DE1209756B

DE1209756B - Iron alloy for welding, spraying or pouring on

Info

Publication number: DE1209756B
Application number: DEU8497A
Authority: DE
Inventors: Jerome Kenneth Elbaum; Russel Phillip Culbertson
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1960-11-28
Filing date: 1961-11-27
Publication date: 1966-01-27
Also published as: US3012880A; DE1209756C2; CH406649A; GB917154A

Description

Eisenlegierung zum Aufschweißen, Aufspritzen oder Aufgießen Verschleißfeste Eisenlegierungen werden zur Zeit entsprechend ihrem vorgesehenen Verwendungszweck und den dadurch erforderlichen Eigenschaften zusammengestellt. Die Anwendungsgebiete reichen von gegossenen verschleißfesten Gegenständen bis zu verschleißfesten Oberflächen, die durch Schweißen oder Metallspritzverfahren auf weichere Metalle aufgebracht werden.Iron alloy for welding, spraying or pouring on. Wear-resistant Iron alloys are currently being used according to their intended use and the required properties. The areas of application range from cast wear-resistant items to wear-resistant surfaces, which are applied to softer metals by welding or metal spraying will.

Schwierigkeiten ergeben sich bei diesen Aufschweiß-oder Aufspritzverfahren dadurch, daß die hohen Temperaturen von 1200 bis 1320- C, die zum Schmelzen des aufzubringenden Metalls erforderlich sind, den bearbeiteten Gegenstand zu verwerfen pflegen und sogar örtliches Schmelzen des Teils bewirken können.Difficulties arise with these welding or spraying methods in that the high temperatures of 1200 to 1320- C that melt the metal to be applied are required to discard the processed object maintain and even cause local melting of the part.

Rostfreie, säure- und hitzebeständige Eisenlegierungen, die 0,1 bis 3 0,/" Kohlenstoff; 1 bis 35 °/o Chrom, 5 bis 200/, Molybdän und gegebenenfalls noch Zusätze von Silicium und Nickel enthalten, sind bekannt und können zur Herstellung geschmiedeter und gegossener Gegenstände verwendet werden. Weiterhin ist es bekannt, die Härte, Streckgrenze, Festigkeit und die magnetischen Eigenschaften von Eisen- und Stahllegierungen durch Zusatz von Bor und anschließende Wärmebehandlung, die eine Ausscheidungshärtung hervorruft, zu verbessern.Stainless, acid and heat-resistant iron alloys that are 0.1 to 3 0, / "carbon; 1 to 35% chromium, 5 to 200 /, molybdenum and optionally still contain additives of silicon and nickel, are known and can be used for production forged and cast items. It is also known the hardness, yield strength, strength and the magnetic properties of iron and steel alloys by adding boron and subsequent heat treatment, the elicits precipitation hardening.

Die bekannten Eisenlegierungen sind jedoch in der Gesamtheit ihrer Eigenschaften, besonders der Härte, dem Schmelzbereich und der Auftragstemperatur nicht für alle der genannten Verwendungszwecke geeignet. Die Legierungen, die zur Zeit in der Technik verwendet werden, erfordern die genannte hohe Auftragstemperatur von 1200 bis 1320`C. Diese höheren Auftragstemperaturen sind unerwünscht, weil bei ihnen der zu belegende Gegenstand sich verzieht oder sogar örtlich schmilzt und weil ein höherer Wärmeaufwand erforderlich ist. Außerdem bringt auch die Notwendigkeit einer weiteren Wärmebehandlung die Gefahr des Verziehens der gegossenen oder mit der Legierung überzogenen Gegenstände aus weicherem Metall mit sich.However, the known iron alloys are in their entirety Properties, especially hardness, melting range and application temperature not suitable for all of the purposes mentioned. The alloys used for Time used in the art require the said high application temperature from 1200 to 1320`C. These higher application temperatures are undesirable because at the object to be covered warps or even melts locally and because a higher heat input is required. It also brings with it the need a further heat treatment the risk of warping the cast or with the alloy coated objects of softer metal with it.

Das Ziel der Erfindung ist eine Eisenlegierung, die sich leicht gießen läßt und auch als vorlegiertes Pulver zum Auftragen durch Metallspritz- und Schweißmethoden geeignet ist. Ferner soll diese aufgetragene Eisenlegierung hart, verschleißfest und billig sein. Es wurde gefunden, daß eine ideale Kombination von Härte, Schmelzbereich und Auftragstemperatur von Eisenlegierungen erreicht werden kann, wenn man einer Eisenlegierung ganz bestimmter Zusammensetzung Bor in bestimmten Mengen zulegiert und gleichzeitig eine genau festgelegte Beziehung für die Elemente Bor, Kohlenstoff und Silicium aufrechterhält. Diese Beziehung zwischen Bor-, Kohlenstoff-und Siliciumgehalt wird als »Ausgleichsfaktor« bezeichnet. Um die erforderliche Härte und Verschleißfestigkeit auszubilden, ist bei Legierungen dieser Zusammensetzung keine anschließende Wärmebehandlung erforderlich.The aim of the invention is an iron alloy that is easy to cast can and also as a pre-alloyed powder for application by metal spraying and welding methods suitable is. Furthermore, this applied iron alloy should be hard, wear-resistant and be cheap. It has been found that an ideal combination of hardness, melting range and application temperature of iron alloys can be achieved if one Iron alloy with a very specific composition Boron added in certain amounts and at the same time a precisely defined relationship for the elements boron and carbon and maintains silicon. This relationship between boron, carbon and silicon content is referred to as the »compensation factor«. To have the required hardness and wear resistance no subsequent heat treatment is required for alloys of this composition necessary.

Gegenstand der Erfindung ist eine Eisenlegierung zum Aufschweißen, Aufspritzen oder Aufgießen auf metallische Gegenstände bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen und ohne anschließende Wärmebehandlung, enthaltend 13 bis 21 °/o Chrom, 12 bis 19 °/o Molybdän plus Wolfram, 1,8 bis 4°/o Kohlenstoff, 0,4 bis 1,8 °/o Silicium, 0,2 bis 1,8 °/o Bor und mindestens 38 °/o Eisen, wobei der Gesamtgehalt an Bor, Kohlenstoff' und Silicium folgender Gleichung genügt: in der B, C und Si die jeweiligen Prozentgehalte darstellen. Die Legierung kann noch zusätzlich 0 bis 10 °/a Kobalt, 0 bis 4 °/o Vanadin, 0 bis 1,75 °/o Nickel einzeln oder zu mehreren enthalten.The subject of the invention is an iron alloy for welding, spraying or pouring onto metallic objects at comparatively low temperatures and without subsequent heat treatment, containing 13 to 21% chromium, 12 to 19% molybdenum plus tungsten, 1.8 to 4 ° / o Carbon, 0.4 to 1.8 ° / o silicon, 0.2 to 1.8 ° / o boron and at least 38 ° / o iron, the total boron, carbon and silicon content satisfying the following equation: in which B, C and Si represent the respective percentages. The alloy can additionally contain 0 to 10% cobalt, 0 to 4% vanadium, 0 to 1.75% nickel individually or in groups.

Ein bevorzugtes Legierungsbeispiel gemäß der Erfindung weist folgende Zusammensetzung auf: 15,5 bis 18,5 °/o Chrom, 14,5 bis 17,5 °/a Molybdän plus Wolfram, 5,25 bis 7,25 % Kobalt, 1,6 bis 2,10/, Vanadin, bis zu 1,75 °/o maximal Nickel, 0,5 bis 10/, Bor, 2,85 bis 3,250/, Kohlenstoff; 0,6 bis l l)/, Silicium, wobei die Bor-, Kohlenstoff= und Siliciumgehalte folgende Beziehungen haben: Rest im wesentlichen ausschließlich Eisen in einer Mindestmenge von 38 °/o.A preferred alloy example according to the invention has the following composition: 15.5 to 18.5 % chromium, 14.5 to 17.5% molybdenum plus tungsten, 5.25 to 7.25% cobalt, 1.6 up to 2.10 /, vanadium, up to 1.75% nickel, 0.5 to 10 /, boron, 2.85 to 3.250 /, carbon; 0.6 to ll) /, silicon, where the boron, carbon and silicon contents have the following relationships: The remainder essentially exclusively iron in a minimum amount of 38 ° / o.

Legierungen, deren Zusammensetzung innerhalb der vorstehend genannten Bereiche liegt, vereinigen in sich die Eigenschaften, die für die verschiedenen genannten Verwendungszwecke wesentlich sind. Diese Eigenschaften sind: gute Gießbarkeit, hohe Härte und Verschleißfestigkeit,verhältnismäßigniedrigerSchmelzpunkt zur Erleichterung des Aufgießens, Aufschweißens oder Aufspritzens und zur Vermeidung zu starker Erhitzung des Grundmetalls, gute Flußeigenschaften, die das Schmelzen begünstigen, und hohe Dünnflüssigkeit sowie ausgezeichnete Schweißbarkeit.Alloys, the composition of which falls within those mentioned above Areas, unite in themselves the properties that are common to the different mentioned purposes are essential. These properties are: good castability, high hardness and wear resistance, relatively low melting point for ease pouring on, welding on or spraying on and to avoid excessive heating of the base metal, good flow properties that favor melting, and high Thin liquid as well as excellent weldability.

In Tabelle I sind mehrere Beispiele für erfindungsgemäße Legierungen zusammen mit Legierungen aufgeführt, die nicht in den Rahmen der Erfindung fallen. Alle in dieser Tabelle genannten Legierungen haben einen Chromgehalt von 17 Gewichtsprozent und einen Molybdängehalt von 16 Gewichtsprozent, Rest Eisen. Die Legierungen wurden durch Rufpanzern auf Flußstahl aufgebracht und zur Härteprüfung bündig geschliffen. Da eine gewisse Verdünnung der Legierung durch das Eisen der Stahlgrundlage eintrat, sind die Härtewerte niedriger als die der nicht verdünnten Legierung. Tabelle I Zusammensetzung der Legierungen Legierung Legieiung Legierung Legierung Legierung Legierung Legierung A B C D E F G Bestandteile, Gewichtsprozent Kobalt ............ 6,25 6,25 6,25 9,80 6,25 6,25 --- Nickel ............ max. 1,75 2,92 max. 1,75 max. 1,75 max. 1,75 max. 1,75 max.1,75 Vanadin ..... .... .. 1,9 1,9 1,9 1,9 - 1,9 1,9 Kohlenstoff' . . . . . . . . 3,12 2,98 3,06 2,94 2,76 3,0 3,0 Silicium ........... 0,73 0,93 0,80 0,63 0,78 0,80 0,80 Bor ............... 0,84 1,08 0,56 0,72 1,53 - 0,75 Ausgleichsfaktor ...... 1,99 2,28 1,73 1,67 2,61 1,15 1,9 Härte, Rockwell C .... 67,6 57 69 66,5 68 60 67 Schmelzbereich, ° C Liquidus .......... - - 1166 - - 1182 Solidus ............ -- - 1135 - - 1154 Auftragstemperatur, ° C (Minimum) ........ 1143 1143 1143 1143 1143 1199 1143 Wärmebehandlung für maximale Härte erforderlich? ......... nein nein nein nein nein ja* nein *) 1 Stunde bei 1066°C. Schnelle Abkühlung mit Luft. Der Molybdängehalt der Legierung trägt zur Festigkeit und Härte bei. Zulässig ist ein Gehalt an Wolfram plus Molybdän von 12 bis 19 °/o, jedoch werden 16 °/o Molybdän bevorzugt. Molybdän- bzw. Wollramgehalte über 20 °/o verbessern die Härte oder die Festigkeit nur unwesentlich.In Table I several examples of alloys according to the invention are listed along with alloys which do not fall within the scope of the invention. All the alloys mentioned in this table have a chromium content of 17 percent by weight and a molybdenum content of 16 percent by weight, the remainder being iron. The alloys were applied to mild steel using armored armor and ground flush to test the hardness. Since the alloy was somewhat thinned by the iron of the steel base, the hardness values are lower than those of the undiluted alloy. Table I. Composition of the alloys Alloy alloy alloy alloy alloy alloy alloy A. B. C. D. E. F. G Components, Weight percent Cobalt ............ 6.25 6.25 6.25 9.80 6.25 6.25 --- Nickel ............ max. 1.75 2.92 max. 1.75 max. 1.75 max. 1.75 max. 1.75 max 1.75 Vanadium ..... .... .. 1.9 1.9 1.9 1.9 - 1.9 1.9 Carbon '. . . . . . . . 3.12 2.98 3.06 2.94 2.76 3.0 3.0 Silicon ........... 0.73 0.93 0.80 0.63 0.78 0.80 0.80 Boron ............... 0.84 1.08 0.56 0.72 1.53 - 0.75 Compensation factor ...... 1.99 2.28 1.73 1.67 2.61 1.15 1.9 Hardness, Rockwell C .... 67.6 57 69 66.5 68 60 67 Melting range, ° C Liquidus .......... - - 1166 - - 1182 Solidus ............ - - 1135 - - 1154 Application temperature, ° C (Minimum) ........ 1143 1143 1143 1143 1143 1199 1143 Heat treatment for maximum hardness necessary? ......... no no no no no yes * no *) 1 hour at 1066 ° C. Rapid cooling with air. The molybdenum content of the alloy contributes to its strength and hardness. A content of tungsten plus molybdenum of 12 to 19% is permissible, but 16% molybdenum is preferred. Molybdenum or wool content above 20% improve hardness or strength only insignificantly.

Der Chromgehalt dient zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit. Mit steigendem Chromgehalt nimmt die Korrosionsbeständigkeit zu. Chromgehalte, die weit über 22"/, liegen, verschlechtern jedoch die Schweißbarkeit der Legierung und sind zu vermeiden. Bei der bevorzugten Zusammensetzung der Legierung beträgt der Chromgehalt 170/,. The chromium content serves to improve the corrosion resistance. The corrosion resistance increases with increasing chromium content. Chromium contents well above 22 "/, however, worsen the weldability of the alloy and should be avoided. In the preferred composition of the alloy, the chromium content is 170 /.

Die Verschleißfestigkeit der Legierung wird durch Zusatz von Vanadin als Carbidbildner gesteigert. Zusätzlich fördert das Vanadin eine feinere Kornstruktur. Bei Verwendungszwecken, wo solche Überlegungen wichtig sind, wird ein Vanadingehalt von 1,65 bis 2,10/" insbesondere von 1,9 °/e bevorzugt. Bei Verwendungszwecken, bei denen es auf die Korngröße nicht ankommt, kann das Vanadin durch Eisen ersetzt werden. In Tabelle I enthält die Legierung E kein Vanadin, jedoch hat sie trotzdem die gewünschte Härte.The wear resistance of the alloy is increased by adding vanadium increased as a carbide former. In addition, the vanadium promotes a finer grain structure. For uses where such considerations are important, a vanadium level is used from 1.65 to 2.10 / ", in particular from 1.9 ° / e, preferred. Where the grain size is not important, the vanadium can be replaced by iron will. In Table I, Alloy E does not contain vanadium, but still does the desired hardness.

Kobalt dient zur Erhöhung der Festigkeit bei hoher Temperatur und bewirkt, daß bei hoher Temperatur die Härte der Legierung erhalten bleibt. Bevorzugt wird ein Kobaltgehalt bis 100/(), insbesondere 6,250/,. Bei Anwendungszwecken, bei denen es auf hohe Härte bei hoher Temperatur nicht ankommt und Kobalt unerwünscht ist, kann das Kobalt ganz oder zum Teil durch Eisen ersetzt werden. Die in Tabelle I aufgeführte Legierung G, die kein Kobalt enthält, hat bei Raumtemperatur eine ebenso hohe Härte wie bei kobalthaltigen Legierungen A oder D.Cobalt serves to increase the strength at high temperatures and has the effect of maintaining the hardness of the alloy at high temperatures. A cobalt content of up to 100 / (), in particular 6.250 /, is preferred. For applications where high hardness at high temperature is not important and cobalt is undesirable, all or part of the cobalt can be replaced by iron. Alloy G listed in Table I, which does not contain cobalt, has the same hardness at room temperature as that of alloys A or D containing cobalt.

Nickel pflegt die Härte der Legierung zu verschlechtern und wird daher unter 1,750/" vorzugsweise unter 0,75 °/o gehalten. Die in Tabelle I genannte Legierung B, die etwa 3 °/o Nickel enthält, hat eine geringere Härte, obwohl ihr Ausgleichsfaktor im annehmbaren Bereich liegt.Nickel tends to degrade the hardness of the alloy and is therefore kept below 1.750 / ", preferably below 0.75%. Alloy B mentioned in Table I, which contains about 3% nickel, has a lower hardness, although its compensation factor is in the acceptable range.

Der Kohlenstoffgehalt muß im Bereich von 1,8 bis 4°/o gehalten werden, um die Bildung von Carbiden zu begünstigen, die Härte zu steigern und den Schmelzpunkt der Legierung zu erniedrigen. Höhere Kohlenstoffgehalte fördern die Bildung von versprödenden massiven Carbiden und/oder Graphit. Der Borgehalt muß im Bereich von 0,2 bis 1,8 % liegen, um die Härte zu erhöhen, den Schmelzpunkt zu senken, die Dünnflüssigkeit des geschmolzenen Metalls zu erhöhen und als hauptsächliches Flußmittel das Schmelzen und die Schweißbarkeit zu verbessern. Die borfreie Legierung F in Tabelle I hat keine genügende Härte, obwohl die Mengen der übrigen Bestandteile in den vorgeschriebenen Bereichen liegen. Bor ist ein wesentlicher Bestandteil der Legierung und vorzugsweise in Mengen von 0,5 bis 1 % anwesend. Silicium dient zur Senkung der Viskosität des flüssigen Metalls, zur Erniedrigung des Schmelzpunkts, Verbesserung des Legierens und als Flußmittel zur besseren Entfernung von Sauerstoff aus dem flüssigen Metall. Durch die vereinten Wirkungen des Kohlenstoffs, Bors und Siliciums in der Legierung werden dem flüssigen Metall die gewünschten Eigenschaften verliehen. Zwar ist für jedes dieser Elemente ein bestimmter Bereich festgelegt, jedoch muß ihr Gesamtgehalt so geregelt werden, daß folgender Beziehung genügt wird: Diesem Ausgleichsfaktor liegt das atomare Verhältnis der Elemente und ihr Zusammenwirken in der Legierung zugrunde. Als Beispiel für die nicht befriedigenden Eigenschaften, die bei einer Legierung erhalten werden, wenn der erforderliche Bereich dieser Elemente und der Ausgleichsfaktor nicht beachtet werden, sei die Legierung F genannt, die einen Ausgleichsfaktor von 1,15 hat und kein Bor enthält. Die Härte dieser Legierung ist schlecht wegen des ungenügenden Borgehalts, und ihr Schmelzbereich und ihre Auftragstemperatur sind höher als bei den anderen Beispielen. Die Legierung C, die ungefähr die gleichen Kohlenstoff= und Siliciummengen enthält wie die Legierung F, hat einen verhältnismäßig niedrigen Borgehalt von 0,560/". Dieser Borgehalt ist niedriger als der bevorzugte Borgehalt von 0,74°/0, genügt jedoch, um den Schmelzbereich und die Auftragstemperatur zu senken. Dies wird deutlich durch den Anstieg des Ausgleichsfaktors der Legierung C auf 1,73 gegenüber 1,15 für Legierung F. Bor erhält einen vollen Wert im Ausgleichsfaktor gegenüber niedrigeren Werten für Kohlenstoff (0,25) und Silicium (0,5). Dies spiegelt die höhere Wirksamkeit des Bors in dieser Hinsicht wider. Dieses Beispiel soll die Wirksamkeit des Ausgleichsfaktors in der Zusammenstellung dieser Legierur_g veranschaulichen. Während bisher angenommen wurde, daß bei steigendem Gehalt an Kohlenstoff, Silicium oder Bor die Dünnflüssigkeit einer Legierung zunehmen und ihr Schmelzbereich sinken würde, wird hier offenkundig, daß ganz bestimmte Beziehungen bestehen. Würde man eine Erniedrigung des Schmelzpunktes einer Legierung ganz einfach durch eine Erhöhung des Kohlenstoff- oder Siliciumgehalts bewirken wollen, würde die gewünschte Wirkung nicht unbedingt erzielt, es sei denn, die im Ausgleichsfaktor ausgedrückte Beziehung würde beachtet.The carbon content must be kept in the range from 1.8 to 4% in order to promote the formation of carbides, to increase the hardness and to lower the melting point of the alloy. Higher carbon contents promote the formation of embrittling massive carbides and / or graphite. The boron content must be in the range of 0.2 to 1.8 % in order to increase the hardness, lower the melting point, increase the fluidity of the molten metal and, as the main flux, improve melting and weldability. The boron-free alloy F in Table I does not have sufficient hardness, although the amounts of the remaining components are in the prescribed ranges. Boron is an essential component of the alloy and is preferably present in amounts of 0.5 to 1 % . Silicon is used to lower the viscosity of the liquid metal, to lower the melting point, to improve the alloying and as a flux to better remove oxygen from the liquid metal. The combined effects of carbon, boron and silicon in the alloy give the liquid metal the desired properties. Although a specific area is defined for each of these elements, their total content must be regulated in such a way that the following relationship is satisfied: This balancing factor is based on the atomic ratio of the elements and their interaction in the alloy. As an example of the unsatisfactory properties that are obtained in an alloy if the required range of these elements and the compensation factor are not observed, alloy F is mentioned, which has a compensation factor of 1.15 and does not contain boron. The hardness of this alloy is poor because of insufficient boron content, and its melting range and application temperature are higher than those of the other examples. Alloy C, which contains approximately the same amounts of carbon and silicon as alloy F, has a relatively low boron content of 0.560 / ". This boron content is lower than the preferred boron content of 0.74 ° / 0, but is sufficient to cover the melting range This is evident from the increase in the compensation factor for alloy C to 1.73 compared to 1.15 for alloy F. Boron receives a full value in the compensation factor compared to lower values for carbon (0.25) and silicon (0 This example is intended to illustrate the effectiveness of the compensation factor in the composition of this alloy, whereas it was previously assumed that the higher the carbon, silicon or boron content, the greater the thinness of an alloy and their melting range would decrease, it becomes evident here that very definite relationships exist If you want to reduce the melting point of an alloy simply by increasing the carbon or silicon content, the desired effect would not necessarily be achieved unless the relationship expressed in the compensation factor was observed.

Bevorzugt wird ein Borgehalt von etwa 0,75 °/o, ein Kohlenstoffgehalt von etwa 3 % und ein Siliciumgehalt von etwa 0,8 % entsprechend einem Ausgleichsfaktor von 1,9. Eine derartige Legierungszusammensetzung enthält beispielsweise: 17 °/o Chrom, 16 °/o Molybdän, bis zu 6,25 °/o Kobalt, bis zu 1,9 °/o Vanadin, maximal 0,75 % Nickel, 0,75 0/,Bor, 3 % Kohlenstoff; 0,80/, Silicium, Rest im wesentlichen Eisen. A boron content of about 0.75% , a carbon content of about 3% and a silicon content of about 0.8 %, corresponding to a compensation factor of 1.9, are preferred. Such an alloy composition contains, for example: 17 % chromium, 16% molybdenum, up to 6.25% cobalt, up to 1.9% vanadium, maximum 0.75% nickel, 0.75% , Boron, 3 % carbon; 0.80 /, silicon, the remainder essentially iron.

Im Gegensatz zu den bisher in der Technik verwendeten Legierungen ist bei der Legierung der Erfindung keine anschließende Wärmebehandlung mehr erforderlich, um die notwendige Härte und Verschleißfestigkeit auszubilden. Dies wird durch die folgende Tabelle l1 veranschaulicht, in der die Eigenschaften der wärmebehandelten Legierung im Vergleich zu den Eigenschaften der lediglich gegossenen Legierung aufgeführt sind. Proben von zehn Chargen der bevorzugten Zusammensetzung wurden ohne Wärmebehandlung auf Härte und Schlagfestigkeit geprüft, während sechs Proben auf die genannte Weise wärmebehandelt und in gleicher Weise geprüft wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 11 aufgeführt. Tabelle 11 Einfluß der Wärmebehandlung Durchschnittliche Durchschnittliche Zusammen- Zusammen- setzung von setzung von sechs Chargen; zehn Chargen; Wärmebehand- lung: 1 Stunde keine Wärme- bei 1066°C, Behandlung dann I Stunde bei 191°C Cr . . . . . . . . . . . . . . . 15,5 bis 18,5 15,5 bis 18,5 Mo . . . . . . . . . . . . . . 14,5 bis 17,5 14,5 bis 17,5 Co . . . . . . . . . . . . . . . 5,25 bis 7,25 5,25 bis 7,25 V . . . . . . . . . . . . . . . . 1,65 bis 2,10 1,65 bis 2,10 Ni ............... max.1,75 max.1,75 B .... . . . . . . . . . . . . 0,5 bis 1,0 0,5 bis 1,0 C . . . . . . . . . . . . . . . . 2,85 bis 3,25 2,85 bis 3,25 Si . . . . . . . . . . . . . . . 0,6 bis 1,0 0,6 bis 1,0 Fe ..... « ......... Rest Rest Schlagfestigkeit Charpy-Schlag- festigkeitstest mit ungekerbter Probe, g/cm - 104 Bereich ....... 5,6 bis 11,05 5,6 bis 11,05 Durchschnitt .. 8,29 8,29 Härte Rockweh C Bereich ....... 64 bis 70 64 bis 70 Durchschnitt .. 67,5 67,5 Da die Legierung gemäß der Erfindung einen niedrigen Schmelzpunkt, hohe Dünnflüssigkeit und gutes Verschmelzen in sich vereinigt, ist sie sehr gut gießbar. Sie kann nach den üblichen Gießmethoden zu Formteilen gegossen werden, nämlich durch Sandguß, Gießen mit Gießformen, Wachsausschmelzguß, Kokillenguß usw. Die gegossenen Teile eignen sich besonders für Zwecke, bei denen Verschleiß- und Abriebfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit bei Temperaturen bis zu 816°C erforderlich sind.In contrast to the alloys previously used in technology, the alloy of the invention no longer requires any subsequent heat treatment in order to develop the necessary hardness and wear resistance. This is illustrated by the following Table 11, in which the properties of the heat-treated alloy are listed in comparison with the properties of the alloy as cast only. Samples of ten batches of the preferred composition were tested for hardness and impact strength without heat treatment, while six samples were heat treated in the above manner and tested similarly. The results are shown in Table 11. Table 11 Influence of the heat treatment Average Average total Composition of setting of six batches; ten batches; Heat treated lung: 1 hour no heat at 1066 ° C, Treatment then I hour at 191 ° C Cr. . . . . . . . . . . . . . . 15.5 to 18.5 15.5 to 18.5 Mon . . . . . . . . . . . . . 14.5 to 17.5 14.5 to 17.5 Co. . . . . . . . . . . . . . . 5.25 to 7.25 5.25 to 7.25 V. . . . . . . . . . . . . . . . 1.65 to 2.10 1.65 to 2.10 Ni ............... 1.75 or less 1.75 or less B ..... . . . . . . . . . . . 0.5 to 1.0 0.5 to 1.0 C. . . . . . . . . . . . . . . . 2.85 to 3.25 2.85 to 3.25 Si. . . . . . . . . . . . . . . 0.6 to 1.0 0.6 to 1.0 Fe ..... «......... remainder remainder Impact resistance Charpy blow strength test with unnotched specimen, g / cm - 104 Range ....... 5.6 to 11.05 5.6 to 11.05 Average 8.29 8.29 hardness Rockweh C Range ....... 64 to 70 64 to 70 Average .. 67.5 67.5 Since the alloy according to the invention combines a low melting point, high fluidity and good melting, it is very easy to cast. It can be cast into molded parts by the usual casting methods, namely sand casting, casting with casting molds, lost wax casting, permanent mold casting, etc. The cast parts are particularly suitable for purposes that require wear and abrasion resistance and corrosion resistance at temperatures of up to 816 ° C .

Gegossene Schweißstäbe bzw. Stäbe für die Auftragsschweißung können aus der Legierung nach den üblichen Methoden hergestellt werden. Schweißstäbe für Dicht- und Festnähte können ebenfalls aus der Legierung hergestellt werden.Cast welding rods or rods for build-up welding can can be made from the alloy by the usual methods. Welding rods for Sealing and fixed seams can also be made from the alloy.

Ein sehr wichtiges Verwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Legierung ist das Belegen von Ventilen und Ventilstößeln für Verbrennungsmotore.A very important field of application of the alloy according to the invention is the assignment of valves and valve lifters for internal combustion engines.

F i g. 1 zeigt als Seitenansicht teilweise im Schnitt einen Ventilstößel. Ein Ventilstößel 10 ist harten Betriebsbedingungen in bezug auf Reibungsverschleiß, Schlag- und Hitzebeanspruchung unterworfen, besonders an der Stirnfläche 11. Wenn die Stirnfläche verschlissen ist, muß der ganze Ventilstößel ersetzt werden, oder die Stirnfläche muß wieder mit einem verschleißfesten Metall belegt werden. Nach einer Methode zum Belegen solcher Teile wird eine Ausnehmung 12 eingeschliffen, in die die erfindungsgemäße Legierung eingebracht wird. Der Gegenstand wird dann erhitzt, bis das Metallpulver schmilzt und sich mit dem Gegenstand metallurgisch verbindet. Er kann hierzu je nach Größe und Form 10 bis 40 Minuten in einem Ofen gehalten werden, in dem eine Temperatur von 1141 bis 1157°C und eine sauerstofffreie, reduzierende Atmosphäre, vorzugsweise von Wasserstoff herrscht. Wenn die Ofentemperatur etwas oberhalb des Soliduspunktes der Legierung von 1135°C liegt, schmilzt die pulverförmige Legierung und verbindet sich metallurgisch mit dem Gegenstand, der anschließend aus dem Ofen genommen und gekühlt wird. Die nunmehr metallurgisch fehlerfreie Legierung kann auf die erforderlichen Abmessungen bearbeitet werden.F i g. 1 shows a side view, partially in section, of a valve tappet. A valve lifter 10 is subject to severe frictional wear, impact and heat stress, particularly at the end face 11. If the end face is worn, the entire valve lifter must be replaced or the end face must be re-coated with a wear-resistant metal. According to one method for covering such parts, a recess 12 is ground into which the alloy according to the invention is introduced. The object is then heated until the metal powder melts and metallurgically bonds to the object. Depending on its size and shape, it can be kept for 10 to 40 minutes in an oven in which there is a temperature of 1141 to 1157 ° C. and an oxygen-free, reducing atmosphere, preferably hydrogen. If the furnace temperature is slightly above the solidus point of the alloy of 1135 ° C, the powdery alloy melts and metallurgically bonds with the object, which is then removed from the furnace and cooled. The now metallurgically flawless alloy can be machined to the required dimensions.

In F i g. 2 ist eine Seitenansicht eines Auspuffventils teilweise im Schnitt dargestellt. Das Auspuffventil 13 ist besonders im Bereich 14 dem Verschleiß unterworfen. Eine Belegung des Ventils mit der erfindungsgemäßen, verschleißfesten Legierung kann vorgenommen werden, indem zunächst an der Sitzfläche 15 eine Ausnehmung eingeschliffen wird. Rings um die Sitzfläche wird ein ringförmiger Damm 16 gelegt, und das Metallpulver wird in die so gebildete Tasche eingebracht, anschließend zum Schmelzen erhitzt und mit der Ausnehmung metallurgisch verbunden. Nach der Abkühlung wird der Damm entfernt und das Ventil durch Wegschleifen der überflüssigen Eisenlegierung wieder in die gewünschte Form gebracht.In Fig. Fig. 2 is a partial side view of an exhaust valve shown in section. The exhaust valve 13 is particularly subject to wear in the area 14 subject. Allocation of the valve with the wear-resistant according to the invention Alloy can be made by first making a recess on the seat surface 15 is ground in. An annular dam 16 is placed around the seat, and the metal powder is placed in the pocket thus formed, then to the Melt heated and metallurgically bonded to the recess. After cooling down the dam is removed and the valve removed by grinding away the superfluous iron alloy brought back into the desired shape.

Bei einer anderen Methode zum Aufbringen harter Oberflächenschichten werden Pellets aus dem vorlegierten Metallpulver durch Pressen hergestellt. Diese Pellets werden auf die zu belegende Fläche gebracht, worauf der Gegenstand in einem Ofen mit reduzierender Atmosphäre auf etwa 1155'C erhitzt wird. Dieses Verfahren eignet sich besonders für automatische Produktionsmethoden.Another method of applying hard surface layers pellets are produced from the pre-alloyed metal powder by pressing. These Pellets are placed on the surface to be covered, whereupon the object in a Oven is heated to about 1155'C with a reducing atmosphere. This method is particularly suitable for automatic production methods.

Die Legierung kann auf den aufzupanzernden Gegenstand auch durch Schutzgasschweißung mit Wolframelektroden, durch Wasserstoffschweißung, autogenes Schweißen und andere übliche Methoden aufgebracht werden. Die Verschmelzung kann auch durch Verwendung von Induktionsheizspulen erfolgen.The alloy can also be applied to the object to be armored by inert gas welding with tungsten electrodes, by hydrogen welding, autogenous welding and others Usual methods are applied. The amalgamation can also be done by using by induction heating coils.

Claims

Claims: 1. Iron alloy for welding, spraying or pouring onto metallic objects at comparatively low temperatures and without subsequent heat treatment, consisting of 13 to 21 ° / p chromium, 12 to 19 ° / o molybdenum plus tungsten, 1.8 to 4 ° / o carbon, 0.4 to 1.8 ° / o silicon, 0.2 to 1.8 ° / o boron, 0 to 10 ° / o cobalt, 0 to 4 ° / o vanadium, 0 to 1.75 ° / o Nickel, remainder iron, but with a minimum amount of 380 / " where the content of boron, carbon and silicon satisfies the following equation in which boron, carbon and silicon represent the respective percentages.

2. Iron alloy according to claim 1, consisting of 15.5 to 18.5 % chromium, 14.5 to 17.5% molybdenum plus tungsten, 2.85 to 3.25% carbon, 0.6 to 1 , 0% silicon, 0.5 to 1.0% boron, 5.25 to 7.25% cobalt, 1.6 to 2.10%, vanadium, 0 to 1.75% Nickel, remainder iron, but with a minimum amount of 380 / " where the content of boron, carbon and silicon satisfies the following equation in which boron, carbon and silicon represent the respective percentages.