CH286927A - Kobalt-Chrom-Nickel-Legierung. - Google Patents

Kobalt-Chrom-Nickel-Legierung.

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CH286927A
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    • G04B1/145Composition and manufacture of the springs
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Description


      Kobalt-Chrom-Nickel-Legierung.       Die Erfindung bezieht sieh auf eine     Ko-          balt-Chroni-Niekel-Legierung.    Neben diesen  drei -Metallen enthält die     erfind-Lingsgemässe     Legierung noch Eisen,     Beryllitim    und Kohlen  stoff, wobei     gewünsehtenfalls    noch     Molybdän     zugegen sein kann. Es kann auch     wünsehens-          wert    sein, Mangan     einzuverleiben-,    ferner kön  nen Spuren von noch andern Metallen zugegen  sein.  



  Es wurde festgestellt,     dass    die erfindungs  gemässe Legierung ungewöhnliche Eigenschaf  ten besitzt und ausgedehnte Versuche haben  erwiesen,     dass    diese Legierung insbesondere  zur Anwendung für     Präzisionsfederwerke    in       ehronometrisehen    Instrumenten, beispielsweise  als     1-1.auptieder    für Uhren, sehr geeignet ist.  



  Hauptfedern für Uhren sind im allge  meinen aus     Kohlenstoffstahl    mit einem Koh  lenstoffgehalt von etwa<B>1,00</B> bis<B>1,30</B>     1/o    her  gestellt. In der Praxis ist es nötig, das Feder  band auf eine verhältnismässig hohe Tempera  tur zu erhitzen und hierauf zur Entwicklung  des     gewünsehten    Härtegrades dasselbe     ge-          wöhnlieh    im<B>Öl</B> abzuschrecken.

   Dieser     Erhit-          zungsvorgang    kann die     Oberfläehenzusammen-          setzung    des Stahls ändern und     rauht    im     all,-,e-          meinen    die Oberfläche unter gleichzeitiger  Erzeugung einer     Oxydiärbung    auf. Nach dem  Härten     muss    das Stück zur Erzeugung einer  glatten Oberfläche aufpoliert werden.

   Das  gehärtete Band ist zum Gebrauch als Uhr  feder allzu     brüehig    und     muss    erneut erhitzt    (angelassen) werden, um eine genügende  Zähigkeit     bzw.    Widerstandsfähigkeit zur  praktischen Anwendung aufzuweisen. Da  durch wird erneut eine Verfärbung hervorge  rufen.  



  Neben den soeben erwähnten Schwierig  keiten begegnet man bei der Hitzebehand  lung von Uhrfedern aus Stahl noch andern  Schwierigkeiten. So ist der     Härteprozess        be-          züglieh    Temperatur und Dauer des Härte  vorganges bei der in Frage stehenden Tempe  ratur empfindlich. Ist die Temperatur     züi     niedrig oder die Dauer zu kurz, so erhält man  eine weiche Feder, die nicht verwendet wer  den kann.

   Bei zu hoher Temperatur oder bei       züi    langer Einwirkungsdauer bei der festge  setzten Temperatur     entwiekelt    der Stahl     mög-          lieherweise    ein grobes Korn und wird selbst  nach dem Anlassen     zur        An-wendung    als  Hauptfeder in Uhrwerken zu brüchig.  



  Auch in jenen Fällen, wo solchen     Kohlen-          stoffstahlfedern    die bestmögliche Hitzebehand  lung, die     man    sieh nur denken kann-, zuteil  wird, ermangeln sie gewisser     wünsehenswerter     Eigenschaften, wie Korrosionsbeständigkeit,  hohe Widerstandsfähigkeit gegen      Krieehen         -,     ausserdem sind sie magnetisch. Es ist im Han  del eine bekannte Tatsache,     dass    als Ursache,  beim Springen von Federn meistens die Korro  sion des Stahls zu betrachten ist. Selbst win  zige Roststellen beeinträchtigen die Wirkung  einer     Uhrieder    in beträchtlichem Masse.

   Es  ist den Fachleuten bekannt,     dass    Korrosions-      stellen Brüche verursachen     -und    so zu einer  frühzeitigen     Unbenützbarkeit    führen.  



       Unbenützbarkeit    einer Uhrfeder zufolge  Bruch ist schwerwiegend, doch kann in nor  malen Zeiten die Feder bei verhältnismässig  niedrigen Kosten ersetzt werden. Uhrfedern  aus Stahl weisen aber     noch-einen.    ernsthafteren  Mangel vom Standpunkte einer     gutgehenden     Uhr     auf.    Dieser Mangel ist in der Industrie  als Annahme einer bleibenden Dehnung be  kannt     und        lässt    sich auch als  Kriechvorgang   auffassen,

   da sieh eine kontinuierliche     Defor-          welche        ination        beim        beim        Gebrauch        Gebrauch        bildet.        zufolge        Eine        wiederholten        Uhrfeder'     Aufziehens und     Ablaufens    eine bleibende Deh  nung erfährt, verliert ihre Kraft     zum    Antrei  ben des Uhrwerkes unter den ursprünglich  festgesetzten Bedingungen, worauf die Uhr  nicht mehr die richtige Zeit angeben wird.

    Unter solchen Umständen ist es -unmöglich,  den Gang der Uhr in der Fabrik richtig einzu  stellen und zu standardisieren und die Uhr  derart einzustellen,     dass    sie die richtige Zeit  angibt. Diese Eigenschaft bleibender Dehnung       bzw.         Krieeheigenschaft     von Uhrfedern ist  vom Material abhängig.  



  Es ist ferner sehr schwierig, hohe elasti  sche Eigenschaften und gleichzeitig eine     zu-          friedenstellende    Widerstandsfähigkeit gegen  Bruch zu erreichen, obzwar in der Industrie  seit Jahren dieses Problem studiert wird.  Dieses Problem wurde mit der Forderung  nach kleineren Uhren noch schwieriger. Wird  eine Uhrfeder einem magnetischen Feld aus  gesetzt, so wird der Stahl magnetisiert, worauf  die Uhr die richtige Zeit nicht mehr einhält  und schliesslich überhaupt nicht mehr funk  tioniert.  



  Man hat bisher eine begrenzte Anzahl be  stimmter Legierungen für Uhrledern verwen  det. Eine solche Legierung besteht beispiels  weise aus     Nickel-Eisen-Chrom-Griindmaterial     mit kleineren Mengen     Molybdän,    Mangan und  Beryllium.

   Die Analysenwerte lauten:<B>60</B>     1/o     Nickel,<B>15</B>     1/9    Chrom,<B>15</B>     1/o    Eisen,<B>7</B> %     Molyb-          dän    2 % Mangan und etwa<B>0,6</B> %     Berylliuni.     Eine derartige Legierung besitzt eine erhöhte    Korrosionswiderstandsfähigkeit wegen ihres  Chromgehaltes, verglichen mit     Kohlenstoff-          stahl;    ein höherer Chromgehalt in der Legie  rung, z.

   B. 20     1/o    oder mehr, ergibt jedoch eine  noch bessere     Korrosionswiderstandsfähigkeit.     Versuche mit einer solchen Legierung und mit  <B>C</B>  Federn aus     einer.solehen    Legierung haben ge  zeigt,     dass    die elastischen Eigenschaften, bei  spielsweise die     Proportionalitätsgrenze,    und  die Lebensdauer für     Uhrwerkiedern    nicht  ausreichen, und     dass    sie tatsächlich geringere  elastische Eigenschaften besitzen als     gewöhn-          liehe    Stahlfedern.

   Ferner haben Versuche ge  zeigt,     dass    der     Berylliunigehalt    sehr heikel ist  und innerhalb enger Grenzen gehalten wer  den     muss,    was beim Schmelzen und beim an  derweitigen Bearbeiten der Legierung     Sehwie-          rigkeiten    bereitet.  



  Es wurde auch versucht, gewisse rostfreie  Stähle, z. B. eine     Le#derung    von etwa<B>18</B> %  Chrom und     81/o    Nickel, in kalt     bearbeiteteni     Zustande zu verwenden. Obgleich eine solche  Legierung eine beträchtliche Korrosionsbestän  digkeit     zu    verzeichnen hat, besitzt sie jedoch  nur sehr geringe mechanische Eigenschaften  und besitzt nicht die hohe     Proportionalitäts-          grenze    und Haltbarkeit, wie dies für Uhrfedern  verlangt wird.

   Ihr     Elastizitätsmodul    in kalt  bearbeitetem Zustande ist ebenfalls niedrig;  ferner kann eine solche Stahllegierung durch  Hitzebehandlungen, wie sie bei gewöhnlichen  Kohlenstahlfedern zur Anwendung gelangen',  nicht genügend gehärtet werden, sondern es  ist erforderlich, diese Eigenschaften durch  Kaltbearbeitung zu erreichen.  



  Wenn auch gewisse Stahllegierungen für  die Verwendung als Federn für grössere Ma  schinen sehr geeignet sind, erfordern sie den  noch zum Härten eine hohe Temperatur, wo  durch Oberflächenoxydation eintritt. Solche  Stähle haben für     Uhrwerkfedern    keine     zufrie-          denstellende    Resultate ergeben, da solche Fe  dern einen dünnen Querschnitt von beispiels  weise<B>0,1.</B>     inm    und selbst noch weniger er  heischen.  



  Es haben sieh somit manche Nachteile in  den Materialien, welche verwendet oder     nur         versuchsweise für die Erzeugung von     Uhr-          Zn     federn untersucht wurden, gezeigt.  



  Die erfindungsgemässe Legierung ist da  durch gekennzeichnet,     dass    sie 20 bis     601/9          Kobalt,   <B>'</B>     15        bis        30%        Chrom,        höchstens        181/o          Eisen,        0,01        bis        0,09%,        Bei#yllium        und        0,05          bis        0,

  30%        Kohlenstoff        enthält,        wobei        der     Totalgehalt an Nickel und Eisen 20 bis  40 % beträgt und der Nickelgehalt grösser als  der Eisengehalt ist.  



  Die erfindungsgemässe Legierung hat sieh  gegen Korrosion, beispielsweise bei ihrer An  wendung als     Uhrieder,    als sehr widerstands  fähig erwiesen     und    ist im wesentlichen nicht       inagnetiseh,    leicht     zu    Federn verschiedener       Forin    und Grösse zu gestalten, gegen  Krie  chen  oder bleibende Dehnung während der  Tätigkeit als Feder äusserst widerstandsfähig.  



  Es wurde ferner gefunden,     dass    durch Zu  satz von     Molybdän    in gewissen Mengenver  hältnissen eine Legierung erreicht werden  kann, welche sieh für die Erzeugung von  verbesserten Uhrfedern in höchstem Grade  eignet. Neben den vorgenannten Metallen  enthält diese Legierung zweckmässig noch  <B>0,5</B> bis 2 % Mangan und geringe, unbedeu  tende -Mengen anderer Elemente, wie     Sili-          eium.    Die wünschenswerten Eigenschaften  dieser Legierung wurden durch unzählige  Versuche bestätigt.  



  Kobalt ist ein wesentlicher Bestandteil der       erfindungsgemässen    Legierung, dient es doch  dazu, die Festigkeit der Legierung zu erhöhen  und ihre Empfindlichkeit für die durch Altern  bewirkte Härtung zu verbessern. Während Ko  balt in einer Menge von 20 bis<B>60</B> % verwen  det werden kann,

   beträgt der bevorzugte     Be-          n     reich<B>30</B>     bis    40     1/o.    Bei einem Gehalt von<B>50</B>       bis        601/o        neigen        t'        die        Legierungen        el        zum        Brüchig-        Z,     werden und lassen sieh     nur    schwierig kalt  walzen.  



  Chrom stellt ebenfalls einen wesentlichen  Bestandteil dar, insbesondere für die Korro  sionsbeständigkeit. Es wurde festgestellt,     dass     mindestens<B>1.5</B>     1/o    Chrom und     zweekmässig          inehr    als 20     1/o    Chrom zur<B>U,</B>     rreiehung    einer       zufriedenstellenden    Korrosionswiderstands  fähigkeit vorhanden sein sollen.

   Bei einem    höheren     Chronigehalt    begegnet man beim  Schmelzen und bei der übrigen Bearbeitung  der Legierungen gewissen     Sehwierigkeiten.    Als  bevorzugter Bereich gilt ein Chromgehalt von       ')0    bis<B>26</B>     II/o.    Durch Erhöhen des Chromgehal  tes über<B>30</B>     1/o    würde die Korrosionsbeständig  keit der Legierung nicht mehr wesentlich ge  steigert.  



  Nickel ist ebenfalls ein wesentlicher Be  standteil der Legierung. Der     Niekelgehalt    be  trägt zweckmässig<B>15</B> bis<B>30</B>     1/9.    Versuche     wur4     den mit einem     Niekelgehalt    bis über<B>30</B>     1/o     angestellt.

   Nickel und Eisen ergänzen sieh  gegenseitig bis zu einem gewissen Masse; die  besten Resultate werden aber mit Legierun  gen erzielt, welche mehr Nickel als Eisen ent  halten.<B>Es</B> wurde gefunden,     dass    die Summe  des Nickels plus Eisens im Bereiche von 20  bis 40     1/o    liegen soll;     bevorzugterweise    beträgt  die Menge an Nickel plus Eisen<B>25</B> bis<B>35</B>     1/ ,     wobei vorzugsweise weniger als<B>15</B>     1/o    Eisen  zugegen sind.

   Legierungen mit einem Eisen  gehalt von mehr als<B>18</B> % haben sieh als  unbefriedigend erwiesen, da sie eine vermin  derte     Widerstandfähigkeit    gegen Abblättern  besitzen und geringe     Kaltwalzeigenschaften     aufweisen.  



  Beryllium ist ebenfalls ein massgebender  Bestandteil der Legierung und soll weit  gehend zur Verbesserung der Festigkeits  eigenschaften bei der nach einer     Abschreek-          behandlung        erfolgen-den    Alterung, und zwar  insbesondere dann, wenn die Alterung. nach  einer Warm- und Kaltverformung erfolgt,  dienen.

   Es wurde beobachtet,     dass    in einer  Legierung dieser Art verhältnismässig ge  ringe Mengen Beryllium genügen, um     er#     wünschte Eigenschaften der Legierung zu er  halten; Mengen selbst bis zu<B>0,01</B> % hinunter  vermögen die Festigkeit der Legierung und  namentlich ihre Härte und Festigkeit bei einer  Alterung nach dem Abschrecken und Kalt  walzen zu erhöhen. Äusserst     zufriedenstellende     Resultate wurden mit einem     Berylliumgehalt     von 0,02 bis<B>0,05</B>     II/o    erzielt. Bei einem niedri  gen Kohlenstoffgehalt empfiehlt es sich, etwas  mehr Beryllium, bis zu<B>0,09</B>     1/o"    zu verwenden.

    Es ist ein Merkmal der Erfindung,     dass    der er-           forderliehe        Berylliumgehalt    in der Legierung  wesentlich geringer ist als der bis heute in  andern Legierungen als nötig erachtete Ge  halt. für Legierungen, welche als     Uhrwerk-          federn    zur Anwendung     gelangten.So    beträgt  beispielsweise in einer bekannten Legierung der       Berylliumgehalt   <B>0,5</B> bis<B>0,6</B>     II/Q    und darf bis     auf     <B>1,0</B> % ansteigen.

   In der erfindungsgemässen  Legierung jedoch genügt im allgemeinen ein       Berylliamgehalt        von        0,02        bis        0,05        %"        wobei     man stets -weniger als<B>0,09 %</B> Beryllium ver  wendet, weil durch einen höheren     Beryllium-          gehalt    die     sehlussendlieh    erreichten     mechani-          sehen    Eigenschaften nicht verbessert werden,

    die Legierung teurer zu stehen kommt und  ausserdem ein gewisses Problem beim     Heiss-          und    Kaltwalzen sowie in der geeigneten Lö  sung des Überschusses an Beryllium sich stellt.  



  Kohlenstoff ist ein wichtiger Bestandteil,  doch     muss    der Kohlenstoff innerhalb eines  bestimmten Bereiches gehalten werden, weil  bei     züi    hohem Kohlenstoffgehalt die Legierung  leicht brüchig wird und ausserdem bei der  Kaltreduktion übermässiger Bruch zu erwar  ten ist. Der zweckdienliche Bereich liegt bei  <B>0,10</B> bis 0,20<B>0/9;</B> äusserst     zufriedenstellende     Resultate wurden mit Legierungen erreicht,  welche     0,13-bis   <B>0,18</B> % Kohlenstoff enthielten.  Der Kohlenstoff hat ebenfalls eine Verbesse  rung der Festigkeit der Legierung     zür    Folge  und fördert ausserdem die Ausscheidungshär  tung.  



  Wird die erfindungsgemässe Legierung  für     chronometrische    Federn verwendet, so  enthält sie vorzugsweise noch     Molybdän,    wo  bei man dasselbe zweckmässig in Mengen von  <B>6</B> bis<B>-7</B> % zusetzt. Bei einem     Molybdängehalt     von nur     311/o,    besitzt die Legierung eine etwas    niedrigere Festigkeit als bei höheren Mengen.,       und    überdies wird keine wesentliche Verbesse  rung der     Bearbeitbarkeit    erreicht. Bei solchen  Legierungen ist es empfehlenswert, den     Be-          rylliumgehalt    in dem obern Bereich anzu  wenden.

   Der     übliehe        Molybdängehalt    beträgt  <B>3</B> bis<B>10</B> %.  



  Mangan wird gewöhnlich in Mengen bis       züi   <B>3</B>     0/ & ,    zweckmässig in Mengen von<B>1</B> bis 2     11/o,          mitverwendet    und stellt eines der zusätzlichen  Elemente zur Verbesserung der     Bearbeit-          barkeit    der Legierung beim Heiss- und Kalt  walzen dar.  



  Eine spezielle Legierung mit einem Gehalt  von<B>-10</B>     1/9    Kobalt, 20 % Chrom,<B>15,5</B>     O/G    Nickel,  <B>15</B>     "/ü    Eisen,<B>0,003</B>     1/o        Ber#Ilium,   <B>7</B> %     111olyb-          dän,    2 %. Mangan und etwa<B>0,15</B> % Kohlen  stoff hat sieh als besonders geeignet erwiesen  für die Erfordernisse von Uhrfedern und  genügt in jeder Hinsicht den an sie ge  stellten Anforderungen während den     mechani-          sehen    und Wärmebehandlungen.  



  Legierungskompositionen nebst deren     Ei-          gensehaften    sind in Tabelle<B>1.</B> aufgezählt,  welche eine Komposition (Legierung     Nr.   <B>7)</B>  einschliesst, welche ausserhalb des     Erfindungs-          bereiehes    liegt, indem sie<B>26</B> % Eisen und  <B>5</B>     1/o    Nickel enthält; dieselbe ist für ein     zu-          friedenstellendes    Kaltwalzen zu     brüehig    und  neigt zum Abblättern während des     Heisswal-          zens.     



  Die übrigen Legierungen dienen bloss zu       Erläuterungszweeken    und sollen nicht als       Grenzwerte    für den Umfang des ganzen Be  reiches erfindungsgemässer Legierungen aus  gelegt werden. Es wurden auch Komposi  tionen, die hier nicht aufgezählt sind, mit  gutem Resultat verwendet.

      
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<tb>  <B>Z <SEP> 95</B>         Die in der Tabelle<B>1</B> angegebenen Werte  sind approximativ gehalten;

   lediglich die mit  einem     *    bezeichneten Zahlen sind das Resul  tat einer chemischen Analyse. Der     Beryllium-          gehalt    wurde in allen Legierungen seiner       Wiehtigkeit    wegen und zur Feststellung,     dass     die     gewünsehte    Menge in der Legierung vor  handen sei, analytisch bestimmt.. Ferner wur  den auch andere Bestandteile analytisch be  stimmt, wobei eine gute Übereinstimmung     Avi-          sehen    den beabsichtigten     Meugenwerten    und  den vorhandenen Mengen festgestellt wurde.

    So wurden beispielsweise durch Analyse fol  gende Werte gefunden-    Legierung Metall beabsichtigt vorhanden       .Nr.     



  <B>8</B> Kobalt 40,0<B>39,8</B>  <B>8</B> Mangan 2,0     1,89     <B>9</B>     )Jangan   <B>0,5 0,55</B>  <B>9</B> Beryllium     0,02-0,03    0,02  <B>10</B>     Beryllium        0,02-0,03   <B>0,03</B>    In der Tabelle<B>1</B> werden die     Festigkeits-          und        Härteeigensehaften    für jede Legierung  unter zwei Bedingungen wiedergegeben:

    <B>5</B> a)  kaltgewalzt , was für die angegebenen  W     erkstüeke    einer Reduktion von<B>15: 1</B> bis  <B>10 : 1</B> -unter Verwendung einer heissgewalzten  Stange von etwa<B>0,15</B> bis     0,1.25    mm als Aus  gangsstoff, welche zuerst ausgeglüht und ab  <B>)</B> geschreckt und hierauf einem     Kaltwalzvor-          gang    unterworfen wurde, gleichkommt,;  <B>b)</B>  gealtert , indem die genannten Stan  gen in der vorgenannten Weise bearbeitet und  anschliessend während<B>5</B> Stunden bei etwa  <B>5</B> 4820     C    erhitzt werden.  



  Ein Vergleich der Eigenschaften -unter  diesen beiden Bedingungen zeigt die     wün-          sehenswerten    Eigenschaften des kaltgewalzten  Stückes und überdies die wirksamen     Verbesse-          3        rungen    der Zugfestigkeit, insbesondere auch  der     Proportionalitätsgrenze    sowie der     Streck-          oder    Fliessgrenze,     welehe    bei der     Alterungs-          behandlung    resultieren.

   Die Härte wird eben  falls durch Altern erhöht,     doeh    trifft dies  <B>;</B>     nieht    für alle Fälle     züi.'       Die Legierung<B>6</B> ohne     Molybdänzusatz    be  sitzt eine etwas geringere Festigkeit als Le  gierungen gleichwertiger ähnlicher Komposi  tionen, welche<B>6</B> bis<B>7</B> %     Molybdän    enthalten.  Die Legierung<B>6</B> eignet sich für mechanische  Federn, für elektrische Heizelemente, für  Federn in elektrischen Kontaktelementen,  wo hohe Temperaturen     zur    Anwendung ge  langen,     usw.     



  Die Legierung<B>8</B> mit nur<B>0,05</B>     1/o    Kohlen  stoff besitzt eine etwas     sehleehtere    Zugfestig  keit sowohl in kaltgewalztem als auch in ge  altertem Zustande als sonst, ähnliche Legie  rungen mit einem höheren     Kohlenstoffgehalt,     z. B. die Legierung<B>1.</B> Die Legierung<B>8</B> besitzt  eine, etwas höhere     Duktilität    als die Legie  rung<B>1</B> und     lässt    sieh etwas leichter kaltwal  zen. Sie eignet sieh zur Herstellung von Ge  genständen     -und        Sehneidwerkzeugen,    welche  hohe Temperaturen aushalten müssen und zu  bestimmten Formen, einschliesslich verhältnis  mässig scharfer Krümmungen, geformt werden  müssen.  



  Die in Tabelle<B>1</B> angegebenen Werte zei  gen,     dass    die  gealterten  Legierungen ohne  Ausnahme eine Streck-     bzw.    Fliessgrenze von  über 14000<B>kg</B> pro     en122,    eine Zugfestigkeit  von mehr als 21<B>000 kg</B> pro     eM2,    eine     Pro-          portionalitätsgrenze    von mehr als<B>1-3 350 kg</B>  pro     em2,    einen     Elastizitätsmod-ul    von über  2010000<B>kg</B> pro     em22    und eine Härte     (Viekers)     von über 480 -aufweisen, was darauf schliessen       lässt,

          dass    sie sieh für     ehronometrisehe    Federn  besonders eignen.  



  Die erfindungsgemässe Legierung     lässt    sieh  nach üblichen Methoden     sehmelzenund    giessen,  doch wird sie vorzugsweise in einem     Hoch-          frequenz-Induktionsofeil    erzeugt, in Platten  oder Blöcken gegossen, welche zuerst     gesehmie-          det    und hierauf in die gewünschte Dicke  heiss gewalzt werden, worauf der Streifen ab  geschreckt     -Lmd    durch Erhitzen auf Tempera  turen von<B>1093</B> bis     1-20011   <B>C</B> ausgeglüht wird,  um eine Lösung der sekundären Phase     bzw.     Phasen unter Abnahme der Härte zu bewir  ken.

   Die so behandelte Legierung besitzt eine  Härte von beispielsweise<B>250</B>     Brinell.        Dureh     die     Kaltbearbeifting    wird die Festigkeit der      Legierung wesentlich erhöht und die     Korn-          strukturverfeinert.    Die kalt     bearbeiteteLegie-          rung    besitzt indessen nicht die für Uhrfedern  erforderlichen hohen Eigenschaften.

   Beim  <B>5</B>     Kaltbearbeiten    wird beispielsweise eine     Pro-          portionalitätsgrenze    im Bereich von<B>9843</B> bis  <B>11591 kg</B> pro     em2,    eine Streckgrenze im  Bereiche von 11491 bis<B>12655 kg</B> pro     em2     und ein     Elastizitätsmodul    von<B>1546750</B> bis  <B>a 1898290 kg</B> pro     em2    erreicht.

   Wird anderseits  die Legierung ausgeglüht, abgeschreckt, kalt  gewalzt und hierauf durch eine     Alterungs-          behandlun,g-    gehärtet, beispielsweise durch Er  hitzen während<B>5</B> Stunden bei 4820     C,    so     kön-          s        nen    die     Proportionalitätsgrenzen    14061<B>-</B> bis  <B>16</B> 874<B>kg</B> pro     em2,    die Zugfestigkeit<B>23</B> 904  bis<B>26717 kg</B> pro     em2    und die     Streekgrenze     <B>17577</B> bis<B>20389 kg</B> pro     eM2    betragen.

   Der       l#',la-,tizitätsmodul    kann nahe bei<B>2109200</B> und  o manchmal sogar über diesem Wert liegen.       -Aus    der vorstehenden Beschreibung geht  hervor,     dass    es nicht nötig ist, die Legie  rung durch Abschrecken     zu    härten, da die  Legierung zur Entwicklung von     verhält-          s        nismässig    hohen Werten kalt bearbeitet  und hierauf einer     Alterungsbehandlung     <B>C</B>  bei<B>260</B> bis<B>5380 C</B> unterworfen werden  kann, wodurch die Eigenschaften,     insbeson-          dereProportionaliUtsgrenzeundStreekgrenze,     <B>9</B> verbessert werden;

   so vermag beispielsweise  eine     Alterungsbehandlung    während<B>5</B> Stunden       bei    4820<B>C</B> den     Proportionalitätswert    um<B>50</B>     11/9          zu    erhöhen, wobei ebenfalls eine Verbesserung  der Zugfestigkeit erzielt wird.  



  <B>5</B> Das Widerstandsvermögen der erfindungs  gemässen. Legierung gegen Korrosion wurde da  durch erprobt,     dass    Uhrwerke, welche Federn  aus dieser Legierung enthielten, in einen Be  hälter, welcher Wasser enthielt, hineingelegt  <B>o</B> wurden, wodurch diese Uhrfedern einer mit  Feuchtigkeit gesättigten Atmosphäre ausge  setzt wurden. Zu     Vergleiehszweeken    wurden  Stahlfedern enthaltende Uhrwerke der zur  Zeit allgemein verwendeten Art dein gleichen  <B>5</B> Versuche unterworfen.

   Diese Versuche erga  ben,     dass    sämtliche     Stahliedern    durch Korro  sionserscheinung innerhalb 48 Stunden     un-          tauglieh    wurden, während anderseits die aus    der     erfind-Lingsgemässen    Legierung bestehen  den Federn während drei bis sechs Monaten  ohne Beschädigung oder irgendwelche Korro  sionserscheinung standhielten.  



  Das Vermögen der erfindungsgemässen     Le-          gierung"dem     Kriechen  zu widerstehen, wurde  dadurch bestimmt"     dass    Federn in Uhren in  stalliert wurden, diese Uhren während langer  Zeit in Gang gesetzt wurden und hierauf die  Federn herausgenommen und geprüft wur  den, ob sie ihre ursprüngliche Form wieder  einnahmen. Im Handel     befindliche    Stahl  federn wurden unter den gleichen Bedingun  gen geprüft.

   Erfahrungsgemäss zeigen Stahl  federn eine gewisse bleibende Dehnung selbst  bei einer nur mehrtägigen Tätigkeit.     Tatsäch-          lieh    müssen Uhrwerke, welche mit Stahlfedern  versehen sind, oft bereits vor dem Verlassen  der Fabrik mit neuen Federn versehen wer  den, da sieh eine derartige bleibende Dehnung  zeigt,     dass    die Uhr nicht auf genaue Zeit ein  gestellt werden kann. Im Gegensatz zu diesem  Verhalten zeigten Federn aus der erfindungs  gemässen Legierung keine bleibende Dehnung  nach einer Tätigkeit von drei bis sechs Mona  ten.  



  Dank den Eigenschaften der erfindungs  gemässen Legierung, nämlich hohen     meehani-          sehen    Eigenschaften und     Korrosionbeständig-          keit,    können überlegene     Uhrwerkfedern    erhal  ten werden<B>.</B>  



  Bei der Entwicklung dieser Legierung  wurde insbesondere darauf Gewicht gelegt,  eine Legierung für Hauptfedern von Uhrwer  ken mit besseren Eigenschaften zu erzeugen;  es wurde jedoch festgestellt,     dass    die     erfin-          d-ungsgemässe    Legierung noch andere     nütz-          liehe        Anwendiangsgebiete    findet. So kann sie  in solchen Fällen verwendet werden, in denen  eine grosse Festigkeit und lange Lebensdauer  bei hohen Arbeitstemperaturen gefordert wer  den, so z.

   B. als elektrische     Widerstands-Heiz-          elemente,    Federn für den mechanischen Ge  brauch, diverse Instrumente     usw.    Proben von  drei der oben erwähnten Legierungen ergaben  spezifische elektrische Widerstände von 104,1,  <B>110,7</B> und 11,4     Mikroohm-Zentimeter    bei     Zim-    i       mertemperatur.    Einige dieser Leitungswider-      stände sind höher als jene, welche zurzeit für       11eizeleinente    verwendeten     Legierzingen    eigen  sind.

   So besitzt beispielsweise unter den     glei-          ehen    Bedingungen eine etwa 20 % Chrom und  etwa<B>80 04</B> Nickel enthaltende Legierung einen       Leitungswiderstand    von<B>108</B>     Mikroohm-Zenti-          ineter.    Proben mit den Legierungen als     elek-          trisehe        Widerstands-Heizelemente    ergaben eine  verhältnismässig lange Lebensdauer bei Tem  peraturen bis zu     9801)   <B>C.</B>  



  Weitere     Anwendungsmögliehkeiten    einer  Legierung dieser Art sind bereits angedeutet  worden, so z. B. die Verwendung derselben  für Federn, welche bei erhöhten Temperatu  ren zu arbeiten haben. Da diese Legierung bei  beispielsweise 4820<B>C</B> durch Altern sieh härten       lässt    und beim Aussetzen dieser Temperatur  während<B>5</B> Stunden dieser Härtegrad noch  zunimmt, ist es klar,     dass    die Legierung ihr  Vermögen, als Federmaterial bis hinauf     züm     Bereiche dieser Temperaturen     zu    wirken, nicht  verliert, dies ist eine höhere Temperatur als  jene, bei welcher gewöhnliche Federmateria  lien zu funktionieren vermögen.

       Oxewöhnliehe     Stahlfedern würden ihre Elastizität bei dieser  Temperatur verlieren.     A-Lieh    die     Beryllium-          Bronzen    sind auf eine wesentlich tiefere Tem  peratur begrenzt.  



  Weiterhin     lässt    sich     dieerfindungsgemässe     Legierung für Instrumente und Gegenstände,  welche scharfe, schneidende Kanten erfordern,  z. B.     Rasie        rklingen    und chirurgische Instru  mente, verwenden. Zufolge ihrer hohen Härte  und Festigkeit ist es möglich, scharfe, schnei  dende Kanten zu erzeugen und dieselben<B>im</B>  Gebrauche beizubehalten. Ausserdem weist die  erfindungsgemässe Legierung den Vorteil     auf,          dass    sie selbst bei erhöhten Temperaturen  korrosionsbeständig ist und bei Berührung mit  der Atmosphäre oder mit andern Medien, wel  che auf Stahl eine Rostbildung erzeugen wür  den, nicht korrodiert Lind nicht anläuft.

Claims (1)

  1. <B>PATENTANSPRUCH:</B> Kobalt-Chrom-Niekel-Legierung, dadurch gekennzeichnet, dass sie 20 bis 601/o Kobalt, <B>15</B> bis 20 1/o Chrom, höchstens<B>18</B> 14 Eisen, <B>0,01</B> bis<B>0,09</B> % Beryllium und<B>0,05</B> bis<B>0,30 0/9</B> Kohlenstoff enthält, wobei der Totalgehalt an Nickel Lind Eisen 20 bis 40 1/o beträ ( gt Lind der Niekelgehalt grösser als der Eisengehalt ist.
    <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> <B>1.</B> Legierung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass sie noch bis züi <B>1.0</B> 1/o Molybdän enthält. <B><U>2.</U></B> Legierung nach Patentansprueli, da durch gekennzeichnet, dass sie noch bis züi 2 1/o Mangan enthält. Legierung nach Patentanspruch und Unteransprueh <B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass# sie noch bis zu 2<B>0/9</B> Mangan enthält. 4.
    Legierung nach Patentansprueh und Unteransprüehen <B>1</B> bis<B>3,</B> dadurch gekenn- kn zeichnet, dass die Summe von Eisen und Nickel zwischen<B>25</B> und<B>35</B> % liegt. <B>5.</B> Legierung nach Patentanspriieh, da durch gekennzeichnet dass sie 20 bis<B>26</B> % Chrom enthält. <B>6.</B> Legierung nach Patentanspriieh, da durch gekennzeichnet, dass sie<B>30</B> bis 40 11/o Kobalt enthält.
    <B>7.</B> Legierung nach Patentanspruell, da durch gekennzeichnet, dass sie 0,02 bis<B>0,05</B> 1/o Ber- yllium enthält. <B>8.</B> Legierung nach Pateiitansprueh, da durch gekennzeichnet, dass sie ausserdem<B>3</B> bis <B>10</B> % Molybdän und bis züi <B>3</B> 1/a Mangan ent hält.
    <B>9.</B> Legierung nach Patentansprueh und Unteransprueh <B>8,</B> dadurch gekennzeichnet, dass sie<B>6</B> bis<B>7</B> 1/o Molybdän enthält. <B>10.</B> Legierung nach Patentansprueh und Unteransprüehen <B>8</B> und<B>9,</B> dadurch gekenn zeichnet, dass sie<B>1-</B> bis 2 1/o -.Mangan enthält.
    <B>11.</B> Legierung nach Patentanspriteh und i Unteransprüehen <B>8</B> bis<B>10,</B> dadurch gekenn zeichnet., dass sie<B>0,10</B> bis 0,20 % Kohl enstoff enthält. 12. Legierung nach Patelitansprueh und Unteransprüehen <B>8</B> bis<B>1.1,</B> dadurch gekenn zeichnet, dass sie<B>0,13</B> bis<B>0,18</B> % Kohlenstoff enthält.
    <B>13.</B> Legierung nach Patentanspruch, da- durch 1-okenii7eiehnet, dass sie 30 bis 40% Kobalt, 20 bis<B>26</B> % Chrom,<B>6</B> bis<B>7</B> % Molvb- däii, <B>15</B> bis<B>31</B> "/o Nickel, höchstens<B>15</B> 1/o, <B>;</B>Eisen,<B>0,5</B> bis 2 1/o Mangan,<B>0,05</B> bis 0,20 IM Kohlenstoff und<B>0,01</B> bis<B>0,05</B> % Beryllium enthält. 14.
    Legierung nach Patentanspruch, da durch gekennzeiehnet, dass sie 40<B>%</B> Kobalt, 20 % Chrom,<B>7</B> 1/o Molybdän, <B>15,5</B> 1/o Nickel, <B>15 0/9</B> Eisen, 2 % Mangan,<B>0,10</B> bis 0,20 % Kohlenstoff und<B>0,03</B> 1/o Beryllium enthält.
CH286927D 1946-07-11 1946-07-11 Kobalt-Chrom-Nickel-Legierung. CH286927A (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1207091B (de) * 1959-09-25 1965-12-16 Straumann Inst Ag Korrosionsbestaendiger Waelzkoerper aus einer Kobalt-Nickel-Chrom-Legierung und Verfahren zu seiner Herstellung
US4108642A (en) * 1977-05-11 1978-08-22 Apex Dental Lab. Inc. Alloy for preparing dentures therefrom

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DE1207091B (de) * 1959-09-25 1965-12-16 Straumann Inst Ag Korrosionsbestaendiger Waelzkoerper aus einer Kobalt-Nickel-Chrom-Legierung und Verfahren zu seiner Herstellung
US4108642A (en) * 1977-05-11 1978-08-22 Apex Dental Lab. Inc. Alloy for preparing dentures therefrom

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