CS204976B2

CS204976B2 - Meltable alloy with resistance to oxidation

Info

Publication number: CS204976B2
Application number: CS737273A
Authority: CS
Inventors: Howard J Klein; Robert B H Herchenroeder
Original assignee: Cabot Corp
Priority date: 1972-10-24
Filing date: 1973-10-23
Publication date: 1981-04-30
Also published as: ZA737850B; HU166191B; IT999670B; AT329888B; DE2352704A1; LU68682A1; SE390423B; AU473828B2; JPS5733331B2; ATA895973A; US3802875A; GB1440835A; BE806402A; FR2203884B1; DD107949A5; DE2352704C2; NL7314619A; BR7308241D0; FR2203884A1; CH585796A5

Description

Vynález se týká tavitelných slitin, odolných vůči oxidaci a zvláště Slitin kobaltu se zlepšenou odolností vůči oxidaci, speciálně slitin na bázi kobaltu,, obsahujících . malý, avšak účinný přídavek lanthanu.

Patentní spis USA č. 3 418 111 popisuje s^^itinu na bázi kobaltu, obsahující lanthan za účelem zlepšení antioxidačních vlastností slitin této· třídy.

Nedostatky uvedených slitin odstraňuje tavitelná slitina, odolná vůči oxidaci, podle vynálezu, jejíž podstata spočívá v tom, že sestává z následujících složek, jejichž obsah je uveden v hmotnostní -koncentraci 0,001 až 0,33 % uhlíku, 0,005 až 2 % manganu, 0,005 až 1 % křemíku, stop až 0,02 °/o fosforu, stop až 0,015 % síry, 18 až · 30 °/o chrómu, 8 až 30· procent. niklu, 8 až 18 % wolframu, 0,001 až 0,018 % lanthanu, 0,02 až 0,7 % hliníku, 0,001 až 0,02 % boru, 0,005· až 10 % železa a zbylou část tvoří maximálně 61 % kobaltu a obvyklé nečistoty v běžných množství.

Dále bylo zjištěno·, že je možno při dodržování uvedeného úzkého rozmezí obsahu lanthanu a použití alespoň 0,02 % hliníku, získat slitinu se značně lepšími celkovými vlastnostmi ve srovnání se známými produkty. Rovněž bylo zjištěno, že zatímco slitiny podle vynálezu mohou být taveny o sobě známými postupy, je možno dosáhnout mno2 hem lepší kontroly složení a .mezní odolnosti vůči oxidaci tavením primární taveniny buď ve vakuu indukcí, nebo obloukovým tavením na vzduchu, následovaným stupněm elektrostruskové přetavby.

Na přiložených výkresech jsou znázorněny grafy výhodných provedení tavitelné slitiny podle vynálezu, odolné vůči oxidaci, kde obr. 1 zobrazuje . graf průměrné dé-liky trhliny v závislosti na obsahu lathanu v zápustce o průměru 63,5 mm;

obr. 2 je graf průměrné délky trhliny v závislosti na obsahu lanthanu v zápustce o průměru 101,6 mm;

obr. 3 je graf úbytku v <m v závislosti, na obsahu hliníku při teplotě 1149'°C; statický oxidační test při různých obsazích lanthanu a obr. 4 je graf hmotnostního úbytku v závislosti na konečném obsahu hliníku při 1093 °C; dynamický oxidační test.

Za účelem dokreslení příznivých výsledků, získaných podle vynálezu, bylo použito různých tavících teplot při různém obsahu lanthanu a hliníku. V testech bylo použito· in204976 dukční tavení na vzduchu nebo ve vakuu, následovaného elektrostruskovou přetavbou pro zísikání finální slitiny.

Tabulka I

Hmotnostní koncentrace složek slitin v %

Různé vzorky, získané uvedeným způsobem vykazují složení, uvedené v následující tabulce I.

slitina	c	Mn	Si	S	Cr	Ni	W
A	0,08	0,66	0,34	0,010	21,60	22,30	14,05
В	0,08	0,66	0,33	0,009	21,50	22,30	14,05
c	0,08	0,62	0,36	0,003	21,20	22,80	13,85
D	0,10	0,64	0,36	0,003	21,20	22,70	13,85
E	0,09	0,54	0,47	0,006	22,40	22,30	14,25
F	0,09	0,64	0,46	0,006	22,50	22,30	14,20
G	0,09	0,70	0,47	0,006	22,50	22,10	14,15
H	0,09	0,68	0,48	0,007	22,50	22,20	14,15
I	0,12	0,80	0,26	ns	22,30	21,20	13,80
i—1	0,08	0,66	0,32	0,006	21,90	22,40	14,05
J	0,12	0,90	0,28	ns	22,10	21,20	13,80
J-1	0,08	0,70	0,35	0,006	21,90	22,30	14,05
к	0,08	0,66	0,34	ns	21,60	22,30	14,05
L	0,08	0,66	0,31	0,010	22,00	22,30	14,15
M	0,09	0,65	0,24	0,001	21,50	21,80	14,00
N	0,10	0,59	0,22	0,001	21,94	22,15	14,11
0	0,09	0,62	0,29	0,006	20,60	22,70	13,45
P	0,10	0,66	0,44	0,001	21,82	21,87	13,85
Q	0,07	0,58	0,35	0,005	21,90	21,90	14,35

ns = nebylo stanoveno

Tabulka I — pokračování
slitina	La AI	В	Fe	Co+
A	< 0,005 0,23 <	0,001	2,21
В	< 0,005 0,04 <	0,001	2,21	+
C	0,012 0,16	0,002	1,96	+
D	0,008 0,43	0,003	1,96
E	0,010 0,08	0,004	1,50	+
F	0,010 0,19	0,003	1,50	+
G	0,011 0,31	0,002	1,46
H	0,010 0,43	0,003	1,48	+
I	< 0,005 < 0,02	ns	2,10	4-
1—1	< 0,010 < 0,10	ns	2,33
J	< 0,005 < 0,02	ns	3,22
J-1	< 0,005 < 0,02 < 0,005 0,01	ns	2,36	+
к	0,001	2,21	+
L	0,005 < 0,01 <	0,001	2,24	+
M	0,02 0,08	0,001	1,90	+
N	0,03 0,05 <	0,001	1,38	+
O	0,04 0,28	0,004	2,06	+
P	0,05 0,19	0,001	1,40	+
Q	0,08 0,11	0,002	2,06	+
+ = rovnováha kobaltu a případných nečistot
Z těchto	slitin bylo prvních dvanáct po-	Výsledky	testů jsou	uvedeny v následující
drobeno zkouškám na odolnost vůči oxidaci.	tabulce:

20497В dynamický statický (,um) (boční úbytek («m) 1149 °C

1093 °C

Tabulka II

Výsledky oxidace pro vzorky A — L dynamický (Pa)

1093 °C

A	-10,75	7,56	12,37
В	—30,75	ns	20,36
C	-20,60	8,71	8,13
D	—10,45	7,39	8,84
E	—30,13	10,41	10,24
F	-22,47	9,37	8,80
G	—10,65	8,51	9,29
H	-10,58	8,05	10,24
I	-126,00	143,20	22,02
i—1	—120,70	ns	26,77
J	—780,00	101,10	48,61
1-1	—80,00	ns	10,02
К	—170,85	29,80	38,54
L	—210,10	30,70	36,52

ns = nebylo stanoveno

Oxidační testy podle tabulky II byly identické pro všechny zkoušené slitiny. Ve všech případech bylo použito vzorků o tloušťce 1,524 mm, délce 85,72 mm a šířce 9,52 mm. Jedna skupina vzorků byla vystavena dynamickým zkouškám, vystavením vzorků teplotě 1093 °C.

Jiná skupina vzorků byla vystavena zkoušce statické oxidace při teplotě 1149 °C po dobu 25 hodin. Následně byl .měřen úbytek materiálu, přičemž získané výsledky jsou uvedeny výše.

Vzorky A až H a M až Q byly vystaveny zkouškám tavitelnosti. Postup zkoušek je popsán v publikaci Metal Progress, Metal Progress News Supplement, sv. 100,4.2, str. 7, srpen 1971. Výsledky testů jsou uvedeny v tabulce III.

Tabulka III průměrná délka trhlin rádius zápustky '63,5 mm

W rádius zápustky 101,6 mm

Znatelná zlepšení u slitin podle vynálezu v obou oxidačních testech a testech tavitelnosti jsou patrná z porovnání slitin A taž H (podle vynálezu) se slitinami I až Q (ostatní slitiny). Zlepšení jsou nejlépe patrna z obrázků, na nichž obr. 1 a 2 ukazují, že při hmotnostní koncentraci lanthanu pod asi 0,018 °/o dochází ke vzniku v průměru velmi krátkých trhlin, kdežto nad 0,018 % lanthanu se délka trhlin znatelně zvyšuje. Obr. 3 a 4 ukazují, že při udržování obsahu hliníku a lanthanu v rozmezí, daném předkládaným vynálezem se znatelně zvýší odolnost slitiny vůči oxidaci, takže je možno konstatovat, že kombinace kritického obsahu lanthanu a obsahu hliníku produkuje nové varianty slitin pro výrobu produktů, vystavených oxidačním vlivům.

Je zřejmé, že podstata vynálezu není omezena výhodným provedením, popsaným v předchozím textu, a že je možno zahrnout další modifikace, aniž by byl překročen rozsah, daný předkládaným vynálezem.

A В C E F G H

55,88

65,27

102.36 ns

213.36 ns

L M

N.

O P

Q

45,72

398,78

322,58

551,18

388,62

975,36

0

37,08 0 0 0 0

71,12

248.92

121.92

55,88

205,74 ns = nebylo stanoveno

Claims

PREDMET vynalezu

Tavitelná slitina, odolná vůči oxidaci vyznačená tím, že z následujících složek, jejichž obsah je uveden v hmotnostní koncentraci 0,001 až 0,33 % uhlíku, 0,005 až 2 % manganu, 0,005 až 1 % křemíku, stop až 0,02 procenta fosforu, stop až 0,015 % síry, 18 až 30 % chrómu, 8 až 30 % niklu, 8 až 18 procent wolframu, 0,001 až 0,018 % lanthanu, 0,02 až 0,7 % hliníku, 0,001 až 0,02 % boru, 0,005 až 10 % železa a zbylou část tvoří maximálně 01 °/o 'kobaltu a obvyklé nečistoty v běžných množstvích.