CH401486A - Mittels Präzisionsgusstechniken giessbare Legierung und Verfahren zur Herstellung derselben - Google Patents

Mittels Präzisionsgusstechniken giessbare Legierung und Verfahren zur Herstellung derselben

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CH401486A
CH401486A CH7053159A CH7053159A CH401486A CH 401486 A CH401486 A CH 401486A CH 7053159 A CH7053159 A CH 7053159A CH 7053159 A CH7053159 A CH 7053159A CH 401486 A CH401486 A CH 401486A
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CH7053159A
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T Brown Jack
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Westinghouse Electric Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C19/00Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C22C19/051Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
    • C22C19/056Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being at least 10% but less than 20%

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Description


  Mittels     Präzisionsgusstechniken    giessbare Legierung und Verfahren zur     Herstellung    derselben    Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine  mittels     Präzisionsgusstechniken    giessbare Legierung,  die gegen Oxydation beständig ist, wenn sie der Luft  bei Temperaturen zwischen 925 und 1040  C aus  gesetzt wird, und eine     Duktilität    von mindestens 3  aufweist sowie das Vermögen hat, Spannungen von  mehr als 1050     kg/cm2    bei Temperaturen von 925  bis 1040 C während Zeiträumen von<B>100</B> bis 500  Stunden zu vertragen, und ein     Verfahren    zur Her  stellung derselben.  



  Es steht ausser Zweifel, dass ein sehr grosser  Bedarf nach     einer    Legierung     vorliegt,    welche man zu       Gussstücken    giessen kann, die sich dann bei Tempe  raturen     von    925 bis 980  C und mehr verwenden  lassen. Solche Legierungen kann man mit Vorteil  für     Turbinenschaufeln    von Düsenmaschinen und Gas  turbinen verwenden.

   Legierungen, welche Tempera  turen von 980 bis 1040  C zu widerstehen vermögen,  benötigt man in Vorrichtungen, welche .für die Durch  führung von Kriechversuchen dienen und     dank    wel  chen man die Eigenschaften von andern bekannten,  hohen Temperaturen widerstehenden Legierungen,  die gleichzeitig hergestellt werden, bestimmen     kann.     



  Derartige Legierungen sollten aber den folgenden  Anforderungen gerecht werden, nämlich  1. Die Legierungen sollten mittels     Präzisionsgiess-          methoden    zu fehlerfreien     Gussstücken    giessbar  sein, für welche kleine Toleranzwerte gewährbar  sind;  2. Die Legierungen sollten gegen Oxydation be  ständig sein, wenn sie bei erhöhten Temperaturen  von bis zu 980  C der Einwirkung von Luft aus  gesetzt sind;  3.

   Die Legierungen sollten bei Spannungen Bruch  festigkeit aufweisen und überdies eine     Duktilität     von mindestens 3 % besitzen, wobei sie gleichzeitig  Spannungen von wesentlich mehr als 1050     kg/cm2       bei Temperaturen von 980  C während 100 bis  500 Stunden auszuhalten     vermögen    sollten;  4. Die Legierungen sollten bei Zimmertemperatur  neben einer guten     Formänderungsfestigkeit    und  Dehnfähigkeit auch noch eine gute     Zugfestigkeit     aufweisen; und  5. Die Legierungen sollten innerhalb eines grossen  Temperaturbereiches einen hohen     Elastizitäts-          modul        aufweisen.     



  Andere wünschenswerte Eigenschaften für der  artige Legierungen werden nachstehend noch genannt  werden.  



  Die erfindungsgemässe Legierung ist dadurch ge  kennzeichnet, dass sie 9 bis 11     Gew.%    Kobalt, 9 bis  15     GewA        Chrom,    6 bis 10     GewA    Wolfram, 3,5 bis  5     GewA    Titan, 3 bis 5     GewA    Aluminium, 0,04 bis  0,2     Gew.%    Kohlenstoff, 0;02 bis 0,2     GewA    Bor,  0,01 bis 0,2     Gew.%        Zirkonium    und nicht mehr als  3     GewA    andere Bestandteile enthält, während der  Rest aus Nickel besteht.  



  Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur  Herstellung dieser Legierung, das dadurch gekenn  zeichnet ist, dass man in einer nicht reaktionsfähigen  Atmosphäre oder im Vakuum 9 bis 11     Gew.     Kobalt, 9 bis 15     GewA    Chrom, 6 :bis 10     GewA     Wolfram, 3,5 bis 5     Gew.    % Titan, 3 bis 5     GewA     Aluminium, 0,04 bis 0,2     Gew.%    Kohlenstoff, 0,02 bis  0,2     GewA    Bor, 0,01 bis 0,2     GewA        Zirkonium,    nicht  mehr als 3     GewA    andere Bestandteile und als Rest  Nickel schmilzt.  



  Demgemäss wird eine Legierung     geschaffen,    die  sich zum Giessen von     Gussstücken    hochgradiger Ge  nauigkeit eignet, wobei diese     Legierungen    bei Tem  peraturen von 925 bis 1040  C eine solche Bruch  festigkeit aufweisen, dass sie Belastungen von mehr  als 1050     kg/cm2    bei einer Verlängerung von minde-           stens    3 % innerhalb von 100 Stunden zu widerstehen  vermag.  



  Die neue Nickellegierung     enthält    bestimmte Men  gen an Kobalt, Chrom, Bor und     Zirkonium    neben       bestimmten    Mengen an Titan, Aluminium, Wolfram  und Kohlenstoff     als        härtende    Bestandteile.  



  Zum besseren Verständnis der vorliegenden Er  findung wird auf die nachstehende Beschreibung und  auf die beiliegende Zeichnung verwiesen, in welcher       Fig.    1 ein Diagramm betreffend     Bruchfestigkeit     der erfindungsgemässen Legierung bei zunehmender  Spannung,       Fig.    2 eine     Kriechfestigkeitskurve    von verschiede  nen erfindungsgemässen Legierungen und       Fig.    3 eine     Kurve,    auf welcher Spannung gegen  über     Zeit-Temperatur-Parameter    für die erfindungs  gemässen Legierungen aufgetragen sind, darstellen.  



  Die hier angeführten     Eigenschaften    aufweisenden  Legierungen wurden durch     Verschmelzen        im    Vakuum  der nachstehenden Komponenten erzeugt, wobei es  sich bei den angeführten Teilen um Gewichtsteile  handelt:

    
EMI0002.0017     
  
    allg. <SEP> Bereich <SEP> bevorzugter <SEP> Bereich
<tb>  Kobalt <SEP> 9 <SEP> bis <SEP> 11 <SEP> % <SEP> 9,5 <SEP> bis <SEP> 10,5
<tb>  Chrom <SEP> 9 <SEP> bis <SEP> 15 <SEP> % <SEP> 11 <SEP> bis <SEP> 13 <SEP> %
<tb>  Wolfram <SEP> 6 <SEP> bis <SEP> 10 <SEP> % <SEP> 7,5 <SEP> bis <SEP> 8,5
<tb>  Titan <SEP> 3,5 <SEP> bis <SEP> 5 <SEP> % <SEP> 4,0 <SEP> bis <SEP> 4,8 <SEP> %
<tb>  Aluminium <SEP> 3 <SEP> bis <SEP> 5 <SEP> % <SEP> 3,5 <SEP> bis <SEP> 4,8
<tb>  Kohlenstoff <SEP> 0,04 <SEP> bis <SEP> 0,2% <SEP> 0,08 <SEP> bis <SEP> <B>0,13%</B>
<tb>  Bor <SEP> 0,02 <SEP> bis <SEP> 0,2% <SEP> 0,04 <SEP> bis <SEP> 0,08
<tb>  Zirkonium <SEP> 0,01 <SEP> bis <SEP> 0,2% <SEP> 0,02 <SEP> bis <SEP> <B>0,08%</B>
<tb>  Nickel <SEP> Rest <SEP> Rest       Das Titan,     Aluminium,

      Wolfram und der Kohlen  stoff verleihen in den obigen Legierungen die ge  wünschte Härte und hohe Festigkeitswerte bei hohen  Temperaturen. Die in der vorliegenden Legierung  vorhandenen     Wolframmengen    sind besonders wich  tig. Wolfram, in einer Menge von     6-10%    zugesetzt,  bewirkt als feste Lösung besondere Festigkeitswerte  bei hohen Temperaturen.  



  Der Zusatz der angeführten kleinen Mengen  an Bor und     Zirkonium    ist     vorteilhaft    in bezug auf  die guten Eigenschaften der Legierung und insbe  sondere zur Verleihung der gewünschten     Duktilität.     



  Der Sauerstoff- und Stickstoffgehalt der erfin  dungsgemässen Legierungen sollte jeweils nicht mehr  als 0,01 % betragen. Die Legierungen können ge  ringe Mengen an Eisen, gewöhnlich nicht mehr als  etwa 2 %, enthalten. Auch kleine Mengen an Schwefel  und Phosphor von je nicht mehr als     0,(i1    % können  zugegen sein. Mangan und Silizium können in Men  gen von bis zu 0,5     5o    vorhanden sein. Die Menge  von zufälligen     Verunreinigungen    und von anderen  kleinen Zusätzen, wie z. B.     Molybdän,        Vanadium    und       Niob,    soll insgesamt nicht mehr     als    3     GeW. ö    betragen.

      Die Legierungen werden vorzugsweise im Vakuum,  und zwar bei einem absoluten Druck von 10     Mikron     oder weniger durch Schmelzen gewonnen. Durch       Vakuumguss    der Schmelze hat man     besonders    gute  Resultate erzielt. Auch das Giessen der geschmol  zenen Legierung in einer     inerten    Gasatmosphäre,  z. B. Argon, liefert gute     Gussstücke.        Schmelzgusse     an der Luft in Präzisionsgiessformen haben ebenfalls  gute Resultate     gezeigt,    obwohl dabei grössere Schwan  kungen     in    den Eigenschaften der Legierungen ent  stehen.

   Somit     wird    man zur Erzielung der besten  Resultate die geschmolzene Legierung vorzugsweise  während des Schmelz- und Giessvorganges vor der  Einwirkung von Luft schützen. Der Schmelzvorgang  kann in einem     Vakuuminduktionsofen    oder in einem       Vakuumlichbbogenschmelzofen,    bei welchem der  Lichtbogen entweder verbraucht oder nicht verbraucht  wird, durchgeführt werden.  



  Die nachstehenden Beispiele erläutern die Her  stellung der erfindungsgemässen Legierung.  



  <I>Beispiel 1</I>  In einem     Vakuuminduktionsofen    wird eine Be  schickung folgender Analysenwerte (in     Gew.%    und  nach erfolgtem Giessen) geschmolzen:  
EMI0002.0045     
  
    Nickel <SEP> 63,2
<tb>  Chrom <SEP> 10,5
<tb>  Kobalt <SEP> 9,83
<tb>  Wolfram <SEP> 7,76
<tb>  Titan <SEP> 4,06
<tb>  Aluminium <SEP> 3,69
<tb>  Bor <SEP> 0,052
<tb>  Zirkonium <SEP> 0,02
<tb>  Kohlenstoff <SEP> 0,098
<tb>  Eisen <SEP> 0,17       Die Schmelztemperatur beträgt etwa 1570  C.  Die     Fluidität    der Schmelze während des Giessvor  ganges ist ausgezeichnet. Diese Schmelze wird in  Präzisionsformen, welche die Form von üblichen       Zugsversuchsstücken    mit einem geeichten Durchmesser  von 6,35 mm aufweisen, gegossen.

   Gleichzeitig giesst  man während dieses einen Giessvorganges verschie  dene     Gussstücke,    welche auf Bruchfestigkeit bei Deh  nung getestet werden sollen. Auf diese Weise stellt  man 9     Gussstücke    her. Nach dem Abkühlen werden  diese     Gussstücke    vorsichtig geprüft. Dabei stellt man  fest, dass sie keine Giessfehler aufweisen und im  übrigen ein glattes Aussehen zeigen. Die Proben der  Legierung dieses Beispiels 1 werden nachstehend  als Hitzenummer 1755 bezeichnet.  



  <I>Beispiel 2</I>  Eine der vorliegenden     Erfindung    entsprechende  Legierung wird in einem Induktionsofen gemäss An  gaben in Beispiel 1 im Vakuum geschmolzen. Nach  diesem Schmelzvorgang führt man allerdings in den      Ofen eine     Argonatmosphäre    ein und giesst das Metall  in dieser     Argonatmosphäre.    Die aus dieser     Hitze-          behandlung    resultierenden     Gussstücke    werden nach-    stehend als Hitzenummer 1794     bezeichnet.    Die che  mische     Analyse    (in     GewA)    dieser Hitzenummer 1794  ist die folgende:

    
EMI0003.0009     
  
    <I>Tabelle <SEP> 1</I>
<tb>  Hitzenummer <SEP> C <SEP> B <SEP> Zr <SEP> Co <SEP> Cr <SEP> W <SEP> Ti <SEP> Al <SEP> Fe <SEP> Ni
<tb>  1794 <SEP> 0,110 <SEP> 0,043 <SEP> 0,02 <SEP> 10,0 <SEP> 11,7 <SEP> 7,93 <SEP> 3,98 <SEP> 4,53 <SEP> 0,06 <SEP> 61,5       <I>Beispiel 3</I>    Eine gemäss dieser Erfindung zusammengesetzte  Legierung wird im Vakuum geschmolzen und erstar  ren gelassen. Die erhaltene feste     Legierungsmasse     wird hierauf erneut in einem offenen Luftinduktions-         ofen    geschmolzen und in Anwesenheit     von    Luft ge  gossen.

   Die Legierung wird nachstehend als Hitze  nummer 1795 bezeichnet.     Analysiert    zeigt sie fol  gende     Zusammensetzung    (in     GewA).     
EMI0003.0016     
  
    <I>Tabelle <SEP> 11</I>
<tb>  Hitzenummer <SEP> C <SEP> B <SEP> Zr <SEP> Co <SEP> Cr <SEP> <B>W</B> <SEP> Ti <SEP> Al <SEP> Fe <SEP> Ni
<tb>  1795 <SEP> 0,100 <SEP> 0,053 <SEP> 0,02 <SEP> 10,0 <SEP> 11,8 <SEP> 7,98 <SEP> 3,97 <SEP> 4,35 <SEP> 0,06 <SEP> 61,8       Es werden ferner eine weitere Anzahl von  anderen     Legierungszusammensetzungen        gemäss        Erfin-          dung    im Vakuum geschmolzen und im Vakuum ge-    gossen.

   Die     Hitzenummern    und .die Zusammensetzung  der entsprechenden     Gussstücke    finden sich in der  folgenden Tabelle     III.     
EMI0003.0024     
  
    <I>Tabelle <SEP> 111</I>
<tb>  Gewichtsprozentige <SEP> chemische <SEP> Zusammensetzung <SEP> von <SEP> 2 <SEP> Wärmebehandlungen
<tb>  Hitzenummer <SEP> C <SEP> B <SEP> Zr <SEP> Co <SEP> Cr <SEP> W <SEP> Ti <SEP> A1 <SEP> Fe <SEP> Ni
<tb>  1778 <SEP> 0,100 <SEP> 0,070 <SEP> 0,02 <SEP> 10,0 <SEP> 11,7 <SEP> 8,18 <SEP> 4,14 <SEP> 4,49 <SEP> 0,05 <SEP> 61,0
<tb>  1779 <SEP> 0,100 <SEP> 0,051 <SEP> 0,02 <SEP> 10,0 <SEP> 11,8 <SEP> 7,82 <SEP> 4,09 <SEP> 4,39 <SEP> 0,05 <SEP> 61,2       Mit den sechs Legierungen, welche in den Bei  spielen 1 bis 3 und in der Tabelle     III    angegeben  sind,

   werden bei Zimmertemperatur     Zugfestigkeits-          versuche,    sowie verschiedene kurzdauernde Zugfestig-         keitsversuche    bei den angegebenen erhöhten Tempe  raturen     durchgeführt,    wobei man die     in    der folgenden  Tabelle IV angegebenen Resultate erreicht:

    
EMI0003.0031     
  
    <I>Tabelle <SEP> -IV</I>
<tb>  Zugfestigkeitsresultate
<tb>  Hitze <SEP> Testtemperatur <SEP> 0,2% <SEP> Streckgrenze <SEP> Zugfestigkeit <SEP> Verlängerung <SEP> Reduktionsfläche
<tb>  Nr. <SEP>   <SEP> C <SEP> kg/cm2 <SEP> kg/cm2
<tb>  1755 <SEP> Z. <SEP> T. <SEP> 7650 <SEP> 9600 <SEP> 8,4 <SEP> 11,5
<tb>  1778 <SEP> Z. <SEP> T. <SEP> 8000 <SEP> 8350 <SEP> 5,3 <SEP> 7,8
<tb>  1778 <SEP> 980 <SEP> 3700 <SEP> 4800 <SEP> 6,3 <SEP> 9,3
<tb>  1779 <SEP> Z. <SEP> T. <SEP> 8050 <SEP> 8500 <SEP> 4,2 <SEP> 9,4
<tb>  1779 <SEP> 980 <SEP> 3400 <SEP> 4600 <SEP> 3,1 <SEP> 1,6
<tb>  1794 <SEP> Z. <SEP> T. <SEP> 8250 <SEP> 9050 <SEP> 3,6 <SEP> 8,5
<tb>  1795 <SEP> Z. <SEP> T. <SEP> 8250 <SEP> 9750 <SEP> 7,8 <SEP> 7,9
<tb>  Z. <SEP> T. <SEP> = <SEP> Zimmertemperatur.

         Die     Bruchfestigkeitseigenschaften    bei verschiedenen Spannungen werden für die obigen fünf Legie  rungen in der folgenden Tabelle V wiedergegeben:    
EMI0004.0001     
  
    <I>Tabelle <SEP> V</I>
<tb>  Spannungsbruchfestigkeitswerte
<tb>  Bruch <SEP> bei <SEP> anfänglicher <SEP> endgültiger
<tb>  Nr.

   <SEP> Hitze <SEP> Temperatur <SEP> C <SEP> Bratur <SEP> kg/cm <SEP> Spannung <SEP> Stunden <SEP> Bruchdauer <SEP> Verlängerung <SEP> Härtegrad <SEP> Härtegrad <SEP> Bemerkungen
<tb>  in <SEP> % <SEP> R"C" <SEP> R'PC'O'
<tb>  1755 <SEP> 925 <SEP> 2630 <SEP> 17,5 <SEP> 7,9 <SEP> 34/36 <SEP> 34/36
<tb>  1755 <SEP> 925 <SEP> 2100 <SEP> 91,7 <SEP> 7,8 <SEP> 35/37 <SEP> 36/38
<tb>  1755 <SEP> 980 <SEP> 1750 <SEP> 21,7 <SEP> 13,4 <SEP> 34/36 <SEP> 33/35
<tb>  1755 <SEP> 980 <SEP> 1050 <SEP> 293,0 <SEP> 14,6 <SEP> 36/38 <SEP> 31/33
<tb>  1755 <SEP> 980 <SEP> 840 <SEP> 764,0 <SEP> - <SEP> 34/36 <SEP> 30/32 <SEP> wegen
<tb>  l778 <SEP> 980 <SEP> 2l00 <SEP> 13,9 <SEP> 4,2 <SEP> 35/36 <SEP> 36/38 <SEP> Dberbelastung
<tb>  der <SEP> Maschine
<tb>  1778 <SEP> 980 <SEP> 1750 <SEP> 64,6 <SEP> 4,5 <SEP> 34/36 <SEP> 34/35 <SEP> nach <SEP> der
<tb>  1778 <SEP> 980 <SEP> 1400 <SEP> 139,2 <SEP> 6,

  4 <SEP> 35/36 <SEP> 35/36 <SEP> angegebenen
<tb>  1778 <SEP> 925 <SEP> 2800 <SEP> 14,7 <SEP> 4,2 <SEP> 38/39 <SEP> 37/39 <SEP> Dauer <SEP> keine
<tb>  1778 <SEP> 925 <SEP> 2100 <SEP> 219,6 <SEP> 3,7 <SEP> 36/37 <SEP> 35/36 <SEP> Wertangabe
<tb>  l778 <SEP> 815 <SEP> 4200 <SEP> 48,2 <SEP> 2,8 <SEP> 37/38 <SEP> 38/39
<tb>  1779 <SEP> 980 <SEP> 1750 <SEP> 17,2 <SEP> 3,7 <SEP> 36/38 <SEP> 34/35
<tb>  1779 <SEP> 980 <SEP> 1400 <SEP> 242,9 <SEP> 3,6 <SEP> 36/37 <SEP> 34/35
<tb>  1779 <SEP> 925 <SEP> 2800 <SEP> 12,1 <SEP> 4,3 <SEP> 37/38 <SEP> 38/39
<tb>  1779 <SEP> 925 <SEP> 2100 <SEP> 62,8 <SEP> 2,5 <SEP> 32/34 <SEP> 32/34
<tb>  1794 <SEP> 1040 <SEP> 700 <SEP> 247,7 <SEP> 6,3 <SEP> 38/39 <SEP> 35/37
<tb>  1794 <SEP> 980 <SEP> 1750 <SEP> 55,6 <SEP> 4,4 <SEP> 38/39 <SEP> 36/37
<tb>  1794 <SEP> 925 <SEP> 2100 <SEP> 140,4 <SEP> 3,

  6 <SEP> 38/39 <SEP> 34/35
<tb>  l795 <SEP> 980 <SEP> 1750 <SEP> 6,6 <SEP> 3,4 <SEP> 37/39 <SEP> 39/41 <SEP> bei <SEP> Bruch
<tb>  1795 <SEP> 980 <SEP> 1400 <SEP> 300,0 <SEP> 6,4 <SEP> 36/37 <SEP> 36/38 <SEP> defekt
<tb>  1795 <SEP> 1095 <SEP> 700 <SEP> 40,6 <SEP> 9,0 <SEP> 36/37 <SEP> 36/38       Die Resultate der     Kriechbruchteste    dieser     fünf     Legierungen bei Temperaturen von 925 und 980  C  sind in     Fig.    1 der beiliegenden Zeichnung aufgezeich  net. Dabei wird festgestellt, dass diese Legierungen  hervorragende     Kriechbruchfestigkeitseigenschaften    bei  Temperaturen von 925 und 980 C verzeichnen.

   Die  durchschnittliche Zeitdauer ist durch feste Linien         angezeigt.    Die Verteilung zeigte sich in jedem Falle  innerhalb der durch die gestrichelten Linien umrahm  ten Fläche. Die entsprechenden     Formänderungsfestig-          keiten    bzw.     Dehnfähigkeiten    sind, wie durch die  durch Verlängerungen hervorgerufenen Bruchwerte  gezeigt wird, hervorragend.    <I>Beispiel 4</I>    Die folgenden drei Legierungen dieser Erfindung  werden unter den angegebenen     Bedingungen    ge  schmolzen und zu     Gussstücken    gegossen.

   Die analy-    tische Zusammensetzung dieser     Legierungen    ist (in       Gew.7o)    die folgende:  
EMI0004.0014     
  
    Hitze <SEP> geschmolzen <SEP> gegossen
<tb>  C <SEP> B <SEP> Zr <SEP> Fe <SEP> Cr <SEP> Co <SEP> W <SEP> Al <SEP> Ti <SEP> Ni
<tb>  Nr. <SEP> in <SEP> in
<tb>  1814 <SEP> Vakuum <SEP> Vakuum <SEP> 0,10 <SEP> 0,071 <SEP> 0,08 <SEP> 0,17 <SEP> 11,9 <SEP> 10,0 <SEP> 7,66 <SEP> 4,41 <SEP> 4,25 <SEP> 61,2
<tb>  1817 <SEP> Vakuum <SEP> Argon <SEP> 0,098 <SEP> 0,043 <SEP> 0,12 <SEP> 0,12 <SEP> l1,9 <SEP> 10,0 <SEP> 7,78 <SEP> 4,36 <SEP> 4,62 <SEP> 61,4
<tb>  und <SEP> Argon
<tb>  1819 <SEP> Argon <SEP> Argon <SEP> 0;

  099 <SEP> 0,056 <SEP> 0,05 <SEP> 0,26 <SEP> 12,0 <SEP> 10,0 <SEP> 7,68 <SEP> 4,29 <SEP> 4,12 <SEP> 61,1       Die bei     Zimmertemperatur    durchgeführten Teste mit Proben einer jeden dieser Legierungen sind in  der folgenden Tabelle     VI    wiedergegeben:    
EMI0005.0001     
  
    <I>Tabelle <SEP> V1</I>
<tb>  Hitze <SEP> Streckgrenze <SEP> Zugfestigkeit <SEP> Verlängerung <SEP> Reduktionsfläche <SEP> Härtegrad
<tb>  <U>Nr. <SEP> kg/cm</U>2 <SEP> kg/cm2
<tb>  1814 <SEP> 8500 <SEP> <I>9250 <SEP> 4,2</I> <SEP> 11,0 <SEP> 38
<tb>  1817 <SEP> 8200 <SEP> 8900 <SEP> 3,2 <SEP> 7,9 <SEP> 37
<tb>  1819 <SEP> 8500 <SEP> 9500 <SEP> 6,3 <SEP> 6,3 <SEP> 38       Die Bruchwerte bei Spannung bzw.

   Zug der ver  schiedenen Probestücke der Legierungen gemäss Bei-    spiel 4 sind in der folgenden Tabelle     VII    wieder  gegeben.  
EMI0005.0003     
  
    <I>Tabelle <SEP> V11</I>
<tb>  Hitze <SEP> Temperatur <SEP> Spannung <SEP> Bruchdauer <SEP> Verlängerung
<tb>  Nr.

   <SEP>   <SEP> C <SEP> kg/cm2 <SEP> Stunden
<tb>  1814 <SEP> 980 <SEP> 1750 <SEP> 34 <SEP> bis <SEP> 50 <SEP> 4,4 <SEP> bis <SEP> 7,0
<tb>  925 <SEP> 2100 <SEP> 96 <SEP> bis <SEP> 190 <SEP> 3,4 <SEP> bis <SEP> 4,4
<tb>  1817 <SEP> 980 <SEP> 1750 <SEP> 67 <SEP> bis <SEP> 90 <SEP> 6,4 <SEP> bis <SEP> 7,0
<tb>  925 <SEP> 2100 <SEP> 79 <SEP> bis <SEP> 435 <SEP> 2,5 <SEP> bis <SEP> 5,9
<tb>  1819 <SEP> 980 <SEP> 1750 <SEP> 43 <SEP> bis <SEP> 50 <SEP> 4,8 <SEP> bis <SEP> 5,6
<tb>  925 <SEP> 2100 <SEP> 150 <SEP> bis <SEP> 184 <SEP> 4,0 <SEP> bis <SEP> 4,7       In     Fig.    2 der beiliegenden Zeichnung zeigen die  Kurven die     Kriechdehnungsversuche    mit der Legie  rung Nr. 1817, wobei unter den angegebenen Bedin  gungen gearbeitet worden ist.

   Diese     Kurven    zeigen  eindeutig die hervorragenden Eigenschaften der erfin  dungsgemässen Legierungen.  



  Um den Verbraucher der Legierung zu gestatten,  das Verhältnis von Spannung zu Bruch als     Funktion     des     Zeit-Temperatur-Parameters    zu bestimmen, mag  die in     Fig.    3 der beiliegenden Zeichnung gezeigte  Kurve dienlich sein. Auf der Ordinate sind die Span  nungen bei den angegebenen Belastungen aufgetragen,  während auf der Abszisse die Werte der folgenden  Gleichung aufgetragen sind:  <I>X = T (25</I> + log<I>t) X</I> 1,8 X     10-3     worin  T die Temperatur in Grad Kelvin  logt = Logarithmus mit der Basis 10 der Zeit  in Stunden.  



  So finden sich die     Spannungsbruchzeiten    bei Tem  peraturen von 815 bis 1095  C bei einer     Behandlung     von 100 Stunden bei den Stellen A, während die       Spannungsbruchzeiten    für jede dieser Temperaturen  bei einer Behandlung von 500 Stunden sich bei den  Stellen B befinden. Dabei ist bemerkenswert, dass die  verschiedenen Resultate für fünf verschiedene Wärme  behandlungen der erfindungsgemässen     Legierungen    in  unmittelbarer Nähe der in     Fig.2    gezeigten Kurve  liegen.  



  Die erfindungsgemässen Legierungen lassen sich  leicht derart giessen, dass man Turbinenschaufeln für  Gasturbinen und Düsentriebwerke, Schraubenbolzen  für bei hohen Temperaturen arbeitenden Apparaturen  und Backen und andere Fixiervorrichtungen, welche    in den heissen Bereichen von     Kriechbruchfestigkeits-          apparaturen    verwendet werden, erzeugen kann. So  wurden     Präzisionsgussschaufeln    auf diesen Legierun  gen durch Giessen in einer     Argonatmosphäre    erzeugt,  wobei     derartige    Schaufeln eine hervorragende Ober  flächenbeschaffenheit aufwiesen.

   Die bisher bekannten  Legierungen besitzen ausnahmslos nicht die allen vor  liegenden Legierungen eigenen gemeinsamen Eigen  schaften bei Temperaturen bis zu 1040  C.  



  Bestandteile aus den erfindungsgemässen Legie  rungen sind gegen Oxydationseinwirkungen durch die  Luft bei Temperaturen von bis zu 1095  C wider  standsfähig, indem praktisch keine Oxydationserschei  nungen feststellbar sind. So zeigen     Gussstücke,    welche  während bis zu 800 Stunden an der Luft bei Tempe  raturen von 980  C einen     Bruchfestigkeitstest    unter  Spannung unterzogen werden, praktisch keine Oxy  dationserscheinungen.  



  Die     Legierungen    gemäss vorliegender Erfindung  besitzen überdies     die    für manche Anwendungsgebiete  besonders wichtige     Eigenschaft    eines hohen     Elasti-          zitätsmoduls    sowohl bei     Zimmertemperatur    als auch  bei Temperaturen von bis zu 1095  C. So beträgt der       Elastizitätsmodul    einer Legierung bei Zimmertempe  ratur durchschnittlich 2 450 000     kg/cm2    und bei einer  Temperatur von 870  C<B>1680</B> 000     kg/cm2.    Diese  Werte sind durch dynamische Testmethoden festge  stellt worden.

   Wie diese     Werte    zeigen, ist die Ab  nahme des     Elas.tizitätsmoduls    bei zunehmender Tem  peratur verhältnismässig gering.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH I Mittels Präzisionsgusstechniken giessbare Legie rung, die gegen Oxydation beständig ,ist, wenn sie der Luft bei Temperaturen zwischen 925 und 1040 C ausgesetzt wird, und eine Duktilität von mindestens 3 % aufweist sowie das Vermögen hat, Spannungen von mehr als 1050 kg;
    cmz bei Temperaturen von 925 bis 1040 C während Zeiträumen von 100 bis 500 Stunden zu vertragen, dadurch gekennzeichnet, dass sie 9 bis 11 Gew.% Kobalt, 9 bis 15 Gew. % Chrom, 6 bis 10 Gew.% Wolfram, 3,5 bis 5 Gew.% Titan, 3 bis 5 GewA Aluminium, 0,04 bis 0,2 Gew.% Kohlenstoff, 0,02 bis 0,2 GewA Bor, 0,01 bis 0,2 Gew.% Zirkonium und nicht mehr als 3 GewA andere Bestandteile enthält, während der Rest aus Nickel besteht.
    UNTERANSPRÜCHE 1. Legierung nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass sie 9,5 bis 10,5 GewA Kobalt, 11 bis 13 GewA Chrom, 7,5 bis 8,5 Gew.% Wolfram, 4,0 bis 4,8 GewA Titan, 3,5 bis 4,8 Gew.% Alumi nium, 0,08 bis 0,13 GewA Kohlenstoff, 0,04 bis 0,08 GewA Bor, 0,02 bis 0,08 GewA Zirkonium und nicht mehr als 3 GewA andere Bestandteile enthält, während der Rest aus Nickel besteht. 2.
    Legierung nach Patentanspruch I oder Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie bis zu 2 Gew.% Eisen, bis zu 0,5 Gew.% Mangan und bis zu 0,5 Gew.% Silicium enthält. 3. Legierung nach Patentanspruch I oder Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie weniger als 0,01 Gew.% Sauerstoff und weniger als 0,01 GewA Stickstoff enthält.
    PATENTANSPRUCH 1I Verfahren zur Herstellung einer Legierung gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man in einer nicht reaktionsfähigen Atmosphäre oder im Vakuum 9 bis 11 Gew.% Kobalt, 9 bis 15 GewA Chrom, 6 bis 10 Gew.% Wolfram, 3,5 bis 5 Gew.% Titan, 3 bis 5 Gew.% Aluminium, 0,04 bis 0,2 Gew.% Kohlenstoff, 0,02 bis 0,2 GewA Bor, 0,01 bis 0,2 GewA Zirkonium, nicht mehr als 3 Gew.% andere Bestandteile und als Rest Nickel schmilzt.
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