DE1103597B

DE1103597B - Hard alloy based on cobalt for build-up welding

Info

Publication number: DE1103597B
Application number: DEB22173A
Authority: DE
Original assignee: Gebrueder Boehler and Co AG
Current assignee: Gebrueder Boehler and Co AG
Priority date: 1951-10-02
Filing date: 1952-09-25
Publication date: 1961-03-30

Description

Hartlegierung auf Kobaltbasis für Auftragsschweißungen Zum Aufschweißen von Sitzflächen von Ventilringen und Ventilkegeln wurden bisher Harlegierungen verwendet, die etwa 1,2% C, 28% Cr, 4% W, 650/0 Co, Rest Eisen enthalten und eine Härte von 42 bis 45 RC im aufgeschweißten Zustand ergeben. Für den gleichen Zweck sind auch Legierungen mit 1,5 bis 1,8% C, etwa 28% Cr, 6% W und 33'% Co zur Verwendung gekommen, die noch etwa 30% Eisen enthalten. Auch mit diesen Legierungen können verschleißfeste und zunderbeständige Sitzflächen mit einer Härte von 45 bis 47 RC erzielt werden. Derartige Legierungen werden vorzugsweise zum Aufschweißen der Sitzflächen von Auslaßventilen bei Explosionsmotoren verwendet. Für derartige Zwecke wurden ferner Legierungen empfohlen, die aus 1,5 bis 3% C, 15 bis 25% Cr, 1,5 bis 3,5% Si, 0,5 bis 4% W, 1,5 bis 7% Mo, 25 bis 45% Co, 0,25 bis 1,5% Mn, 0,5 bis 4% B und aus 25 bis 45% Fe bestehen. Diese Legierungen können gegebenenfalls mit Al oder Ti desoxydiert werden und ergeben im Gußzustand eine Härte von 50 bis 60 Rockwell C, die auch nach Glühbehandlungen erhalten bleibt. Solche, durch Wärmebehandlungen praktisch nicht beeinflußbare Härten im Gußzustand werden auch von üblichen Hartlegierungen auf der Basis Cr, W und Co erreicht, die gegebenenfalls auch Zusätze von Ta, V, Mo; B u. dgl. enthalten können.Hard alloy based on cobalt for build-up welds For welding on Hardened alloys were previously used for seat surfaces of valve rings and valve cones, which contain about 1.2% C, 28% Cr, 4% W, 650/0 Co, the remainder iron and a hardness of 42 to 45 RC when welded on. For the same purpose are too Alloys with 1.5 to 1.8% C, about 28% Cr, 6% W and 33% Co have been used, which still contain about 30% iron. Even with these alloys can be wear-resistant and scaling-resistant seat surfaces with a hardness of 45 to 47 RC can be achieved. Such alloys are preferably used for welding the seat surfaces of exhaust valves used in explosion engines. Alloys were also used for such purposes recommended consisting of 1.5 to 3% C, 15 to 25% Cr, 1.5 to 3.5% Si, 0.5 to 4% W, 1.5 up to 7% Mo, 25 to 45% Co, 0.25 to 1.5% Mn, 0.5 to 4% B and 25 to 45% Fe. These alloys can optionally be deoxidized with Al or Ti and yield in the as-cast state a hardness of 50 to 60 Rockwell C, which also after annealing treatments preserved. Such hardnesses which can practically not be influenced by heat treatments in the as-cast state are also common hard alloys based on Cr, W and Co achieved, which may also include additions of Ta, V, Mo; B and the like.

Bei Anforderungen jedoch, wie sie z. B. im modernen Dampfkesselbau an die Sitzflächen der Absperrventile für Hochdruckdampfkessel gestellt werden, haben die üblichen Hartlegierungen nicht entsprochen.. Insbesondere die Anforderungen hinsichtlich Härte und Widerstand .gegen Kavitation konnten bei Anlagen für Drücke von z. B. 130 bis 180 atü und Dampftemperaturen bis zu 650° C nicht erfüllt werden.However, for requirements such. B. in modern steam boiler construction be placed on the seat surfaces of the shut-off valves for high-pressure steam boilers, the usual hard alloys did not meet. In particular the requirements with regard to hardness and resistance against cavitation, systems for pressures from Z. B. 130 to 180 atmospheres and steam temperatures up to 650 ° C are not met.

Gegenstand vorliegender Erfindung sind verbesserte Hartlegierungen für besonders hohe Beanspruchungen, die sowohl das. Erreichen höherer Härte ermöglichen, als auch einen erhöhten Widerstand gegen Kavitation zeigen. Ferner haben die Legierungen der vorliegenden Erfindung eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen korrodierende Angriffe und zeigen außerdem eine verbesserte Schweißbarkeit.The present invention relates to improved hard alloys for particularly high loads, which enable both the achievement of higher hardness, as well as show an increased resistance to cavitation. The alloys also have of the present invention has increased resistance to corrosion Attacks and also show improved weldability.

Diese Legierung bestehen aus 1 bis 2,8'% C, bis zu 5 % Mn, bis zu 0,5 % Si, 0,3 bis 5 °/o. Ni, 15 bis 30% Cr, 5 bis 250/0 W, 0,5 bis 5% Nb und/oder Ta, 0,05 bis 1% B, 0,2 bis 1'% Ti und/oder 0,2 bis 1% Zr, Rest 40 bis 65'% Co.These alloys consist of 1 to 2.8% C, up to 5% Mn, up to 0.5% Si, 0.3 to 5%. Ni, 15 to 30% Cr, 5 to 250/0 W, 0.5 to 5% Nb and / or Ta, 0.05 to 1% B, 0.2 to 1% Ti and / or 0.2 to 1% Zr, the remainder 40 to 65% Co.

Die Zusätze an Titan und Zirkonium sind Legierungszusätze und erfolgen daher in einer Höhe, die in jedem Falle das zur Desoxydation gegebenenfalls erforderliche Ausmaß, das bis zu 0,2% betragen kann, übersteigt.The additions of titanium and zirconium are alloy additions and are made therefore at a level which in any case may be necessary for deoxidation Extent, which can be up to 0.2%, exceeds.

Besonders bewährt haben sich Legierungen aus 2 bis 2,6% C, 0,5 bis 2% Mn, 0,3 bis 0,5% Si, 0,6 bis 0,8% Ni, 28 bis 30% Cr, 18 bis 2004 W, 2 bis 2,75'% Nb und/oder Ta, 0,4 bis 0,6% B und 0,2 bis 1% Ti und/oder 0,2 bis 1% Zr und 44 bis 46% Co.Alloys made from 2 to 2.6% C, 0.5 to 2% Mn, 0.3 to 0.5% Si, 0.6 to 0.8% Ni, 28 to 30% Cr, 18 to 2004 W, 2 to 2.75% Nb and / or Ta, 0.4 to 0.6% B and 0.2 to 1% Ti and / or 0.2 to 1% Zr and 44 bis 46% Co.

Auftragsschweißen aus erfindungsgemäßen Legierungen ergeben RC-Härten von etwa 58. Bei lang andauernden Erwärmungen haben diese Legierungen den Vorzug, an Härte zuzunehmen, was besonders bei Betriebstemperaturen von etwa 600° C sehr erwünscht ist. Die Härte steigt hierbei auf 63 bis 65 RC an. Der diese Härtesteigerungen verursachende Ausscheidungsvorgang kann durch eine Glühbehandlung, beispielsweise bei einer Temperatur von 800° C, beschleunigt werden.Build-up welding from alloys according to the invention results in RC hardening of about 58. In the case of prolonged heating, these alloys have the advantage to increase in hardness, which is particularly important at operating temperatures of around 600 ° C is desirable. The hardness increases to 63 to 65 RC. That these hardness increases The precipitating process can be caused by an annealing treatment, for example at a temperature of 800 ° C.

In Fällen geringerer Temperaturbeanspruchung genügt bereits ein Kobaltgehalt von etwa 30%, wobei dann der darüber hinausgehende Kobaltgehalt ganz oder teilweise durch Eisen ersetzt wird.In cases of lower temperature stress, a cobalt content is sufficient of about 30%, in which case the cobalt content going beyond this is wholly or partially is replaced by iron.

Die Legierungen der vorliegenden Erfindung können als gegossene Stäbe im überschliffenen Zustand mit der Gasflamme oder mit dem Lichtbogen in einer Schutzgasatmosphäre, beispielsweise in einer Argon-H.elium- oder in einer Wasserstoffatmosphäre, verschweißt werden. Als Mantelelektroden sind sie mit Gleichstrom oder mit Wechselstrom verschweißbar.The alloys of the present invention can be used as cast rods in the ground state with a gas flame or with an electric arc in a protective gas atmosphere, for example in an argon-H.elium or in a hydrogen atmosphere, welded will. As jacket electrodes, they can be welded with direct current or alternating current.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Hard alloy as a material for build-up welding using gas fusion or arc welding, characterized in that it consists of 1 to 2.8% carbon, up to 5% manganese, up to 0.5% silicon, 0.3 up to 511 / o nickel, 15 to 30% chromium, 5 to 25111o tungsten, 0.5 to 5% niobium or tantalum, 0.05 to 1% boron and 0.2 up to 1% titanium and / or 0, 2 to 1% zirconium, the remainder 40 to 6511 / o cobalt.

2. Hard alloy according to claim 1, characterized in that it consists of 2 to 2.6% carbon, 0.5 to 211 / o manganese, 0.3 to 0.5% silicon, 0.6 to 0.80% nickel, 28 to 30% chromium, 18 to 20% tungsten, 2 to 2.75% niobium and / or tantalum, 0.4 to 0.6% boron and 0.2 up to 111% titanium and / or 0.2 to 1% zirconium and 44 to 46% cobalt.

3. Hard alloy according to claim 1 or 2, characterized in that the cobalt content above 30% is completely or partially replaced by iron. Considered publications: Austrian patent specification No. 144 641; Swiss patents No. 276 446, 268 221; British Patent No. 510 154; U.S. Patent Nos. 2,227,065, 2,244,517, 2,551,170; RS Young, Cobalt (1948), pp. 97,98; The Welding Journal, Vol. 29 (1950), pp.1053-1058.