DE1558676B2 - Verwendung einer Kobalt-Legierung - Google Patents
Verwendung einer Kobalt-LegierungInfo
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- C22C19/07—Alloys based on nickel or cobalt based on cobalt
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Description
35
Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Kobalt-Chrom-Nickel-Wolfram-Legierung.
Insbesondere betrifft die Erfindung einer Kobalt-Legierung als Werkstoff zur Herstellung von Gegenständen,
die bei hohen Temperaturen hohe Festigkeit, gute Oxydationsbeständigkeit und hohen Widerstand
gegen Verspröden aufweisen.
Es sind schon verschiedene Kobalt und Chrom enthaltende Legierungen bekannt, die bei hohen
Temperaturen hohen Zugspannungen widerstehen. Es ist aber bekannt, daß diese Legierungen nach
längerer Beanspruchung unter hohen Temperaturen ihre Duktilität verlieren. Es sind schon Versuche
gemacht worden, um diese Kobalt-Legierungen zu verbessern und das Verspröden nach dem Aushärten
zu verringern oder zu verhindern.
Es sind bereits Kobalt-Legierungen mit gewissen guten Eigenschaften bei hohen Temperaturen bekannt.
Die USA.-Patentschrift 2 744 010 offenbart Kobalt-Chrom-Nickel-Wolfram-Legierungen,
die 18 bis 24% Chrom, 12 bis 15% Nickel, 8 bis 12% Wolfram, bis 5,5% Eisen, 0,25 bis 0,50% Kohlenstoff, 0,3 bis 1,1%
Silicium, 0,015 bis 0,09% Bor und 0,3 bis 1,25% Mangan, Rest Kobalt enthalten. Diese Legierungen
widerstehen bei 8160C. hohen mechanischen Beanspruchungen
und sind bei Temperaturen bis zu 10930C oxydationsbeständig, während sie gleichzeitig hohe
Duktilität besitzen. Eine beispielhafte Legierung weist bei 816° C unter einer statischen Zugbeanspruchung
von 17,5 kp/mm2 eine Beständigkeit bis zum Bruch von 136 Stunden auf; hierbei wurde die Probe um
10,1% gedehnt.
Aus der USA.-Patentschrift 2 746 860 sind Kobalt-Chrom-Wolfram-Nickel-Legierungen
bekannt, die 23 bis 36% Chrom, 12 bis 16% Wolfram, 2 bis 15% Nikkei, weniger als 5% Eisen, 0,3 bis 0,9% Kohlenstoff,
bis 1% Silicium, bis 3% Molybdän, weniger als 2% Mangan, bis 0,25% Stickstoff und 0,25 bis 1% Bor,
Rest Kobalt, enthalten. Diese Legierungen widerstehen bei Temperaturen um 816 bzw. 8710C hohen
Beanspruchungen, ohne zu »kriechen«.
Legierungen mit brauchbarer Duktilität weisen bei Temperaturen um 816° C unter einer Zugbelastung
von 78 kp/mm2 eine Beständigkeit bis zu 250 Stunden auf.
In der USA.-Patentschrift 2 996 379 werden Kobalt-Chrom-Wolfram-Legierungen
beschrieben mit 15 bis 25% Chrom, 10 bis 15% Wolfram, bis 0,7% Kohlenstoff, bis 1 % Nickel, bis 0,2% Bor, bis 2% Mangan, bis
3% Eisen, bis 5% Molybdän, bis 2% Silicium, bis 0,04% Stickstoff, Rest Kobalt mit einem Titan,
Magnesium und/oder Zirkonium enthaltendem Modifizierungsmittel. Derartige Legierungen halten bei
816°C einer Zugbeanspruchung von 21 kp/mm2 bis zu etwa 60 Stunden stand; hierbei tritt eine Dehnung von
43% auf.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Kobalt-Legierung bereitzustellen, die unter Belastung
bei Temperaturen bis zu 10500C sowohl hohe Festigkeit und gute Oxydationsbeständigkeit als auch hohen
Widerstand gegen Versprödung aufweist, und die daher als Werkstoff zur Herstellung von Gegenständen
verwendet werden kann, die solche Eigenschaften aufweisen müssen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Verwendung einer Kobalt-Chrom-Wolfram-Nickel-Legierung, bestehend
aus 18,5 bis 22% Chrom, 11 bis 14% Wolfram, 0,05 bis 0,35% Kohlenstoff, 17 bis 22% Nickel, 0,2 bis
0,65% Mangan, 0,001 bis 0,02% Bor, Rest Kobalt und ähnliche herstellungsbedingte Verunreinigungen und
Beimengungen einschließlich bis zu 5% Eisen, bis zu 1,5% Molybdän, bis zu 0,75% Silicium und bis zu
insgesamt 0,15% Phosphor, Schwefel, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff, als Werkstoff zur Herstellung
von Gegenständen, die bei Temperaturen bis zu 1050° C
hohe Festigkeit, gute Oxydationsbeständigkeit und hohen Widerstand gegen Verspröden aufweisen
müssen.
Legierungen dieser Zusammensetzung sind in weitem Rahmen aus der deutschen Patentschrift 707 014
bekannt. Nicht bekannt ist jedoch aus der dort vorgeschlagenen Verwendung als Werkstoff für Zahnprothesen,
daß sich die erfindungsgemäß speziell ausgewählten Legierungen zu dem angegebenen Verwendungszweck
bei Temperaturen bis zu 10500C eignen.
Eine erfindungsgemäß zu verwendende Kobalt-Legierung hat bevorzugt folgende Zusammensetzung:
19 bis 22% Chorm, 11 bis 14% Wolfram, 19 bis 20% Nickel, 0,2 bis 0,65% Mangan, 0,001 bis
0,002% Bor, 0,1 bis 0,3% Kohlenstoff, bis zu 5% Eisen, bis zu 1,5% Molybdän, bis zu 0,75%
Silicium, Rest Kobalt.
Die folgende Tabelle I bringt die Zusammensetzung von typischen erfindungsgemäß verwendeten Legierungen.
558 676
Erfindungsgemäße zu verwendende Legierungen Zusammensetzung in Gewichtsprozent
. Gesamtbereich | Legierung A | Typische Legierung E |
Beispiele Legierung G |
Legierung H | |
Chrom Wolfram Kohlenstoff Nickel Mangan Bor |
18,5 bis 22 11 bis 14 0,05 bis 0,35 17 bis 22 0,2 bis 0,65 0,001 bis 0,02 Rest |
18,9 11,4 0,25 19,7 0,48 0,008 Rest |
19,62 11,77 0,15 19,5 0,48 0,008 Rest |
19,88 13,0 0,30 19,2 0,46 0,018 Rest |
21,89 14,02 0,11 19,48 0,64 0,015 Rest |
Kobalt und herstellungs bedingte Verunreinigun gen und Beimengungen |
Gegenstände aus erfindungsgemäß zu verwendenden Kobalt-Legierungen weisen bei Temperaturen bis
zu 1050° C hohe Festigkeit, gute Oxydationsbeständigkeit und hohen Widerstand gegen Verspröden auf.
In der Kombination dieser wertvollen Eigenschaften sind sie anderen bekannten Legierungen gerade bei
hohen Temperaturen überlegen.
Es konnte bislang nicht genau festgestellt werden, womit besonders die Erhöhung der Festigkeit zu erklären
ist. Vielleicht handelt es sich um die spezielle Eigenschaft einer festen Lösung, in welcher härtende
Carbide dispergiert sind.
Chrom in den Mengen nach Tabelle 1 gibt den Gegenständen Beständigkeit gegen Oxydation und
hohe Festigkeit bei hohen Temperaturen. Chrommengen unterhalb den angegebenen reichen nicht aus,
um den Gegenständen gute Oxydationsbeständigkeit zu verleihen; Chrommengen über den angegebenen
verringern die Duktilität der Gegenstände bei Raumtemperatur.
Wolfram in den angegebenen Mengen bildet ein Carbid, das in der Matrix einer festen Lösung zur
Festigkeit beiträgt. Wolfram kann in den erfindungsgemäß zu verwendenden Legierungen nicht durch
Molybdän ersetzt werden, obwohl unvermeidbare Verunreinigungen in Mengen von nicht mehr als
1,5 Gewichtsprozent Molybdän vorkommen können.
Kohlenstoff in den angegebenen Mengen liegt in fester Lösung vor und dient als Ausgangsmaterial für
die Carbidbildung zur Erhöhung der Festigkeit. Nickel muß in den angegebenen Mengen in den erfindungsgemäß
zu verwendenden Legierungen enthalten sein, um gute Duktilität nach dem Altern, Beständigkeit
gegen Oxydation und hohe Temperaturfestigkeit zu gewährleisten. Gegenstände mit weniger als 15,5%
Nickel verspröden nach längerem Gebrauch bei Temperaturen zwischen etwa 750 und etwa 1050° C.
Mangan soll in Mengen von 0,2 bis 0,65% enthalten sein.
Zufällige herstellungsbedingte Verunreinigungen und Beimengungen können in den üblichen Mengen
zulässig sein. Ein Zusatz von Zirkon, Niob, Titan und Tantal, der sonst üblich ist, ist erfindungsgemäß nicht
erforderlich. Der Gesamtgehalt an Zirkon, Niob, Titan und Tantal darf 1% nicht übersteigen, um den
Gegenständen die gewünschten Eigenschaften zu verleihen.
Alle Gehaltsangaben gelten in Gewichtsprozent.
Für Versuche wurden verschiedene Proben nach üblichen Verfahren hergestellt; die Bestandteile der Legierungen wurden in einem Induktionsofen geschmolzen, zu Rohstücken gegossen, geschmiedet und für die Versuche zu Blechen mit einer Dicke von 1,6mm ausgewalzt. Vor der Durchführung der Versuche wurden die Proben bei 1175° C 15 Minuten lang geglüht und anschließend durch einen Luftstrom abgekühlt. Die Zusammensetzung der so hergestellten und geprüften Legierungen sind in der folgenden Tabelle II aufgeführt.
Für Versuche wurden verschiedene Proben nach üblichen Verfahren hergestellt; die Bestandteile der Legierungen wurden in einem Induktionsofen geschmolzen, zu Rohstücken gegossen, geschmiedet und für die Versuche zu Blechen mit einer Dicke von 1,6mm ausgewalzt. Vor der Durchführung der Versuche wurden die Proben bei 1175° C 15 Minuten lang geglüht und anschließend durch einen Luftstrom abgekühlt. Die Zusammensetzung der so hergestellten und geprüften Legierungen sind in der folgenden Tabelle II aufgeführt.
Zu Vergleichszwecken wurde in die Tabelle II auch die Zusammensetzung bekannter Legierungen R, S,
T, U und W aufgenommen.
Zusammensetzung von erfindungsgemäß zu verwendenden Kobalt-Legierungen und zum Vergleich
herangezogener Legierungen
Gewichtsprozent
Legie | Vergleichs-' | Cr | W | Fe | C | Bezeichnung | Si | Co | Ni | Mn | B | P | S | Ins gesamt |
rung | legierung | 18,91 | 11,37 | 2,05 | 0,23 | 0,06 | Rest | 19,68 | 0,48 | 0,008 | 0,005" | 0,024 | N. H, | |
18,90 | 11,10 | 1,88 | 0,11 | 0,01 | Rest | 15,52 | 0,50 | 0,008 | 0,003 | 0,016 | O | |||
A | ||||||||||||||
B | 19,42 | 12,68 | 2,15 | 0,18 | 0,01 | Rest | 19,40 | 0,56 | 0,005 | 0,062 | 0,014 | — | ||
C | 0,03 | |||||||||||||
*) Die Legierung S enthält zusätzlich 9% Molybdän.
ι ο ο ο υ / υ
Fortsetzung
Legie | Superlegierung | Cr | W | Fe | 18 | C | Bezeichnung | Si | Co | Ni | Mn | B | P | S | Ins gesamt |
rung | Superlegierung | 19,62 | 11,77 | 2,32 | 5,1 | 0,15 | 0,02 | Rest | 19,50 | 0,46 | 0,008 | N. H, | |||
USA.-Patent- | 19,62 | 11,77 | 2,30 | 0,15 | 0,20 | Rest | 19,50 | 0,46 | 0,008 | — | — | O | |||
D | schrift 2 744 010 | 19,88 | 13,00 | 1,68 | 1,5 | 0,19 | 0,08 | Rest | 19,20 | 0,64 | 0,018 | — | — | ||
E . | USA.-Patent- | 19,88 | 13,00 | 1,68 | 0,30 | 0,08 | Rest | 19,20 | 0,64 | 0,018 | — | •— | — | ||
F | schrift 2 746 860 | 21,89 | 14,02 | 2,43 | — | 0,11 | 0,08 | Rest | 19,48 | 0,64 | 0,015 | — | .— | — | |
G | USA.-Patent- | 20 | 15 | 2 | 0,10 | - | Rest | 10 | 1,5 | — | — | — ■ | — | ||
H | schrift 2 996 379 | 22 | 1 | 0,10 | — | 2,5 | Rest | — | — | — | — | ||||
R | 18,1 | 8,72 | 0,45 | 1,04 | Rest | 13,5 | 1,2 | 0,087 | — | — | — | ||||
S*) | — | ||||||||||||||
T | 26 | 15 | 0,4 | — | 46 | 10 | — | 0,4 | — | — | — | ||||
U | 20 | 12,35 | 0,16 | 0,48 | Rest | — | 0,72 | 0,005 | — | . — | — | ||||
W | — | ||||||||||||||
*) Die Legierung S enthält zusätzlich 9% Molybdän.
Die Legierung B in Tabelle II fallt nicht unter die 25 Die folgende Tabelle III enthält die Versuchsergeb-
Die Legierung B in Tabelle II fallt nicht unter die 25 Die folgende Tabelle III enthält die Versuchsergeb-
erfindungsgemäß zu verwendenden Legierungen, da
deren Nickelgehalt außerhalb des Bereichs von 17 bis 22% liegt; diese Legierung wurde in die Tabelle II
aufgenommen, um die Bedeutung eines relativ hohen Nickelgehalts für die Festigkeit bei hohen Tempera- 30
türen zu demonstrieren.
nisse zur Bestimmung der Zugfestigkeiten; die Tabelle
IV die Ergebnisse entsprechender Versuche zur Zugfestigkeit. Die Versuchsergebnisse für die Vergleichslegierungen
R, S, T, U und W stammen teilweise aus entsprechenden Patentpublikationen.
Die erste Spalte gibt jeweils die 0,2-Dehngrenze in kp/mm2, die zweite Spalte die Zugfestigkeit in kp/mm2
und die dritte Spalte die Bruchdehnung in Prozent wieder
und die dritte Spalte die Bruchdehnung in Prozent wieder
Be | Bei Raumtemperatur | 110,1 | 49 | Bei 7600C | 34,9 | 63,8 | 30 | Bei 87O°C | 29,2 | 40,8 | 46 | Bei 980° C | — | — | — | Be | Bruchdehnung | (%) | 24 |
zeich | 107,0 | 44 | 32,6 | 62,0 | 26 | 28,2 | 39,2 | 73 | — | — | — | zeich | 1090°C | 35 | |||||
nung | 56,5 | 98,6 | 58 | — | — | — | 24,2 | 39,1 | 21 | — | — | — | nung | bis | 12,3 | 21 | |||
A | 57,2 | 97,5 | 62 | — | — | ■— | 23,1 | 38,8 | 13 | —· | — | — | A | 7,6 | 11,5 | 47 | |||
B | 45,6 | 105,0 | 47 | — | — | — | 27,8 | 39,8 | 20*) | — | — | — | B | 7,1 | 9,9 | 25 | |||
D | 43,5 | 97,0 | 59 | 30,5 | 62,2 | *) | 23,7 | 45,5 | *) | 14,6 | 23,1 | *) | C | 6,0 | 13,1 | 44 | |||
E | 47,6 | — | — | — | — | — | 25,2 | 44,1 | 35 | 13,7 | 21,0 | 14 | D | 7,6 | 10,6 | *) | |||
G | 42,1 | 102,4 | 64 | 26,5 | 46,4 | 12 | 24,2 | 32,8 | 30 | 16,2 | 24,2 | 41 | E | 6,1 | 11,9 | 34 | |||
H | — | 80,0 | 43 | 26,6 | 44,3 | 33,5 | 18,1 | 24,9 | 28,5 | 11,2 | 15,8 | 45 | G | 7,9 | 12,3 | ||||
C | 47,2 | H | 7,3 | 13,5 | |||||||||||||||
R | 36,7 | R | 8,4 | ||||||||||||||||
S | |||||||||||||||||||
*) Nicht bestimmt — das Muster brach vorzeitig.
Tabelle IV Dauerstandfestigkeit
Versuchstemperatur | Zugspannung | Anfängliche Dehnung |
Zeit | für die gesamte Dehnung in % Stunden |
1,5 | 2,0 | Gesamte Dehnung beim Bruch |
Lebensdauer |
• (0C) | (kp/mm2) | (%) | 0,5 | 1,0 | (%) | (Stunden) | ||
Legierung A | 12,5 | 22,0 | ||||||
816 | 16,9 | 0,10 | 1,5 | 5,6 | 65,5 | 98,7 | 11,6 | 154,3 |
870 | 10,5 | 0,33 | 2,2 | 24,9 | 20,5 | 25,3 | 6,5 | 193,1 |
980 | 4,7 | 0,01 | 7,6 | 14,1 | 5,4 | 6,9 | 8,0 | 51,2 |
1095 | 1,8 | 0,06 | 1,7 | 3,6 | 21,3 | 29,0 |
558
Fortsetzung
Versuchstemperatur | Zugspannung | Anfängliche Dehnung |
Zeit | für die gesamte Dehnung in % Stunden |
1,5 | 2,0 | Gesamte Dehnung beim Bruch |
.ebensdauer |
(0C) | (kp/mm2) | (%) | 0,5 | 1,0 | (%) | (Stunden) | ||
Legierung B | 18,5 | 30,0 | ||||||
816 | 16,9 | 0,11 | 1,6 | 7,7 | 29,9 | 52,4 | 12,4 | 198,9 |
870 | 10,5 | 0,05 | 2,1 | 11,4 | 35,1 | 43,6 | 3,6 | 117,2 |
980 | 4,7 | — | 9,6 | 23,7 | 8,6 | 11,0 | 12,9 | 87,6 |
1095 | 1,8 | 0,07 | 2,5 | 5,8 | 4,4 | 5,9 | 16,0 | 39,3 |
1,8 | 0,00 | 1,4 | 3,0 | 24,9 | 34,2 | |||
Legierung C | 17,2 | 27,4 | ||||||
760 | 21,1 | 0,10 | 4,4 | 9,8 | 4,1 | 5,6 | 7,4 | 118,8 |
24,6 | 0,19 | 1,4 | 2,7 | 18,2 | 29,0 | 8,1 | 31,3 | |
870 | 10,5 | 0,00 | 3,1 | 9,7 | 12,1 | 17,8 | 23,7 | 217,0 |
10,5 | 0,05 | 1,8 | 5,6 | — | — | 17,0 | 104,8 | |
1010 | 5,6 | — | — | — | 20,0 | 5,3 | ||
Legierung D | 6,6 | 12,5 | ||||||
870 | 10,5 | 0,25 | 0,5 | 2,4 | 162,8 | 188,2 | 9,6 | 69,9 |
7,0 | 0,00 | 50,1 | 112,8 | — | — | 4,7 | 253,7 | |
980 | 6,3 | — | •— | — | 19,7 | 33,8 | ||
Legierung E | 9,6 | 12,3 | ||||||
760 | 24,6 | 0,16 | 3,9 | 7,1 | 2i,6 | 30,5 | 6,6 | 42,2 |
21,1 | 0,00 | 7,9 | 14,5 | 7,4 | 12,0 | 6,6 | 118,2 | |
870 | 10,5 | 0,13 | 1,0 | 3,3 | — | — | 13,0 | 68,9 |
980 | 6,3 | — | — | — | 28,8 | 4,1 | ||
Legierung G | — | — | ||||||
816 | 15,5 | — | — | — | 194,2 | 240,2 | 17,4 | 33,0 |
870 | 7,0 | 0,00 | 47,8 | 134,7 | — | — | 13,3 | 615,9 |
16,2 | — | — | — | — | — | 23,6 | 12,8 | |
16,2 | — | — | — | — | — | 19,5 | 12,4 | |
980 | 6,3 | — | — | — | — | — | 25,1 | 18,6 |
1010 | 5,6 | — | — | — | 20,3 | 16,3 | ||
Legierung H | — | — | ||||||
760 | 24,6 | — | — | — | 7,6 | 12,3 | 32,1 | 117,2 |
816 | 16,9 | 0,03 | 1,7 | 4,1 | 6,9 | 10,9 | 23,8 | 168,9 |
870 | 10,5 | 0,00 | 1,7 | 3,8 | 10,0 | 14,2 | 41,1 | 242,7 |
980 | 4,9 | 0,00 | 2,7 | 6,2 | — | — | 33,6 | 201,9 |
1095 | 1,8 | — | — | — | 18,6 | 116,3 | ||
Legierung T | — | —■ | ||||||
816 | 17,5 | — | — | — | 10,1 | 136 | ||
Legierung U | — | — | ||||||
816 | 28,0 | — | — | — | — | 250 | ||
Legierung W | — | — | ||||||
816 | 21,0 | — | — | — | — | — | 43 | 59,6 |
870 | 18,2 | — | — | — | — | — | 73 | 47,3 |
980 | 7,0 | — ■ | — | — | 38 | 49,3 |
Aus den Versuchsergebnissen ist zu entnehmen, daß die erfindungsgemäß zu verwendenden Legierungen
den bekannten Legierungen R und S, die in der Fachwelt auch als »Superlegierungen« bezeichnet und als
industrieller Standard für Legierungen mit hoher Festigkeit und gute Oxydationsbeständigkeit bei hohen
Temperaturen angesehen werden, überlegen oder zumindest damit vergleichbar sind. So ist zum Beispiel
im Temperaturbereich von 750 bis 8700C die mittlere
Zugfestigkeit der erfindungsgemäß zu verwendenden Legierungen etwa l,5mal größer, als die Zugfestigkeit
der Legierungen R und S. Die folgende Tabelle V zeigt ferner, daß die erfindungsgemäß zu verwendenden
Legierungen weitaus beständiger gegen Oxydation sind als die bekannten Legierungen R und S.
Die Beständigkeit der bekannten Legierungen T und W ist mit einigen erfindungsgemäß zu verwendenden
Legierungen vergleichbar; sehr gute erfindungs-
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gemäß zu verwendende Legierungen, wie die Legierung H, sind jedoch deutlich überlegen, besonders
stark bei höheren Temperaturen. Die bekannte Legierung U weist bei 816°C sehr gute Festigkeit auf, die
Zähigkeit und Oxydationsbeständigkeit bei hohen Temperaturen befriedigt jedoch nicht.
In der folgenden Tabelle V sind die Versuchsergebnisse zur Oxydationsbeständigkeit aufgeführt. Alle
Versuche wurden bei allen Legierungen in gleicher Weise durchgeführt. Alle Proben bestanden aus
quadratischen Blechen mit einer Dicke von 1,8 mm und einer Kantenlänge von etwa 20 mm; sie waren
gleichmäßig poliert. Eine Gruppe der Proben wurde während 100 Stunden kontinuierlich einer Temperatur
von etwa 1100° C ausgesetzt. Die andere Gruppe wurde
innerhalb einer Gesamtzeit von 100 Stunden 8mal je 3 Stunden lang und 4mal je 19 Stunden lang auf
etwa 1100° C erhitzt. Die Oxydationsgeschwindigkeiten
sind in mm je Jahr ausgedrückt. Die Oxydationsgeschwindigkeiten der erfindungsgemäß zu verwendenden
Legierungen ähneln den Oxydationsgeschwindigkeiten der Legierung S, die in dieser Beziehung
allgemein als hervorragend angesehen wird.
Tabelle V
Oxydationsbeständigkeit bei etwa 1100° C
Oxydationsbeständigkeit bei etwa 1100° C
5 Mittlere Oxydationsgeschwindigkeit mm je Jahr |
achtmaliges Erhitzen | |
von je 3 Std. und | ||
Legierung | kontinuierliches | viermaliges Erhitzen von je 19 Std. |
Erhitzen während 100 Std. |
3,44 | |
R | 1,31 | 0,56 |
S | 0,57 | 0,86 |
C | 0,58 | 1,09 |
0,60 | 1,32 | |
D | 0,58 | |
E | 0,79 | 1,19 |
H | 0,58 |
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Legierungen können leicht heiß und kalt zu dünnen Blechen und
Drähten ausgewalzt werden, sie sind auch in der Kälte gut formbar. Die Tabelle VI zeigt die Ergebnisse einer
Einbeulprüfung nach Ericksen für zwei typische erfindungsgemäß zu verwendende Legierungen G
und H. Die Tabelle zeigt, daß kaltgewalzte Bleche mit einer Dicke von 1,6 mm in der Kälte gut verformbar
sind.
Ericksen-Tiefung bei Raumtemperatur
(1,6 mm dicke Bleche)
(1,6 mm dicke Bleche)
Legierung | Bruchspannung kp/mm2 |
Tiefung mm |
G H |
13,9 13,8 |
9,7 11,8 |
Die besten Ergebnisse mit den erfindungsgemäßen Legierungen werden anscheinend dann erhalten, wenn
Nickel in denselben Mengen wie Chrom in ihnen enthalten ist, d. h. jeweils in Mengen von etwa Vs der
Legierung.
Bei weiteren Versuchen wurde festgestellt, daß ein Gehalt von mehr als etwa 16% Nickel in den Legierungen
erforderlich ist, um die gewünschte Duktilität auch nach einer längeren Behandlung bei 8150C aufrechtzuerhalten.
Proben von Legierungen A und B, nach der Tabelle V wurden unter gleichen Bedingungen
bearbeitet. Die beiden Legierungen sind in ihrer Zusammensetzung sehr ähnlich, mit der Ausnahme,
daß der Nickelgehalt der Legierung B außerhalb des
ίο Bereichs der erfindungsgemäß verwendenden Legierungen
liegt. Die Legierung A enthält 19,68% Nickel, die Legierung B 15,52% Nickel. Beide Legierungen
wurden zu Blechen mit einer Dicke von 1,6 mm, einer Breite von 16 mm und einer Länge von 50 mm
ausgewalzt und dann einer Temperatur von 87O0C verschieden lange Zeiten in Luft ausgesetzt. Dann
wurden Biegeversuche durchgeführt, um die Duktilität nach der Aushärtung festzustellen. Die nachstehende
Tabelle enthält die Ergebnisse dieser Versuche.
Zeit, 870cC | Biegungs | Biegungs | Ergebnis | |
winkel | radius | |||
Legierung A | Grad | mm | ||
25 | 25 Std. | genügend, | ||
180 | 1,6 | keine Fehler | ||
50 Std. | desgl. | |||
100 Std. | , 180 | 2,4 | desgl. | |
180 | 4,8 | desgl. | ||
30 | 180 | 3,2 | desgl. | |
180 | 3,2 | desgl. | ||
Legierung B | 180 | 3,2 | ||
25 Std. | gebrochen | |||
35 | 180 | 4,8 | desgl. | |
50 Std. | 180 | 4,8 | desgl. | |
180 | 6,4 | desgl. | ||
100 Std. | 180 | 6,4 | desgl. | |
40 | 135 | *) | desgl. | |
120 | *) | |||
*) Das Biegen wurde nicht zu Ende geführt, da die Bleche brachen.
Hierbei ist zu beachten, daß auch in den bekannten Legierungen R, T, U und W der Nickelgehalt jeweils
unter dem Nickelgehalt der erfindungsgemäß verwendenden Legierungen liegt.
Für weitere Versuche zur Prüfung der Duktilität nach dem Altern wurden je zwei Proben aus der
Legierung G und der bekannten Legierung R mit Luft bei verschiedenen Temperaturen verschieden lang
behandelt.
Legierung G
984 Std. bei 870°C,
310 Std. bei815°C.
984 Std. bei 870°C,
310 Std. bei815°C.
Legierung R
26 Std. bei 870° C,
140 Std. bei 815° C.
26 Std. bei 870° C,
140 Std. bei 815° C.
Nach dieser Oxydationsbehandlung wurden die Proben dann wie oben beschrieben gebogen. Beide
Proben der Legierung G konnten erfolgreich um einen Winkel von 180° C mit einem Biegungsradius von
2,4 mm gebogen werden. Beide Proben der LegierungR brachen, bevor sie eine Biegung von 90°C erreicht
hatten.
Claims (2)
1. Verwendung einer Kobalt-Legierung, bestehend aus 18,5 bis 22% Chrom, 11 bis 14% Wolfram,
0,05 bis 0,35% Kohlenstoff, 17 bis 22% Nickel, 0,2 bis 0,65% Mangan, 0,001 bis 0,02% Bor, Rest
Kobalt und die üblichen herstellungsbedingten Verunreinigungen und Beimengungen einschließ- ίο
lieh bis zu 5% Eisen, bis zu 1,5% Molybdän, bis zu 0,75% Silicium, bis zu insgesamt 0,15% Phosphor,
Schwefel, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff sowie bis zu insgesamt 1% Zirkonium, Niob,
Titan und Tantal, als Werkstoff zur Herstellung von Gegenständen, die bei Temperaturen bis zu
1050° C hohe Festigkeit, gute Oxydationsbeständigkeit
und hohen Widerstand gegen Verspröden aufweisen müssen.
2. Verwendung einer Kobalt-Legierung der Zusammensetzung nach Anspruch 1, bestehend
aus 19 bis 22% Chrom, 11 bis 14% Wolfram, 19 bis 20% Nickel, 0,2 bis 0,65% Mangan, 0,001 bis
0,02% Bor, 0,1 bis 0,3% Kohlenstoff, Rest Kobalt und die üblichen herstellungsbedingten Verunreinigungen
und Beimengungen einschließlich bis zu 5% Eisen, bis zu 1,5% Molybdän, bis zu 0,75%
Silicium, bis zu insgesamt 0,15% Phosphor, Schwefel, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff sowie bis
zu irisgesamt 1 % Zirkonium, Niob, Titan und Tantal für den im Anspruch 1 angegebenen Zweck.
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