DE1290727B - Process for the production of high strength niobium alloys - Google Patents
Process for the production of high strength niobium alloysInfo
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Description
Es ist bekannt, daß man die Warmfestigkeit von hochlegierten Stählen durch eine Ausscheidungshärtung verbessern kann. Hierbei werden feine Metallcarbide in eine metallische Grundmasse eingelagert. In ähnlicher Weise kann die Ausscheidungshärtung von Nioblegierungen zu einer Verbesserung der Festigkeitseigenschaften führen.It is known that the high-temperature strength of high-alloy steels can be achieved by precipitation hardening can improve. Here, fine metal carbides are embedded in a metallic base material. Similarly, precipitation hardening of niobium alloys can provide an improvement the strength properties lead.
Es wurde auch bereits ein nicht zum Stand der Technik zählendes Verfahren zur Dispersionshärtung von Nioblegierungen mit zumindest 0,05% Kohlenstoff durch eingebettete feine Carbidteilchen vorgeschlagen, wobei die Legierungen 1 bis 50 Stunden bei 980 bis 15403C einer Wärmebehandlung unterzogen wurden; in der Matrix scheiden sich feine Metallcarbide ab. Die Endverformung erfolgte gemäß diesem Vorschlag nach der Dispersionshärtung, also nach der Ausscheidung der Metallcarbide (deutsches Patent 1 224 944).There has also been proposed a non-prior art method for dispersion hardening niobium alloys with at least 0.05% carbon by embedded fine carbide particles, the alloys being subjected to a heat treatment at 980 to 1540 3 C for 1 to 50 hours; Fine metal carbides are deposited in the matrix. According to this proposal, the final deformation took place after the dispersion hardening, i.e. after the precipitation of the metal carbides (German patent 1,224,944).
Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Herstellung von Nioblegierungen hoher Festigkeit und ist dadurch gekennzeichnet, daß eine aus 0,5 bis 12% Zirkonium, 0,02 bis 0,5% Sauerstoff, Kohlenstoff und/oder Stickstoff sowie gegebenenfalls bis 35% Wolfram, bis 10% Titan, bis 25% Molybdän, bis 25% Tantal und/oder bis 10% Vanadium, Rest mindestens 50% Niob, bestehende Legierung 5 Minuten bis 9 Stunden bei 1600 bis 21001C lösungsgeglüht, abgekühlt und die entweder vor oder nach dem Lösungsglühen auf Endquerschnitt verformte Legierung anschließend 0,5 bis 40 Stunden über der Rekristallisationstemperatur bei 1000 bis 1500C wärmebehandelt wird. Das Lösungsglühen wird vorzugsweise bei 1700 bis 2000CC durchgeführt, die. anschließende Wärmebehandlung vorzugsweise bei 1150 bis 1300°C. Eine Abwandlung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß ein Blech aus der Legierung von nahezu Enddicke nach dem Lösungsglühen schnell auf 1200 C abgeschreckt und bis auf Enddicke ohne Zwischenglühen kaltgewalzt wird, wobei die Blechdicke um 15 bis 40%, vorzugsweise um 15 bis 25% verringert wird, und schließlich der Wärmebehandlung unterzogen wird. Nach einer bevorzugten Ausführungsform dieses Verfahrens wird das Blech 5 bis 15 Minuten bei 1650 bis 18003C lösungsgeglüht und das kaltgewalzte Blech 0,5 bis 8 Stunden bei 1200 bis 1425°C wärmebehandelt. Ein solches Blech besteht zweckmäßigerweise aus einer Legierung mit 0,5 bis 3% Zirkonium, 8 bis 12% Wolfram, 0,02 bis 0,15% Kohlenstoff, bis 7% Tantal, bis 0,05% andere Begleitelemente, Rest Niob und Verunreinigungen.The invention now relates to a process for the production of high-strength niobium alloys and is characterized in that one of 0.5 to 12% zirconium, 0.02 to 0.5% oxygen, carbon and / or nitrogen and optionally up to 35% tungsten, up to 10% titanium, up to 25% molybdenum, up to 25% tantalum and / or up to 10% vanadium, the remainder at least 50% niobium, existing alloy solution annealed for 5 minutes to 9 hours at 1600 to 2100 1 C, cooled and either before or after The alloy deformed to the final cross-section after the solution heat treatment is then heat-treated above the recrystallization temperature at 1000 to 1500C for 0.5 to 40 hours. The solution treatment is preferably carried out at 1700 to 2000 C C, the. subsequent heat treatment, preferably at 1150 to 1300 ° C. A modification of the method according to the invention is that a sheet made of the alloy of almost final thickness is quickly quenched to 1200 C after solution annealing and cold-rolled to the final thickness without intermediate annealing, the sheet thickness being reduced by 15 to 40%, preferably by 15 to 25% and finally subjected to the heat treatment. According to a preferred embodiment of this process, the sheet is solution annealed at 1650 to 1800 3 C for 5 to 15 minutes and the cold-rolled sheet is heat-treated at 1200 to 1425 ° C for 0.5 to 8 hours. Such a sheet is expediently made of an alloy with 0.5 to 3% zirconium, 8 to 12% tungsten, 0.02 to 0.15% carbon, up to 7% tantalum, up to 0.05% other accompanying elements, the remainder niobium and impurities .
Die Verformung auf Enddicke bzw. Endquerschnitt erfolgt in den meisten Fällen durch Kaltverarbeitung in ein oder mehreren Durchzügen.The deformation to the final thickness or final cross-section takes place in most cases by cold processing in one or more swipes.
Das Lösungsglühen der Bleche soll nicht unnötig verlängert werden, um ein Kornwachstum zu verhindern. Im allgemeinen reicht ein Lösungsglühen von 5 bis 15 Minuten bei 1650 bis 18000C. Das Abschrecken auf 1200° C soll möglichst schnell erfolgen, z. B. mit 300°C/min und darüber.The solution heat treatment of the sheets should not be extended unnecessarily in order to prevent grain growth. In general, a solution heat treatment ranges from 5 to 15 minutes at 1650 to 1800 0 C. The quenching at 1200 ° C is to take place as quickly as possible, for. B. at 300 ° C / min and above.
Die Kaltverformung bewirkt eine gewisse Spannungshärtung. Die Größe der inneren Spannungen ist proportional der Querschnittsverminderung, also dem Abwalzgrad beim Walzen. Sie haben einen beträchtlichen Einfluß auf das Ausscheidungshärten in der letzten Verfahrensstufe. Wird bei Blechen bis zu einem zu großen Abwalzgrad — also auf eine Querschnittsverminderung von mehr als 40% — gewalzt, so beobachtet man eine Verschlechterung der Streckgrenze des Fertigprodukts. Bei ungenügendem Abwalzgrad, also bei einer Querschnittsverminderung unter 15%, wird die angestrebte Wirkung nicht erreicht.The cold deformation causes a certain degree of stress hardening. The magnitude of the internal tension is proportional to the reduction in cross-section, i.e. the degree of rolling during rolling. they have one considerable influence on precipitation hardening in the last stage of the process. Used for sheets up to too high a degree of rolling - i.e. a cross-section reduction of more than 40% - rolled, a deterioration in the yield strength of the finished product is observed. If it is insufficient The degree of rolling, i.e. with a cross-section reduction below 15%, is the desired effect not reached.
Die Dauer der abschließenden Wärmebehandlung bei einer Temperatur über der Rekristallisationstemperatur ist nicht kritisch. Sie liegt im allgemeinen bei 0,5 Stunden oder darüber.The duration of the final heat treatment at a temperature above the recrystallization temperature is not critical. It is generally 0.5 hours or more.
Besonders hochwertige Legierungen, die auch eine bemerkenswerte Duktilität und Warmfestigkeit besitzen,
sind die obenerwähnten zirkonium-, wolfram- und tantalhaltigen Legierungen. Diese Eigenschaften
von tantalhaltigen Nioblegierungen sind überraschend und beruhen offensichtlich auf einer Wechselwirkung
mit den anderen Legierungselementen, da durch Zugabe von Tantal zu Niob aliein eine solche Ver-■
besserung nicht erreicht wird. Am vorteilhaftesten ist dabei eine Tantalmenge von ungefähr 5%.
Bei den dem erfindungsgemäßen Verfahren zu unterziehenden Nioblegierungen scheiden sich Substanzen
wie Zirkoniumdioxid oder verschiedene Carbide als zweite Phase aus. Durch das Lösungsglühen
geht diese zweite Phase weitgehend in der Grundmasse oder Matrix in Lösung. Bei einer Kaltverformung
— z. B. bei der Herstellung von Blechen nach bekannten Verfahren — kommt es zu einer unkontrollierbaren
Ausscheidung von oxidischen oder carbidischen, dispersionshärtenden Substanzen in
Form einer zweiten Phase. Nach der Kaltverformung gemäß der Erfindung liegen durch das Lösungsglühen
und anschließende Abschrecken die Substanzen der zweiten Phase homogen und in größter
Feinheit in der Grundmasse vor. Dies bewirkt die besonders hohen Festigkeitseigenschaften insbesondere
Warmfestigkeit, Härte und Kriechfestigkeit. Durch die Auswahl bestimmter Bedingungen für die
erfindungsgemäße Behandlung von Nioblegierungen lassen sich diese speziell für die nachfolgende Verformung
— wie Gesenkschmieden, Strangpressen, Walzen oder Schmieden — zwischen dem Lösungsglühen
und der Wärmebehandlung über der Rekristallisationstemperatur einstellen. Diese Verformung
kann bei jeder gewünschten Temperatur über Raumtemperatur, jedoch unterhalb der Temperatur des
Lösungsglühens, z. B. bis etwa 1500cC, erfolgen.The above-mentioned alloys containing zirconium, tungsten and tantalum are particularly high-quality alloys which also have remarkable ductility and high-temperature strength. These properties of tantalum-containing niobium alloys are surprising and are obviously based on an interaction with the other alloy elements, since such an improvement is not achieved by adding tantalum to niobium alone. An amount of tantalum of approximately 5% is most advantageous.
In the niobium alloys to be subjected to the process according to the invention, substances such as zirconium dioxide or various carbides separate out as the second phase. As a result of the solution heat treatment, this second phase largely dissolves in the base mass or matrix. In the case of cold deformation - e.g. B. in the production of sheet metal according to known processes - there is an uncontrollable excretion of oxidic or carbidic, dispersion-hardening substances in the form of a second phase. After the cold forming according to the invention, the substances of the second phase are homogeneous and extremely fineness in the base mass due to the solution heat treatment and subsequent quenching. This brings about the particularly high strength properties, in particular high-temperature strength, hardness and creep resistance. By selecting certain conditions for the treatment of niobium alloys according to the invention, these can be set specifically for the subsequent deformation - such as drop forging, extrusion, rolling or forging - between the solution heat treatment and the heat treatment above the recrystallization temperature. This deformation can take place at any desired temperature above room temperature but below the temperature of the solution heat treatment, e.g. B. to about 1500 c C, take place.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich mit den verschiedensten Varianten ausführen. Die verschiedenen Wärmebehandlungen werden im Vakuum oder in inerter Atmosphäre in Form eines Edelgases vorgenommen. Das Lösungsglühen wird zweckmäßigerweise bei 1700 bis 2000 C innerhalb von 1 bis 4 Stunden bei Werkstücken relativ großen Querschnitts bzw. bei 1650 bis 18000C innerhalb von 5 bis 15 Minuten bei Blechen vorgenommen. Wie allgemein bekannt, wird man bei tieferer Glühtemperatur längere Zeiten als bei höheren Temperaturen anwenden müssen. Bei Blechen erfolgt vorzugsweise die abschließende Wärmebehandlung über der Rekristallisationstemperatur bei 1200 bis 1425 3C innerhalb von'0,5 bis 8 Stunden.The method according to the invention can be carried out with the most varied of variants. The various heat treatments are carried out in a vacuum or in an inert atmosphere in the form of a noble gas. The solution annealing is expediently carried out at 1700 to 2000 ° C. within 1 to 4 hours for workpieces of relatively large cross-section or at 1650 to 1800 ° C. within 5 to 15 minutes for sheet metal. As is well known, longer times will have to be used at lower annealing temperatures than at higher temperatures. In the case of sheet metal, the final heat treatment is preferably carried out above the recrystallization temperature at 1200 to 1425 3 C within 0.5 to 8 hours.
Die Erfindung wird an Hand folgender Beispiele näher erläutert. Die Prüfstäbe hatten einen Durchmesser von 12,5 mm und eine Länge von 125 mm.The invention is explained in more detail with the aid of the following examples. The test bars had a diameter of 12.5 mm and a length of 125 mm.
Durch Zusammenschmelzen von 396 Teilen Niob mit einem Gehalt von 0,025% Sauerstoff und vonBy melting together 396 parts of niobium with a content of 0.025% oxygen and of
4 Teilen Zirkonium mit 0,10% Sauerstoff in einem mit Wasser gekühlten Kupfertiegel eines Lichtbogenofens wurde eine Legierung aus Niob und Zirkonium hergestellt. Der Gußblock wurde noch 6ma! geschmolzen und wieder erstarren gelassen, um eine gründliche Durchmischung der Metalle zu gewährleisten. Der Block wurde dann zu einem Rundstab — Durchmesser 12,5 mm, Länge 127 mm — verarbeitet. 4 parts of zirconium with 0.10% oxygen in a water-cooled copper crucible of an electric arc furnace an alloy of niobium and zirconium was made. The cast block was still 6ma! melted and allowed to solidify again to ensure thorough mixing of the metals. The block was then processed into a round rod - diameter 12.5 mm, length 127 mm.
in ähnlicher V/eise wurden die in Tabelle 1 aufgeführten Legierungen hergestellt. Jeder Block aus den Legierungen wurde bei 1000 3C im Gesenk geschmiedet, wobei jedes Gesenk eine Querschnittsverminderung von 12,5% erbrachte. Von jeder Legierung wurde ein Prüfstab 6 Stunden in einem Vakuuniofen bei 1950; C — also über die Rekristallisationstemperatur — lösungsgeglüht, auf Raumtemperatur abgekühlt und dann im Vakuum 30 Minuten bei 1100 C gealtert (C). Eine andere Serie von Prüfstäben aller Legierungen wurde nur 16 Stunden in inerter Atmosphäre bei 1400° C gehalten (A). Von allen Prüfstäben wurde bei 1100cC in Vakuum die 0,2-Warmdehngrenze bestimmt. Die Werte sind in Tabelle 1 aufgeführt. Daraus geht auch der Einfluß der Wärmebehandlung auf die Festigkeitseigenschaftea der Legierungen hervor.The alloys listed in Table 1 were produced in a similar manner. Each ingot of the alloys was die forged at 1000 3 C with each die producing a reduction in area of 12.5%. A test rod of each alloy was placed in a vacuum furnace at 1950 for 6 hours ; C - i.e. above the recrystallization temperature - solution annealed, cooled to room temperature and then aged in a vacuum for 30 minutes at 1100 C (C). Another series of test bars of all alloys was held in an inert atmosphere at 1400 ° C for only 16 hours (A). Of all the test rods 0,2-Warmdehngrenze was determined at 1100 c C in vacuum. The values are listed in Table 1. This also shows the influence of the heat treatment on the strength propertiesa of the alloys.
Nicht nach erfindungsgemäßen) Verfahren behandelt.Not treated according to the method according to the invention.
Es wurden Prüfstäbe einer Nioblegierung aus 5% Zr, 10% W. 0,04% O2, Rest Nb, hergestellt, in einem Elektroofen auf 1200 bis 1300: C erhitzt und dann bis zu einer Querschnittsverminderung von 50% geschmiedet. Es folgte die Wärmebehandlung im Vakuumofen, und zwar 16 Stunden bei 1400: C (A) bzw. 9 Stunden bei 2000: C, Abkühlen auf Raumtemperatur und 30 Minuten bei 1100: C Altern (3). Anschließend wurden Festigkeit und Duktilität bei 1100" C im Vakuum bestimmt (s. Tabelle 2).Test bars of a niobium alloy were produced from 5% Zr, 10% W. 0.04% O 2 , remainder Nb, heated in an electric furnace to 1200 to 1300 : C and then forged to a cross-section reduction of 50%. This was followed by the heat treatment in a vacuum oven, namely 16 hours at 1400 : C (A) or 9 hours at 2000 : C, cooling to room temperature and aging for 30 minutes at 1100: C (3). The strength and ductility were then determined at 1100 ° C. in a vacuum (see Table 2).
5555
dehngrenze
kp, mm2 0.2 warm
yield strength
kp, mm 2
dehnung
Ofracture
strain
O
einschürung
O,
VtFracture-
constriction
O,
Vt
behandlungwarmth
treatment
4128.1 "
41
festigkeit
kp/mm2 Warm
strength
kp / mm 2
320th
3
1440
14th
B A *) ....
B.
41,735
41.7
behandlung*)warmth
treatment*)
kp mm2 load
kp mm 2
A**)
B A **)
A **)
B.
17,6
24,621.1
17.6
24.6
30,5
26, ί12.5
30.5
26, ί
*) Siehe Beispiel 2.
**) Nicht nach eriindungsgemäßem Verfahren.*) See example 2.
**) Not according to the method according to the invention.
3030th
3535
4040
Aus einer Nioblegierung aus 5% Zr, 15% W. 0,05°;» O2, Rest Nb, wurden bei 1450: C Prüfstäbe durch Strangpressen bei einem Preßverhäitnis von 4 : i hergestellt und diese bei 1100 C von einem Durchmesser von 50 mm auf 9,5 mm geschmiedet. Fig. I zeigt das Zeitstandsverhalten bei ί 100-C, d. h. die Abhängigkeit der Standzeit bis zurr, Bruch von der Größe der Zugbelastung bei 1100 "C.Made of a niobium alloy of 5% Zr, 15% W. 0.05 °; » O 2 , remainder Nb, test bars were produced at 1450: C by extrusion at a compression ratio of 4: 1 and these were forged at 1100 C from a diameter of 50 mm to 9.5 mm. Fig. I shows the creep behavior at ί 100-C, ie the dependency of the service life until break on the magnitude of the tensile load at 1100 "C.
Kurve A*): nur geschmiedet;Curve A *): only forged;
Kurve B*): geschmiedet und 18 Stunden beiCurve B *): forged and 18 hours at
1400;C wärmebehandelt;
Kurve C: geschmiedet, 1 Stunde bei 2000 C1400 ; C heat treated;
Curve C: forged, 1 hour at 2000 C.
lösungsgegliiht und 1 Stunde beiSolution-hardened and 1 hour at
1200: C gealtert.
*t Nicht nach eriindungsgemäßem Verfahren behandelt.Aged 1200 : C.
* t Not treated according to the method according to the invention.
Es wurden zwei Blöcke einer Nioblegierung aus 1% Zr, 0,027% O2, 0,008% N2, 0,004% C, Rest Nb, mit einem Durchmesser von 50 mm hergestellt. Der eine (C) wurde bei 1260 C und einem PreßverhäHnis von 4 : 1 stranggepreßt, der andere (D) 0,25 Siunden bei 1620;C lösungsgegliiht und dann bei 1620 C und einem Preßverhältnis 4 : 1 stranggepreßt. Alle Prüfstäbe wurden dann auf einen Durchmesser von 9,5 mm geschmiedet und noch im Vakuum 1 Stunde bei 1200 "C wärmebehandelt und· anschließend bei 1100rC die Zeitstandfestigkeit und die Warmfestigkeit bestimmt (s. Tabelle 4).Two blocks of a niobium alloy made of 1% Zr, 0.027% O 2 , 0.008% N 2 , 0.004% C, remainder Nb, with a diameter of 50 mm were produced. One (C) was extruded at 1260 C and a compression ratio of 4: 1, the other (D) 0.25 seconds at 1620 ; C solution treated and then extruded at 1620 C and a compression ratio of 4: 1. All test bars were then forged to a diameter of 9.5 mm and heat-treated in a vacuum for 1 hour at 1200 ° C. and the creep rupture strength and high temperature strength were then determined at 1100 ° C. (see Table 4).
Zeitstandverhalten bei I100cC
BelastungCreep behavior at I100 c C
load
kpmm-kpmm-
C*)
DC *)
D.
Zeit bis Bruch (h)Time to break (h)
20
9520th
95
Warmfestigkeit bei ÜOO CHeat resistance at over 100 ° C
kp..mnrkp..mnr
21,121.1
35,235.2
*) Nicht nach erfindungsgemUßem Verfahren belnuideit.*) Not necessary according to the method according to the invention.
*) Nicht nach erfindungsgemäßem Verfahren behandelt.*) Not treated according to the process according to the invention.
Es wurde eine Nioblegierung aus 5% Zr und 15% W, 0,06% O2, Rest Nb, nach unterschiedlichen Wärmebehandlungen bei 1100'C in einer Argonatmosphäre auf ihre Zeitstandfestigkeit geprüft (s. Tabelle 3).A niobium alloy composed of 5% Zr and 15% W, 0.06% O 2 , remainder Nb, was tested for its creep strength after various heat treatments at 1100 ° C. in an argon atmosphere (see Table 3).
Wit im Beispiel 1 wurden Prüfstäbe aus Niob-Wit in example 1 test rods made of niobium
legierungen, bestehend aus 1% Zr, 0,03% O2, Rest Nb, aus 5% Zr, 0,04% O2, Rest Nb und aus 10% Zr, 0,05% O2, Rest Nb, hergestellt und 8 Stunden im , Vakuum bei 2000" C lösungsgeglüht, auf Raumtemperatur abgekühlt und 1 bis 16 Stunden bei 1100 C im Vakuum gealtert.alloys consisting of 1% Zr, 0.03% O 2 , remainder Nb, of 5% Zr, 0.04% O 2 , remainder Nb and of 10% Zr, 0.05% O 2 , remainder Nb Solution heat treated for 8 hours in a vacuum at 2000 ° C., cooled to room temperature and aged for 1 to 16 hours at 1100 ° C. in a vacuum.
Es ist bekannt, daß die Härte der Metalle eine Funktion ihrer Festigkeit ist. F i g. II zeigt in einem Diagramm die Abhängigkeit der bei Raumtemperatur bestimmten Vickershärte von der Alterungs-It is known that the hardness of metals is a function of their strength. F i g. II shows in one Diagram showing the dependence of the Vickers hardness determined at room temperature on the aging
dauer bei 1100 C. Daraus ergibt sich, daß die Härte der lösungsgeglühten Legierungen mit der Alterungsdauer steigt. duration at 1100 C. It follows that the hardness of solution-annealed alloys increases with aging.
Es wurden Prüfstäbe gemäß Beispiel 4, jedoch aus einer Nioblegierung aus 5% Zr, 10% W, 0,05% O2, Rest Nb, hergestellt. Nach unterschiedlicher Wärmebehandlung wurde dann die Zeitstandfestigkeit bei 12000C und einer Belastung von 17,6 kp/mm2 in inerter Atmosphäre mit folgenden Ergebnissen bestimmt: Test bars were produced according to Example 4, but made of a niobium alloy composed of 5% Zr, 10% W, 0.05% O 2 , the remainder being Nb. After various heat treatments, the creep rupture strength at 1200 ° C. and a load of 17.6 kp / mm 2 in an inert atmosphere was determined with the following results:
Der Prüfstab, der bei 14500C verformt und mit einem Strangpreßverhältnis von 4 : 1 stranggepreßt und bei HOO3C verformt wurde (nicht erfindungsgemäßes Verfahren), zeigte nach einer Standzeit bis Bruch von 2,3 Stunden eine Gesamtdehnung von 50%. Ein anderer Prüfstab, der nach dem Verformen und Strangpressen 1 Stunde bei 2000 C lösungsgeglüht und anschließend 1 Stunde bei 1100 C gealtert wurde, zeigte nach einer Standzeit bis Bruch von 16 Stunden eine Gesamtdehnung von 7%.The check rod that deforms at 1450 0 C and an extrusion ratio of 4: 1 was extruded and molded at HOO 3 C (not according to the invention process) showed after a service life up to break of 2.3 hours, a total elongation of 50%. Another test rod, which was solution annealed for 1 hour at 2000 C after shaping and extrusion and then aged for 1 hour at 1100 C, showed a total elongation of 7% after a standing time to break of 16 hours.
Eine Nioblegierung aus 10% Ti, 10% Mo, 0,5% Zr, 0,25% O2, Rest Nb, wurde, wie im Beispiel 1 beschrieben, hergestellt. Der Block wurde bei 1000 C mit einer Querschnittsverminderung von 50% geschmiedet, dann im Vakuum 8 Stunden bei 2000 C lösungsgeglüht und auf Raumtemperatur abgekühlt. Die Prüfstäbe wurden dann unterschiedlich lang 1 bis 16 Stunden bei 1100'C im Vakuum wärmebehandelt, um die Wirkung einer unterschiedlichen Alterungsdauer auf die Vickershärte zu bestimmen. In Fig. III sind die Härtewerte graphisch dargestellt. A niobium alloy composed of 10% Ti, 10% Mo, 0.5% Zr, 0.25% O 2 , remainder Nb, was produced as described in Example 1. The ingot was forged at 1000 C with a reduction in cross-section of 50%, then solution annealed in vacuo at 2000 C for 8 hours and cooled to room temperature. The test bars were then heat-treated for different periods of time from 1 to 16 hours at 1100.degree. C. in a vacuum in order to determine the effect of different aging times on the Vickers hardness. The hardness values are shown graphically in FIG. III.
Eine Legierung aus 3.5% Zr, 0,07% C, Rest Nb, wurde wie im Beispiel 1 hergestellt, ein Prüfstab (E) bei 1870 C bei einem Verhältnis von 4 : 1 stranggepreßt, bei 1100 C bis auf einen Stabdurchmesser von 9,5 mm geschmiedet und 1 Stunde bei 1200 C wärmebehandelt (nicht erfindungsgemäßes Verfahren). Ein anderer Prüfstab (F) wurde 1 Stunde bei 2100 "C lösungsgeglüht und dann wie Stab (E) stranggepreßt, geschmiedet und gealtert. Die Warmfestigkeit bei 1100-1C im Vakuum betrug für Stab E 24,6 kp/mm2 und für Stab F 28,8 kp/mm2.An alloy of 3.5% Zr, 0.07% C, remainder Nb, was produced as in Example 1, a test rod (E) was extruded at 1870 C at a ratio of 4: 1, at 1100 C up to a rod diameter of 9, Forged 5 mm and heat-treated at 1200 ° C. for 1 hour (method not according to the invention). Another test rod (F) was solution for 1 hour at 2100 "C and then as rod (E) extruded, forged and aged. The hot strength at 1100- 1 C in vacuo for bar was E 24.6 kgf / mm 2 and for bar F 28.8 kgf / mm 2 .
ίο Eine Legierung aus 3,5% Zr, 0,1% C, 0,02% O2, 0,002% N2, Rest Niob, wurde wie im Beispiel 1 hergestellt. Zwei Prüfstäbe G, H wurden auf 10003C erhitzt und gewalzt; Prüfstab G wurde dann 1 Stunde bei 21001C lösungsgeglüht, Prüfstab H 1 Stunde bei 800: C spannungsfrei geglüht. Beide Stäbe wurden dann auf eine gesamte Querschnittsverringerung von 95% (vom Gußblock aus) kalt gewalzt und dann 0,5 Stunden bei 1100 C gealtert. Prüfstab G zeigte eine Zugfestigkeit im Vakuum von 29,5 kp/mm2 und Prüfstab H (nicht erfindungsgemäßes Verfahren) eine von 20,4 kp/mm2.ίο An alloy of 3.5% Zr, 0.1% C, 0.02% O 2 , 0.002% N 2 , remainder niobium, was produced as in Example 1. Two test bars G, H were heated to 1000 3 C and rolled; G test bar was solution then for 1 hour at 2100 1 C, H test piece for 1 hour at 800: C annealed tension-free. Both bars were then cold rolled to a total reduction in cross section of 95% (from the cast ingot) and then aged at 1100 ° C. for 0.5 hours. Test rod G showed a tensile strength in a vacuum of 29.5 kp / mm 2 and test rod H (method not according to the invention) showed a tensile strength of 20.4 kp / mm 2 .
Eine Legierung nach Beispiel 10 jedoch mit 0,005% C wurde hergestellt. Der Prüfstab H (nicht erfindungsgemäßes Verfahren) zeigte eine Zugfestigkeit von 23,2 kp/mm2 und Prüfstab G eine vonAn alloy according to Example 10 but with 0.005% C was produced. The test rod H (method not according to the invention) showed a tensile strength of 23.2 kp / mm 2 and test rod G one of
26 kp/mm2. _. . -in26 kp / mm 2 . _. . -in
F B ei spi e l 12 F ex ample 12
Ein Gußblock aus einer Legierung aus 10% W, 0,8% Zr, 0,11% C, Rest Nb, mit einem Durchmesser von 203 mm wurde stranggepreßt und bei einer Temperatur nicht über 1200"C gewalzt. Je zwei Bleche mit einer Dicke von 1,016 bzw. 0,762 mm wurden einmal erfindungsgemäß, aber bei verschiedenen Temperaturen und zum Vergleich bei niederer Temperatur lösungsgeglüht. Nach der ersten Wärmebehandlung (= Lösungsglühung) wurden alle Bleche rasch gekühlt. Die Bearbeitungsbedingungen und physikalischen Eigenschaften der Bleche gehen aus der folgenden Tabelle 5 hervor.An ingot made from an alloy of 10% W, 0.8% Zr, 0.11% C, remainder Nb, with a diameter of 203 mm was extruded and rolled at a temperature not above 1200 "C. Each two metal sheets with a thickness of 1.016 and 0.762 mm were invented once, but with different ones Temperatures and, for comparison, solution heat treated at lower temperatures. After the first heat treatment (= Solution heat treatment) all sheets were rapidly cooled. The processing conditions and physical properties of the sheets are shown in Table 5 below.
BlecheSheets
J*)J *)
K*)K *)
Dicke, μΐη Thickness, μΐη
Wärmebehandlung, C,Heat treatment, C,
Dauerduration
Kaltgewalzt auf μηι Cold rolled to μηι
Abwalzgrad, % Degree of rolling,%
1 Stunde gealtert bei 0C
Streckgrenze, kp/mm2 ...
Zugfestigkeit, kp/mm2 ...
Bruchdehnung, % Aged for 1 hour at 0 C.
Yield strength, kp / mm 2 ...
Tensile strength, kp / mm 2 ...
Elongation at break,%
WarmstreckgrenzeHot yield strength
bei 1200 C im Vakuum,
kp/mm2 at 1200 C in a vacuum,
kp / mm 2
Warmzugfestigkeit
bei 1200 C im Vakuum,
kp/mm2 Hot tensile strength
at 1200 C in a vacuum,
kp / mm 2
Bruchdehnung*) Elongation at break *)
762762
1200
1 Stunde1200
1 hour
508
33
1200
42,9
58,4
14508
33
1200
42.9
58.4
14th
13.413.4
16,2
2916.2
29
10161016
1200
1 Stunde1200
1 hour
762762
25
120025th
1200
48,548.5
61,261.2
1212th
18,318.3
20,4
2120.4
21
762762
16501650
MinutenMinutes
508
33508
33
1200
53,4
69,6
731200
53.4
69.6
73
21,121.1
23,9
1023.9
10
10161016
16501650
5 Minuten5 minutes
762762
25
120025th
1200
52,752.7
69.669.6
1212th
25,325.3
28.1
928.1
9
762762
1750
5 Minuten1750
5 minutes
508
33508
33
1200 ·
56,2
70,3
121200
56.2
70.3
12th
28,128.1
30,9
1030.9
10
10161016
1750
5 Minuten1750
5 minutes
762762
25
1200
58,425th
1200
58.4
77,377.3
1111
29.529.5
33
933
9
Zählen nicht zu den erfindungsgemäß behandelten Blechen.Do not count among the sheets treated according to the invention.
Verschiedene Legierungen wurden unter 1200 C zu Bleche mit einer Dicke von 1,27 mm verarbeitet, diese dann 10 Minuten bei 1650"C im Vakuum lösungsgeglüht, gekühlt, auf 1,026 mm kaltgewalzt und schließlich 1 Stunde bei 1200' C gealtert. Die chemische Zusammensetzung und die Zugfestigkeit der erhaltenen Bleche gehen aus Tabelle 6 hervor.Various alloys were used below 1200C processed into sheets with a thickness of 1.27 mm, these then 10 minutes at 1650 "C in a vacuum Solution annealed, cooled, cold rolled to 1.026 mm and finally aged at 1200 ° C for 1 hour. the chemical composition and tensile strength of the sheets obtained are shown in Table 6.
VVSusami
VV
Zrnenst
Zr
C: tzung
C.
o, % (Rest
O,
N,Nb)
N,
grenze
kp/mm2 Stretch
border
kp / mm 2
festigkeit
kp/mm2 train
strength
kp / mm 2
dehnung
%fracture
strain
%
grenze
kp/mm2 Stretch
border
kp / mm 2
Zug
festigkeit
kp/mm2 At 1200 0 C
train
strength
kp / mm 2
dehnung
%fracture
strain
%
StreckStretch
grenzeborder
kp/mm2 kp / mm 2
Zug
festigkeit
kp/mm2 part 1315 "C
train
strength
kp / mm 2
dehnung
%fracture
strain
%
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