Warmfeste Eisen-Chrom-Nickel-Legierungen Die Erfindung bezieht sich
auf warmfeste Eisen-Chrom-Nickel-Legierungen für die Herstellung von Gegenständen,
welche während des Gebrauchs bei hohen Temperaturen belastet werden.Heat Resistant Iron-Chromium-Nickel Alloys The invention relates to
on heat-resistant iron-chromium-nickel alloys for the manufacture of objects,
which are exposed to high temperatures during use.
Gemäß der Erfindung bestehen die Legierungen aus:
Kohlenstoff ....... 0,15 bis 0,451/o
Mangan .......... 0,5 bis 1,5 %
Silicium ........... 0,15 bis 0,75 %
Chrom ........... 15 bis 23 1/o
Nickel ............ 13 bis 28 %
Bor .............. 0,002bis 0,04%
Wolfram .......... 0,5 bis 3,5 %
Molybdän ......... 0,5 bis 3,5 %
zusammen mit mindestens einem der Metalle Niob, Titan und Vanadin, jeweils in Mengen
von 0,5 bis 3,5'%, mit der Maßgabe, daß der Gesamtgehalt der Metalle Wolfram
bis Vanadin 5 bis 10 % beträgt, Rest Eisen einschließlich der üblichen
Verunreinigungen.According to the invention, the alloys consist of: Carbon ....... 0.15 to 0.451 / o
Manganese .......... 0.5 to 1.5 %
Silicon ........... 0.15 to 0.75 %
Chromium ........... 15 to 23 1 / o
Nickel ............ 13 to 28 %
Boron .............. 0.002 to 0.04%
Tungsten .......... 0.5 to 3.5 %
Molybdenum ......... 0.5 to 3.5 %
together with at least one of the metals niobium, titanium and vanadium, each in amounts of 0.5 to 3.5%, with the proviso that the total content of the metals tungsten to vanadium is 5 to 10% , the remainder being iron including the usual impurities .
Eine bevorzugte Legierung besteht aus 0,2 1% Kohlenstoff,
1 "/a Mangan, 0,3 "/o, Silicium, 20 % Chrom, 25,% Nickel, 0,03 % Bor,
1 l)/o Wolfram, 3 11/o Molybdän, 2 10/0 Titan, Rest Eisen mit den
üblichen Verunreinigungen.A preferred alloy consists of 0.2 1% carbon, 1 "/ a manganese, 0.3 " / o, silicon, 20% chromium, 25% nickel, 0.03% boron, 1 l) / o tungsten, 3 11 / o molybdenum, 2 10/0 titanium, the remainder iron with the usual impurities.
In den oben angegebenen Bereichen ist der vorhandene Eisengehalt vorzugsweise
weniger als 50 'Vo. Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß
Legierungen gemäß der Erfindung besonders geeignet für Warmverarbeitung,
d. h. Verforinung bei Temperaturen zwischen 500 und 900' C,
sind, um eine Dickenverringerung von bis zu etwa 20 % zu geben. Ein überraschendes
Ergebnis der Warinverarbeitung ist, daß die Bruchzeit bei einer gegebenen Beanspruchung
und Temperatur in auffallender Weise erhöht wird. Wannverarbeitung folgt wie üblich
vorzugsweise einer Lösungsglühung. Lösungsglühung schließt üblicherweise eine Behandlung
ein, bei welcher die Legierung auf eine gleichförinige Temperatur über
1000' C erhitzt und auf dieser Temperatur während einer geeigneten Zeit gehalten
wird. Beispiele von Legierungen gemäß der Erfindung, worin die Mengen als Gewichtsprozente
angegeben sind, sind folgende:
Legierung
A B C
Kohlenstoff .......... 0,2 0,20 0,20
Mangan ............. 1,0 1,0 1,0
Silicium ............. 0,3 0,3 0,5
Nickel .............. 25,0 25,0 25,0
Chrom .............. 20,0 20,0 20,0
Wolfram ............ 1,0 2,0 1,5
molybdän ........... 3,0 3,0 2,6
Niob ................ - 2,0 2,0
Vanadin ............. - 1,0 -
Bor ................. 0,03 0,03 0,03
Titan ............... 2,0 - -
Eisen und Verunreini-
gungen ............ Rest Rest Rest
Die folgende Tabelle zeigt Eigenschaften dieser Legierungen und die sehr wesentlichen
sich aus der Warinverarbeitung ergebenden Verbesserungen des Kriechwiderstandes
und der Zeitstandfestigkeit.
Zeit in Stunden, Mindest- Dehnung
Legierung Beanspruchung Temperatur welche
1 % Dehnung Bruchzeit kriechgeschwindigkeit in 1/o
in 1 C ergibt in Stunden pro Stunde beim Bruch
kg/mm2 h10-5
A 28,35 750 305 1,2 7
B 28,35 750 142 - 3
C 26,77 750 - 34 2
14,17 800 320 527 4
4096001292
Die Legierungen wurden von 12801 C in öl abgeschreckt
und bei 700' C wann verarbeitet, um eine Dickenverringerung von
5 bis 10 11/o zu erzielen.In the ranges given above, the iron content present is preferably less than 50 % by volume. Another feature of the invention is that alloys according to the invention are particularly suitable for hot working, i. H. Deformation at temperatures between 500 and 900 ° C, are to give a thickness reduction of up to about 20%. A surprising result of the warin processing is that the breaking time for a given load and temperature is increased in a striking manner. As usual, bath processing preferably follows a solution heat treatment. Solution heat treatment usually includes a treatment in which the alloy is heated to a uniform temperature above 1000 ° C. and held at that temperature for a suitable time. Examples of alloys according to the invention, in which the amounts are given as percentages by weight, are as follows: alloy
A B C
Carbon .......... 0.2 0.20 0.20
Manganese ............. 1.0 1.0 1.0
Silicon ............. 0.3 0.3 0.5
Nickel .............. 25.0 25.0 25.0
Chromium .............. 20.0 20.0 20.0
Tungsten ............ 1.0 2.0 1.5
molybdenum ........... 3.0 3.0 2.6
Niobium ................ - 2.0 2.0
Vanadium ............. - 1.0 -
Boron ................. 0.03 0.03 0.03
Titanium ............... 2.0 - -
Iron and impurities
............ remainder remainder remainder
The following table shows the properties of these alloys and the very significant improvements in creep resistance and creep rupture strength that result from warin processing. Time in hours, minimum stretch
Alloy stress temperature which 1 % elongation rupture time creep speed in 1 / o
in 1 C gives in hours per hour at break
kg / mm2 h10-5
A 28.35 750 305 1.2 7
B 28.35 750 142 - 3
C 26.77 750 - 34 2
14.17 800 320 527 4
4096001292
The alloys were quenched in oil from 12801 C and processed at 700 ° C to give a thickness reduction of 5 to 10 11 / o.
Um die Verwendung von seltenen oder kostspieligen Stoffen zu vermeiden,
ist zu beachten, daß Niob ausgelassen und Titan. dafür wie bei der Legierung
A
verwendet werden kann. Die sich ergebenden Eigenschaften sind für eine so
wohlfeile Legierung hervorragend. Titan kann in diesen Legierungen ausgelassen werden,
wenn Niob verwendet wird, z. B. Legierung B. Ein Zusatz von Kobalt wird überhaupt
nicht benötigt.In order to avoid the use of rare or costly substances, it should be noted that niobium and titanium are left out. can be used for this as with alloy A. The resulting properties are excellent for such an inexpensive alloy. Titanium can be omitted in these alloys if niobium is used, e.g. B. Alloy B. An addition of cobalt is not required at all.