Verfahren zur Erzielung einer gut ausgeprägten Würfeltextur bei Eisen-Nickel-Legierungen mit mehr als 30'/o Nickel. Durch starkes Kaltrecken mit nachfolgen dem Glühen bei Temperaturen oberhalb der Rekristallisationstemperatur kann man be kanntlich eine Gleichrichtung der Kristallite in einem polykristallinen Metall oder Legie rungswerkstück, eine sogenannte Rekristalli- sationstextur erzielen.
Während beim Ziehen von Drähten eine einfache Faserung entsteht in dem Sinne, dass alle Kristallite mit einer Richtung parallel der Drahtachse liegen da gegen im übrigen die Lage beliebig ist, ist die Anordnung der Kristallne bei Walzble chen völlig dadurch festgelegt, dass alle Kristallite mit stets gleicher Kristallrich tung parallel der Walzrichtung und mit einer Kristallebene in der Walzebene ange ordnet sind.
Bei kubisch-flächenzentriert kristallisierenden Metallen und Legierungen ist diese Rekristallisationstextur für Bleche und Bänder folgende: Würfelkante 100] parallel der Walzrichtung, Würfelebene (001) in der Blechebene.
Diese Gleichlagerung der-. Kristallite hat sich als von besonderer Bedeutung erwiesen bei den magnetischen Legierungen, insbeson dere den Eisen-Nickel-Legierungen. Man er hält durch die Werkstücke mit besonderer Ausprägung der Magnetisierungskurve, zum Beispiel gradlinigem Verlauf der Magnetisie- rung über einen grossen Induktionsbereich, schnelles Ansteigen bis zur Sättigung usw., was für spezielle Verwendungszwecke von grosser Bedeutung sein kann.
Bei Blechen und Bändern aus Eisen-Nickel-Legierungen stellt die Herbeiführung der Würfeltextur eine wichtige Massnahme bei dem Verfahren zur Erzielung hysteresearmer und stabiler Werk stoffe dar, bei denen die Stabilität nicht wie beim Massekern durch feine Unterteilung des Ferromagnetikums, sondern ohne Untertei lung des Kraftlinienflusses durch Herbei führung bestimmter Spannungszustände im Werkstoff herbeigeführt ist.
Nach Herbeiführung der Würfeltextur wird in diesem Falle der Werkstoff einem Auswalzen um 5 bis<B>70%</B> Querschnittsver- minderung unterworfen. Je besser vor dem Walzen die Würfeltextur ausgeprägt war, das heisst je geringer die Kristallne von der oben angegebenen Lage abweichen, um so geringere Werte der Hysterese sind dann nach dem Kalt walzen den Permeabilitätswerten zugeordnet.
Als Massnahmen, die für die Einstellung der Würfeltextur verantwortlich sind, waren bisher bekannt: Grösse des Kaltreckgrades, Höhe der Rekristallisationstemperatur und die Reinheit des Materials, und zwar war die Anschauung folgende: je höher der Kaltreck grad und je höher der Reinheitsgrad um so exakter ist die Einstellung der bei der Glühung erhaltenen Würfeltextur. Es wur den so Querschnittsverminderungen um 90 bis 99 %, das heisst Verlängerungen um das 10- bis 100fache angewendet. .
Bei den umfangreichen Untersuchungen, die im Zusammenhang mit der Herstellung von hysteresearmen und stabilen Werkstoffen mit Würfeltextur, den sogenannten Textur- isopermen, durchgeführt wurden, zeigte es sich aber, dass die Beachtung dieser Faktoren durchaus nicht ausreichte. Sowohl gesinterte Proben aus Carbonyl-Eisen und -Nickel oder aus Carbonyl - Eisen - Nickel - Mischnieder schlägen als auch im Hochfrequenzofen an der Atmosphäre und im Vakuum erschmolzene Proben aus Eisen und Nickel verschiedenen Reinheitsgrades ergaben oft eine schlecht aus gebildete oder gar keine Würfeltextur.
Selbst wenn die Querschnittsverminderung vor dem Glühen bis zu den höchsten Kaltreckungen von mehr als 99 % getrieben wurde und die Glühtemperatur systematisch variiert wurde, konnte die Würfeltextur nicht mit Sicherheit erzielt werden.
Es ergab sich nun die überraschende Fest- Vorletzte Glühung bei 600 bis 900 , vorletzte Kaltverformung. Reckgrad über<B>80%,</B> letzte Glühung bei 1000 bis 1200 , letzte Kaltverformung, Reckgrad 10 bis<B>70%.</B> Im Bedarfsfall kann der Werkstoff an schliessend noch angelassen werden bei Tem- stellung, dass bei Eisen-Nickel-Legierungen mit mehr als 30 % Nickel bereits die vor dem Kaltverformen um mehr als 80 %,
ins besondere 90 bis 99 % Querschnittsverminde- rung angewendete Behandlung von Einfluss ist. Dieser Einfluss sei hier beispielsweise an einem üblichen Herstellungsgang erörtert:
Ein Gussstück von etwa 60 X 60 mm Dicke wird zunächst durch Heissschmieden, durch Heisswalzen mit Profil- oder Flachwalzen, gegebenenfalls auch durch Kaltwalzen, auf die Dicke gebracht, die vor dem Kaltwalzen um 90 bis 99 % Quersehnittsverminderung vorliegen muss, um nach dieser starken Kalt- reckung, der darauffolgenden Glühung und weiterer geringer Kaltreekung das Band in der für den Pupinspulenbau verwendbaren Dicke von 0,04 bis 0;07 mm zu erhalten.
Bei der genannten Dicke vor dem Kaltwalzen um 90 bis 99 % Quersühnittsverminderung wurde der Werkstoff zur Entfernung von Walzspannungen und geringen Verfestigun gen geglüht: Wurden hierzu Temperaturen von<B>950'</B> und mehr angewendet, wie sie für Eisen-Nickel-Legierungen zur Erzielung einer völligen Rekristallisation üblich sind; so er gaben sich die oben angegebenen Schwierig keiten, dass in vielen Fällen eine Würfeltex tur nicht zu erreichen war.
Sie wurde erst dann erzielt, als anstatt dieser Glühung ober halb<B>950'</B> eine Glühung über längere Zeiten bei 600 bis<B>900'</B> vorzugsweise bei<B>700'</B> an gewendet wurde. In diesem Falle wurde be dingungslos für alle Werkstoffe der ver schiedensten Herkunft und Herstellungsart eine gute Würfeltextur durch die nachfolgen den Behandlungsvorgänge erhalten.
Als be sonders zweckmässig hat sich ein Verfahren erwiesen, bei dem bei den zwei letzten Glü- hungen und den zwei letzten Kaltverfor mungen folgende Werte eingehalten werden: peraturen unterhalb der Rekristallisations- grenze.
EMI0003.0001
Vorbehandlung <SEP> Erste <SEP> I. <SEP> Reckgrad <SEP> Zweite <SEP> II. <SEP> Reckgrad <SEP> Textur <SEP> 710 <SEP> h
<tb> Glühung <SEP> 80-991/o <SEP> Glühung <SEP> 10-70%
<tb> <B>11000 <SEP> 99% <SEP> 11000 <SEP> 10%</B> <SEP> Faserung;
<SEP> 100 <SEP> 188
<tb> aber <SEP> keine
<tb> Schmieden <SEP> Würfeltextur
<tb> und <SEP> <B>10000 <SEP> 99% <SEP> 11000</B> <SEP> 14% <SEP> sehr <SEP> schlecht <SEP> 133 <SEP> 126
<tb> Heisswalzen <SEP> ausgeprägte
<tb> Würfeltextur
<tb> <B>7000 <SEP> 99% <SEP> 11000 <SEP> 16%</B> <SEP> Würfeltextur <SEP> 129 <SEP> 55 Aus der vorstehenden Tabelle ist ersicht lich, welchen starken Einfluss die Änderung der Glühtemperatur bei sonst gleicher Be handlung auf. die Ausprägung der Würfel textur ausübt. Die Tabelle bezieht sich auf eine Nickel-Eisen-Legierung mit 40% Ni und<B>60%</B> Fe. Die erste Glühung wurde bei drei verschiedenen Temperaturen von 1100, 1000 und<B>700'</B> vorgenommen.
Dabei sinkt der nach der zweiten Reckung erhaltene Hysteresebeiwert h von 188 über<B>126</B> auf 55.
Der Vollständigkeit halber sei noch an gegeben, dass der letzte. Reckgrad bei den in der Tabelle dargestellten Versuchsresultaten nur zufälligerweise mit sinkender Tempera tur der vorletzten Glühung steigt. Wie Kon trollversuche ergeben haben, ist die erreichte Würfeltextur nicht auf das Steigen des letz ten Reckgrades zurückzuführen. Mit ,u,0 ist die Anfangspermeabilität bezeichnet.
In der Zeichnung sind drei Röntgendia gramme wiedergegeben, welche an den drei Proben nach der zweiten Glühung aufgenom men wurden. Man erkennt, dass nur die Probe, welche bei<B>700'</B> geglüht wurde, eine scharf ausgeprägte Würfeltextur aufweist. Bei den beiden andern Proben, welche bei 1000 und 1100 0 geglüht wurden, ist die, Würfeltextur kaum noch zu erkennen bezw. nicht mehr vorhanden.
Eine Begründung für den überraschenden Befund, dass selbst nach einem so einschnei denden Vorgang, wie sie die Kaltreckung um 90 bis<B>99%</B> Querschnittsverminderung dar stellt, noch die vorhergehende Glühbehand- lung von starkem Einfluss ist, kann vor läufig nicht gegeben werden. Vielleicht han- delt es sich darum, dass das Korn vor dem starken Kaltrecken eine bestimmte Grösse nicht überschreiten darf; grössere Unter schiede in der Kornausbildung je nach der Glühtemperatur wurden allerdings nicht ge funden.
Auch andere sonstige Gefügeände rungen, wie Ausscheidungen und dergleichen wurden im Mikroskop nicht festgestellt. Es könnten aber vielleicht schon ganz geringe Unterschiede in der Kornausbildung von Ein fluss sein, oder es könnten durch dieses Glü hen bei tieferen Temperaturen die mikros kopisch kaum nachweisbaren Mengen von Verunreinigungen in einen solchen Zustand oder solche Form gebracht werden, dass sie die Gleit- und Rekristallisationsvorgänge nicht mehr stören.
Die hier erhaltenen Ergebnisse geben erst malig Aufklärung darüber, weshalb von den verschiedenen Forschern in sehr vielen Fäl len trotz anscheinend gleicher Behandlung eine Würfeltextur nicht erzielt werden konnte. Für die technische Herbeiführung der Würfeltextur ist die beschriebene Glü- hung bei 600 bis 900 0 C deshalb bedeutungs voll, weil sie den Arbeitsvorgang erleichtert.
Je besser durch die hier beschriebene Glü- hung die Vorbedingungen für die Erzielung der Würfeltextur sind, ein um so kleinerer Kaltreckgrad, der bei Steigerung über 90 doch schon Schwierigkeiten bereitet, kann angewendet werden. So wurden bei den Eisen-Nickel-Legierungen mit mehr als<B>30%</B> Nickel durch diese Massnahme der niedrigen Erstglühung, zum Beispiel sehr gute Rekri- stallisationstexturen nach Kaltrecken um 80 bis 85 % erhalten.