CH287293A - Verfahren zur Herstellung von hitzebeständigen Maschinenbauteilen und darnach hergestellter Maschinenbauteil. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von hitzebeständigen Maschinenbauteilen  und darnach hergestellter Maschinenbauteil.    Für Maschinenteile, die hohen Arbeitstem  peraturen im Bereich von 800 bis l200  unter  worfen sind und die gleichzeitig eine grosse  mechanische Festigkeit aufweisen sollen, ist  der Kreis der in Betracht kommenden Werk  stoffe sehr stark     eingeengt.    Bei Temperaturen  von 700 bis 800  können noch. hochlegierte  Stähle Anwendung finden. Steigt jedoch die  Arbeitstemperatur weiter, so ist die Lebens  dauer von Formstücken aus metallischen  Werkstoffen infolge Korrosion und Festig  keitsverminderung nur noch sehr kurz.  



  In diesem Temperaturgebiet sind dann nur  Werkstoffe von keramischem Charakter be  ständig. Da jedoch Maschinenbauteile häufig  plötzlichen Temperaturänderungen ausgesetzt  sind, zeigt sich, dass diese keramischen Werk  stoffe infolge geringer Temperaturwechsel  beständigkeit diesen Ansprüchen nicht ge  wachsen sind. Grosse Sprödigkeit und geringe  Wärmeleitfähigkeit der gebräuchlichen kera  mischen Stoffe sind die Ursache     dafür.    Auch  beginnt bei hohen Temperaturen von etwa  l200  die mechanische Festigkeit - z. B. bei  Beanspruchung auf Zug - selbst bei Werk  stoffen, die aus     lioelifeuerfesten    Oxyden, wie       Aluminiumoxyd    oder     Zirkonoxyd,    hergestellt  sind, erheblich nachzulassen.

   Zur     Verwendung     bei diesen hohen Temperaturen kann Silizium  karbid und     Wolfrainkarbiderwähnt    werden.  Das erstere ist ein spröder Stoff von ausge  sprochenem     Metalloidcharakter,    aus dem    Formstücke mit dichter Struktur nicht her  gestellt werden können. Das     Wolframkarbid     wiederum ist wegen seines hohen spezifischen  Gewichtes für die Herstellung von grösseren  Maschinenteilen ungeeignet.  



  Es wurde nun gefunden, dass     Titankarbid     und     Titannitrid    für die Herstellung von     hoch-          liitzebeanspruehten    Maschinenteilen sehr ge  eignet sind. Ihr spezifisches Gewicht liegt  zwischen 4,2 und 5,3 im. Gegensatz zu Wolf  ramkarbid, das mit 15,5 erheblich schwerer  ist. Bei     raschlaufenden        Maschinen,    die durch  hohe Zentrifugalkräfte beansprucht werden,  fällt diese Eigenschaft besonders ins Gewicht,  z. B. bei Laufrädern von     Brennkraftturbinen.     



  Die vorliegende Erfindung betrifft ein  Verfahren zur     Herstellung    von hitzebeständi  gen Maschinenbauteilen, insbesondere für       Brennkraftturbinen.    Dieses Verfahren ist da  durch gekennzeichnet,     da.ss    man als Werkstoff  für diese Maschinenbauteile einen solchen ver  wendet, der mindestens zum grösseren Teil aus  mindestens     einer    Verbindung des Titans mit  einem Element besteht, dessen Atomgewicht,  zwischen 11,5     und.    15 liegt. Als Werkstoffe  oder Werkstoffbestandteile kommen somit       Titankarbid,        Titannitrid    und Gemische der       beiden    in Frage.  



  Da bei hohen Temperaturen sämtliche  Werkstoffe sehr viel leichter mit der um  gebenden Atmosphäre reagieren als bei Zim  mertemperatur, so muss auch bei der Beurtei-           lung    der Brauchbarkeit eines Werkstoffes  seine chemische Widerstandsfähigkeit gegen  heisse Gase in Betracht gezogen werden, wenn  man nicht Gefahr laufen will, dass durch auf  tretende Korrosion das Gefüge des Stoffes  zerstört wird. Auch unter diesem Gesichts  punkt zeigen     Titankarbid    und     Titannitrid     oder ein Gemisch der beiden besondere Vor  teile.

   In Maschinen, die mit rasch verbren  nenden Gasgemischen betrieben werden, ent  steht eine     kohlenstoff-,        stickstoff-    und     wasser-          dampflialtige    oder auch     oxydierende    Atmo  sphäre, die zum Beispiel bei     Siliziumkarbid    zu  einer baldigen Korrosion führt. Im Gegensatz  dazu wurde gefunden, dass     Titankarbid-    und       Titannitridmischungen    bei hohen Temperatu  ren gegen solche Gase     iuiempfindlich    sind.

         Titankarbid    und     Titannitrid    bilden eine  lückenlose Reihe von Mischkristallen, die sich  im technischen     Sinterungsprozess    herstellen  lassen. Diese Mischung lässt sich so zusammen  setzen, dass entsprechend der chemischen Na  tur der glühenden Gase eine hohe Korrosions  festigkeit erreicht wird. Insbesondere hat sich  in dieser Hinsicht eine Mischung von 80     Mol-          prozent        Titannitrid    und 20     Molprozent    Titan  karbid als günstig erwiesen.

   Um eine beson  ders dichte Struktur zu erreichen, kann dem       Karbid-Nitrid-Werkstoff    ein Hilfsmetall, ins  besondere ein Metall der     Eisenmetallgruppe,     wie z. B. Kobalt, Eisen oder Nickel, zugesetzt  sein, in ähnlicher Weise wie bei der Herstel  lung von Hartmetallen für     Schneidwerkzeuge.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Herstellung von hitze beständigen Maschinenbauteilen, insbesondere für Brennkraftturbinen, dadurch gekenn zeichnet, dass man als Werkstoff für diese Maschinenbauteile einen solchen verwendet, der mindestens zum grösseren Teil aus minde stens einer Verbindun to, des Titans mit einem Element besteht, dessen Atomgewicht zwi schen 11,5 und 15 liegt. II. Nach dem Verfahren gemäss Patent- anspriteh I hergestellter Maschinenbauteil. UNTERANSPRÜCHE: 1.

   Verfahren gemäss Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass man als Werkstoff Titankarbid verwendet. 2. Verfahren gemäss Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, da.ss man als Werkstoff Titannitrid verwendet. 3. Verfahren gemäss Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass der verwendete Werkstoff mindestens zum grösseren Teil aus einem Gemisch von Titankarbid und Titan nitrid besteht. 4.

   Verfahren gemäss Patentanspruch I und Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, da.ss der verwendete Werkstoff aus Misch kristallen mit 80 Molprozent Titannitrid und 20 Molprozent Titankarbid besteht. 5. Verfahren gemäss Patentanspruch I und Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der verwendete Werkstoff noch minde stens ein Hilfsmetall enthält. 6. Verfahren gemäss Patentanspruch I und Unteransprüchen 3 und 5, dadurch gekenn zeichnet, dass das Hilfsmetall ein Metall aus der Eisenmetallgruppe ist.