DE1483514A1

DE1483514A1 - Magnetische Bleche mit Wuerfelflaechentextur und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE1483514A1
Application number: DE1965W0039135
Authority: DE
Inventors: Aspden Robert G
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1964-06-04
Filing date: 1965-05-12
Publication date: 1969-02-20
Also published as: US3351501A; GB1080578A; BE664974A; SE318900B; FR1443470A

Description

T-^tO \ 12.MAM965

vvE S TIIiGHOUSE ELECTRIC 1 -TVjP_- ju»Xr .-""llfnau, don CORPORATION \ ^_-J--*~-~^--"^-"" Dr.Sche/Su

East Piΐtsburgh,PA/USA

H835H 64/9250

iiagnetische Bleche nit Wurfelflächentextur und • Verfahren zu ihrer Herstellung

Die Erfindung "besieht sich auf magnetisches Blechnaterial, das eine (100)-Textur "besitzt unct auf neue Verfahren, die auf Eisen und Eisen-Basis-Legierungen sur Ent\^icklurig solcher Texturen angev/endet v/erden können.

Ei; v/ar soit lungern erwünscht, magnetische Bleche jjuf Ei-Hftn-Basia herzustellen, in. v/elchen das Kristallgitter der Kürner eine Orientierung (100) aufv/ei^t. In den letzten Jöfiren wurde ein Verfahren zur Heroteilung von Eioen-Sili::iur:i-Blechen mit einer (100) /ÖÜ2/-Textur entv;ickelt, difj durch eine Serie von Kaltwalzschritten und kritischen C-lühurigen hervorgerufen v/urde, wodurch sekundär rekristalliüierte Körner mit Würfeltextur erzeugt wurden. Ein solches Verfahren wird in der US-Patentschrift 2 992 952 offenbart. Dieses Verfahren ist auf gewisse Legierungszusciiriraensetzungen "begrenzt und "bezieht sich ebenso auf spezielle Kaltwalzverfahren v/ie auf das Erfordernis einer kritischen Sekundärrekristallisationsglühung, "bei der Cc-aierstoJT und Oxyde in kritischer V^reise auf extrem nie-' άτιi^e Vierte beschränkt sind.

Für votlnve-na'j elektrische Maschinen v/ie Ho tor en und Ge-

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neratoren, sind kreisförmige oder sektorförraige Lamellen aus magnetischem Blech mit einer (100) /Ö01/-Korntextur nicht so wünschenswert wie Bleche mit einer Textur, bei der die Flächen der Eiern ent arv/ür fei des Kristallgitters parallel zur Walzebene liegen, die Kanten dieser Flächen 'aber regellos orientiert sind, die Elementarwürfel also eine (100) /hkl/-Orientierung aufweisen.

In der Praxis können nicht alle Verfahren zur Erzeugung Ton Magnetblechen mit Kornorientierung erfolgreich auf Eisenlegierungen, die zu einer Gamma-Alpha-Phasenumwandlung fähig sind, angewendet werden. Hit der Bezeichnung "Gamma-Alpha-Phasenumwandlung" ist gemeint, daß die Kristallstruktur der Legierung, wenn sie auf erhöhte Temperatur gebracht wird (auf 910° C für Eisen rixiein, aber bei Legierungen abhängig von ihrer Zasamr.iensetzung) , sich in die Gamma-Phase, das heißt, in ein i'iächenzentriertes kubisches Gitter umwandelt, und nach Abkühlung unter dieser. Temperatur die Kristallstruktur sich in eine Alpha-Struktur, das heißt,in eine raumzeritrierte kubische Gitterstruktur zurückverwandelt. Viele Eisenlegierungen haben keine Gamma-Alpha-Phasenumwandlung, zum Beispiel Eisen-Silizium-Legierungen mit mehr als 2 $> Siliziun und einem Kohlenstoffgehalt unter 0,01 i>. Wenn Bleche aus einer Legierung mit Gamma-Alpha-Phasenumwandlung in der bisher bekannten Weise im Gamma-Gebiet geglüht und dann durch Kühlung in das Alpha-Gebiet überführt werden, wird

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eine räumlich regellose Orientierung der Kristalle (texturfreies Blech) erhalten.

.Alle Verfahren, die darauf gerichtet sind, eine Vorzugs-• orientierung zu erzielen, sind daher auf Eisen-Silizium-Legierungen angewendet worden, die keine .Gamma-Alpha-Phasenumwandlung zeigen, wenn sie auf Temperaturen über 900 erhitzt werden, wie es für eine befriedigende Glühung oder Wärmebehandlung erforderlich ist. Zum Beispiel sind bekannte Verfahren zur Erzeugung von kornorientierten Magnetblechen auf Eisen-Silizium-Legierungen beschränkt worden, die wenigstens 2 $ Silizium aufwiesen. Das Verfahren zur Erzeugung von doppeltorientierten oder Würfeltexturblechen aus Gußblechen, in denen das Wachstum der Stengelkörner zur Sicherstellung einer (100)-Korntextur dienen soll, kann nur auf Eisen-Legierungsschmelzen angewendet werden, die keine Gamma-Alpha-Phasenumwandlung besitzen, v/eil das Auftreten der Gamma-Alpha-Umwandlung ei- -ne regellos orientierte Zeilenstruktur verursacht und als Ergebnis keine Wurfeltexturbleche nach dem bekannten Verfahren erzeugt werden können.

Wenn eine erhöhte Glühtemperatur in Verbindung mit einer bekannten Atmosphäre angewendet wird auf Bleche aus einer Eisen-Legierung, die eine GammEi.-Alpha-Phasenuinwandlung aufweinen, -so entwickeln diese Bleche eine völlig Kornorientierung, wie es die US-Patentöchrift

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3 130 091, betitelt "Nichtorientierte Silizium-Eisen-Bleche und Verfahren zu ihrer Herstellung", lehrt. Wenn eine Legierung mit einer Gamma-Alpha-Phasenumwandlung nach einem bekannten Verfahren behandelt wird, um eine bevorzugte Orientierung zu sichern oder zu entwickeln, kann sie.nur bei Temperaturen unterhalb der Gainma-Region geglüht werden, andererseits wird irgendeine Würfeltextur in den Körnern verlorengehen, wenn das Gamma-Gebiet erreicht und danach auf das Alpha-Gebiet abgekühlt wird.

Die vorliegende Erfindung gründet eich auf die Entdeckung, daß Gegenstände, wie heiß oder kalt gewalzte Bleche aus Eisen oder aus Eisen-Legierungen, die eine Gamma-Alpha-Phasenumwandlung zeigen, einem verhältnismäßig einfachen Glühprozeß unterworfen werden können, wobei sie aus dem 'Gamma- in das Alpha-Phasen-Gebiet übergehen und in ihnen eine Würfelflächentextur (100) ,/HkI/ erzeugt wird. Hierbei iet die Zusammensetzung der Ausgangslegierung geeignet' zu wählen, um einen kritischen Gehalt an gelösten. Schwefel in der Legierung während der Gamma-Alpha-Unwandlung bei der Glühung' bereitzustellen. Daß Verfahren ist nicht nur verhältnismäßig einfach, sondern auch sehr wirtschaftlich und gestaltet ein Produkt herzustellen, das handeismäßig sehr erwünscht ist.

Es ist ein Gegenstand der Erfindung, ein leicht ausführbares Verfahren anzugeben, durch das Eisen und eisenhaltige Legierungen mit einer -Gamma-Alpha-Phasenumwandlung

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in Gegenstände öder Bleche umgewandelt werden können, die eine Würfelflächentextur aufweisen.

Bin anderer Gegenstand der Erfindung ist es, ein verhältnismäßig einfaches Verfahren zu nennen, durch das Bleche aus Eisen und eisenhaltigen Legierungen mit einer Gamma-Alpha-Umwandlung eine (100) ,/Ekly-Textur enthalten können, indem sie aus dem Gamms- bis in das Alpha-Gebiet abgekühlt werden, wobei vorausgesetzt wird, daß während dieser Phasenumwandlungsglühung die Menge des aufgelösten'Schwefels in der Legierung innerhalb eines kritischen Bereiches liegt.

Ein \ireiterer Gegenstand der Erfindung ist die Schaf lung eines Verfahrens zur Erzeugung von magnetischen Blechen aus Eisen und eisenhaltigen Legierungen mit einer Gamma-Älpha-Biasenumwandlung, wobei die Bleche außerordentlich groFe.(iOO) /Ekl/-Körner haben.

Ferner ist es ein Gegenstand der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von magnetischen Blechen mit Wurfeltextur auö Eisen und Eisenlegierungen anzugeben, die eine Gamma-Alphi.-Hiasenumwandlung erfahren haben, wobei das Verfahren eine einleitende Vorbereitung der Bleche tait einer WurfelfXHehentextur-^C/lOO) /Hkl/ und danach ein , Kaltwalzen unjä "Glühen umfaßt, um .zu einem hohen.-^ros^n.-^„ Xt einer. VFürfgltextur (.100) /Ö01/ au führen_t, _T ,/ ,..,.

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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Söhr-flung magnetischer-Bleche aus Eisen und Eiseii-Grundlegierungen mit einer Gamma-Alpha-Phasenumwandlung, wobei die Bleche eine (100) /hkl/-Korntextur besitzen.

.Diese Gegenstände v/erden in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung erreicht, wobei Streifen oder Bleche oder Stanzteile oder Lamellen aus Eisen und Eisen-Basislegierungen mit einer Gcjmma-Alpha-Phasenumwandlung allgemein in einer Dicke von" weniger als 0,025 bis 3₅75 mn über die obengenannte allotrope Umwandlun^steiaperatur erhitzt werden, um darin die -Gamma-Phase zu entwickeln. Bei dieser Verfahrensstufe sollte das Metall gelösten Schwefel in einem kritischen Betrag von 0,00003 # bis 0,0005 # an der Oberfläche aufweisen. Das in der Gamma-Phase befindliche Metall wird dann abgekühlt bis unter die Umwandlungstemperatur oder den Umwandlungstemperaturbereich, um einen Phasenwechsel in die Alpha-Phase zu bewirken. Durch eine derartige Behandlung.der genannten Legierungen ist ein großes Volumen des Metalles in Wurf elf IfL-chentextur oder (001) £Ekl/-!£extur umgewandelt worden. Die WürfelkanteH sind, in der Blechebene regellosorientiertν. Dementsprechend treten'verbesserte magnetische ' ^:i Eigenschaften in den behandelten' !Peilen auf» -Sie sind' · geeignet>für den ..Gebrauch in rotierenden elektrischen Apparaten. Die Bleche oäej? Streifen können weiterhin kaltgewalzt und geglüht werden, wobei Würfel feesctur,- das 'heißt (100) £.'001/-»Körner,, erzeugt werden.

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in der vorliegenden Erfindung "beschriebenen'Eisenlegierungen,' die eine Gramma-Phase bei erhöhten Temperaturen auf v/eisen, enthalten außer Eisen ale weitere Legierungsbestandteile ein oder mehrere der folgenden Elemente: Bis 2$ Al, bis 12 # Cr,· bis 10 ."# Ge, bis 5 f Mn, bis' 5 1* Mo, bis 10 f> Ni, bis 2 ?5 Si, bis 1 # Ti, bis 1 $ Ta, bis 1 # Va, bis 6 $ W, 20 bis 50 yi Co und bis 1 f, Zr, Wenn Kohlenstoff vorhanden ist, bewegt sich' sein prozentualer Anteil allgemein ,im Bereich von 0,001 bis 0,08 #. Die bevorzugten Grenzen für die vorgenannten Legierungselemente sind; 0,001 bis 0,8 # Al, bis 2 $ Cr, bis 0,5 # Ge, bis 1 # Mh, bis 2 # Mo, bis 1 $ Hi, tie 2 ?v Si, bis 0,5 # Ti, bis 0,5 # Ta, Us 0,5 $5 Va, bis 0,5 # Vf,' 25 bis 45 ^ Co und 0,1 bis 0,5 $> Zr. In Ergänzung au diesen Legierungen kann die Erfindung Eiuch mit unlegiertem Eisen durchgeführt werden.

Wenn zwei oder mehr Legierungselemente in der Eisenlegierung anwesend sind, soll ihr Gesamtgehalt vorzugsweise 50 i-> nicht übersteigen; Eisen-Legierungen mit über 2'$> Si können durch Zusatz wesentlicher Betröge von C, Mo, Ni oder Co angewandt werden, welche'das Gamina-Gebiet ausweiten. Bei der Ausführung der Erfindung können.ternäre, quaternäre und höhere Legierungen benutzt werden* Erläuternde Beispiele siiidt

(1) 1,0 io Si, 0,5 1o Mo, 0,01 jS C, Rest Pe;

(2) 0,6 io Si, 0,3 ¹P Mn, 0,01 ^C, Rest Pe;

(3) 1 ^ Cr, 1 5» Co, 0,2 #_Ι·Ιη, Rest T?e*_f

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(4) 0,5 1" Si, 0,5 $> Cr, 0,5 ^-Ni, 0,1 # Hn, Rest Fe;

(5) 0,8 $> Si, 0,01 <fo C, 0,5 $ Mo, .0,5 9? Hi, 0,2 <p Cr, Eest Pe.

* Zufällige Yerunreinigungen wie Sauerstoff, Sticketoff und Spuren verschiedener Elemente können anwesend sein. Die Legierung kann äußeret rein sein oder sie kann ein normales Handelsprodukt darstellen. Jede der genannten Legierungen" ist für die Durchführung der Erfindung geeignet.

Es wurde gefunden, daß Sauerstoff bei der Ausübung der Erfindung nicht kritisch ist, und relativ große Beträge schädliche Wirkung zugegen sein können.

Dagegen ist der "Schwefelgehalt und seine genaue Form und Verteilung von kritisoher Bedeutung. Schwefel,, der in , Porttt Von Einschlüssen oder verhtlltniemlißig stebileh Sulfiden vorhanden ist, wie Mangan-Sulfid, spielt Uinsichtlich der gewUnöoliteri Ergebnisse der Erfindung Iceine besondere Holle. Gelöster Schwefel in der Eisen-Phase, der ■i# kritischen Verhältnis an der Oberfläche des Bleches vorhanden ist, ist ^edooh ein unerlHßliOher Bestandteil. Zu der ^eit, ku der die GaratifirAlphi-PlmsemiMwandluiii,· '

muß die Menge dös gelöste! *$ohwefel8 an der e oder iti ihrer Jtöötaarßöha£t, !tfin^«HW^ett Be-

|ö'von 010000$ Me 0₍Ö0p||||^vloiit8|i)pojBfAf ^ejbr&e«^ ^'^ji

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~⁹'~ . U835U"

•Der Schwefelgehalt der Bleche sollte genau "bestimi.t werden _T u-m Schwefel als verhältnismäßig stabiles Sulfid auszuschließen* Ein Bleeh kann in Form von Mangansulfid einen verhältnismäßig hohen Prozentgehalt, etwa 0,02 $- Schwefel entteilten, trotzdem wird das Gefüge des Bleches während der Gamma-Alpha-Glühung in eine Wurfelfläehentextur umgewandelt,, weil der gelöste Schwefel an der Oberfläche des Bleches im. kritischen Bereich liegt.

Um sicherzustellen!,, daß ein angemessener Schwefelgehx.lt in der Legierung während der Gamraa-Alpha-Umwandlungsstufe gegenwärtig ist, insbesondere, wenn das Blech einen geringen Gehalt an gelöstem Schwefel besitzt, kann int die Qfenatuo&phäre ein kleiner Betrag von Schwefelwasserstoff, zum Beispiel 0,001 i> des Volumens eingeführt werden» Dieser eingeführte Schwefelwasserstoff vermeidet nicht nur die Verdampfung des gelösten Scfcwefeis aus de» Metall, sondern läßt_r falls der Schwefelgehalt zu geringist, genügend Schwefel in das Metall eintreten, um die Schwefelkonzentr&t.±on in den gewünschten Bereich zu bringen.

Im allgemeinen ist Kohlenstoff kein erwünschter Bestandteil des Magnetbleches, und es. sollte jede Anstrengung , unternommen werden_P um den Kohlenstoffgehalt im fertigen Blech auf weniger als 0,01 fir vorzugsweise weniger ala 0,005 °fc herab zusetzen. Eine Fn tkoh-lungs glühung in tem Yfasserstoff, zxcmv Beispiel mdt einem Τβ,υρμηΐΐΐ v©i&

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• bei einer Temperatur von 800° C bis 900° C für eine Zeit von 1/4 bis 2 Stunden, drückt den Kohlenstoffgehalt sehr

" herunter. Diese Entkohlungabehandlung kann der Samma-Älpha-Phasenumwandlung der Erfindung vorausgehen oder ihr folgen.

Das Eisen und seine -üegierungen wurden in der vorliegenden Erfindung allgemein in Blech- oder Straifenform mit etwa 0,025 bis 3,8 mm Dicke benutzt, obgleich das Terfahren im wesentlichen unempfindlich gegenüber der Dicke des zu behandelnden fiateriales ist* Im allgemeinen wird Blech- oder Streifenmaterial durch Schmieden oder Heißwalzen einer Bramme auf die gewünschte Dicke oder auf eine Zwischendecke in der Größenordnung von 2,5 bis 13 mm hergestellt. Die Zwischendicke wird dann durch Kaltwalzen in einem oder mehreren Stufen auf die Enddicke gebracht. Mach jeder Kaltwalzstufe wird zwischengeglüht und wenn notwendigj gebeizt. Bei irgendeiner geeigneten Stufe während des Verfahrens kann der Streifen oder das Blech durch Glülrang in einer-geeigneten Atmosphäre entkohlt werden, zum Beispiel in feuchten Wasserstoff, das heißt in einem Wasserstoff, der bei etwa 20" bis 50° C mit Wasserdampf gesättigt ist. Wenn ein Kaltwalzen ausgeführt wird, wird ira allge-

^!, meinen bei jeder Stufe eine Verformung von 40 bis 90 i>

• vorgenommen.

Bin wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die

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Umwandlung von Eisen oder Eisen-Basislegierungen aus der Gamma-Phase bei einer erhöhten Temperatur von etwa 900°'C (abhängend von der Zusammensetzung) in die Alpha-Phase bei einer niedrigeren Temperatur. Es ist für einen Paehmann offenbar, daß diese allotrope Umwandlung bei Temperaturen auftritt, die'von der speziellen Zusammensetzung der behandelten Legierung abhängen. Zum Beispiel liegt die Temperatur für gewöhnliche Silizium-Eisen-Iegierungen mit einem Silizium-Gehalt bis herauf zu etwa 2 $ im Bereich von 900 bis 1000° C. Das Glühen des zu behandelnden Materials bei einer Temperatur im Gamma-Gebiet und für eine fceit von zehn Minuten bis dreißig Stunden oder mehr ist ein kritischer Schritt dee erfindungsmäßigen Verfahrens. Zur Sicherung dieses Zwecks wird die Glühung im allgemeinen um 10 bis 300° C oberhalb der Temperatur ausgeführt, bei der die Umwandlung beginnt, Jedoch auf alle Fälle bei einer Temperatur im Garnma-Gebiet. Danach \tira * ^: das Material vorzugsweise langsam bis auf eine -Tempera-'-*'''* tür, die 10 bis 100° 0 unter der, allotropen Umwandlung-!-'7 temperatur liegt, abgekühlt»\ Ein lanesanes Kühlen mit jpiOfr niger als 175° C pro Stunde uiid fcwebkmiißig mit 4 bie-18°ÖA pro Stunde ergibt ein sehr starkes-Kornwuohstuin der ^#J"~ⁱ /fiklz-Körner. Anschließend kann döe behandelte Material >Tν

in gewünschter Weise auf Raumtemper&tur abgekühlt unfl be».

nutzt werd'en. Auch ein sohneüeß Kühlen de*¹ Bleche & eine Temperatur von 10 bis 200^w Ö utßerhixlh der

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tür, "bei welcher die Umwandlung vor sich geht, und Halten der Bleche "bei dieser Temperatur für 2 Ms 50 Stunden zielt darauf ab, die Kornstruktur in eine Struktur umzuwandeln, die frei von einer Substruktur ist, und zwar durch selektives Wachstum der (100)-Körner zu großen Abmessungen und dadurch weiterer Verbesserung der magnetischen -Eigenscheift. .

Es ist ein weiteres Merkmal der Erfindung, daß das Material mit einer (100) ^EkIz-TeXtUr weiter kaltgewalzt weraen Icann, zue Beispiel mit 60 bis 80 $ Verformung und darauf wieder einer -Hitzebehandlung unterzogen wird, um ein orientiertes Material zu erzeugen, das eine Wurfeltextur, idas heißt eine (100) /J)O]J -Textur auf weis*.

Die Entwicklung der (100) ^fikl/-Textur der vorliegenden, Erfindung wird durch die Einwirkung einer selektiven treibenden Kraft auf das (100)-Kornwachetum während der allotropen Umwandlung kritisch beeinflußt. In dieser Erfindung wird die treibende Kraft durch die Gegenwart von kritischen Mengen des Schwefele während der Gamma~Alpha-Phasenu&wandiung hervorgerufen* Der Schwefel kann als ein Legierungsbestandteil in dem bu behandelnden Metall anwesend sein oder er kann teilweiße oder gang, flurch den Zusatz eines schwefelhaltigen Materials isu der Atrnosphä- .<* re, in der das Verfahren ausgeführt wird» gegeben sein. " |·

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Schwefel; kann auch in Form von Schwefelwasserstoff aus . einem BehancJluiEtgsBiaterlal, das während der Glühung an- , wesend ist, geliefert werden, zum Beispiel aus Aluminiuraoxyd, das zur trennung der Bleche beim Glühen verwendet wird und welches den Schwefel durch geeignete Dampfdrücken twicklung freigibt. Genügender Schwefel für die ausbildung der gewünschten Textur ist dann vorhanden^ wenn-die !legierung gelösten.Schwefel in einem Ausmaß von 0,00003 bis 0,0005 $ der Legierung enthält oder wenn der Atmosphäre eine sehwefelenthalte'nde Verbindung zugegeben wird, vorzugsweise Schwefelwasserstoff, in einem Betrage, der einen bestimmten Partialdruck des,Schwefels ergibt und durch den ein Gleichgewichtszustand wenigstens an der Oberfläche desr Bleches in dem genannten Bereich erzeugt oder aufrechterhalten wird. ■

Beim Glühen der Metallbleche, Streifen, Stanzteile oder dergleichen in Stapel- oder Ringform muß das Metall gelösten Sehwefel. im wesentlichen in dem kritischen Verhältnis von 0,00003 bis 0,0005 $> während der Phasenumwandlung enthalten. Ein leichter Überschuß von gelöstem Schwefel kann in dem Metall vorhanden sein* weil ein kleiner Eeil des Schwefels während der Glühung aus dem Hetall austritt, so daß dann immer noch die notv/endige Henge des gelösten Schwefels an der Bleohoberfl^!'che zu der Zeit vorhanden ist, bei der das Metall sich auf der Temperatur

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der Gamma-Alpha-Umwandlung befindet, wodurch das Wachstum einer Würfelflächentextur begünstigt wird. Es sei an dieser Stelle auf die noch anhängige, nicht zum Stande der Technik gehörende US-Patentanmeldung Serial-lJo. - 154- 803, eingereicht am 24. 11. 1961, hingewiesen und insbesondere auf die Zeichnungen, die den Schwefelverlust in Stapeln und Einzelstreifen bei erhöhten Temperaturen zeigen. Wenn der Schwefelgehalt bei oder leicht unterhalb der unteren Grenze liegt, kann die Atmosphäre, die Schwefelwasserstoff im Betrag von 2 bis 30 ppm (Teile pro Million) auf das Volumen bezogen enthält, . zwischen die Lamellen gebracht werden, urn den Gehalt an gelöstem Schwefel im Metall zu erhöhen oder ihn in kritischen Bereich von 0,00003 $ bis 0,0005 £ aufrechtzuerhalten.

Beim Glühen eines einfachen Bleches oder Bandes ist der Verlust des Schwefels an der Oberfläche des Metalls verhältnismäßig hoch, wenn die Atmosphäre kein schv/efeltragendes Gas enthält. Beim Glühen in einer verhältnismäßig schwefelfreien Atmosphäre müßte daher ein Blech oder'Band "benutzt werden, das einen Gehalt von gelöstem Schwefel oberhalb des kritischen Bereiches aufweist. Mach Errei-

chen der Glühtemperatur wird der Schwefel von der Oberfläche in einem solchen Ausmaß entfernt, daß nach einer gewissen Zeit der gelöste Schwefel an der Oberfläche des

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Bandes im kritischen Bereich liegt, so daß Keime von Würfelfläehenkörnern sich an der Oberfläche "bilden und .diese während der Gamma-Alpha-Umwandlung wachsen. Solche •Würfelflächenkörner v/erden sich in das Innere des Bandes erstrecken, das noch Schwefel in größerer Menge als an , der Oberfläche enthält, nämlich noch über der oberen kritischen Grenze. Eine Bandglühung kann in der Weise ausgeführt werden, daß das Band bei Temperaturen im Ganma-Gebiet für 5 bis 15 Min. behandelt wird. Es können auch längere Zeiten angewendet werden, doch werden sie im allgemeinen unwirtschaftlich sein.

Es wurden aber auch Streifen aus reinem Eisen behandelt, welche einen geringen Gehalt an gelöstem Schwefel Beigten, z. B. solche streifen, die nach dem Glühen in reinem Was-' serstoff "(Saupunkt -50° C) während 64 Stunden bei 1200° 0 einen Gesamtschwefelgehalt von etwa 0,00001 $ zeigten. -Nach Abkühlung der Streifen unterhalb 900° 0 weisen 20 bis 30 i* jedes Streifens WurfelflHohentextur auf. Nach Hinzufügen von kleinen Mengen von Schwefelwasserstoff zum Wasserstoffgas erhöht sich der Prozentgehalt der Würfelflächentextur mit dem Betrag des Schwefelwasserstoffe unö erreicht eine Spitze von 77 # WurfelflHohentextur bei Verwendung von 7 Teilen Schwefelwasserstoff pro Million

Teile Wasserstoff. Dies entspricht einem ^

■ ■ an der Oberfläche des Bleches von 0*0001 f>. Das¹

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Verhältnis des Schwefelwasserstoffs zum Wasserstoff liegt zwischen 2- ppm und 20 ppm. In diesen Beispielen war in den innersten Teilen des Bandes der Schwefelgehalt unter der unteren Grenze des kritischen Bereiches. Wenn der Schwefelwasserstoffgehalt 40 ppm oder mehr erreicht, nimmt die Würfelflächentextur auf 20 bis 30 $ der Blechfläche ab, weil die Oberfläche einen Schwefelgehalt oberhalb der oberen'Grenze des kritischen Bereiches aufweist.

Diese Versuche bestätigen .die kritische Natur'der Menge des gelösten Schwefelgehaltes an der Oberfläche der Eisenbleche, tischen der Atmosphäre der Oberfläche des Bleches

/und dem Innern des Bleches tritt ein dynamisches Gleichi ■
gewicht des Schwefelgehaltes auf. Das Verfahren sollte daher so ausgeführt werden_r daß der Schwefelgehalt an der Oberfläche der Bleche in dem gewünschten Bereich während der Gamma-Alpha-Umwandlung gehalten wird.

Bei Stapel- oder Ringglühung von Eisen-Basislegierungen, welche einen großen Überschuß an Schwefel aufweisen, würde e& schwierig sein, den kritischen Schwefelgehalt zu erreichen, so~4aß es zweckmäßig ist, der !Legierung Zusätze bis 0,5 Gewichtsprozent von Elementen, die eine hohe Affinität zu Schwefel besitzen, zu geben. Solche Zueiitze au den Legierungen der Erfindung, welche Gesamt-,Bohwefelkonzentrationen oberhalb üeuKritischen Bereioheö

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haben, werden für das Erreichen der WürfeIflächentextur durch Reduzierung der Menge des in Lösung "befindlichen Schwefels mittels Bildung von sehr stabilen Sulfiden, Hilfe leisten. "Derartige ZusatzeXemente außer Mangan sind Barium, Calcium, Ger,, Strontium und die seltenen Erdelemen— te wie Lanthan, welche stabile Sulfide bilden.

Zur Bestimmung des kritischen Bereiches der Menge des gelösten Schwefels for die befriedigende Durchführung der Erfindung wurden verschiedene Verfahren und Prüfungen angewendet. Die Grenzen für den gelösten Schwefel in der Eisenlegierung wurden durch folgende !Technik bestimmt: Bleche von reinem Eisen oder reinen Eisen-Silizium-Legierungen wurden beispielsweise bei 1200° C für 16 Stünden ins Gleichgewicht gebracht mit einer Atmosphäre, die Yorbestimmte Verhältnisse von Schwefelwasserstoff im Bereich von 0 bis 200 ppm enthielt. Unter diesen Bedingungen hatte die Oberfläche der Bleche einen Schwefelgehalt, der im wesentlichen- mit dem Gasamtschv/ef elgehalt übereinstimmte. Die Gesamtschwefel-Analyse wurde ausgeführt un—-ter Benutzung von extrem empfindlichen Prüfungen, wie sie in einem nicht zum Stande der Technik gehörenden Vorschlag-, nach dem Metylenblau benutzt wird, näher angegeben sind. In den verwendeten £?robebledhen waren keine nennenswerten Beträge von Mangan- oder anderen stabilen Sulfiden anwesend.

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Während im allgemeinen analytische Verfahren "benutzt werden, um den Betrag von gelöstem Schwefel in den Eisen-Ble

> chen zu bestimmen, befähigen folgende praktische Maßnahmen den Fachmann, schnell und leicht festzustellen, ob

-das eisenhaltige Metall gelösten Schwefel im kritischen Bereich enthält_foder nicht. Bei mindestens drei von dem zu untersuchenden Magnetblech abgeschnittenen Proben wurden Prüfungen vorgenommen und die Streifen auf 1000° C für 5 Minuten in folgenden entsprechenden Atmosphären geglüht:

(a) in trockenem Wasserstoff mit einem Taupunkt von -50° C, '

(b) in trockenem Wasserstoff mit 5 ppm Schwefelwasserstoff und

■ (c) in trockenem Wasserstoff mit 30 ppm Schwefelwasserstoff.

Nach der Ofenkühlung auf Raumtemperatur wurde der Anteil der Körner mit Würfelflächentextur für' jede Probe bestimmt. Wenn der gelöste Schwefel in der Probe an der unteren Grenze des kritischen Bereiches liegt, wird das : Würfelkornwachstum gering sein in der Atmosphäre (a), und groß in der Atmosphäre (b) und am größten in der Atmosphäre (c). Wenn der gelöste Schwefel in der Mitte des kritischen Bereiches liegt, zum Beispiel halbwegs zwischen 0,00003 # und 0,0005 #» dann wachsen sehr viele Wtirfelfläohenkörner in äen Atmosphären (a) und (b), wäh-

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fend das Wachstum in Atmosphäre (c) mittelmäßig ist. Für eine Probe, die nahe 0,0005 f* gelösten Schwefel besitzt,, wird das Komwaehstum am höchsten sein in einer Atmosphäre (a) und (b) und niedrig in einer Atmosphäre (c). •Verfeinerungen dieser Untersuchungsraethoden können unter Amiendung von zum Beispiel 5 Proben und 5 verschiedenen Konzentrationen von Schwefelwasserstoffatmosphären durchgeführt werden. .

Unter Berücksichtigung der Notwendigkeit eines kritischen Gehaltes an Schwefel in der Oberfläche des Bleches, kann die Umwandlung in einer neutralen oder nicht oxydierenden Atmosphäre oder in einer reduzierenden Atmosphäre ausgeführt werden, welche· dazu neigt, eine blanke Oberfläche auf dem zu behandelnden Metall während der Zeit der Umwandlung zu erzeugen. Daher kann die Umwandlung in einem ·' Vakuum von wenigstens 10 mm Hg oder in einem reduzierenden Gas mit trockenem Wasserstoff vorgenommen werden, oder -in Argon, Helium, Stickstoff, oder Mischungen dieser Gase, zum Beispiel Stickstoff und Wasserstoff. Wo das behandelte Material nicht merkbare Beträge von Oberflächenoxyden in der Gegenwart von Wasserdampf entwickelt,, k&ntt die Atmosphäre Wasserdampf enthalten¹, zum Beispiel bei ' ^A-Gegenwart von nassem Wasserstoff mit einem iDaupunkt von 20° bis 50° G für reines Eisen, was in manchen Fällen dazu neigt, die Oberfläohenenergie-Beziehung zu begllneti-

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gen, die als treibende Kraft wirkt. Pur Siliziuin-Eisen-Legierungen sollte die Atmosphäre verhältnismäßig trocken sein, zum Beispiel rait einem Taupunkt von -35° C oder tiefer.

Am Schlüsse dieses Verfahrens hat das behandelte Metall entweder in Bandform als Blech oder in anderer Form wie Epstein-Streifen oder Stator-Stanzteile oder in ähnlicher Porm eine (100) /^EkI/-Textur in 50 bis 98 # des Kristall- · Volumens oder der Oberfläche. Dieses Verhältnis basiert auf einem Zählen der Körner, deren Würfelflächen inner-. ' halb von 12° parallel mit der Oberfläche des Bleches liegen. Gewöhnlich zeigen 40 bis 50 JS der Körner Wurfelfla-^Jchen mit \\reniger als 2° Abweichung von der Oberfläche : und weitere 20 bis 30 $ der Körner Abweichungen inner-' halb von 2 bis 6 . !Die magnetischen Eigenschaften des behandelten Materials sind hervorragend.

Pur den handelsmäßigen Gebrauch ist es wünschenswert, daß die (100) /Ski/-Textur, die gemäß dieser Erfindung erzeugt wurde, 70 $ und vorzugsweise 80 i» und mehr der Oberfläche der Bleche einnimmt. Pur diese Teile, in denen solch eine Textur mindestens 80 # der Oberfläche hervor- " gerufen wird, kann eine zusätzliche Verbesserung erhalten werden. Es wurde nämlich gefunden, daß in solch einem ι Würfelflächenblech nach Anwendung einer Kaltverformung

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von 60 bis BO ^, auf die eine Glühung des Materials dicht ' unterhalb der allotropen Umwandltingstemperatur folgte, das heißt 10 bis 100° C unter dieser Temperatur, z. B. bei 800 bis 9Q0^ö C, ein Wurfeltexturmaterial erhalten wird, das eine (100) /Ö02/-0rientierung besitzt, Hit dieser letzten Orientierung ist eine solche gemeint, die mindestens SO i, der Oberfläche mit (100) -Körnern bedeckt und wenigstens 15 f> davon mit ihren /ö01 /-Richtungen höchstens' um 15° von der· Walzrichtung abweichen. Die Glühung unterhalb der allotrbpen TJmwandlungs temperatur stellt die Sekundärrektistallisation der (100)-Körner sicher,'WeT-ehe zu einem durchschnittlichen Durchmesser wachsen, der■ die durchschnittliche Blechdicke mehrfach übertrifft", zum Beispiel um mehr als das zehnfache. Diese letzte Glühung erstreckt sieh auf" 10 bis 100 Stunden oder mehr Und wird ausgeführt" unter den gleichen'Bedingungen der 'Atmos- ' phäre und daher der treibenden Kraft wie eingangs im Hin- ' blick auf die Erzeugung der (100) /Kkl/-Textur angegeben wurde, =-· ■ ■ ·■ ■ ■■ ■ ■ . -

Die Erfindung soll durch die folgenden speziellen Bei-' spiele anschaulich gemacht "werden, in denen die Einaelheiten zur Erläuterung dienen und nicht als Beschränkung aufgefaßt werden sollen.

Das Material'für Ute folgenden Beispiele wurde allgemein

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durch Schmelzen hergestellt, gewöhnlich in einem Vakuumofen, wobei die verwendete Charge in einem Magnesia-Tiegel geschmolzen und die Schmelze in eine Form aus rostfreiem Stahl gegossen wurde. Gereinigtes Eisen wurde, wo dessen Gebrauch, besonders angezeigt erschien, für diesen Zweck durch einstündiges Glühen von Elektrolyt-Eisen bei 760° 0 in feuchtem Wasserstoff erhalten, auf das eine Glühung bei 1200° C in trockenem Wasserstoff folgte. Weiterhin war die in den Beispielen angegebene Glühung,, wenn nichts anderes vermerkt ist, eine Stapelglühung, bei der Aluminiumoxyd als Trennmittel und als Glühatmosphäre Wasserstoff rai.t einem Taupunkt von weniger als -5.5 C benutzt, wurde. .... , . ,

In den folgenden, speziellen Beispielen gelten die ange-' gebenen,Schwefelgehalte als die Gesamtschwefelgehalte im Eisenmetall vor der Glühung. Ein.wesentIieher oder sogar der größere Teil des Schwefels ist als stabiles Sulfid gebunden und spielt, .eine geringe Rolle in dem Würfelwachstumsprozeß.. Auch kann etwas Schwefel während der Glühung entfernt werden, wenn der Dampfdruck des Schwefels in der Glühatinosphäre sich unterhalb des Gleichgewichtes mit dem Dampfdruck des Schwefels im Me.tall befindet, wobei _ ein Schwefelgradient zwischen dem Innern jeden Bleches und seiner Oberfläche besteht. In jedem Beispiel, wo 50 % oder mehr. Wurfelkornwachstum auftraten, lag die Menge des

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gelösten Schwefels''an'der Oberfläche des--Bleches im Bereich von 0,00003 $> bis 0,0005 ^-

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Es wurde"ein Blech von 0,3 mm Dicke aus handelsüblichem Eisen mit der folgenden Zusäiraeiißet3ttng in Gewichtsprozenten benutzt: 0,003 $ Aluainisäm" in Form von AIoO^,-0,002 $> Stickstoff, 0,39 f Hn, 0,01*7 $ Gu, 0,11 £ P, 0,030 io C, 0,022 $ S;und der Best Fe. Die Probe wurde in trockenem Wasserstoff mit eine©'Saupankt von -35° C während 1 Stunde bei etwa 1210° C gegitlhi (ca. 300° C über der Gamma-Alpha-Umwandlungßteaiieratttr) und dann langsam gekühlt, etwa mit 110° C pro Stunde' auf eine Temperatur von etwa 860° C, welche etwa 50° C unterhall) der Alpha-Gamma-Umwandlungstemperatur liegt' und danach erfolgte Abkühlung auf Raumtemperatur. In den erhaltenen Blechen wurden durch Ätzen mit einer lösung aus einem 2eil HIiO, und 99 Teilen Äthylalkohol Ätzgrutoen erzeugt und die Bleche dann untersucht. Außerdem wurde aur Prüfung die "Gitterstreifenmethode" zur Beobachtung der magnetischen Bezirke herangezogen» Der Oberflächenbereich der Proben hatte 54 io (100)-Ebenen, welche innerhalb 14° zur Oberfläche des Bleches ausgerichtet waren. Es ergab sich eine regellose Verteilung der Wurfelkantenrichtun^en.

Die Untersuchung zeigte, dai der gelöste Schwefel an einer kritischen Grenze des notwendigen Seb.wefelgehi.ltes

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während der Glühung lag, wobei nur 54 fi der Fache Körner mit (100)-Textur enthielten. In anderen Experimenten mit ähnlichen Legierungen ergab ein Material mit genauer Kontrolle des Schwefelgehaltes in über 80 fS der Fläche eine (100)-Textur.

Eine Eisenlegierung mit 1,11 $ Si wurde durch Schmelzen eines gereinigten Elektrolyteisens mit handelsüblichem ^Silizium im Vakuum hergestellt. Die Legierung wurde, in einem Magnesia-Tiegel erschmolzen und in eine Form aus rostfreiem Stahl gegossen. Die Analyse, auf das Gewicht bezogen, ergab 0,0013 i> Sauerstoff, 0,0009 # Stickstoff, P»0015 # Kohlenstoff, 0,0013 # Schwefel, 1,11 $ Silizium und Rest Eisen.

Die Legierung wurde bei einer Temperatur von 800 bis 1050 G zu einem Blech von 2,54 mm Dicke gewalzt, danach mit einer 25^'igen Schwefelsäurelösung gebeizt und dann zu einem Blech von 0,457 mm Dicke kaltgewalzt-. Aus dem Blech wurden Epsteinstreifen'in den Abmessungen 30 χ 305 mm geschnitten und im Stapel mit trockenem AIpO^ als Separator geglüht. Alle nachfolgend angegebenen Glühungen wurden in einer Inconel-RÖhre in einer Atmosphäre von trockenem Wasserstoff mit einem Taupunkt von -50° C ausgeführt .

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Ein Stapel von Epsteinstreifen wurde während 4 Stunden bei 1150° C geglüht und dann mit 20° C pro Stunde durch den Umwandlungsbereioh "bis auf 880 C gekühlt. Die Proben wurden auf ihre magnetischen Eigenschaften geprüft und dabei festgestellt, daß sie dem handelsüblich verfügbaren Material mit der gleichen allgemeinen Zusammensetzung, das nicht so behandelt wurde wie eben beschrieben, überlegen waren. Die 60 Hertz Wechselstromverluste bei 15 kG· betrugen 3 »43 Watt/kg, während handelsübliches Siliziumeisen mit 1,1 $ Si einen Verlust von 7,05 Watt/kg und höher aufwies. Bei den Streifen dieses Beispiels zeigten 88 $ der Oberfläche (100)-Körner, die nicht mehr als ^Λ2 von. dei" Bleehebene abwichen.

Eine Serie von Prüfungen wurde mit sauerstoffhaltigen Eisciilegierungsblechen vorgenommen, die 0,0010 bis 0/)023 £ Schwefel enthielten und in denen der Sauerstoffgehalt von 0,0010 bis 0,0335 i° variierte. Die Proben jeder Legierung wurden bei 1050° C für 12 bis 16 Stunden geglüht und dann mit 4 bis 10° C/Stunde bis in das Alpha-Gebiet " gekühlt, und andere Proben wurden für die gleiche Zeit, aber bei der höheren temperatur von 1200° C geglüht und dann ebenfalls mit 4 bis 10° C/Stunde bis in das Alpha-G-ebie.t gekühlt. Es wurde gefunden, daß der Wechsel der Sauerstoffkonzentration den Betrag der (001) /SklZ-

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nicht merkbar "beeinflußte. Jedoch beeinflußte die Glühtemperatur die Ergebnisse, wo "bei die niedrigere Temperatur mit 1050° C die bessere war und sich eine kleinere Korngröße und ein. größerer Betrag der (100) ,/EklJ-Textur ergab, die 51 bis SO fo der Oberfläche einnahm.

Beispiel__4

Eine ähnliche Yersuehsserie wurde Mit Eisen-Mangan-Schwefel-Legierungen durchgeführt, die in allen Fällen etwa 0,093 /» Hangan enthielten und einen Schwefelgehalt im Bereich von 0,0015 bis 0,022 $. Hier wurden die besten Ergebnisse mit dem Wärmebehändlungsschema erreicht, welches' eine Glühung bei 1050° C einschloß und in 83,3 bis 90,2 ^ der Oberfläche eine (100) /Ekl/-Textur hervorrief. Es wurde gefunden, daß die Gegenwart von Mangan gemeinsam mit dem notwendigen gelösten Schwefel einen günstigen Einfluß auf das (100)-Kornwachstum hatte, .\:

Eine Legierungsbramme, die auf das Gewicht bezogen, 27 i> Co, 0,01 $ Mn, 0,02 fo S und Rest im wesentlichen-Eisen enthielt, wurde bei 1000° C auf ein Band von 2.,54 mm Dicke heiß gewalzt. Das heiß gewalzte Band wurde gebeizt, um den Zunder zu entfernen und dann auf 0,35 eh Dicke kalt gewalzt. Dieser Streifen wurde in einen Ofen von 800° '& gebracht und dort auf 1150° C erhitzt, Fach 16 Stunden

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wurde der Streifen mit einer. Abkühlgeschwindigkeit von " weniger als 12° C je Stunde im Ofen gekühlt, und zwar .bis auf 800° C. Die Alpha-Gamiaa-Umwandlungstemperatur für diese Zusammensetzung betrug angenähert 950° C,

Zur Prüfung des erhaltenen Blechstreifens benutzte man eine Ätzgrubenmethode, in der die Ätzgruben-durch Ätzen in einer Lösung hervorgerufen wurden, die 241 Gramm Bi-

■z "z.

sen-Ammonium-Suli'at, 4*0 cm Schwefelsäure und ,J 000 cm Wasser enthielt. Hierbei wurde festgestellt, daß 70 fo der Oberfläche des Bleches eine Umwandlung in (100) /Ekl/- !Textur erfahren hatte.

Beispiel 6

Ein Streifen mit einer Dicke von 0,457 mm von kalt gewalztem Eisen-Molybdän hatte, auf das Gewicht .bezogen, folgende Zusammensetzung: 0,0112 $> Sauerstoff, 0,0027 fi Kohlenstoff, 0,0005 # Schwefel, 0,99 $ Molybdän und Rest Eisen. Dieser Streifen wurde im Gamma-Bereich geglüht und dann langsam durch das ümwandlungsgebiet hindurch in der gleichen Art und unter den gleichen Bedingungen abgekühlt wie in Beispiel 3 angegeben. Die Behandlung unter Einschluß der Glühung bei 1050° C war sehr günstig, und es ergab sich der höchste Wert der (100) ,/HklZ-Textur, der in diesen Beispielen erreicht wurde, nämlich 93,5 $.

Iii dem vorliegenden Beispiel erfolgte die stationäre Ofen-

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kühlung bei der kritischen Verfahrensstufe durch langsames Kühlen durch das Gebiet der UmwandlunöStemperatur. Selbstverständlich können auch andere Verfahren benutzt werden, um diesen Schritt auszuführen, z. B. in der im nächsten Beispiel angegebenen Art.

Beispiel_2

Einzelne Streifen der Eiüen-Iiolybdän-Legierung, deren Analyse in Beispiel 6 genannt wurde, waren in einem Rohrofen bei 1140° C eingebracht worden und so darin angeordnet, daß jeder Streifen mit einem Ende-in die heiße und mit dem anderen Ende in die kalte Zone reichte. Die Streifen wurden in dieser lage für 1 oder 2 Stunden gehalten und /dann mit verschiedener Geschwindigkeit'in eine Kühlkammer gesogen» Ein Teil jedes Streifens, dessen Temperatur im* Gamma-Gebiet lag, hatte eine (tOO) /fikl^-Textur enti^ickelt, deren Größe in umgekehrten Verhältnis zu der Geschwindigkeit dee Zurückziehens und daher zu der Abkühlungsgeschwindigkeit durch das Gebiet der Umwandlun^atemperatur stand.

Viele andere Versuche der Erfindung, die gemacht v;urden, haben mit gleich befriedigenden Ergebnis Eisen-Basis-Legierungen benutzt, die z. B. 1 fo Mn oder 0,25 i* Al ent-.ielten. In anderen Untersuchungen wurden Legierungsstreifen, wie beschrieben, bei 1000 bis 1300° C geglüht, langsam durch das Gebiet der Urnwandlungstemperatur abgekühlt und

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dann weitergeglübt unterhalb der TJmwandlungstemperatur, . z* B. bei 8ÖQ Ο für "etwa 5 bis 120 Stunden in einer schwefelhaltigen, nicht oxydierenden Atmosphäre, die für das Wachstum von (10Ö)-körnera geeignet war. Bas letztere Verfahren bewirkt den Abbau von SubStrukturen, wodurch eine Verbesserung der. magnetischen Qualität erreicht wird.

Wie oben offenbart, kann ein Material mit einer (100) ,/ßkl Textur in ÜbereinB-ti.xmnt; mit der Erfindung weiter behandelt werden, um eine (1UO) £ÖOj/-Iextur zu entv/iekeln. Das Folgende ist ein Beispiel, in dem gezeigt wird, daß es zur Erreichung' einer (1OO) /ÖÖIJ-Ülextur zv;eckraäßig ist, ein Äusgangsmaterial zu benutzen, das mindestens in 80 f° des Bleches eine (1Ö0) /hki7-3?extur besitzt.

Es wurden Materialien mit zwei verschiedenen Analysen benutzt. Das eine wurde dargestellt in Beispiel 6 und wird nachfolgend als Legierung B bezeichnet, während das andere Material folgende Analyse, auf das Gewicht bezogen, auf7 wies: 0,0025 ¹P Schwefel, 0,0016''$ Kohlenstoff, 0,0002 f> stickstoff, 0,0076 $> Sauerstoff und der Rest idsejif diese legierung v/ürd im Folgenden mit A bezeichnet. Die Legierungen wurden durch ein Induktionsschmelzen in Vakuum hergestellt und aus ihnen Bleche durch Heißwalzen bei *>050° C, Beizen und anschließend Kaltwalzen auf 0,305 mm

BAD OFIIGlNAL

■ für Legierung A und Kaltwalzen auf 0,457 mm für Legierung B erhalten.

l>±e Legierung A wurde in der Gamma-Phase durch Erhitzen auf 1050° C während .8 Stunden geglüht, worauf ein Abküh-

» Q

1en mit 8 C pro Stunde durch die allotrope Umwandlungstemperatur bis 880° C erfolgte. Die Legierung B wurde in der Gamma-Phase durch Erhitzen auf 1050° C während 12 Stunden, geglüht und danach mit einer Geschwindigkeit von 4° C pro Stunde durch die allotrope Umw£.ndlungstemperatur bis auf 880°,0 abgekühlt. Die Glühungen für beide Legierungen wurden in trockenem -Wasserstoff mit einem Taupunkt unter -5Q ß ausgeführt. Der benutzte Wasserstoff enthielt Spuren von Schwefel. Eine Untersuchung der Körner des erhaltenen Produktes zeigte, daß diejenigen der Legierung A einen Prozentgehalt von 51 bis 71*6 <fo von (100) -Körner ergaben, die innerhalb von 12° mit der Walzebene übereinstimmten, währertd Legierung B 89*7 bis 93*9 # von (100)-Körner . innerhalb-12°· mit der'Walzebene aufwiesen. Muster der Proben von jeder Legierung wurden um 70 $ kaltverformt und danach während 60 Stunden bei 880° C in einer Atmosphäre von trockenem Wasserstoff» wie oben angegeben, geglüht. Während dieser Glühung wuchsen (100)-Körner bis auf einen Durchmesser von einem Vielfachen der Blechdicke durch Se-• kundärrekristallisation» Der Prozentgehalt des Oberfliichenbereiches, der von (100)-Körnern der Legierung A einge-

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noramen wurde, betrug 80,1 $» während der Prozentgehalt für Legierung B 85,62 <fo ausmachte. Die socKialien Körner -wurden dann untersucht und es wurde gefunden, daß Legierung A einen Betrag von 40,7 $ ihrer (100)-Körner mit ihren /001/-Richtungen innerhalb eines Winkels von 15° mit ■ der Walzrichtung hatte, während i'iir die Körner der Legierung B gefunden wurde, άι,ΰ TJ,5 $ die /Ö01!/'-Richtungen innerhalb eines Winkels"-von 15° mit der Walzrichtung besassen. Die vorgehenden Beispiele zeigen-den einfachen Weg zur Erzeugung einer (100) ^0017-Textur und zeigen ferner die Bedeutung der Menge der (100) /fikl/-Textur, die vor der letzten Kaltverformung anw-esend sein muß und zeigen .weiterhin die Wirkung der Glühung unterhalb der allotropen TJmwandlungs temperatur, wodurch die (100) ,/001/-OrIeXitierung entwickelt wird. . -

In v/eiteren Untersuchungen der in Beispiel θ beschriebenen Art wurde'festgestellt, daß dort-, wo die (100) ^fikl/-Orientierung entwickelt worden ist, es möglich ist, mit höheren Geschwindigkeiten aus der Gamma-Phase in die Alpha-Phase abzukühlen und die Begrenzung der Abkühlungsgeschwindigkeit, die in den anderen Beispielen mit der Entwicklung eines wesentlichen Probentgehaltes einer (100) /hkl-7-Textur verbunden ist, nicht zu erfolgen braucht. In weiteren Versuchen, die die Erfindung verkörpern und in welchen die (100) /hkl7-Iextur oder (100) lÜOiy-OTtentlernne entwickelt ist, wurde gefunden, daß durch eine magnetische Gltihung» das ist ein Abkühlen des Bandes oder der Bleche unter der Bin-

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, ■ . ■ · , BAD ORiGiNAt

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wirkung eines Magnetfeldes τοη wenigstens 10 Oersted, eine weitere Verbesserung der Qualität der Bezirksorientierung erreicht wird. In Pällen, in denen eine solche magnetische Glühung erfolgt, kann sie während der Abkühlung bis auf eine Temperatur τοη etwa 300° C angewendet werden. Soweit nichts.anderes angegeben ist, wird die Glühung in den vorangegangenen Beispielen in trockenem Wasserstoff mit einem Taupunkt'von -50° C durchgeführt. In anderen Untersuchungen wurde das Verfahren insofern geändert, als der Taupunkt des Wasserstoffes +20° C betrug, 3?ür die legierungen, die unempfindlich gegen Wasserdampf sind, z. B. Eisen-Molybdän, wurde die gewünschte (100) ,/EkI/-Textur noch erreicht« Pur Legierungen, die hierbei einen starken Oberflächenoxydfilm entwickeln, z. B. Eisen-Silizium-Legierungen, ergibt· sich ein verhältnismäßig niedriger Wert der gewünschten Textur, wodurch die Notwendigkeit unterstrichen wird, die Glühung unter Bedingungen auszuführen, die eine blanke Oberfläche während der Phasenumwandlung ergeben.

Zahlreiche Proben von Streifen, Blechen, Epstein-Stanzteilen und ähnliche, die in Übereinstimmung mit der Erfindung hergestellt waren, wurden auf die gewünschten Eigenschaften geprüft.-Wie erwartet, wurden in allen Beispielen wesentlich geringere Wechselstromverluste gefunden als bei ähnlichem, handelsüblich verfügbarem Material ο

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Die in der Beschreibung genannten Prozentgehalte und An teile beziehen sich, wenn nicht anders bezeichnet, auf das

Aus der Torgehenden Erläuterung und Beschreibung ergibt · sich, daß die vorliegende Erfindung einen besonderen und wirksamen Verfahrensweg zur Herstellung von Eise:... i-j'rt" -'-"i — sengrundlegieruhgen mit einer bevorzugten Oberflächentextur und daher verbesserten magnetischen Eigenschaften angibt. Obwohl die legierung in speziellen Einzelheiten beschrieben worden ist,· können auch-Änderungen vorgenommen werden, soweit sie' den Rahmen der Erfindung nicht verlassen. Anstelle des Aluminiumoxydes, das als Trennmittel ^: während der Glühung in den gegebenen Beispielen benutzt wurde, können* a. B. auch andere laicht reaktive Oxyde, wie Magnesium-Oxyd oder' Zirkonium-Oxyd verwendet werden. 3?er-■ ner sei erwähnt, daß dort, wo die Bedingungen einer reduzierencenAtmosphäre gefordert werden, diese Atmosphäre durch teilweise oder vollständige Verbrennung von kohlenstoffhaltigen Gasen, vrie Methan oder ähnlichen Gasen, welche sich als nichtoxydierend erwiesen haben, erhalten werden kann. ·

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Claims

, "Verfahren zur Erzeugung einer (100) /Kkl7-Textur in Eisen und in Eisen-Basis-legierungen» die zu einer Gamma-Alpha·« Phasenumwandlung fähig sind, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem vorgenannten Metall bestehende Gegenstände auf eine Temperatur gebracht werden, bei der sich das Hett.ll in die Gamwa-Phase umwandelt und daß danach der Gegenstand bis in das Temperaturgebiet der Alpha-Phase abgekühlt wird, wobei der Schwefelgehalt des Ausgangsmetalls so gewählt werden muß, daß das Metall während der Phasen-Umwandlung 0,00003 bis 0,0005 # gelösten Schwefel an seiner Oberflä-

i ■ . . ■ ·

ehe aufweist, wodurch ein hoher Anteil von Körnern mit einer (100) /JiIiXj - Textur erhalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei" Benutzung einer Eisen-Basis-Legierung in der legierung an Bestandteilen außer Eisen mindestens ein .Element aus der nachstehenden Gruppe enthalten ist: Bis Z $ Aluminium, bis 12 f> Chrom, bis 10 $ Germanium, bis 5 ί> Man-• gan, bis 5 ^ Molybdän» bis 10 fi pickel,- bis 2 $ Silizium, bis 1 $ Titas, bis T $ Tantal·} bis 1 fo Vanadium, bis 6 <fa ; Wolfram, 20 - 50 $ Kobalt, bis \ fo Zirkonium und 0,001 bis 0,08 $ Kohlenstoff.

§00008/0500

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*^!:"-^:ί -J₅- H83S14

5. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zu behandelnden Gegenstände zur Umwandlung in die Gamma-Phase auf eine Temperatur von 900 bis 130O⁰G gebracht v/erden.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zu behandelnden Gegenstände zur Umwandlung in die Gamma-Phase im Vakuum erhitzt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,.daß ein Vakuum von 10""* mm Hg oder besser verwendet wird.

6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen des Gegenstandes in einer Atmosphäre von trockenem Wasserstoff mit einem Taupunkt von -35° C erfolgt. . ..· " ■

7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Atmosphäre bei der Erhitzung des Gegenstandes 2 bis 20 Volumenteile Schwefelwasserstoff pro Hillion Volumenteile der GlühatmoSphäre enthält.

8. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung aus dem Gamiaazustand in einer Atmosphäre erfolgt, die 2 bis 20 Volumenteile Schwefelwasserstoff pro Million Volumenteile Glühatmosphäre enthält.

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■ 9. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen und das Abkühlen in einer Atmosphäre vorgenommen wird, die 2 bis 30 Volumeiiteile Sehv/efeiwasserstoff pro Million Voluiaenteile der Glühatmosphä-ί re enthält.

10. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung aus dein Gammazustand mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von 175°/Stunde,' bis unterhalb der allotropen Umwandlungstemperatur erfolgt.

11«, Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 9_S dadurch gekennzeichnet, ί daß die Abkühlung aus dem Gaamazustand mit einer Abkühlungsgesöhwindigkeit von 4 bis 12°/Stunde bis unterhalb der ,allotropen Umwandlungstemperatur erfolgt.

12. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 1, 10 und 11, dadurch gej kennzeichnet, daß die Abkühlung aus dem G-amtazustand im Vakuum erfolgt.

13. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung aus dem Grammazustand in trockenem Wasserstoff mit einen laupunkt von -35° C erfolgt.

14. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeich-· · net, daß zur Entkohlung des Gegenstandes eine Glühung in

90 98 0 S / 0590 _BAD

feuchtem -Wasserstoff nargenomaem. wird, die der

vorausgehen oder ihr folgen kann.

15. Verfahren nach iBSfrüeheii 1.Ms TI·und Η»' dadurch gelten β zeichnet, äaß die jtfo&ähüuzig aus dem &äiJi;iazustand in feuch tem Wasserstoff erfolgt.

16. Verfahren nach Anspriiehen 1 bis 3, 10, 11, 14 und dureh gekennzeichnet, daß das Erhitzen und / oder Abkühlen in einer Wasserstoff atmosphäre mit einem taupunkt 30° C erfolgt.

17. Verfahren aach Inspriiehen 1 Ms 16, dadurch gekennzeichnet, daß naehv des !,"foMSilen aus dem föaEiraazustand die zu "behandelnden Gfegenstäaäe auf weniger als 0,025 mm "bis 3,75 ra» Bieke kalt Terformt werden.

18. Terfahren naeh Ansiprueh 17» dadurch gekennzeichnet, daß die Ealtverf'orMEing 60 Ms 80 ft beträgt.

19· Verfahren nach ÄBsprt-ieiien 17 waä 18, dadurch gekennzeichnet, äafi die kalt verS'&iemen Segenstände zur BrEielung einer (tÖO) /ööt/*-iEestur.-'dicfet utttarhälb der allotröpen Ifm-

einer Wärmebehandlung unterzogen wer-

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20. Verfahren nach Anspmcfe 16, äafercii gekeniiseichnet, daß die Wäriüebeiiandluog zur Erzielung einer (100) /ÖOy-Textur dlebt unter 910° σ und für eine Zeit von 10 "bis 100 Stunden erfolgt«

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