DE1533372C - Eisenhaltige Kobaltlegierung mit guter Kaltverformbarkeit - Google Patents

Description

= 90,25 % nicht überschreiten kann. Andererseits Eisen-Legierungen hinsichtlich ihrer Kaltverformbar-

folgt hieraus, daß bei der Legierung der Nickelgehalt keit überlegen ist, wurden Vergleichsversuche ange-

A ik „ „,· λ* * „e < ⁹⁵ λ Tioi o„ ut stellt. Diese Vergleichsversuche zeigten eindeutig, daß

derselben mindestens 5 · _m = 4,75% ausmacht. _{6<j ejne überIegenh}t_{it der} erfindungsgemäßen Legierung

Die bekannten Legierungen besitzen vor allem den gegenüber rein binären Kobalt-Eisen-Legierungen in Nachteil, daß sie, insbesondere infolge ihres Nickel- bezug auf die Kaltverformbarkeit vorliegt, gehaltes, hinsichtlich ihrer Warmhärte zu wünschen Die Vergleichsversuche wurden mit je drei Proben übriglassen, wenn sie als blanke Seele oder als Rohr- von rein binären Kobalt-Eisen-Legierungen und erfinhülle bei Schweißelektroden verwendet werden, die 65 dungsgemäßen eisenhaltigen Kobaltlegierungen durchChrom und Wolfram enthalten und zur Auftrags- geführt, wobei die Proben der erfindungsgemäßen schweißung von Legierungen dienen. Außerdem Legierung hinsichtlich ihres Eisengehaltes in etwa den macht die Anwesenheit von mindestens 1% Nickel in zum Vergleich vorgesehenen Proben der rein binären

Kobalt-Eisen-Legierungen entsprachen. Bei den Vergleichsversuchen ergaben sich unter den gleichen Bedingungen sowie bei Anwendung gleicher Meß- und Berechnungsmethoden für die Proben der erfindungsgemäßen eisenhaltigen Kobaltlegierung gegenüber den zum Vergleich benutzten rein binären Kobalt-Eisen-Legierungen Verringerungen der Zugfestigkeit (in kp/mm²) von 37,0 auf 31,2; von 33,4 auf 17,8 und von 33,0 auf 19,6 sowie Erhöhungen der Bruchdehnung (in %) von 18,1 auf 50,2; von 15,35 auf 65,9 und von 35,45 auf ,61,35.

Die erfindungsgemäße eisenhaltige Kobaltlegierung besitzt diese günstigen Kaltverformungseigenschaften, obwohl sie aus hexagonalen Kristallen oder einer Mischung aus hexagonalen Kristallen und kubisch flächenzentrierten Kristallen besteht. Infolge ihrer besonders guten Kaltverformbarkeit kann sie auch auf einen Durchmesser von weniger als 2 mm gezogen und auf eine Blechstärke von unter 0,3 mm kaltgewalzt werden.

In der erfindungsgemäßen eisenhaltigen Kobaltlegierung ist Nickel lediglich in geringen Mengen als Verunreinigung der Legierungsbeständteile enthalten und wird in diese im wesentlichen als Verunreinigung von Kobalt eingebracht. Infolge des Nichtvorhandenseins größerer Mengen an Nickel oder anderer, die Warmhärte herabsetzender Bestandteile, besitzt die neue Legierung auch eine zufriedenstellende Warmhärte. Die neue Legierung kann daher auch ohne weiteres als blanke Seele oder als Rohrhülle bei Schweißelektroden verwendet werden, die Chrom und Wolfram enthalten und zur Auftragsschweißung von Legierungen dienen.

Infolgedessen, daß man bei der erfindungsgemäßen eisenhaltigen" Kobaltlegierung den Mangangehalt unter 4,5% hält, wird erreicht, daß bei Verwendung der Legierung als Schweißelektrode für die Auftragsschweißung die Neigung des Auftragens zur Rißbildung vermindert wird.

Die in der erfindungsgemäßen eisenhaltigen Kobaltlegierung vorgesehenen Gehalte von bis zu 2% Titan und bis zu 2% Aluminium wirken sich bei Verwendung der Legierung als Schweißelektrode, die in ihrer Umhüllung oder ihrem Kern härtende Elemente, wie Chrom, Wolfram und Kohlenstoff, besitzt, auch dahingehend vorteilhaft aus, daß sie im Schweißbad eine stark reduzierende Wirkung ausüben, wodurch im Schweißbad der Durchlauf dieser härtenden Elemente begünstigt wird.

Silicium, das ebenfalls als Reduktionsmittel wirkt, ist in der erfindungsgemäßen eisenhaltigen Kobaltlegierung wegen seiner Begünstigung der Bildung einer hexagonalen Struktur nicht als Legierungsbestandteil vorgesehen, sondern lediglich in geringen Mengen als Verunreinigung vorhanden. Der Gehalt der Legierung an Silicium soll dabei möglichst 0,5% nicht überschreiten.
In der erfindungsgemäßen eisenhaltigen Kobaltlegierung sind Schwefel und Phosphor ebenfalls unerwünscht und kommen lediglich als Verunreinigungen vor. Ihr Gehalt in der Legierung soll möglichst nicht mehr als je 0,03 % betragen.
Kohlenstoff stellt in der erfindungsgemäßen eisenhaltigen Kobaltlegierung gleichfalls eine Verunreinigung dar und ist ebenso wie Nickel vor allem als Verunreinigung des Kobalts anzusehen. Der Kohlenstoffgehalt der Legierung soll auch sehr gering sein und möglichst nicht mehr als 0,05 % betragen.

so Nachstehend sind einige .Legierungszusammensetzungen gemäß der Erfindung angegeben:

Be stand	1	°/o der Legierungsbestandteile	3	4	5
teile	93,911	2	95,133	97,212	95,410
Cc	3,8	94,491	3,95	2,0	3,1
Fe	1,5	3,90	0,20		1,1
Mn	—	0,40	—	—	—
Ti	:—	0,50	—	0,60	—
Al	0,04	0,30	0,04	0,02	0,03
C	0,50	0,036	0,40	0,10'	0,07
Si	0,012	0,10	0,012	0,008	0,025
S	0,017	0,014	0,015	0,01	0,015
P	0,22	0,009	0,25	0,05	0,25
Ni		0,25
Sum	100,00		100,00	100,00	100,00
me	100,00

.₀ Eine bevorzugte Zusammensetzung einer erfindungsgemäßen eisenhaltigen Kobaltlegierung beträgt:

3,8% Eisen,
1,5% Mangan,
0,04% Kohlenstoff, unter 0,03% Schwefel-

unter 0,03,% Phosphor, bis zu 0,5% Silicium, bis zu 0,25% Nickel, Rest Kobalt.

Claims (2)

1 2 solchen Legierungen diese besonders gegen die EinPatentansprüche : wirkung von Schwefel empfindlich, der oft in der mit den Legierungen in Berührung stehenden Umgebung

1. Eisenhaltige Kobaltlegierung mit guter Kalt- enthalten ist.

verformbarkeit, bestehend aus mindestens 93 % ⁵ Abgesehen von den genannten Legierungen sind · Kobalt, wenigstens einem der drei Elemente Man- aber auch rein binäre Kobalt-Eisen-Legierungen began, Titan und Aluminium, und zwar bis zu 4,5 °/o kannt (vgl. M. Hansen, »Constitution of Binary Mangan, bis zu 2% Titan und bis zu 2% Alumi- Alloys«, McGraw, Hill Book Company, 1958, S. 471 nium, Rest Eisen mit den üblichen herstellung- bis 473), bei welchen der Kobaltgehalt zwischen 0 und bedingten Verunreinigungen, insbesondere an Nik- ίο 100% und der Eisengehalt zwischen 100 und 0% . kel, Kohlenstoff, Silicium, Schwefel und Phosphor, liegen kann. Zu diesen bekannten Kobalt-Eisen-Legiemit der Maßgabe, daß der Gesamtgehalt an Eisen, rungen gehören dabei auch solche, welche einen hohen Mangan, Titan und Aluminium der Formel Kobaltgehalt und einen geringen Eisengehalt besitzen, «/τ-· ,«-ι n; w , „ ., Diese Kobalt-Eisen-Legierungen haben zwar eine ver- if ?.fⁿ + °'³ O, °/o Mangan + 0 45 · hältnismäßig gute Kaltverformbarkeit, sind aber hin-% Titan + 2 · % Aluminium < 6 % _{sichtUch ihr}er Kaltverformbarkeit noch nicht ganz zugenügt. friedenstellend.

2. Eisenhaltige Kobaltlegierung nach Anspruch 1, Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bestehend aus 3,8% Eisen, 1,5% Mangan, 0,04% eine eisenhaltige Kobaltlegierung zu schaffen, welche Kohlenstoff, unter 0,03 % Schwefel, unter 0,03 % ao die aufgezeigten Nachteile der bekannten Legierungen Phosphor, bis 0,5% Silicium, bis 0,25% Nickel nicht besitzt und die einerseits eine besonders gute sowie Kobalt als Rest. ' Kaltverformbarkeit sowie andererseits eine zufriedenstellende Warmhärte aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch

as eine eisenhaltige Kobaltlegierung bestehend aus mindestens 93% Kobalt, wenigstens einem der drei Elemente Mangan, Titan und Aluminium, und zwar bis

Die Erfindung betrifft eine eisenhaltige Kobalt- zu 4,5% Mangan, bis zu 2% Titan und bis zu 2%

legierung mit guter Kaltverformbarkeit. Aluminium, Rest Eisen mit den üblichen herstellungs-

Bekannt sind kaltverformbare Kobaltlegierungen 30 bedingten Verunreinigungen, insbesondere an Nickel,

mit sehr hohem Kobaltgehalt, die bei Raumtemperatur .Kohlenstoff, Silicium, Schwefel und Phosphor, mit der

eine kubisch flächenzentrierte Struktur besitzen. Es Maßgabe, daß der Gesamtgehalt an Eisen, Mangan,

sind schon Legierungen dieser Art vorgeschlagen wor- Titan und Aluminium der Formel

den, die 6 bis 11% Eisen oder 24 bis 30% Nickel ent- ,

halten oder gleichzeitig Eisen und Nickel mit einem 35 V,⁰ 5^Μη> ⁺ °'³ ,'.Y^/o _A ^Mang.^an) + °·⁴ _η ⁵,"

Mindestverhältnis entsprechend der Beziehung (% Titan) + 2 · (% Alummmm)< 6 %

/ Ni^r — 47 genügt.

^/o '' Eine eisenhaltige Kobaltlegierung gemäß der Erfin-

aufweisen, und zwar mit der zusätzlichen Bedingung, dung kann beispielsweise 3,5 % Eisen, 2 % Mangan,

daß jedes dieser beiden Legierungselemente mit min- 4° 1 % Titan und 0,5 % Aluminium aufweisen, denn

destens 1 Prozent vorhanden sein soll. Dabei wurde 3,5% + 0,3 · 2% + 0,45 ; 1% + 2 · 0,5% ist gleich

angestrebt, daß die Kobaltlegierung bei diesen gleich- 5,55 %> d. h. kleiner als 6 %.

zeitig vorhandenen Eisen- und Nickelgehalten bei Die besonders gute Kaltverformbarkeit der erfin-

Raumtemperatur ihre für das Kaltschmieden erforder- dungsgemäßen Legierung beruht zum Teil darauf, daß

liehe kubisch flächenzentrierte Struktur beibehält. 45 diese bis zu weniger als 6% Eisen enthält. Vorzugs-

Bekannt ist ferner eine Nickel-Kobalt-Legierung weise beträgt hierzu der Eisengehalt der Legierung

(vgl. deutsche Patentschrift 620 897), bei der die 3 bis 4%.

Summe der Gehalte an Nickel und Kobalt 80 bis 95 % Vor allem aber wird die besonders gute Kaltver-

beträgt, welche zusätzlich noch Titan und Eisen ent- formbarkeit der erfindungsgemäßen Legierung da-

hält und bei der die Summe der Gehalte an Titan und 50 durch erreicht, daß diese wenigstens eines der drei

Eisen 5 bis 20% ausmacht. Vorzugsweise liegt bei Elemente Mangan, Titan und Aluminium aufweist

dieser Legierung der Kobaltgehalt zwischen 5 und und daß dabei bezüglich dieser Elemente sowie des

95% ihres Gesamtgehaltes an Nickel und Kobalt. Eisens die angegebenen Gehaltsgrenzen und Gehalts-

Dies bedeutet, daß bei der Legierung durch das vor- Verhältnisse vorliegen.