +Co > 26% (1) para obter uma boa resistência ao desgaste, e fh> 0 com (2a) fh = 6,49 +3,88 Ti + 1,36 Al - 0,301 Fe + (0,759 - 0,0209 Co) Co - 0,428 Cr - 28,2 C (2) para que seja obtida uma resistência suficiente a tempe- raturas elevadas, sendo que Ti, Al, Fe, Co, Cr e C são a concentração dos elementos correspondentes em % em massa e fh está indicado em%.

[00013] Aprimoramentos vantajosos do objeto da invenção podem ser encontrados nas reivindicações secundárias correspondentes.

[00014] O âmbito de extensão para o elemento cromo situa-se entre 25 e 35%, sendo que âmbitos preferidos podem ser ajustados do seguinte modo: - 26 a 35% - 27 a 35% - 28 a 35% - 28 a 35% - 28 a 32% - 28 a 30%

[00015] O teor de titânio situa-se entre 1,0 e 3,0%. De preferência, Ti pode ser ajustado dentro do âmbito de extensão na liga tal como se segue: - 1,5 - 3,0% - 1,8 - 3,0% - 2,0 - 3,0% - 2,2 - 3,0% - 2,2 - 2,8%

[00016] O teor de alumínio situa-se entre 0,6 e 2,0%, sendo que também aqui, dependendo da área de uso da liga, podem ser ajustados teores de alumínio preferidos, tal como se segue; - 0,9 a 2,0% - 1,0 a 2,0% - 1,2 a 2,0%

[00017] A liga contém 0,005 a 0,10% de carbono. De preferência, o mesmo pode ser ajustado dentro do âmbito de extensão na liga tal como se segue: - 0,01 - 0,10% - 0,02 - 0,10% - 0,04 - 0,10% - 0,04 -0,08%

[00018] Isso vale da mesma maneira para o elemento nitrogênio, que está contido em teores entre 0,0005 e 0,05%. Teores preferidos podem estar presentes tal como se segue: - 0,001 - 0,05% - 0,001 - 0,04% - 0,001 - 0,03% - 0,001 - 0,02% - 0,001 - 0,01%

[00019] A liga contém, além disso, fósforo, em teores entre 0,0005 e 0,030%. Teores preferidos podem apresentar-se tal como se segue: - 0,001 - 0,030% - 0,001 - 0,020%

[00020] O elemento enxofre está presente nas ligas tal como se segue: - enxofre max. 0,010%

[00021] O elemento oxigênio está contido na liga em teores de no máx. 0,020%. Outros teores preferidos podem apresentar-se tal como se segue: - max. 0,010% - max. 0,008% - max. 0,004%

[00022] O elemento Si está contido na liga em teores de no máx. 0,70%. Outros teores preferidos podem apresentar-se tal como se segue: - max. 0,50% - max. 0,20% - max. 0,10%

[00023] Além disso, o elemento Mn está contido na liga em teores de no máx. 2,0%. Outros teores preferidos podem apresentar-se tal como se segue: - max. 0,60% - max. 0,20% - max. 0,10%

[00024] O elemento Mg está contido na liga em teores de no máx. 0,05%. Outros teores preferidos podem apresentar-se tal como se segue: - max. 0,04% - max. 0,03% - max. 0,02% - max. 0,01%

[00025] O elemento Ca está contido na liga em teores de no máx. 0,05%. Outros teores preferidos podem apresentar-se tal como se segue: - max. 0,04% - max. 0,03% - max. 0,02% - max. 0,01%

[00026] O elemento nióbio está contido na liga em teores de no máx. 0,5%. Outros teores preferidos podem apresentar-se tal como se segue: - max. 0,20% - max. 0,10% - max. 0,05% - max. 0,02%

[00027] Molibdênio e tungstênio estão contidos na liga, individualmente ou em combinação, com um teor de, em cada caso, no máximo, 2,0%. Teores preferidos podem apresentar-se tal como se segue: - Mo max. 1,0% - W max. 1,0% - Mo <0,50% - W < 0,50% - Mo < 0,10 - W < 0,10% - Mo < 0,05% - W < 0,05%

[00028] Além disso, podem estar contidos na liga, no máximo, 0,5% de Cu. O teor de cobre pode, além disso ser limitado tal como se segue: - Cu <0,10% - Cu < 0,05% - Cu <0,015%

[00029] Além disso, podem estar contidos na liga, no máximo, 0,5% de vanádio.

[00030] Além disso, a liga pode conter, caso necessário, entre 0,0 e 20,0% de ferro, que, além disso, ainda pode ser limitado tal como se segue: - >0 a 15,0% - >0 a 12,0% - >0 a 9,0% - >0 a 6,0% - >0 a 3,0% - 1,0 a 20,0% - 1,0 a 15,0% - 1,0 a 12,0% - 1,0 a 9,0% - 1,0 a 6,0% - >3,0 a 20,0% - >3,0 a 15,0% - >3,0 a 12,0% - >3,0 a 9,0% - >3,0 a 6,0%

[00031] Além disso, a liga pode conter, caso necessário, entre 0,0 a 15% de cobalto, sendo que, dependendo da área de aplicação, teores preferidos podem ser ajustados dentro dos seguintes âmbitos de extensão: - >0 a 12% - >0 a 10% - >0 a 8% - >0 a 7% - >0 - <5% - 0,20 - 20% - 0,20 - 12% - 0,20 - 10% - 0,20 - <5% - 2,0 - 20% - 2,0 - 12% - 2,0 - 10% - 2 - <5%

[00032] Além disso, a liga, caso necessário, pode conter entre 0 e 0,20% de zircônio, que, além disso, ainda pode ser limitado tal como se segue: - 0,01 - 0,20% - 0,01 - 0,15% - 0,01 - <0,10%

[00033] Além disso, a liga, caso necessário, pode conter entre 0,0001 - 0,008% de boro. Outros teores preferidos podem apresentar- se tal como se segue: - 0,0005 - 0,006% - 0,0005 - 0,004%

[00034] O teor de níquel deve situar-se acima de 35%. Teores preferidos podem apresentar-se tal como se segue: - >40% - >45% - >50% - >55%

[00035] A seguinte relação entre Cr e Fe e Co precisa estar satisfeita, para que haja uma resistência suficiente contra desgaste: Cr + Fe + CO > 26% (1) sendo que Cr, Fe e Co são a concentração dos elementos correspondentes em % em massa.

[00036] Outros âmbitos preferidos podem ser ajustados com Cr + Fe + Co >27% (1a) Cr + Fe + Co >28% (1b) Cr + Fe + Co >29% (1c)

[00037] A seguinte relação entre Ti, Al, Fe, Co, Cr e C precisa estar satisfeita, para que haja uma resistência suficientemente alta a temperaturas mais elevadas: fh > 0 com (2a) fh= 6,49 + 3,88 Ti + 1,36 Al - 0,301 Fe + (0,759 - 0,0209 Co) Co - 0,428 Cr - 28,2 C (2) sendo que Ti, Al, Fe,Co, Cr e C, são a concentração dos elementos correspondentes em % em massa e fh está indicado em %.

[00038] Outros âmbitos preferidos podem ser ajustados com fh > 1% (2b) fh > 3% (2c) fh > 4% (2d) fh > 5% (2e) fh > 6% (2f) fh > 7% (2f)

[00039] Opcionalmente, pode estar satisfeita na liga a seguinte relação entre Cr, Mo, W, Fe, Co, Ti, Al e Nb, para que haja uma processabilidade suficientemente boa: fver = <7 com fver = 32,77 + 0,5932 Cr + 0,3642 Mo + 0,513 W + (0,3123 - 0,0076 Fe) Fe +(0,3351 - 0,003745 Co - 0,0109 Fe) Co + 40,67 Ti *Al + 33,28 Al2 - 13,6 Ti Ah - 22,99 Ti - 92,7 Al+ 2,94 Nb, sendo que Cr, Mo, W, Fe, Co, Ti, Al e Nb são a concentração dos elementos correspondentes em % em massa e fver está indicado em %. Âmbitos preferidos podem ser ajustados com fver = <5% (3b) fver = <3% (3c) fver = <0% (3d)

[00040] Opcionalmente, o elemento ítrio pode ser ajustado na liga em teores de 0,0 a 0,20%. De preferência, Y pode ser ajustado na liga dentro do âmbito de extensão, tal como se segue: - 0,01 - 0,20% - 0,01 - 0,15% - 0,01 - 0,10% - 0,01 - 0,08% - 0,01 - <0,045%

[00041] Opcionalmente, o elemento lantânio pode ser ajustado na liga em teores de 0, 0 a 0,20%. De preferência, La pode ser ajustado na liga dentro do âmbito de extensão, tal como se segue: - 0,001 - 0,20% - 0,001 - 0,15% - 0,001 - 0,10% - 0,001 - 0,08% - 0,001 - 0,04% - 0,01 - 0,04%

[00042] Opcionalmente, o elemento Ce pode ser ajustado na liga em teores de 0, 0 a 0,20%. De preferência, Ce pode ser ajustado na liga dentro do âmbito de extensão, tal como se segue: - 0,001 - 0,20% - 0,001 - 0,15% - 0,001 - 0,10% - 0,001 - 0,08% - 0,001 - 0,04% - 0,01 - 0,04%

[00043] Opcionalmente, a uma adição simultânea de Ce e La, também pode ser usado metal misto de Cer, em teores de 0,0 a 0,20%. De preferência, metal misto de Cer pode ser ajustado na liga dentro do âmbito de extensão, tal como se segue: - 0,001 - 0,20% - 0,001 - 0,15% - 0,001 - 0,10% - 0,001 - 0,08% - 0,001 - 0,04% - 0,01 - 0,04%

[00044] Opcionalmente, na liga também podem estar contidos 0,0 a 0,20% de háfnio. Âmbitos preferidos podem apresentar-se tal como se segue: - 0,001 - 0,20% - 0,001 - 0,15% - 0,001 - 0,10% - 0,001 - 0,08% - 0,001 - 0,04% - 0,01 - 0,04%

[00045] Opcionalmente, na liga também podem estar contidos 0,0 a 0,60% de tântalo. - 0,001 - 0,60% - 0,001 - 0,40% - 0,001 - 0,20% - 0,001 - 0,15% - 0,001 - 0,10% - 0,001 - 0,08% - 0,001 - 0,04% - 0,01 - 0,04%

[00046] Finalmente, em impurezas, ainda podem estar presentes os elementos chumbo, zinco e estanho, em teores, tais como se seguem: Pb max 0,002% Zn max 0,002% Sn max 0,002%

[00047] A liga de acordo com a invenção é fundida, de preferência, no forno de indução de vácuo (VIM), mas também pode ser fundida aberta, seguida de um tratamento em uma instalação de VOD ou VLF. Depois da fundição em blocos ou, opcionalmente, como extrusão, a liga é recozida, opcionalmente, a temperaturas entre 600°C e 1100°C por 0,1 a 100 horas, opcionalmente, sob gás de proteção, tal como, por exemplo, argônio ou oxigênio, seguido de um resfriamento ao ar ou na atmosfera de recozimento movida. Depois, pode dar-se uma refundição por meio de VAR ou ESU, opcionalmente seguida de uma 2a refundição por meio de VAR ou ESU. Depois os blocos são recozidos, opcionalmente a temperaturas entre 900°C e 1.270°C por 0,1 a 70 horas, depois, transformados a quente, opcionalmente com um ou mais recozimentos intermediários entre 900°C e 1270° C por 0,05 horas até 70 horas. A transformação a quente pode dar-se, por exemplo, por meio de forja ou laminação a quente. A superfície do material pode ser removida em todo o processo, opcionalmente (também várias vezes), durante e/ou no fim, quimicamente, para limpeza (por exemplo, por decapagem) e/ou mecanicamente (por exemplo, por levantamento de aparas, por jateamento ou esmerilhamento). A condução do processo de modelação a quente pode dar-se de tal modo que o produto semiacabado apresenta-se, depois, já recristalizado com tamanhos de partícula entre 5 e 100 μm, de preferência, entre 5 e 40 μm. Opcionalmente, ocorre depois um recozimento em solução no âmbito de temperatura de 700°C até 1270°C por 0,1 min até 70 horas, opcionalmente, sob gás de proteção, tal como, por exemplo, argônio ou oxigênio, seguido de um resfriamento ao ar na atmosfera de recozimento movida ou no banho de água. Depois do término da modelação a quente, opcionalmente pode dar-se uma modelação a frio (por exemplo, laminação, estiramento, martelar, estampar, prensar),com graus de transformação de até 98% para a forma desejada do produto semiacabado, opcionalmente, com recozimentos intermediários entre 700°C e 1270°C por 0,1 min até 70 horas, opcionalmente sob gás de proteção, tal como, por exemplo, argônio ou oxigênio, seguido de um resfriamento ao ar na atmosfera de recozimento movida ou no banho de água. Opcionalmente, durante o processo de modelação a frio e/ou depois do último recozimento, ocorrem limpezas químicas e/ou mecânicas (por exemplo, jateamento, esmerilhamento, torneamento, raspagem, escovação) da superfície do material.

[00048] As ligas de acordo com a invenção ou as partes produzidas da mesma obtêm as propriedades definitivas por um recozimento de endurecimento entre 600°C e 900°C por 0,1 a 300 horas, seguido de um resfriamento ao ar e/ou no forno. Por um recozimento de endurecimento desse tipo a liga de acordo com a invenção é endurecida por separação de uma fase y’ finamente dividida. Alternativamente, também pode dar-se um recozimento em duas etapas, no qual o primeiro recozimento ocorre no âmbito de 800°C a 900°C por 0,1 a 300 horas, seguido de um resfria- mento ao ar e/ou resfriamento no forno, e um segundo recozimento entre 600°C e 800°C por 0,1 a 300 horas, seguido de um resfriamento ao ar.

[00049] A liga de acordo com a invenção pode ser bem produzida e usada nas formas de produto fita, chapa, barra, arame, tubo soldado com costura longitudinal e tubo sem costura.

[00050] Essas formas de produto são produzidas com um tamanho de partícula médio de 3 μm a 600 μm. O âmbito preferido situa-se entre 5 μm e 70 μm, particularmente, entre 5 e 40 μm.

[00051] A liga de acordo com a invenção pode ser bem processada por meio de forja, recalque, extrusão a quente, laminação a quente ou processos similares. Por meio desses processos podem ser produzidos, entre ouros, componentes, tais como válvulas, válvulas ocas ou pinos.

[00052] A liga de acordo com a invenção deve ser usada, de preferência, em áreas para válvulas, particularmente válvulas de descarga de motores de combustão interna. Mas, também é possível um uso em componentes de turbinas de gás como pinos de fixação em molas e em turbocompressores.

[00053] As partes produzidas da liga de acordo com a invenção, particularmente, por exemplo, as válvulas ou as áreas de assento de válvula, podem ser submetidas a outros tratamentos de superfície, tal como, por exemplo, a uma nitração, para aumentar adicionalmente a resistência ao desgaste. Testes realizados:

[00054] Para medição da resistência ao desgaste, foram realizados testes de desgaste de deslizamento em um pin (pino) posto de ensaio de disco (Optimol SRV IV tribômetro). O raio dos pinos semiesféricos, polidos à maneira de espelho, perfez 5 mm. Os pinos foram produzidos do material a ser testado. O disco consistiu em ferro fundido com uma matriz martensítica recozida, com carburetos secundários, dentro de uma rede de carburetos eutética, com a composição (C « 1,5 %, Cr « 6 %, S « 0,1 %, Mn « 1 %, Mo « 9 %, Si « 1,5 %, V ® 3 %, Fe rest.).Os testes foram realizados a uma carga de 20 N, com um caminho de deslizamento de um mm, uma frequência de 20 Hz e uma umidade do ar de cerca de 45%, a diversas temperaturas. Detalhes do tribômetro e do procedimento de teste estão descritos em „C. Rynio, H. Hattendorf, J. Klower, H.-G. Lüdecke, G. Eggeler, Mat.-wiss. u. Werkstofftech. 44 (2013),825". Durante o teste, são medidos continuamente o coeficiente de fricção, o deslocamento linear do pino na direção do disco (como medida para o desgaste total linear de pino e disco) e a resistência de contato elétrico entre pino e disco. A medição foi feita com 2 módulos de medição de força diferentes, que, a seguir, estão designados com (a) ou (n). Eles fornecem resultados ligeiramente diferentes quantitativamente, mas semelhantes qualitativamente. O módulo de medição de força (n) é o mais preciso. Depois do término de um teste, foi medida a perda de volume do pino e usado como medida para a classificação da resistência ao desgaste do material do pino.

[00055] A resistência térmica foi determinada em um teste de tração a quente de acordo com DIN EN ISO 6892-2. Nesse caso, foi determinado o limite de alongamento Rp0,2 e a resistência à tração Rm : Os testes foram realizados em amostras redondas, com um diâmetro de 6 mm na área de medição e um comprimento de medição inicial L0 de 30 mm. A tomada de amostra deu-se transversalmente à direção de transformação do produto semiacabado. A velocidade de transformação perfez em Rp0,2 8,33 10-5 1/s (0,5 %/min) e em Rm 8,33 10-4 1/s (5 %/min).

[00056] A amostra foi montada à temperatura ambiente em uma máquina de teste de tração e aquecida à temperatura desejada, sem carga, com uma força de tração. Depois de atingida a temperatura de teste, a amostra foi mantida, sem carga, por uma hora (600°C) ou duas horas (700°C a 1100°C) para uma regulação de temperatura. Depois, a amostra foi carregada com uma força de tração, de tal modo que as velocidades de alongamento foram mantidas e o teste foi iniciado.

[00057] A resistência à fluência de um material aperfeiçoa-se com crescente resistência térmica. Por esse motivo, a resistência térmica também é usada para avaliação da resistência à fluência dos diversos materiais.

[00058] A resistência à corrosão a temperaturas elevadas foi determinada em um teste de oxidação, ao ar, a 800°C, sendo que o teste foi interrompido a cada 96 horas e as modificações de massa das amostras por oxidação foram determinadas. As amostras foram colocadas em um cadinho de cerâmica, de modo que óxido opcionalmente lascado foi coletado e por pesagem do caminho contendo os óxidos pode ser determinada a massa do óxido lascado. A soma da massa do óxido lascado e da modificação de massa da amostra é a modificação de massa bruta da amostra. A modificação de massa específica é a modificação de massa referida à superfície das amostras. As mesmas são designadas, a seguir, por mneto, para a modificação de massa líquida específica, mbruto, para a modificação de massa bruta específica, mspall, para a modificação dos óxidos lascados. Os testes foram realizados em amostras com espessura de cerca de 5 mm. De cada carga foram endurecidas 3 amostras, os valores indicados são os valores médios dessas 3 amostras.

[00059] As fases que se apresentam no equilíbrio, foram calculadas para as diversas variantes de liga com o programa JMatPro de Thermotech. Como base de dados para os cálculos foi usado o banco de dados TTNI7 para ligas baseadas em níquel de Thermotech. Assim, podem ser identificadas fases, cuja formação na área de carga asperizam o material. Além disso, podem ser identificados os âmbitos de temperatura, nos quais, por exemplo, modelação a quente não deveria ocorrer, pois nos mesmos formam-se fases, que enrijecem fortemente o material e, assim, levam à formação de fendimentos na modelação a quente. Para uma boa processabilidade, especialmente na modelação a quente, tal como, por exemplo, laminação a quente, forja, recalque, extrusão a quente e processos similares, precisa estar disponível um âmbito de temperatura suficientemente alto, no qual essas fases não se formam. Descrição das propriedades

[00060] A liga de acordo com a invenção, de acordo com a proposição de tarefas, deve ter as seguintes propriedades: • uma resistência ao desgaste melhor do que NiCr20TiAl • uma resistência à corrosão melhor do que NiCr20TiAl • uma resistência térmica/resistência à fluência equiparavelmente boa a NiCr20TiAl • uma boa processabilidade equivalente à de NiCr20TiAl Resistência ao desgaste

[00061] O novo material deve ter uma resistência ao desgaste melhor do que a liga de referência NiCr20TiAl. Além desse material, também foi testado Stellite 6, para comparação. Stellite 6 é uma liga fundida na base de cobalto, altamente resistente ao desgaste, com uma rede de carburetos de tungstênio, constituída de cerca de 28 % Cr, 1 % Si, 2 % Fe, 6 % W, 1,2 % C, restante, Co, mas que, devido ao seu alto teor de carbureto precisa ser fundida diretamente na forma desejada. Devido à sua rede de carburetos de tungstênio, Stellite 6 atinge uma dureza muito alta de 438 HV30, o que é muito vantajoso para o desgaste. A liga "E" de acordo com a invenção deve aproximar- se o mais possível da perda de volume de Stellite 6. O objetivo é, particularmente, reduzir o desgaste a temperaturas elevadas, entre 600 e 800°C, que é o âmbito de temperatura relevante, por exemplo, para uma aplicação como válvula de descarga. Por esse motivo, devem valer, particularmente, os seguintes critérios para as ligas "E" de acordo com a invenção:

[00062] Valor médio da perda de volume (liga "E") < 0,5 x valor médio da perda de volume (referência NiCr20TiAl) a 600°C ou 800°C (4a)

[00063] No "âmbito de temperatura baixa" do desgaste, a perda de volume não deve subir desproporcionalmente. Por esse motivo, devem valer adicionalmente os seguintes critérios:

[00064] Valor médio da perda de volume (liga "E") < 1,3% x valor médio da perda de volume (referência NiCr20TiAl) a 25°C e 300°C (4b)

[00065] Se em uma série de medições houver uma perda de volume de NiCr20TiAl tanto para uma carga industrial como para uma carga laboratorial e referência, então o valor médio dessas duas cargas é incluído nas desigualdades (4a) ou (4b). Resistência térmica/resistência à fluência

[00066] A Tabela 3 mostra a extremidade inferior da banda de dispersão do limite de alongamento de 0,2% para NiCr20TiAl no estado endurecido, a temperaturas entre 500 e 800°C, Tabela 2 da extremidade inferior da banda de dispersão da resistência à tração.

[00067] O limite de alongamento de 0,2% da liga de acordo com a invenção deve situar-se para 600°C pelo menos nesse âmbito de valor ou, a 800°C, não ficar abaixo desse âmbito de valor por não mais do que 50 MPa, para obter uma resistência suficiente. Isto é, devem ser obtidos, particularmente, os seguintes valores: 600 °C: limite de alongamento Rpo,2 > 650 MPa (5a) 800°C: limite de alongamento Rpo,2 > 390 MPa (5b)

[00068] As desigualdades (5a) e (5b) são obtidas, particularmente, quando está satisfeita a seguinte relação Entre Ti, Al, Fe, Co, Cr e C: fh > 0 com (2a) fh = 6,49 + 3,88 Ti + 1,36 Al - 0,301 Fe + (0,759 - 0,0209 Co) Co • 0,428 Cr - 28,2 C (2) sendo que Ti, Al, Fe, Co, Cr e C são a concentração dos elementos correspondentes em % em massa e fh está indicado em %. Resistência à corrosão

[00069] A liga de acordo com a invenção deve ter uma resistência à corrosão ao ar, similar à de NiCr20TiAl. Processabilidade

[00070] Em ligas de níquel-cromo-ferro-titânio-alumínio, a resistência térmica ou resistência à fluência situa-se no âmbito de 500°C a 900°C sobre os aditivos de alumínio, titânio e/ou nióbio, que levam à separação da fase y’ ou da fase y". Quando a modelação a quente dessa liga é realizada no âmbito de separação dessas fases, então existe o risco de formações de fendimentos. A modelação a quente deve, portanto, ocorrer, de preferência acima da temperatura de solvus Tsy’ (ou Tsy’‘). Para que esteja disponível um âmbito de temperatura suficiente para a modelação a quente, a temperatura de solvus Tsy’ (ou Tsy’‘) situa-se abaixo de 1020°C.

[00071] Isso está satisfeito, particularmente, quando a seguinte relação entre Cr, Mo, W, Fe, Co, Ti, Al e Nb está satisfeita: fver < 7 com (3a) fver = 32,77 + 0,5932 Cr + 0,3642 Mo + 0,513 W + (0,3123 - 0,0076 Fe) Fe + (0,3351 - 0,003745 Co - 0,0109 Fe) Co + 40,67 Ti *Al + 33,28 Al2 - 13,6 Ti Al2 - 22,99 Ti - 92,7 Al + 2,94 Nb (3) sendo que Cr, Mo, W, Fe, Co, Ti, Al e Nb são a concentração dos elementos correspondentes em % em massa e fver está indicado em %. Exemplos: Produção:

[00072] As Tabelas 5a e 5b mostram as análises das cargas fundidas em escala laboratorial, junto com algumas cargas fundidas industrialmente de acordo com o estado da técnica (NiCr20TiAl), usada para comparação. As cargas de acordo com o estado da técnica estão caracterizadas com um T, as de acordo com a invenção, com um E. As cargas fundidas em escala laboratorial estão caracterizadas com um L, as cargas fundidas industrialmente, com um G. A carga 250212 é NiCr20TiAl, mas fundida como carga laboratorial, e serve como referência.

[00073] Os blocos das ligas nas Tabelas 5a e b em escala laboratorial, fundidas no vácuo, foram recozidos entre 1100°C e 1250°C por 0,1 a 70 horas e por meio de laminação a quente e outros recozimentos intermediários entre 1100°C e1250°C por 0,1 a 1 hora, laminados a quente em uma espessura final de 13 mm ou 6 mm. A condução de temperatura na laminação a quente era de tal modo que as chapas estavam recristalizadas. Dessas chapas foram produzidas as amostras necessárias para as medições.

[00074] As cargas comparativas fundidas industrialmente foram fundidas por meio de VIM e vazadas para blocos. Esses blocos foram refundidos para ESU. Esses blocos foram recozidos entre 1100°C e 1250°C por 0,1 min a 70 h, opcionalmente sob gás de proteção, tal como, por exemplo, argônio ou oxigênio, seguido de um resfriamento ao ar, na atmosfera de recozimento movida ou no banho de água e por meio de laminação a quente e outros recozimentos intermediários entre 1100°C e 1250°C por 0,1 a 20 horas, laminado a quente em um diâmetro final entre 17 a 40 mm. A condução de temperatura na laminação a quente foi de tal modo que as chapas estavam recristalizadas.

[00075] Todas as variantes de liga tinham, tipicamente, um tama- nho de partícula de 21 a 52 μm (veja Tabela 6).

[00076] Depois da produção das amostras, as mesmas foram endurecidas por um recozimento a 850°C por 4 horas/resfriamento ao ar, seguido de um recozimento a 700°C por 16 horas/resfriamento ao ar.

[00077] A Tabela 6 mostra a dureza Vicker HV30, antes e depois do recozimento de endurecimento. A dureza HV30, no estado endurecido, situa-se todas as ligas, com exceção da carga 250330, no âmbito de 366 a 416. A carga 250330 tem uma dureza um pouco mais baixa, de 346 HV30.

[00078] Para as cargas exemplificadas nas Tabelas 5a e 5b, são comparadas as seguintes propriedades: • A resistência ao desgaste, com ajuda de um teste de desgaste de deslizamento • A resistência à corrosão, com ajuda de um teste de oxidação • A resistência térmica/resistência à fluência, com ajuda de testes de tração a quente • A processabilidade com cálculos de fase Resistência ao desgaste

[00079] Foram realizados testes de desgaste a 25°C,300°C, 600°C e 800°C em ligas de acordo com o estado da técnica e nas diversas fusões de laboratório. A maioria dos testes foi repetida múltiplas vezes. Depois, foram determinados valores médios e desvios padrão. Na Tabela 7 estão indicados os valores médios ± desvios padrão das medições realizadas. Não havendo o desvio padrão,trata-se de um valor único. A composição das cargas está descrita a grosso modo, para orientação, na Tabela 7, na coluna liga. Adicionalmente, na última linha estão inscritos os valores máximos para a perda de volume das ligas de acordo com a invenção das desigualdades (4a) para 600 ou 800°C e (4b) para 25°C e 300°C.

[00080] A Figura 1 mostra a perda de volume do pino de NiCr20TiAl carga 320776, de acordo com o estado da técnica, como função da temperatura de teste, medida com 20 N, caminho de deslizamento 1 mm, 20 Hz e com o módulo de medição de força (a). Os testes a 25 e 300°C foram realizados por uma hora e os testes a 600 e 800°C foram reali- zados por 10 horas. A perda de volume diminui fortemente com a tempe- ratura até 600°C, isto é a resistência ao desgaste é perceptivelmente aperfeiçoada a temperaturas mais altas. No âmbito de temperaturas elevadas a 600 e 800°C, mostra-se uma perda de volume comparativamente menor e, assim, um desgaste menor, que se baseia na formação de uma chamada camada de "glaze" entre pino e disco. Essa camada de "glaze" consiste em óxidos metálicos e material do pino e do disco. A perda de volume mais alta a 25°C e 300°C, apesar do tempo menor pelo fator 10, baseia-se no fato de que a camada de "glaze" não consegue formar-se completamente a essas temperaturas. A 800°C, a perda de volume sobe novamente ligeiramente, devido à oxidação mais alta.

[00081] A Figura 2 mostra a perda de volume do pino de NiCr20TiAl carga 320776 de acordo como estado da técnica, como função da temperatura de teste, medida com 20 N, caminho de deslizamento 1 mm, 20 Hz e com o módulo de medição de força (n). Para NiCr20TiAl carga 320776 mostra-se, qualitativamente, o mesmo comportamento tal como com módulo de medição de força (a): a perda de volume diminui fortemente com a temperatura, até 600°C, sendo que os valores a 600 e 800°C são ainda menores do que os medidos com o módulo de medição de força (a) Adicionalmente, na Figura 2 estão incluídos os valores medidos com Stellite 6. Stellite 6 mostra a todas as temperaturas, exceto para 300°C, uma resistência ao desgaste aperfeiçoada (=perda de volume menor) do que a liga comparativa NiCr20TiAl carga 320776.

[00082] As perdas de volume em 600 e 800°C são muito pequenas, de modo que não podem mais ser medidas com segurança diferenças entre ligas diferentes. Por esse motivo, também foi realizado um teste a 800°C, com 20 N por 2 horas + 100N por 5 horas, caminho de deslizamento 1 mm, 20 Hz, com o módulo de medição de força (n), para gerar um desgaste um pouco maior no âmbito de temperatura elevada. Os resultados estão inscritos na Figura 3, junto com as perdas de volume medidas com 20 N, caminho de deslizamento 1 mm, 20 Hz e módulo de medição de força (n), a diversas temperaturas. A perda de volume no âmbito de temperatura elevada do desgaste foi, assim, nitidamente aumentada.

[00083] A comparação das diversas ligas foi realizada a diversas temperaturas. Nas Figuras 4 a 8, as cargas de laboratório estão caracterizadas por um L. A modificação mais importante em relação à carga industrial 320776 está indicada nas figuras, adicionalmente ao número de carga do laboratório com elemento e valor arredondado. Os valores exatos são encontrados nas Tabelas 5a e 5b . No texto são usados os valores arredondados.

[00084] A Figura 4 mostra a perda de volume do pino para diversas cargas de laboratório em comparação com NiCr20TiAl carga 320776 e Stellite 6, a 25°C, depois de 1 h, medida com 20 N, caminho de deslizamento 1 mm, 20 Hz, com módulo de medição de força (a) e (n). Os valores com módulo de medição de força (n) eram sistemática- mente menores do que os com o módulo de medição de força (a). Levando isso em consideração, pode ser visto que NiCr20TiAl, tanto como carga de laboratório 250212 e como carga industrial 320776 tiveram uma perda de volume semelhante no âmbito da precisão de medição. As cargas de laboratório podem, portanto, ser comparadas diretamente com as cargas industriais, no que se refere às medições de desgaste. A carga 250325, com cerca de 6,5 % de Fe, mostrou a 25°C uma perda de volume menor do que o valor máximo de (4b) para os dois módulos de medição de força (veja Tabela 7). A perda de volume da carga 250206, com 11% de Fe, ficou, tendencialmente, no âmbito de dispersão superior da carga 320776, mas o valor médio também foi menor do que o valor máximo de (4a). A carga 250327, com 29% de Fe, mostrou nas medições com o módulo de medição de força (n) uma perda de volume ligeiramente aumentada, mas o valor médio também aqui foi menor do que o valor máximo de (4b) para os dois módulos de medição de força. As cargas de laboratório contendo Co mostraram, por outro lado, uma perda de volume tendencialmente menor, que na carga 250209 (9,8% de Co), com o modulo de medição de força (n), com 1,04+/-0,01 mm3, acaba de sair do âmbito de dispersão da carga 320776. Na carga 250229 (30% de Co), com 0,79+/-0,06 mm3, podia ser vista, então, até mesmo uma nítida redução da perda de volume, que depois, na carga 250330, pela adição de 10% de Fe, com 0,93+/-0,02 mm3, aumentou novamente, ligeiramente. O aumento do teor de Cr na carga 250326 de acordo com a invenção para 30%, em relação aos 20% da carga 320776 gerou um aumento do desgaste de volume para 1,41+/-0,18 mm3 (módulo de medição de força (n)), mas que também estava abaixo do valor máximo de (4a). A desigualdade (4a) foi satisfeita para as medições com os dois módulos de medição de força.

[00085] A Figura 5 mostra a perda de volume do pino para ligas com teores de carbono diferentes, em comparação com NiCr20TiAl,carga 320776, medida a 25°C, com 20 N, caminho de deslizamento 1 mm, 20 Hz, com módulo de medição de força (a), depois de 10 horas. Não se mostrou nenhuma modificação da perda de volume, em comparação com a carga 320776, nem por uma redução do teor de carbono para 0,01% na carga 250211, nem por um aumento para 0,211% na carga 250214.

[00086] A Figura 6 mostra a perda de volume do pino para diversas ligas, em comparação com NiCr20TiAl, carga 320776. a 300°C, com 20 N, caminho de deslizamento 1 mm, 20 Hz, depois de 1 hora, medida com os módulos de medição de força (a) e (n). Os valores com o módulo de medição de força (n) são sistematicamente menores do que os com o módulo de medição de força (a). Levando isso em consideração, a seguir, então pode ser visto que a 300°C, Stellite 6 foi pior do que a carga 320776. No caso das fusões laboratoriais contendo Co, 250329 e 250330, não se apresentou nenhuma redução do volume de desgaste, tal como à temperatura ambiente, mas o mesmo situou-se no âmbito do volume de NiCr20TiAl, carga 320776 e, portanto, não apresentou nenhum aumento, tal como no Stellite 6. A perda de volume de todas as 3 cargas contendo Co, 250209, 250329 e 250330, situou-se nitidamente abaixo do valor máximo do critério (4b),. Contrariamente ao comportamento à temperatura ambiente, as fusões laboratoriais contendo Fe, 250206 e 250327 mostraram uma perda de volume menor com crescente teor de Fe, que, assim, situou-se abaixo do valor máximo (4b). A carga laboratorial 250326 de acordo com a invenção, com um teor de Cr de 30%, teve uma perda de volume no âmbito de NiCr20TiAl, carga 320776, que, assim, ficou abaixo do valor máximo (4b).

[00087] A Figura 7 mostra a perda de volume do pino para diversas ligas, em comparação com NiCr20TiAl, carga 320776, media a 600°C, com 20 N, caminho de deslizamento 1 mm, 20 Hz e com módulo de medição de força (a) e (n), depois de 10 horas. Os valores com módulo de medição de força (n) estavam sistematicamente menores do que os com o módulo de medição de força (a). Pode ser visto que também no âmbito de temperaturas elevadas do desgaste, a carga de laboratório de referência 250212 para NiCr20TiAl, com 0,066+/-0,02 mm3, uma perda de volume comparável, tal como tinha a carga industrial 320776, com 0,053+/-0,0028 mm3. As cargas de laboratório podem, portanto ser comparadas diretamente com as cargas industriais, no que se refere às medições de desgaste, também nesse âmbito de temperatura. Stellite 6 mostra uma perda de volume menor pelo fator 3, de 0,009+/-0,002 mm3 (módulo de medição de força (n)). Além disso, mostrou que nem por uma redução do teor de carbono para 0,01% na carga 250211, como também por um aumento para 0,211% na carga 250214, fez com que fosse obtida uma modificação na perda de volume., em comparação com a carga 320776 e 250212 (módulo de medição de força (a)). Também a adição de 1,4% de manganês na carga 250208 ou 4,6% de tungstênio na carga 250210 não levou a nenhuma modificação significativa na perda de volume, em comparação com a carga 320776 e 250212. A carga 250206 com 11% de Fe, com 0,025+/-0,003 mm3, mostrou uma redução nítida da perda de volume, em comparação com a carga 320776 e 250212 para 0,025+/-0,003 mm3, o que é menor do que era o valor máximo de (4a). Na carga 250327, com 29% de Fe, a perda de volume, com 0,05 mm3, foi comparável com a da carga 320776 e 250212. Também na carga de laboratório 250209, com 9,8% de Co, a perda de volume com 0,0642 mm3 era comparável com a da carga 320776 e 250212. Nas cargas de laboratório 250329,com 30% de Co, e 250330, com 29% de Co e 10% de Fe, a perda de volume, com 0,020 ou 0,029 mm3 era nitidamente menor do que a da carga 320776 e 250212, o que é menor do que era o valor máximo de (4a). Para um valor similarmente baixo, de 0,026 mm3, a perda de volume da carga 250326 de acordo com a invenção, com um teor de Cr 30% mais alto, foi menor do que o valor máximo de (4a).

[00088] A Figura 8 mostra a perda de volume do pino para as diversas ligas, em comparação com NiCr20TiAl, carga 320776,a 800°C, com 20 N por 2 horas, seguido de 100 N por 3 horas, tudo com o caminho de deslizamento de 1 mm, 20 Hz, medida com o módulo de medição de força (n). Também a 800 °C, foi constatado que no âmbito de temperaturas elevadas do desgaste, a carga de laboratório de referência 250212 para NiCr20TiAl, com 0,292+/-0,016 mm3,tinha uma perda de volume comparável, tal como a carga industrial 320776, com 0,331+/-0,081 mm3.As cargas de laboratório puderam, portanto, comparar-se diretamente com as cargas industriais, no que se refere às medições de desgaste, mesmo a 800°C. A carga 250325, com 6,5% de ferro, mostrou com 0,136+/-0,025 mm3, uma redução nítida da perda de volume, em comparação com a carga 320776 e 250212, abaixo do valor máximo de 0,156 mm3 de (4a). Na carga 250206, com 11% de ferro, mostrou-se com 0,057+/-0,007 mm3, uma redução adicional da perda de volume, em comparação com a carga 320776. Na carga 250327, com 29% de Fe, a perda de volume foi de 0,043+/- 0,02 mm3. Nas duas vezes, isso são valores que se situavam nitidamente abaixo do valor máximo de 0,156 mm3 de (4a). Também na carga de laboratório 250209, com 9,8% de Co, a perda de volume de 0,144+/-0,012 mm3, baixou para um valor similar ao da carga de laboratório 250325, com 6,5% de ferro - abaixo do valor máximo de 0,156 mm3, da desigualdade (4a). Na carga de laboratório 250329, com 30% de Co, mostrou-se uma outra redução da perda de volume para 0,061+/-0,005 mm3.Na carga de laboratório 250330,com 29% de Co e 10% de Fe, a perda de volume caiu mais uma vez pela adição de Fe, com 0,021+/-0,001 mm3. Para a carga 250326 de acordo com a invenção, com um teor de Cr aumentado para 30%,a perda de volume caiu para um valor de 0,042+/-0,011 mm3, o que ficou nitidamente abaixo do valor máximo de 0,156 mm3 da desigualdade (4a).

[00089] Particularmente, nos valores medidos em 800°C, mostrou- se que a perda de volume do pino no teste de desgaste pôde ser fortemente reduzida nas ligas de acordo com a invenção por um teor de Cr entre 25 e 35%. Assim, a carga 250326 de acordo com a invenção mostra com 30% de Cr, a 800°C, uma redução da perda de volume para 0,042+/-0,011 mm3 e também a 600°C, para 0,026 mm3, ambos, menor/igual a 50% da perda de volume de NiCr20TiAl, o respectivo valor máximo de (4a). A 300°C, a perda de volume, com 0,2588 mm3, também estava abaixo do valor máximo de (4b), bem como a 25°C, para 1,41+/-0,18 mm3 (módulo de medição de força (n)). Por esse motivo, teores de cromo entre 25 e 35% são vantajosos, especialmente para o desgaste a temperaturas mais altas.

[00090] Na carga de laboratório 250209, com 10% de Co, a perda de volume a 800°C caiu para 0,144+/-0,012 mm3, abaixo do valor máximo de (4a). A 25, 300 e 600°C, não se mostrou nenhum aumento do desgaste. Na carga de laboratório 250329, com 30% de Co, a perda de volume a 800°C caiu novamente, claramente para 0,061+/- 0,005 mm3,abaixo do valor máximo de (4a). O mesmo mostrou-se a 600°C, com uma redução para 0,020 mm3, abaixo do valor máximo de (4a). A 25°C, a carga de laboratório 250329 mostrou com 30% de Co, uma redução para 0,93+/-0,02 mm3, com o módulo de medição de força (n). Mesmo a 300°C, essa carga de laboratório mostrou com 0,244 mm3, um desgaste similar ao da carga de referência 320776 e 250212, totalmente ao contrário da liga na base de cobalto Stellite 6, que nessa temperatura mostrou uma perda de volume claramente mais alta do que a carga de referência 320776 e 250212. As cargas de laboratório contendo Co satisfazem, assim, a desigualdade (4a). Assim, é vantajosa a adição opcional de Co. Sob pontos de vista de custos, é vantajosa uma limitação do teor opcional de cobalto para valores entre 0 e 15%.

[00091] Na carga de laboratório 250330, pela adição de 10% de ferro, adicionalmente a 29% de Co, pôde ser obtida uma redução adicional do desgaste, a 800°C, para 0,021+/-0,001 mm3. Assim, é vantajoso um teor de ferro entre 0 e 20%.

[00092] Nas perdas de volume medidas a 800°C, nas cargas de laboratório 250325 (6,5% de Fe), 250206 (11% de Fe) e 250327 (29% de Fe), mostrou-se que a perda de volume do pino no teste de desgaste pode ser fortemente reduzida por um teor de Fe, de modo que em uma das duas temperaturas é menor/igual a 50% da perda de volume de NiCr20TiAl (4a),sendo que os primeiros % são especialmente eficientes. Também a 25°C e 300°C, as desigualdades (4b) das ligas com um teor de Fe foram satisfeitas. Particularmente, a 300°C, as ligas tinham até mesmo uma perda de volume reduzida em mais de 30%. Assim, um teor opcional de ferro entre 0 e 20 é vantajoso. Um teor de ferro também reduz os custos de metal para essa liga.

[00093] Na Figura 9 está representada a perda de volume do pino para as diversas ligas da Tabela 7, a 800°C, com 20 N por 2 horas, seguido de 100 N por 3 horas, tudo com o caminho de deslizamento de 1 mm, 20 Hz, medida com módulo de medição de força (n), junto com a soma Cr + Fe +Co da fórmula (1) para uma resistência ao desgaste muito elevada. Pode ser visto que a perda de volume a 800°C foi tanto menor quanto maior foi a soma de Cr + Fe + Co e inversamente. A fórmula Cr +Fe +Co > 26% é, portanto, um critério para uma resistência ao desgaste muito elevada nas ligas de acordo com a invenção.

[00094] As ligas de NiCr20TiAl de acordo com o estado da técnica, cargas 320776 e 250212 tinham uma soma de Cr + Fe + Co de 20,3% ou 20,2,%, as duas menores que 26%, e satisfazem os critérios (4a) e (4b) para uma resistência ao desgaste muito boa, mas, particular- mente, não satisfazem os critérios (4a) para uma resistência ao desgaste a temperaturas elevadas. Também as cargas 250211, 250214, 250208 e 250210 não satisfazem, particularmente os critérios (4a) para uma boa resistência ao desgaste a temperaturas elevadas e tinham uma soma de Cr + Fe + Co de 20,4%, 20,2%, 20,3% ou 20,3%, todos menores que 26%. As cargas 250325, 250206, 250327, 250209, 250329, 250330 e 250326, com adições de Fe e Co ou um teor de Cr aumentado, particularmente, a carga 250326 de acordo com a invenção, satisfazem os critérios (4a) para 800°C, em parte até mesmo adicionalmente, para 600°C, e tinham uma soma de Cr +Fe + Co, de 26,4%, 30,5%, 48,6%, 29,6%, 50,0% 59,3% ou 30,3%, todos maiores do que 26%. Assim, eles satisfazem a equação (1), para uma boa resistência ao desgaste. Resistência térmica/resistência à fluência

[00095] Na Tabela 8, estão representados o limite de alongamento Rp0,2 e a resistência á tração Rm para temperatura ambiente (RT), para 600°C e para 800°C. Além disso, estão inscritos os tamanhos de partículas medidos e os valores para fh. Adicionalmente, estão inscritos na última linha os valores mínimos das desigualdades (5a) e (5b).

[00096] A Figura 10 mostra o limite de alongamento Rp0,2 e a resistência à tração Rm para 600°C, Figura 11, para 800°C. As cargas 321863, 321426 e 315828 industriais, fundidas, tinham para o limite de alongamento Rp0,2, a 600°C, valores entre 841 e 885 MPa e a 800°C, valores entre 472 e 481 MPa. A carga de laboratório de referência 250212,com uma análise similar, como a das cargas industriais, tinha um teor de alumínio um pouco mais alto, de 1,75%, que a 600°C levou a um limite de alongamento Rp0,2 ligeiramente maior, de 866 MPa e a 800°C, de 491 MPa.

[00097] A 600°C, tal como mostra a Tabela 8, os limites de alongamento Rp0,2 de todas as cargas de laboratório (L), portanto, também das cargas de acordo com a invenção (E), e todas as cargas industriais (G) maiores que 650 MPa, portanto o critério (5a) foi satisfeito.

[00098] A 800°C, tal como mostra a Tabela 8, os limites de alongamento Rp0,2 de todas as cargas de laboratório (L), portanto, também da carga (E) de acordo com a invenção, e todas as cargas industriais (G), eram maiores do que 390 MPa, portanto, a desigualdade (5b) foi satisfeita.

[00099] Uma determinada proporção de ferro pode ser vantajosa na liga por razões e custos. A carga 250327 com 29% de Fe satisfez a desigualdade (5b) apenas limitadamente, uma vez que, tal como mostrou a observação da carga de laboratório 250212 (referência, similar às cargas industriais, Fe menor que 3%) ou também das cargas industriais e das cargas de acordo com a invenção 250325 de (6,5% de Fe) 250206 (11% de Fe) e 250 327 (29% de Fe), um teor de liga de Fe, diminui o limite de alongamento Rp0,2 no teste de tração (veja também a Figura 11). Por esse motivo, um teor de liga opcional de 20% de Fe pode ser visto como limite superior para a liga de acordo com a invenção.

[000100] A observação da carga de laboratório 250212 (referência, similar às cargas industriais, sem adições de Co) ou também das cargas industriais e das cargas de acordo com a invenção 250209 de (9,8% de Co) 250329 (30% de Co) mostrou que um teor de 9,8 % de Co aumentou o limite de alongamento Rpo,2. no teste de tração a 800°C para 526 MPa, um aumento adicional para 30% de Co levou novamente a uma ligeira redução para 489 MPa (veja também a Figura 11). Nesse caso, não só é satisfeito o critério (5b), mas também o critério (5c) para uma resistência térmica/resistência à fluência particularmente alta. Um teor de liga opcional de 0% a 15% de Co na liga de acordo com a invenção é vantajoso para obter um limite a 800°C de maior de 390 MPa (5b), particularmente à adição simultânea de Fe.

[000101] A carga de laboratório 250326 mostrou que a uma adição de 30% de Cr, o limite de alongamento Rp0,2 diminuiu no teste de tração a 800°C para 415 MPa, o que ainda ficou nitidamente acima do valor mínimo de 390 MPa. Por esse motivo, um teor de liga de 35% de Cr deve ser visto como limite superior para a liga de acordo com a invenção.

[000102] Na Figura 12, estão representados o limite de alongamento Rp0,2 e fh, calculado de acordo com a fórmula (2) para boa resistência térmica ou resistência à fluência para as diversas ligas da Tabela 8, a 800°C. Pode ser visto nitidamente que fh sobe e cai no âmbito da precisão de medição, tal como o limite de alongamento, a 800°C. Assim, fh descreve o limite de alongamento Rpo,2 a 800°C. Um fh > 0 é necessário para obtenção de uma resistência térmica ou resistência à fluência suficiente, tal como se vê, particularmente, na carga 250327, com Rp0,2 = 391 MPa, um valor que apenas pouco maior do que 390 MPa. Essa carga também tem com fh = 0,23% um valor que é apenas pouco maior do que o valor mínimo 0%. A liga 250326 de acordo com a invenção tem um fh > 3 % (2c) e satisfaz, ao mesmo tempo, a desigualdade (5b). Resistência à corrosão:

[000103] A Tabela 9 mostra as modificações de massa específicas de acordo com um teste de oxidação a 800°C ao ar, depois de 6 ciclos de 96 h, portanto, no total, 576 h. Está indicada na Tabela 9 a modificação de massa bruta específica, modificação de massa específica líquida e a modificação de massa específica dos óxidos lascados, depois de 576 h. As cargas exemplificadas das ligas de acordo com o estado da técnica NiCr20TiAl, cargas 321426 e 250212 mostraram uma modificação de massa bruta específica de 9,69 ou 10,84 g/m2 e uma modificação de massa líquida específica de 7,81 ou 10,54 g/m2. A carga 321426 mostrou lascas insignificantes. A carga 250326 com um teor de Cr alto, de 30%, tinha uma modificação de massa bruta específica de 6,74 g/m2 e uma modificação de massa líquida específica de 6,84 g/m2 que se situam abaixo do âmbito das ligas de referência NiCr20TiAl. O aumento do teor de Cr aperfeiçoa a resistência à corrosão. Assim, um teor de Cr de 25 a 35% é vantajoso para a resistência à oxidação da liga de acordo com a invenção.

[000104] As cargas 250325 (Fe, 6,5%), 250206 (Fe 11%) e 250327 (Fe 29%) mostraram uma modificação de massa bruta específica de 9,26 a 10,92 g/m2 e uma modificação de massa líquida específica de 9,05 a 10,61 g/m2, que se situam no âmbito das ligas de referência NiCr20TiAl.Um teor de Fe de até 30% não influencia, assim, a resistência à oxidação. Também as cargas contendo Co 250209 (Co 9,8%) e 250329 (Co 30%) tinham uma modificação de massa bruta específica de 10,05 ou 9,91 g/m2 e uma modificação de massa líquida específica de 9,81 ou 9,71 g/m2,que também se situavam no âmbito das ligas de referência NiCr20TiAl. Do mesmo modo, também se comportou a carga 250330 (29% de Co, 10% de Fe), com uma modificação de massa bruta específica de 9,32 g/m2 e uma modificação de massa líquida específica de 8,98 g/m2. Um teor de Co de até 30% também não influencia, assim, negativamente a resistência à oxidação. .

[000105] Todas as ligas de acordo com a Tabela 5b contêm Zr, que como elemento reativo contribui para aperfeiçoamento da resistência à corrosão. Opcionalmente, podem, então, ser adicionados outros elementos reativos, tais como Y, La, Ce, metal misto de Cer, Hf, que aperfeiçoam a eficiência de maneira similar. Processabilidade

[000106] A figura 13 mostra o diagrama de fases calculado com JMatPro da carga 321426 de NiCr20TiAl de acordo com o estado da técnica. Abaixo da temperatura de solvus Tsy’ de 959°C, forma-se a fase y’, com, por exemplo, uma proporção de 26%, a 600°C. Depois o diagrama de fases mostra a formação de Ni2M (M = Cr) abaixo de 558°C, com proporções de até 64%. Essa fase, porém, não é observa- da no uso desse material com as combinações que ocorrem na prática de temperatura de uso e tempo e, por esse motivo, não precisa ser levada em consideração. Adicionalmente, a Figura 13 mostra ainda o âmbito de existência de diversos carburetos e nitretos, mas que não impedem a modelação a quente nessas concentrações. A modelação a quente só pode ocorrer acima da temperatura de solvus Tsy’, que, para que esteja disponível um âmbito de temperatura suficiente abaixo da temperatura de solvus, de 1310°C para a modelação a quente, deve ser menor/igual a 1020°C.

[000107] Para as ligas nas Tabelas 5a e 5b, foram calculados, por esse motivo, os diagramas de fases, e a temperatura de solvus Tsy’ foi inscrita na Tabela 5a.Para as composições nas Tabelas 5a e 5b, também foi calculado o valor para fver de acordo com a fórmula (3). Fver é tanto maior quanto maior for a temperatura de solvus Tsy’. Todas as ligas na Tabela 5a, inclusive as ligas de acordo com a invenção, têm uma temperatura de solvus Tsy’ calculada menor/igual a 1020°C e satisfazem o critério (3a): fver < 7%. A desigualdade fver < 7% (3a) é, portanto, um bom critério para obter um âmbito de modelação a quente suficientemente grande e, com isso, uma boa processabilidade da liga.

[000108] Os limites reivindicados para as ligas de acordo com a invenção "E" podem ser justificados individualmente, do seguinte modo:

[000109] Teores de Cr pequenos demais significam que a concentração de Cr no uso da liga em uma atmosfera corrosiva cai rapidamente para abaixo do limite crítico, de modo que não se pode mais formar uma camada de óxido de cromo fechada. Para uma liga com resistência à corrosão aperfeiçoada, o limite inferior para Cr é, portanto, 25%. Teores de Cr altos demais aumentam a temperatura de solvus Tsy’ de tal modo que a processabilidade se deteriora nitidamente. Portanto, 35% devem ser vistos como limite superior.

[000110] Titânio aumenta a resistência a temperaturas elevadas, a temperaturas no âmbito de até 900°C, por promoção da formação da fase y’. Para obter uma resistência suficiente, é necessário, pelo menos, 1,0 %. Teores de titânio altos demais aumentam a temperatura de solvus Tsy’ de tal modo que a processabilidade se deteriora nitidamente. Portanto, 3,0% devem ser vistos como limite superior.

[000111] Alumínio aumenta a resistência a temperaturas elevadas, a temperaturas no âmbito de até 900°C, por promoção da formação da fase y’. Para obter uma resistência suficiente, é necessário, pelo menos, 0,6%. Teores de alumínio altos demais aumentam a temperatura de solvus Tsy’ de tal modo que a processabilidade se deteriora nitidamente. Portanto, 2,0% devem ser vistos como limite superior.

[000112] Carbono aperfeiçoa a resistência à fluência. É necessário um teor mínimo de 0,005% de C para uma boa resistência à fluência. Carbono é limitado para o máximo de 0,10%, uma vez que esse elemento, a partir desse teor, reduz a processabilidade, pela formação excessiva de carburetos primários.

[000113] É necessário um teor mínimo de 0,0005% de N por razões de custos. N está limitado para, no máximo, 0,050%, uma vez que esse elemento, pela formação de nitretos de carbono grossos, reduz a processabilidade.

[000114] O teor de fósforo deve ser menor/igual a 0,030%,uma vez que esse elemento de atividade de superfície prejudica a resistência à oxidação. Um teor de fósforo pequeno demais aumenta os custos. O teor de fósforo é, portanto > 0,0005%.

[000115] Os teores de enxofre devem ser ajustados no menor nível possível, uma vez que esse elemento com atividade de superfície prejudica a resistência à oxidação e a processabilidade. Portanto, são estabelecidos, no máximo, 0,010% de S.

[000116] O teor de oxigênio precisa ser menor/igual a 0,020%, para garantir a processabilidade da liga.

[000117] Teores altos demais de silício prejudicam a processabilidade. O teor de Si está limitado, portanto, a 0,70%.

[000118] Manganês é limitado a 2,0%, uma vez que esse elemento reduz a resistência à oxidação.

[000119] Já teores muito pequenos de Mg e/ou de Ca aperfeiçoam a processabilidade pela ligação de enxofre com o que é evitada a ocorrência de eutética de NiS de baixa fusão. A teores altos demais, podem ocorrer fases de Ni-Mg ou fases de Ni-Ca intermetálicas, que, por sua vez, deterioram nitidamente a processabilidade. O teor de Mg ou o teor de Ca é, portanto, limitado, em cada caso, a, no máximo, 0,05%.

[000120] Molibdênio é limitado a, no máximo, 2,0%, uma vez que esse elemento reduz a resistência à oxidação.

[000121] Tungstênio é limitado, no máximo, a 2,0%, uma vez que esse elemento também reduz a resistência à oxidação e a teores de carbono possíveis nas ligas forjáveis não tem nenhum efeito positivo, mensurável, sobre a resistência ao desgaste.

[000122] Nióbio aumenta a resistência a temperaturas elevadas. Teores mais altos aumentam os custos fortemente. O limite superior está definido, portanto, em 0,5%.

[000123] Cobre é limitado a, no máximo, 0,5%, uma vez que esse elemento reduz a resistência à oxidação.

[000124] Vanádio é limitado a, no máximo, 0,5%, uma vez que esse elemento reduz a resistência à oxidação.

[000125] Ferro aumenta, particularmente no âmbito de temperaturas elevadas, a resistência ao desgaste. Também reduz os custos. Portanto, ele pode estar presente, opcionalmente, entre 0 e 20% na liga. Teores de ferro altos demais reduzem o limite de alongamento fortemente demais, particularmente a 800°C. Portanto, 20% devem ser vistos como limite superior.

[000126] Cobalto aumenta, particularmente no âmbito de tempera- turas elevadas, a resistência ao desgaste e a resistência térmica/resis- tência à fluência. Portanto, ele pode estar presente, opcionalmente, entre 0 e 20% na liga. Teores de cobalto altos demais aumentam os custos fortemente demais. Portanto, 20% devem ser vistos como limite superior.

[000127] Caso necessário, a liga também pode conter Zr, para aperfeiçoar a resistência a temperaturas elevadas e a resistência à oxidação. O limite superior é estabelecido, por razões de custos, em 0,20% de Zr, uma vez que Zr é um elemento raro.

[000128] Caso necessário, pode ser adicionado boro à liga, uma vez que boro aperfeiçoa a resistência à fluência. Portanto, deve estar presente pelo menos um teor de 0,0001%. Ao mesmo tempo, esse elemento com atividade de superfície deteriora a resistência à oxidação. Portanto, são definidos, no máximo, 0,008%.

[000129] Níquel estabiliza a matriz austenítica e é necessário para formação da fase y’, que contribui para a resistência térmica/resis- tência à fluência. A um teor de níquel abaixo de 35%, a resistência térmica/resistência à fluência é reduzida fortemente demais, motivo pelo qual 35% é o limite inferir.

[000130] A seguinte relação entre Cr, Fe e Co precisa estar satisfeita, para que, tal como foi explicado nos exemplos, haja uma resistência ao desgaste suficiente Cr +Fe + Co > 26% sendo que Cr, Fe e Co são a concentração dos referidos elementos em % em massa.

[000131] Além disso, a seguinte relação precisa estar satisfeita, para que haja uma resistência suficiente a temperaturas elevadas: fh > 0 com (2a) fh = 6,49 + 3,88 Ti + 1,36 Al - 0,301 Fe + (0,759 - 0,0209 Co) Co - 0,428 Cr - 28,2 C, (2) sendo que Ti, Al, Fe, Co, Cr e C são a concentração dos elementos correspondentes em % em massa e fh está indicado em %. Os limites para fh foram justificados detalhadamente no texto precedente.

[000132] Caso necessário, a resistência à oxidação pode ser aperfeiçoada adicionalmente com adições de elementos contendo oxigênio, tais como ítrio, lantânio, cério, háfnio. Isso é feito pelo fato de que eles são incluídos na camada de óxido e ali bloqueiam nos limites das partículas os caminhos de difusão do oxigênio.

[000133] O limite superior de ítrio é determinado por razões de custos em 0,20%, uma vez que ítrio é um elemento raro.

[000134] O limite superior de lantânio é determinado por razões de custos em 0,20%, uma vez que lantânio é um elemento raro.

[000135] O limite superior de cério é determinado por razões de custos em 0,20%, uma vez que cério é um elemento raro.

[000136] Em vez de Ce e/ou La, também pode ser usado metal misto de Cer. O limite superior do metal misto de Cer é determinado em 0,20%, por razões de custos.

[000137] O limite superior de háfnio é determinado por razões de custos em 0,20%, uma vez que háfnio é um elemento raro.

[000138] Caso necessário, a liga também pode conter tântalo, uma vez que também tântalo aumenta a resistência a temperaturas elevadas por promoção da formação de fases y’. Teores mais altos aumentam os custos fortemente, uma vez que tântalo é um elemento raro. O limite superior é determinado, portanto, em 0,60%.

[000139] Pb é limitado para, no máximo, 0,002%, uma vez esse elemento reduz a resistência à oxidação e a resistência a tempera- turas elevadas. O mesmo vale para Zn e Sn.

[000140] Além disso, a seguinte relação entre Cr, Mo, W, Fe, Co, Ti, Al e Nb precisa estar satisfeita, para que haja uma processabilidade suficiente: fver < 7 com (3a) fver = 32,77 + 0,5932 Cr + 0,3642 Mo + 0,513 W + (0,3123 - 0,0076 Fe) Fe + (0,3351 - 0,003745 Co - 0,0109 Fe) Co + 40,67 Ti *Al + 33,28 Al2 - 13,6 Ti Al2 - 22,99 Ti - 92,7 Al + 2,94 Nb (3) sendo que Cr, Mo, W, Fe, Co, Ti, Al e Nb são a concentração dos elementos correspondentes em % em massa e fver está indicado em %. Os limites superiores para fh foram suficientemente justificados no texto precedente

Lista de sinais de referência

[000141] Figura 1: Perda de volume do pino de NiCr20TiAl carga 320776 de acordo com o estado da técnica como função da temperatura de teste, medida com 20 N, caminho de deslizamento 1 mm, 20 Hz e com o módulo de medição de força (a). Os testes em 25 e 300°C foram realizados por 1 hora e os testes em 600 e 800°C foram realizados por 10 horas.

[000142] Figura 2: Perda de volume do pino de NiCr20TiAl carga 320776 de acordo com o estado da técnica e da liga fundida Stellite 6 como função da temperatura de teste, medida com 20 N, caminho de deslizamento 1 mm, 20 Hz e com o módulo de medição de força (n). Os testes em 25 e 300°C foram realizados por 1 hora e os testes em 600 e 800°C foram realizados por 10 horas.

[000143] Figura 3: Perda de volume do pino de NiCr20TiAl carga 320776 de acordo com o estado da técnica como função da temperatura de teste, medida com 20 N, caminho de deslizamento 1 mm, 20 Hz e com o módulo de medição de força (n). Os testes em 25 e 300°C foram realizados por 1 hora e os testes em 600 e 800°C foram realizados por 10 horas. Adicionalmente, foi realizado um teste em 800°C, com 20 N, por 2 horas + 100 N, por 5 horas.

[000144] Figura 4: Perda de volume do pino para diversas ligas da Tabela 7, medida a 25°C, com 20 N, caminho de deslizamento 1 mm, 20 Hz, depois de 1 hora, com módulo de medição de força (a) e (n).

[000145] Figura 5: Perda de volume do pino para ligas com diferente teor de carbono da Tabela 7, em comparação com NiCr20TiAl Carga 320776, medida a 25°C, com 20 N, caminho de deslizamento 1 mm, 20 Hz, com módulo de medição de força (a), depois de 10 horas.

[000146] Figura 6: Perda de volume do pino para diversas ligas da Tabela 7, medida a 300°C, com 20 N, caminho de deslizamento 1 mm, 20 Hz, com módulo de medição de força (a) e (n), depois de 1 hora.

[000147] Figura 7: Perda de volume do pino para diversas ligas da Tabela 7, medida a 600°C, com 20 N, caminho de deslizamento 1 mm, 20 Hz, depois de 1 hora, com módulo de medição de força (a) e (n).

[000148] Figura 8: Perda de volume do pino para diversas ligas da Tabela 7, medida a 800°C, com 20 N, por 2 horas, seguido de 100 N por 3 horas, tudo com caminho de deslizamento de 1 mm, 20 Hz, e com módulo de medição de força (n).

[000149] Figura 9: Perda de volume do pino para diversas ligas da Tabela 7, medida a 800°C, com 20 N, por 2 horas, seguido de 100 N por 3 horas, tudo com caminho de deslizamento de 1 mm, 20 Hz, e com módulo de medição de força (n), junto com a soma Cr + Fe +Co da fórmula (1).

[000150] Figura 10: Limite de alongamento Rp0,2 e resistência à tração Rm para as ligas da Tabela 8, a 600°C (L: fundida em escala laboratorial, G; fundida industrialmente).

[000151] Figura 11: Limite de alongamento Rp0,2 e resistência à tração Rm para as ligas da Tabela 8, a 800°C (L: fundida em escala laboratorial, G; fundida industrialmente).

[000152] Figura 12: Limite de alongamento Rp0,2 e fh, calculado de acordo com a fórmula 2 para as ligas da Tabela 8, a 800°C (L: fundida em escala laboratorial, G; fundida industrialmente).

[000153] Figura 13: Proporções em quantidade das fases em equilíbrio termodinâmico, na dependência da temperatura de NiCr20TiAl no exemplo da carga 321426 de acordo com o estado da técnica da tabela.

Claims (17)

1. Liga forjável de níquel-cromo-titânio-alumínio endurecedora, que compreende uma resistência ao desgaste muito elevada, enquanto simultaneamente apresenta aperfeiçoadas resistência à corrosão a temperaturas elevadas, resistência à fluência e processabilidade, a referida liga sendo caracterizada pelo de que compreende (em % em massa): 25 a 35% de cromo, 1,0 a 3,0% de titânio, 0,6 a 2,0% de alumínio, 0,005 a 0,10% de carbono, 0,0005 a 0,050% de nitrogênio, 0,0005 a 0,030% de fósforo, max. 0,019% de enxofre, max. 0,020% de oxigênio, max. 0,70% de silício, max. 2,0% de manganês, max. 0,05% de magnésio, max. 0,05% de cálcio, max. 2,0% de molibdênio, max. 2,0% de tungstênio, máx. 0,5% de nióbio, max. 0,5% de cobre, 0,5% de vanádio, caso necessário, 0 a 20% de Fe, caso necessário, 0 a 15% de cobalto, caso necessário, 0 a 0,20% de Zr, caso necessário, 0,0001 a 0,008% de boro, sendo que os seguintes elementos podem ser opcional- mente contidos na liga: Y 0 a 20%, e/ou La 0 a 20%, e/ou Ce 0 a 0,20%, e/ou “Metal misto”de Cério 0 a 0,20%, e/ou Hf 0 a 0,20%, e/ou Ta 0 a 0,60% restante níquel e as impurezas usuais decorrentes do processo, sendo que o teor de níquel é superior a 35%, sendo que as seguintes relações precisam ser satisfeitas: Cr + Fe +Co > 26% (1) para obter uma boa resistência ao desgaste, e fh > 0 com (2a) fh = 6,49 +3,88 Ti + 1,36 Al - 0,301 Fe + (0,759 - 0,0209 Co) Co - 0,428 Cr - 28,2 C (2) para que seja obtida uma resistência suficiente a temperaturas elevadas, sendo que Ti, Al, Fe, Co, Cr e C são a concentração dos elementos correspondentes em % em massa e fh está indicado em %.

2. Liga, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que contém um teor de cromo de 26 a 35%.

3. Liga, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que contém um teor de cromo de 27 a 35%.

4. Liga, de acordo com as reivindicações 1 a 3, caracteriza- da pelo fato de que contém um teor de titânio de 1,5 a 3,0%.

5. Liga, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que contém um teor de alumínio de 0,9 a 2,0%.

6. Liga, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que contém um teor de carbono de 0,01 a 0,10%.

7. Liga, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que contém um teor de nióbio de no máx. 0,20%.

8. Liga, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que contém, caso necessário, um teor de ferro de > 0 a 15,0%.

9. Liga, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que contém um teor de cobalto de > 0 a 12%.

10. Liga, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que contém um teor de boro de 0,0005 a 0,006%.

11. Liga, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo fato de que contém um teor de níquel superior a 40%.

12. Liga, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada pelo fato de que contém um teor de níquel superior a 45%.

13. Liga, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizada pelo fato de que contém um teor de níquel superior a 50%.

14. Liga, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizada pelo fato de que apresenta um teor de: Cr +Fe +Co > 27% (1a) sendo que Cr, Fe e Co são a concentração dos elementos correspondentes em % em massa.

15. Liga, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14,caracterizada pelo fato de que apresenta um teor de: fh > 1 com (2b) fh = 6,49 + 3,88 Ti + 1,36 Al - 0,301 Fe + (0,759 - 0,0209 Co) Co - 0,428 Cr - 28,2 C (2) sendo que Cr, Fe, Co, e C são a concentração dos elementos correspondentes em % em massa, e fh está indicado em %.

16. Liga, de acordo com qualquer uma das reivindicação 1 a 15, caracterizada pelo fato de que, opcionalmente, deve estar satisfeita a relação entre Cr, Mo, W, Fe, Co, Ti, Al e Nb, para que haja uma processabilidade suficiente: fver = < 7 com (3a) fver = 32,77 + 0,5932 Cr + 0,3642 Mo + 0,513 W + (0,3123 - 0,0076 Fe) Fe + (0,3351 - 0,003745 Co - 0,0109 Fe) Co + 40,67 Ti *Al + 33,28 Al2 - 13,6 Ti Al2 - 22,99 Ti - 92,7 Al + 2,94 Nb (3) sendo que Cr, Mo, W, Fe, Co, Ti, Al e Nb são a concentração dos elementos correspondentes em % em massa, e fver está indicado em %.

17. Liga, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizada pelo fato de que as impurezas estão ajustadas em teores de, no máx., 0,002% de Pb, máx. 0,002% de Zn, máx. 0,002% de Sn.

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