DE1082739B

DE1082739B - Verwendung nicht ausscheidungshaertender, ueberhitzungsunempfindlicher Legierungen

Info

Publication number: DE1082739B
Application number: DES33637A
Authority: DE
Inventors: Anton Robert Wagner
Original assignee: Nyby Bruk AB
Current assignee: Nyby Bruk AB
Priority date: 1953-05-29
Filing date: 1953-05-29
Publication date: 1960-06-02

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft die Verwendung nicht ausscheidungshärtender, überwiegend austenitisches Gefüge aufweisender Legierungen zur Herstellung von Gegenständen, welche Betriebstemperaturen von mindestens 650° C ausgesetzt sind und dabei gegen zeitweilige Überhitzung über die vorgesehene Betriebstemperatur unempfindlich sind.

In der modernen Technik zeigt sich ein immer größerer Bedarf an warmfesten Werkstoffen, insbesondere warmfesten Stählen. Durch die rasche Entwicklung z. B. auf dem Gebiete der Gasturbinen stiegen auch die Forderungen, die man an die Warmfestigkeitseigenschaften, besonders aber an die Überhitzungsunempfindlichkeit solcher Werkstoffe stellte. Eine Unzahl von Legierungskombinationen wurde zur Erzielung besserer Eigenschaften bei höheren Temperaturen vorgeschlagen.

Schon früh hat man festgestellt, daß austenitische Stahllegierungen, die genügend hohe Gehalte an Chrom und Nickel sowie an gewissen anderen Elementen, wie Wolfram und Kobalt, besitzen, sehr gute Warmfestigkeitseigenschaften bei Temperaturen um und über 500° C aufweisen. Zur Unterdrückung von· Chromkarbidausscheidungen an den Korngrenzen wurden auch besondere karbidbildende Elemente zugesetzt, wie Titan, Niob, Tantal, Vanadin usw.

Es zeigte sich aber ziemlich bald, besonders durch die rasche Entwicklung der Flugtechnik im Verlauf des zweiten Weltkrieges, daß die austenitischen warmfesten Chrom-Nickel-Stähle des älteren Typs versagten, wenn sie längere Zeit hohen mechanischen Beanspruchungen bei hohen Temperaturen ausgesetzt wurden.

Auf der Suche nach neuen Werkstoffen wurden dann hochlegierte Werkstoffe auf Chrom-Nickel-Basis mit einer Grundzusammensetzung von 20% Chrom und 80% Nickel entwickelt. Diese Legierungen sollen außerdem 0,05 bis 0,5% Kohlenstoff und ein oder mehrere karbidbildende Elemente enthalten, unter welchen dem Titan die erste Stelle eingeräumt wurde.

Beachtenswerte Erfolge wurden sowohl mit den warmfesten Chrom-Nickel-Stählen als auch mit den Speziallegierungen auf Nickel-Chrom-Basis erzielt, wenn die Zusammensetzung so gewählt wurde, daß die Werkstoffe nach einer entsprechenden Wärmebehandlung das Phänomen der Ausscheidungshärtung aufwiesen.

In ausscheidungshärtenden Legierungen erhält man bekanntlich nach rascher oder kritischer Abkühlung von hohen Lösungstemperaturen eine übersättigte feste Lösung gewisser Legierungselemente in der Grundmasse.

Nach einer Wiedererhitzung auf eine Temperatur,

Verwendung

nicht ausscheidungshärtender,
überhitzungsunempfmdlicher Legierungen

Anmelder:

Nyby Bruks Aktiebolag,
Nybybruk (Schweden)

Vertreter: Dr. M. Eule, Patentanwalt,
München 13, Kurfürstenplatz 2

Anton Robert Wagner, Trollhättan (Schweden),
ist als Erfinder genannt worden

die wesentlich tiefer liegt als die Lösungstemperatur, werden die sich in fester Lösung befindlichen Elemente als Fremdphase in feinster Form ausgeschieden, wodurch die Legierung eine Verbesserung in ihren Eigenschaften erfährt, wie z. B. erhöhte Festigkeit und Härte. Wird aber die für einen solchen ausscheidungshärtenden Werkstoff kritische Temperatur überschritten — die Höhe dieser Temperatur ist abhängig von der jeweiligen Zusammensetzung —, vereinigen sich (koagulieren) die feinstausgeschiedenen Teilchen zu gröberen Partikeln, und die Eigenschaften werden verschlechtert (Überalterung). Auch nach einer Senkung der zu hohen Temperatur auf oder unter den normalen kritischen Wert, bleibt die Verschlechterung der Eigenschaften erhalten. Um die alten guten Eigenschaften wiederzuerlangen, muß eine solche ausscheidungshärtende Legierung einer neuerlichen vollständigen Wärmebehandlung zur Lösung und feinstverteilten Ausscheidung der dafür geeigneten Elemente unterworfen werden.

Von gewissen Leichtmetallegierungstypen, besonders vom Typ des Duralumins her, ist neben der Ausscheidungshärtung noch eine Erscheinung bekannt, die als Raumtemperaturauslagerung oder Raumtemperaturalterung oder auch als Kaltaushärtung bezeichnet wird. Sie wird teils einer Ausscheidung von metastabilen Phasen, teils Atomkomplexbildungen ohne Ausscheidungsvorgänge zugeschrieben. Die Härtesteigerung, die im ersten Falle der Ausscheidung und im letzteren Fall Gitterverspannungen zugeordnet ist, kann schon bei bedeutend

009 528/252

3 4

niedrigeren Temperaturen als der Lösungstemperatur, Wie groß dieser Anteil ist, kann leicht dadurch er-

ja auch als der normalen Ausscheidungstemperatur rechnet werden, daß man die Gehalte an C und N mit

aufgehoben werden, wobei entweder die ausgeschiede- 4 multipliziert und vom Gesamtgehalt an Titan ab-

nen metastabilen Phasen wieder gelöst oder die durch zieht. Da es sich bei den gemäß der vorliegenden Er-

die Atomkomplexbildungen hervorgerufenen Gitter- 5 findung zu verwendenden Legierungen nicht um

verspannungen aufgelöst werden. Wird aber im An- ausscheidungshärtende, sondern rückbildbare Systeme

Schluß daran wieder bei Raumtemperatur gelagert, handelt, wo also eine Lösungsglühung wie bei den aus-

dann stellt sich die Härtesteigerung wieder ein, die scheidungshärtenden Systemen mit nachfolgender kri-

Legierüiig härtet wieder aus. Dieses Phänomen, das tischer Abkühlungsgeschwindigkeit zur Erzielung der

beliebig oft wiederholt werden kann, wird als Rück- io Festigkeitssteigerung nicht mehr absolut notwendig

bildung bzw. Härterückbildung, im Englischen als ist, ergibt sich daraus nach der üblichen Warmform-

»restoration«, bezeichnet. Im folgenden werden solche gebung bei hohen Temperaturen, daß es von Vorteil

Legierungen im Gegensatz zu den ausscheidungshär- ist, eine nachfolgende langsame Abkühlung womöglich

tenden Legierungen als rückbildbare Legierungen be- mit einem Aufenthalt bei Temperaturen zwischen

zeichnet werden. 15 850 und 980° C zwecks Ausscheidung aller möglicher-

Im Verlauf von Forschungsarbeiten auf dem Ge- weise noch in Lösung befindlicher Elemente in koagu-

biete der warmfesten Stahllegierungen konnten Beob- lierter Form durchzuführen. Ein Ausscheidungseffekt

achtungen gemacht werden, die überraschenderweise kann danach nicht mehr auftreten,

daraufhin deuteten, daß eine solche Rückbildbarkeit Die Erfindung erlaubt also die Herstellung warm-

der Eigenschaften auch bei Stählen hervorgerufen 20 fester Gegenstände, die rückbildbar härtend sind und

werden kann, und zwar bei bedeutend höheren Tempe- die unempfindlich sind gegen Überhitzungen über die

raturen als beim Duralumin, wenn die Voraus- für den Gegenstand vorgesehene Arbeitstemperatur.

Setzungen dazu in der chemischen Zusammensetzung Diese Unempfindlichkeit gegenüber Überhitzungen

gegeben sind. oder die Rückbildbarkeit der Festigkeit äußert sich

Allgemein läßt sich sagen, daß eine wesentliche 25 darin, daß diese Gegenstände bei der Rückkehr von

Voraussetzung die Anwesenheit von Titan ist. Über- einer Übertemperatur zur normalen Betriebstempe-

raschenderweise zeigte sich weiter, daß dieser Titan- ratur auch ihre normalen Festigkeitseigenschaften und

gehalt in einer gewissen Beziehung nicht zu den Ge- ihre Härte wiedererlangen.

halten an Kohlenstoff und Stickstoff, sondern auch zu Die Erfindung soll im folgenden mehr im Detail be-

der Summe der Gehalte an Eisen und Kobalt steht. 30 schrieben werden unter Hinweis auf die Zeichnungen,

Es wurde nun gefunden, daß zur Herstellung von die in Diagrammform eine Verdeutlichung der Erfin-

Gegenständen, welche Betriebstemperaturen von min- dung geben sollen.

destens 650° C ausgesetzt sind und dabei gegen zeit- Fig. 1 zeigt die untere Grenze des wirksamen Titanweilige Überhitzung über die vorgesehene Betriebs- gehaltes in Funktion zu der Summe der Fe- und Cotemperatur unempfindlich sein müssen, solche Legie- 35 Gehalte;

rungen besonders geeignet sind, die gemäß der Er- Fig. 2 veranschaulicht den Härterückgang — gefindung nicht ausscheidungshärtend sind von über- messen bei Raumtemperatur —, der bei den auswiegend austenitischem Gefüge mit einem Gehalt an scheidungshärtenden Legierungen durch Überhitzung höchstens 0,6% Kohlenstoff, 13,7 bis 30% Chrom, über die normale Arbeitstemperatur, die mit 700° C wenigstens einem der Elemente Nickel und Mangan 40 angenommen wurde, eintritt und der unverändert in einem Gesamtgehalt von 9 bis 65%, wobei Mangan bleibt, auch wenn wieder auf die normale Arbeitsnur in solchen Mengen enthalten ist, bei welchen noch temperatur gegangen wird;

Warmverformbarkeit gegeben ist, sowie so viel Titan, Fig. 3 zeigt das Verhalten überhitzungsunempfinddaß die untere Grenze des wirksamen Titangehaltes, licher Stähle gemäß der Erfindung nach einer Überd. h. des Gehaltes an Titan, welches sich in fester Lö- 45 hitzung über die Arbeitstemperatur von 700° C hinsung befindet und nicht an andere Elemente, wie Koh- aus. Der durch die höheren Temperaturen bedingte lenstoff und Stickstoff, gebunden ist, durch eine Kurve Härteabfall wird bei Rückkehr zur normalen Arbeitsbestimmt ist, welche in einem Koordinatensystem temperatur aufgehoben, und die normale Härte stellt durch die folgenden Punkte geht: sich wieder ein;

20°/ Fe+Co 0 25°/ Ti ⁵° -^ig. 4 schließlich gibt ein Bild darüber, wie die

30°/ Fe+Co 035 ^fl/ Ti Rückbildung bei wiederholten Überhitzungen arbeitet.

40°/ Fe+Co 050°/ Ti Sämtliche Figuren rühren von konkreten Unter-

50%Fe+Co 0>0°/°Ti suchungsfällen her.

60% Fe+Co 0,90% Ti ^{Die Kurve in Fl}£- 1 S¹" ^fur praktisch kohlenstoff-

70%Fe+Co 1*25% Ti ^{55 un(}^ stickstofj^EreiSTlegierungen. Ist in der Legierung

7ςο/_η "ΚΏ-1-rv! -ι'ςηοΑ^τ; Kohlenstoff oder/und Stickstoff enthalten, so muß der

zur" Erzielung des Ruckbildungseffektes notwendige

und die obere Grenze des wirksamen Titangehaltes bei Titangehalt um einen Prozentgehalt erhöht werden, etwa 2% liegt, wobei der Rest mindestens 20% Eisen der dem vierfachen Gehalt der Summe des Kohlen- und/oder Kobalt ist mit den üblichen Begleitelementen 60 stoff- und Stickstoffgehalts entspricht. Das Titan wird Silizium, Stickstoff, Phosphor und Schwefel. nämlich vom Kohlenstoff bzw. Stickstoff in Form von Die vorerwähnte Abhängigkeit geht am deutlichsten Karbiden bzw. Nitriden abgebunden, so daß der für aus der Fig. 1 hervor, deren Kurvenzug den niedrig- die Rückbildung notwendige »wirksame« Ti-Gehalt sten erforderlichen Gehalt an wirksamem Titan an- immer geringer sein wird als der Gesamtgehalt. Bei gibt, der in Funktion zur Summe der Gehalte an 65 Anwesenheit stark karbidbildender Elemente außer Eisen und Kobalt noch den Rückbildungseffekt her- Titan wird natürlich der Gehalt an Titan, der abvorzurufen vermag. gebunden wird, geringer werden, und bei restloser Ab-Unter dem Begriff des »wirksamen Titangehaltes« bindung des Kohlenstoffes und Stickstoffs durch anversteht man den Prozentgehalt an Titan, der nicht dere Elemente wird der Gesamtgehalt an Titan dem an Kohlenstoff oder/und an Stickstoff gebunden ist. 70 Gehalt an wirksamem Titan gleich sein. Der wirksame

Titangehalt wird mit anderen Worten den Anteil des Gesamt-Titangehaltes ausmachen, der im Gitter der Grundmasse gelöst ist.

Legierungen, deren wirksamer Titangehalt auf oder knapp über der Minimalkurve Hegt, können daher in gewissen Fällen nur einen schwachen Rückbildungseffekt aufweisen. Es ist daher angebracht, daß man den wirksamen Titangehalt immer etwas oberhalb der durch die Kurve definierten Werte wählt. Mit Rücksicht darauf, daß eine einwandfreie Schmiedbarkeit wünschenswert ist, soll der wirksame Titangehalt nicht höher als notwendig gewählt werden.

Für die gemäß vorliegender Erfindung zu verwendenden Stähle bzw. Legierungen liegen die günstigsten Gehalte an wirksamen Titan oberhalb der Minimalkurve bis höchstens %.

Im folgenden werden vier verschiedene Beispiele für Grundlegierungen gegeben, die den mit der Erfindung angestrebten Effekt haben (der Rest ist jeweils Eisen):

1. Chrom 18 bis 28%, Nickel 8 bis 25°/o sowie wirksame Titangehalte zwischen 0,65 und 1,35%. Kobalt kann mit Vorteil zugesetzt werden, und zwar vorzugsweise zwischen 10 und 25%.

2. Chrom 10 bis 18%, Nickel 14 bis 18% und wirksames Titan 0,8 bis 1,4. Kobalt kann mit Vorteil zugesetzt werden, und zwar mit Vorzug zwischen 10 und 25%.

3. Chrom 15 bis 30%, Nickel 32 bis 45%, wirksamer Titangehalt 0,4 bis 0,75. Der Kobaltgehalt kann vorzugsweise 10 bis 25% betragen.

4. Chrom 10 bis 30%, vorzugsweise 18 bis 30%, Nickel 10 bis 45%, vorzugsweise 25 bis 28%, sowie eines oder mehrere der Elemente Molybdän, Wolfram, Vanadin in Gehalten bis zu 1% für jedes und Tantal/Niob bis zu 3 %. Der wirksame Titangehalt wird zwischen 0,35 bis 1,6% gewählt. Kobalt kann zugesetzt werden, und zwar mit Vorzug zwischen 10 und 25%.

Auch zu den Legierungen der Beispiele 1 bis 3 kann eines oder mehrere der Elemente Molybdän, Wolfram, Vanadin, Tantal/Niob zugesetzt werden, wobei der Prozentgehalt für jedes der Elemente nicht 1% bzw. bei Tantal und Niob nicht 3% überschreiten soll.

Liegt der Titangehalt in der Nähe der Minimalgrenze, dann ist es im allgemeinen günstig, den Siliziumgehalt zwischen 0,5 und 1,00% zu halten.

In den oben angegebenen Beispielen besteht der Rest aus Eisen zusätzlich der gewöhnlich mitfolgenden Elemente Kohlenstoff, Silizium, Mangan, Stickstoff, Schwefel und Phosphor und eventuell mit solchen an und für sich bekannten Zusätzen, die einen günstigen Einfluß auf die Festigkeit und/oder die Bearbeitbarkeit bei Raumtemperatur und in der Wärme haben. Solche Zusätze können bestehen aus einem oder mehreren Elementen, wie Silizium, Aluminium, Kupfer, Thorium, Cer, geringe Mengen der seltenen Erdmetalle, alkalische Erdmetalle, Magnesium, Zirkonium, Beryllium, Bor und Uran sowie Phosphor, Schwefel, Arsen, Antimon und Stickstoff.

Im Verlauf der Untersuchungen konnte festgestellt werden, daß die aufgezählten Elemente in den gewöhnlich zur Anwendung gelangenden Gehalten den Rückbildungseffekt nicht schädlich beeinflussen. Einen gewissen Aluminiumgehalt bekommt man, praktisch genommen, immer durch den Titanzusatz in Form der zur Verfügung stehenden Titanlegierungen.

Die Erfindung umfaßt auch ein Verfahren bei der Herstellung von rückbildungsfähigen Gegenständen.

Dieses ist in der Hauptsache dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand bei einer Temperatur über 900° C, vorzugsweise über 1000° C, warmverformt wird, wonach er auf die vorgesehene Arbeitstemperatur bzw. auf jene Temperatur gebracht wird, die die besten Warmfestigkeitseigenschaften hervorruft. Die Abkühlung von der höchsten Behandlungstemperatur zur Arbeitstemperatur oder der Temperatur, die die besten Warmfestigkeitseigenschaften gibt, kann direkt

ίο geschehen, eventuell mit einem Aufenthalt im Temperaturgebiet von 850 bis 980° C, oder man kann auch direkt zur Raumtemperatur abkühlen und im Anschluß daran gegebenenfalls mit einer Wiedererwärmung auf 850 bis 980° C auf die Arbeitstemperatur oder jene Temperatur bringen, die die besten Warmfestigkeitseigenschaften gibt. Die Abkühlung kann im Ofen, in Luft, in öl oder in Wasser geschehen, doch soll sie in der Regel langsam erfolgen. Natürlich ist auch die stufenweise Abkühlung im

ao Ofen möglich. Ist die Abkühlung sehr rasch erfolgt, besonders bei hochkomplexen Zusammensetzungen und/oder nach einer Lösungs-, Diffusions- oder Ausgleichungsglühung bei hohen Temperaturen, z. B. bei 1100° C, dann ist es von Vorteil vor dem Glühen bei der Arbeitstemperatur oder bei der Temperatur, die die besten Warmfestigkeitseigenschaften gibt, die eben genannte Koagulationsglühung im Temperaturgebiet von 850 bis 980° C durchzuführen. Diese Glühung hat noch den wesentlichen wirtschaftlichen Vorteil, daß der Höchstwert der Festigkeit durch die Erwärmung auf die Arbeitstemperatur in bedeutend kürzerer Zeit (etwa einem Zehntel) erreicht wird.

Die Glühung, die vorgenommen wird, um die erstrebten Festigkeitseigenschaften voll und ganz zur Ausbildung zu bringen, kann auch bei der Anwendung selbst geschehen.

Im folgenden wird teils ein Vergleich zwischen einem ausscheidungshärtenden und einem rückbildbaren Fall gegeben, teils wird gezeigt, wie sich die Härte unter dem Einfluß der Temperatur bei einem rückbildbaren Werkstoff verändert, und schließlich wird in der Tabelle IV eine Zusammenstellung einer Anzahl Legierungen gegeben, die entsprechend der -vorliegenden Erfindung behandelt worden waren. In allen angegebenen Fällen sind die untersuchten Probestücke gleichartig wärmebehandelt worden.

Die Tabelle I und die Fig. 2 veranschaulichen die Härteveränderungen bei einer Wärmebehandlung von Probekörpern mit den Abmessungen 22 mm Durchmesser und 10 mm hoch einer ausscheidungshärtenden Legierung mit der Zusammensetzung 0,22% Kohlenstoff, 14,7% Chrom, 24,6% Nickel und 3,5% Aluminium. Die Probekörper wurden zuerst bei 1100° C 1 Stunde geglüht und in Luft abgekühlt. Jede der Proben wurde im Anschluß daran zwischen 700 und 950° C mit 15 Stunden Haltezeit geglüht und in Luft abgekühlt. Nach der Härteprüfung wurde eine zweite Glühung bei 700° C für alle Proben durchgeführt und im Anschluß daran die Härte geprüft. Aus Tafel und Kurvenverlauf geht hervor, daß die Härte mit steigender Temperatur abnimmt. Die linke Seite der Figur zeigt die Festigkeitswerte nach der ersten Glühung, die rechte Seite die Werte nach der zweiten Glühung.

Die Pfeile geben die Richtung an, in welcher die Härtewerte sich verändern, woraus hervorgeht (gleichwie aus der Tabelle 1), daß nach der Wiedererwärmung der Probekörper auf 700° C während 16 Stunden die durch die Überhitzung erniedrigten Werte der Härte unverändert blieben.

Tabelle I

Erste Erwärmung	H_B	Zweite Erwärmung	H_B
Temperatur ⁰C	310	Temperatur ⁰C	300
700	260	700	255
750	235	700	230
800	220	700	215
850	212	700	212
900	210	700	210
950	700

nacheinanderfolgenden Behandlungen im Temperaturintervall von 650 bis 950° C ausgesetzt wird. Nach jeder Behandlung bei den in der Tabelle III angegebenen Temperaturen in den angeführten Zeiten wurde die Härteprüfung bei Raumtemperatur durchgeführt. Aus den angeführten Werten geht die Temperaturabhängigkeit der Härte klar hervor.

Tabelle III

In der Tabelle II und der Fig. 3 wird in entsprechender Form der Härtungsverlauf bei einer rückbildbaren Legierung nach vorliegender Erfindung gezeigt. Zusammensetzung: 0,18% Kohlenstoff, 17,4% Chrom, 27,7 % Nickel, 2,7 % Titan (wirksamer Titangehalt = 2,0 %). Bei dieser Legierung wurde die Härte der zweiten Erwärmung noch etwas gesteigert, was darauf zurückzuführen ist, daß bei der ersten Erwärmung der volle Effekt noch nicht erreicht worden war. Tabelle II

₁₀ Temperatur	Zeit	H„
⁰C	Stunden	*"■B*
700	5	210
850	5	155
15 700	10	220
800	5	162
950	5	142
800	6	161
650	7	240

Erste Erwärmung	H_B	Zweite Erwärmung	H_B
Temperatur ⁰C	350	Temperatur ⁰C	350
700	330	700	352
750	290	700	355
800	235	700	358
850	200	700	360
900	190	700	360
950	700

In der Tabelle III und der entsprechenden Fig. 4 wird ein Bild darüber gegeben, wie die Härtewerte bei einer und derselben Legierung mit der Zusammensetzung: 0,15% Kohlenstoff, 15% Chrom, 26% Nickel und 1,7 % Titan (wirksamer Titangehalt= 1,1%), sich verändern, wenn ein Probekörper In den angeführten Beispielen wird die Härte bei Raumtemperatur angegeben. Eigentlich kann man von der Härte bei Raumtemperatur keine bestimmten Schlüsse hinsichtlicht der Härte und der, Festigkeit bei höheren Temperaturen ziehen. Dagegen kann man sehr gut bei den hier aktuellen Legierungen mit austenitischer Grundstruktur eine Änderung der Härte bei Raumtemperatur als Kriterium für eine Veränderung der Warmfestigkeitseigenschaften ansehen. Die durchgeführten Versuche haben gezeigt, daß diese Betrachtungsweise richtig ist. Wenn also ein Werkstoff einer solchen Überhitzung ausgesetzt wurde, so daß seine Härte bei Raumtemperatur sich erniedrigte, so hat auch seine Warmfestigkeit eine Erniedrigung erfahren, und wenn dieser Werkstoff einen Rückbildungseffekt nach vorliegender Erfindung besitzt und bei der Verwendungstemperatur wieder behandelt wurde, so nimmt er wieder seine normale Härte bei Raumtemperatur an und gleichzeitig seine ursprüngliche hohe Warmfestigkeit.

Tabelle IV

Legie rung	C	Cr	Ni	1 total	wirksam	Mo		V	Co	Nb/Ta	Be	Rück bildbar
1	0,038	15,4	45,7	0,68	0,53		—					nein
2	0,038	15,4	46,4	0,94	0,79	—	2,7	—	—	—	—	ja
3	0,14	19,6	20,6	—	—	2,9	3,17	- —	20	14	—"	nein
4	0,09	20,1	18,8	1,0	0,64	3,04	2,97	—	20,3		- —	nein
5	0,08	19,2	18,8	2,1	1,8	3,0	0,44	—	19,8	—	—	ja
6	0,14	14,9	25,7	1,06	0,50	—	—	—	—	0,82	—	nein
7	0,06	14,7	24,1	0,85	0,61	—	0,52	—	- —	—	—	nein
8	0,15	15,2	26,0	1,7	14	—	—	—	—	0,71	0,003	ja
9	0,21	14,0	24,4	2,1	1,26	—	—	—	—	—	—	ja
10	0,047	15,0	24,9	2,1	1,91	—	—	— ■	— -	—	—	ja
11	0,08	14,4	23,6	2,2	2,0	—	—	—	—	—	—	ja_
12	0,19	18,7	20,1	14	0,44	—	0,78	—	—	—	—	nein
13	0,18, .	18,4	18,5	2,6	1,88	0,5	—	0,33	—	1,07	—	ja
14	0,20	17,7	19,1	2,7	1,9	—	—	_ —	—	—	—	ja_
15	0,032	15,7	20,1	0,8	0,67	—	—	—	—	—	—	nein
16	0,038	15,7	20,1	2,2	2,05	—·	—	—	—-	—	—	ja
17	0,036	15,9	15,2	0,94	0,8	—	—	—	—	—	—	nein
18	0,066	15,9	15,2	1,8	1,51	— "	—	—	—	—	—	ja
19	0,12	25,4	23,4	0,30	— -	1,08	—	—	—	1,9	- —	nein
20	0,16	24,7	19,9	0,62	.—	—	—	—	. —	—	—	nein
21	045	25,0	12,8	0,49	—	—	- —	—	.—-	—	—	nein
22	0,09	17,7	11,6	0,27	—	—	1,21	—	—	—	—	nein
23	0,13	19,9	9,5	0,33	—	0,28		•—·	• —	0,48.	—	nein
24	0,05"	18,0	8,7	0,48	—	—	—	—	—	—	nein

Anmerkung: Die Legierungen
Eisenverunreinigungen.

enthalten Silizium und Mangan bis zu 2% und Aluminium bis 0,8% und dazu die gewönnlititen

In der Tabelle IV werden sowohl Beispiele von Legierungen gezeigt, die inerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung liegen, wie auch solche, die außerhalb, aber an der Grenze gelegen sind. Es soll noch darauf hingewiesen werden, daß der wirksame Titangehalt ohne Berücksichtigung des Stickstoffgehaltes errechnet wurde.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verwendung von nicht ausscheidungshärtenden Legierungen von überwiegend austenitischem Gefüge, bestehend aus höchstens 0,6 °/o Kohlenstoff, 13,7 bis 30% Chrom, wenigstens einem der Elemente Nickel und Mangan in einem Gesamtgehalt von 9 bis 65Vo, wobei Mangan nur in solchen Mengen enthalten ist, bei welchen noch Warmverformbarkeit gegeben ist, sowie so viel Titan, daß die untere Grenze des wirksamen Titangehaltes, d. h. des Gehaltes an Titan, welches sich in fester Lösung befindet und nicht an andere Elemente, wie Kohlenstoff und Stickstoff, gebunden ist, durch eine Kurve bestimmt ist, welche in einem Koordinatensystem durch die folgenden Punkte geht.

20"VaFe-T-Co
30% Fe+Co
40% Fe+Co
50% Fe+ Co
60% Fe+Co
70% Fe+ Co
75% Fe+ Co

0,25% Ti
0,35% Ti
0,50% Ti
0,70% Ti
0,90% Ti
1,25% Ti
1,50% Ti

und die obere Grenze des wirksamen Titangehaltes bei etwa 2% liegt, wobei der Rest mindestens 20% Eisen und/oder Kobalt ist mit den üblichen Begleitelementen Silizium, Stickstoff, Phosphor und Schwefel, zur. Herstellung von Gegenständen, welche Betriebstemperaturen von mindestens 650° C ausgesetzt sind und dabei gegen zeitweilige Überhitzung über die vorgesehene Betriebstemperatur unempfindlich sein sollen.

2. Verwendung von nicht ausscheidungshärtenden Legierungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieselben bei einem Titangehalt in der Nähe der durch die Kurve bestimmten Titangehalte einen Siliziumgehalt von 0,5 bis 1,0%' aufweisen.

3. Verwendung von nicht ausscheidungshärtenden Legierungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieselben neben den angegebenen Elementen in einer Menge von weniger als 1 % mindestens eines der Elemente Molybdän, Wolfram und Vanadin und/oder bis zu 5 % mindestens eines der Elemente Tantal, Niob, Aluminium, Kupfer, Magnesium und Zirkonium und gegebenenfalls geringe Mengen von höchstens einigen Zehntel von 1% mindestens eines der Elemente Thorium, Cer, Beryllium, Bor, Uran, ίο Phosphor, Arsen, Antimon, Schwefel und der Erdalkalimetalle enthalten.

4. Verfahren zur Wärmebehandlung von Gegenständen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände bei einer Temperatur von wenigstens 900° C und vorzugsweise von über 1000° C zunächst warmverformt und dann auf die vorgesehene Verwendungstemperatur langsam abgekühlt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man zwischen die Warmformgebung und Abkühlung auf die Verwendungstemperatur eine Behandlung einschaltet, die eine Abkühlung auf Raumtemperatur und eine Ausgleichsglühung bei wenigstens 1000° C umfaßt.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände nach der Warmverformung bzw. nach der Ausgleichsglühung bei wenigstens 1000° C bis auf Zimmertemperatur abgekühlt werden und daß sie dann, gegebenenfalls unter vorausgehendem Erhitzen auf den Temperaturbereich von 850 bis 980° C, auf die vorgesehene Verwendungstemperatur gebracht werden.

7. Verfahren nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß während der Abkühlung die Gegenstände im Temperaturbereich 850 980° C gehalten werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiedererhitzung auf die vorgesehene Verwendungstemperatur im Zusammenhang mit der Verwendung der Gegenstände geschieht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 731 128, 846 017;

schweizerische Patentschriften Nr. 268 243, 272 003, 504;

französische Patentschrift Nr. 1 007 996;
USA.-Patentschrift Nr. 2 570 193.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen