DE1558713B2 - Verfahren zum herstellen hochwarmfester nickel-chrom-legierungen - Google Patents

Description

blick auf den Kohlenstoffgehalt von 0,18% ausreichenden Menge Kohlenstoff eingeschmolzen. Das Vakuum im Ofen lag unter 1 Mikron, so daß die Schmelze bei starker Gasentwicklung zu kochen begann und demzufolge der Druck auf 50 bis 100 Mikron anstieg. Die Kochreaktion kam nicht zum Stillstand, so daß der Druck von 50 bis 100 Mikron auch bei eingeschalteten Vakuumpumpen nicht unterschritten werden konnte. Anschließend wurden die übrigen Legierungsbestandteile in die Schmelze gegeben, wonach das Kochen aufhörte und der Druck schnell unter 1 Mikron abfiel. Die Schmelze wurde dann auf 1500° C gehalten und dabei ein Druck von unter 1 Mikron zum Entgasen der Schmelze für 10 Minuten aufrechterhalten, wonach die Schmelze zu Stäben vergossen wurde. Beim Umschmelzen unter Vakuum und einem Druck von unter 1 Mikron in einem Zirkonoxydtiegel wurde festgestellt, daß bei 1470° C etwa 3O°/o der Badoberfläche mit einem Schlackenfilm bedeckt waren und der Tiegel angegriffen wurde. Bei der erfindungsgemäßen Schmelze wurde der Kohlenstoffzusatz zur Grundschmelze auf einen Endkohlenstoffgehalt von nur 0,05 % eingestellt. Der sich daraus ergebende Kohlenstoffzusatz war für eine Desoxydation der Schmelze ausreichend; nach vollständiger Desoxydation, die sich aus dem schnellen Aufhören der Kochreaktion und einem Druck νοη unter 1 Mikron über der Schmelze ergab, wurden zunächst die restlichen Legierungsbestandteile und anschließend der für einen Endkohlenstoff gehalt von 0,18 % erforderliche Restkohlenstoff zugegeben. Die Schmelze wurde anschließend in der bereits beschriebenen

ίο Weise unter Vakuum gehalten und dann zu Stäben vergossen. Beim Umschmelzen dieser Legierung unter denselben Bedingungen wie bei der Vergleichsschmelze konnte festgestellt werden, daß nur etwa 1 % der Badoberfläche mit einem Schlackenfilm bedeckt war und die Schmelze den Tiegel kaum benetzte.

Zu ähnlich guten Resultaten führten Schmelzen, bei denen Aluminiumoxyd-Tiegel zum Umschmelzen von Versuchslegierungen benutzt wurden.

Vorzugsweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das Chrom nach der anfänglichen Desoxydation, jedoch vor den restlichen Legierungsbestandteilen, zugesetzt.

Claims (5)

1 2 Es konnte nun festgestellt werden, daß dieses her- Patentansprüche: kömmliche Verfahren nicht in jedem Falle zufrieden stellend ist, insbesondere bei Legierungen, die umge-

1. Verfahren zum Herstellen hochwarmfester schmolzen und zu Gußstücken vergossen werden müs-Nickel-Chrom-Legierungen durch Vakuum- 5 sen, da während des Umschmelzens die Badoberschmelzen mit Kohlenstoff als Desoxydationsmit- fläche ganz oder teilweise mit einem Schlackenfilm tel, dadurch gekennzeichnet, daß die überzogen ist, der die Qualität des aus der Schmelze durch Kohlenstoff reduzierbaren Legierungsbe- hergestellten Gusses negativ beeinflußt. Aus diesem standteile mit einer Kohlenstoffmenge einge- Grunde müssen Umschmelzlegierungen einem scharschmolzen werden, die gerade für eine Desoxy- ίο fen Schlackentest unterworfen werden, wobei höchdation der Schmelze ausreicht, und daß dann die stens 1 % der Badoberfläche mit einem Schlackenfilm restlichen Legierungsbestandteile mit Ausnahme bedeckt sein darf.

des Kohlenstoffs der desoxydierten Schmelze zu- Die Erfindung basiert nun auf der überraschenden gesetzt werden und schließlich der für den ge- Feststellung, daß, wenn der Schmelze gerade so viel wünschten Endkohlenstoffgehalt erforderliche 15 Kohlenstoff zugesetzt wird, wie für eine ausreichende Kohlenstoff der Schmelze vor dem Vergießen zu- Desoxydation erforderlich ist, und der Restkohlengegeben wird. stoff erst am Ende der Schmelze zugesetzt wird, der

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- sich beim Umschmelzen bildende Schlackenfilm kennzeichnet, daß die Schmelze vor dem Gießen außerordentlich stark verringert wird. Obgleich die im Vakuum entgast wird. 20 Ursache für dieses Phänomen noch nicht eindeutig er-

3. Anwendung des Verfahrens nach den An- mittelt werden konnte, ist anzunehmen, daß der die Sprüchen 1 oder 2 zum Erschmelzen einer Nickel- für die Desoxydation erforderliche Kohlenstoffmenge Chrom-Legierung mit 6 bis 12% Chrom, 5 bis übersteigende Kohlenstoff der Grundschmelze mit 3O°/o Kobalt, 1 bis 8°/o Molybdän, 0,2 bis 2% Va- dem Ofenfutter reagiert und dabei wieder Sauerstoff nadin, 4 bis 9 % Aluminium, 0,5 bis 6,5 % Titan 25 in die Schmelze eingeführt wird. Vermeidet man diebei einem Gesamtgehalt an Aluminium und Titan sen Kohlenstoffüberschuß bis zum Ende des Schmelvon 8 bis 12%, 0,001 bis 0,1 % Bor, 0,01 bis zens, d.h. bis zu dem Zeitpunkt, zu dem sich bereits 0,25% Zirkonium, 0,01 bis 0,5% Kohlenstoff, Karbidbildner, beispielsweise Titan und Vanadin, in 0 bis 5 % Niob und 0 bis 4 % Tantal, Rest Nickel der Schmelze befinden, dann wird die Reaktion des einschließlich erschmelzungsbedingter Verunrei- 30 Kohlenstoffes mit dem Ofenfutter sehr stark verrinnigungen. . gert.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Des- bei hochwarmfesten Nickel-Chrom-Legierungen daoxydation der Schmelze zunächst das Chrom und her zunächst die Legierungsbestandteile mit durch anschließend die restlichen Legierungsbestand- 35 Kohlenstoff reduzierbaren Oxyden zusammen mit teile zugesetzt werden. einer Kohlenstoffmenge eingeschmolzen, die gerade

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 noch für die Desoxydation der Schmelze ausreicht, bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach einem und nach der Desoxydation die übrigen Legierungsbe-Umschmelzen Formgußstücke erzeugt werden. standteile mit Ausnahme des Kohlenstoffes zugefügt.

40 Abschließend wird dann vor dem Gießen der Rest-

kohlenstoff in die Schmelze gegeben, um den Kohlenstoffgehalt der Schmelze schließlich auf das gewünschte Niveau zu bringen. Dabei umfaßt die Erfin-

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum dung auch die Herstellung von Formgußstücken Herstellen hochwarmfester Nickel-Chrom-Legie- 45 durch Umschmelzen und das Vergießen von nach dem rungen, die noch eine Reihe weiterer Elemente, wie erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Legiebeispielsweise Kobalt, Eisen, Molybdän, Wolfram, rungen.

Niob, Tantal, Vanadin, Titan, Aluminium, Berryl- Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich insbe-

lium, Kohlenstoff, Silizium, Mangan, Bor und Zirko- sondere beim Erschmelzen von Legierungen anwennium, enthalten. 50 den, wie sie in der deutschen Auslegeschrift 1 238 672

Um die Gefahr einer unerwünschten Oxydation ins- beschrieben sind.

besondere der sauerstoff affinen Legierungsbestand- Diese Legierungen enthalten 6 bis 12% Chrom, 5

teile zu vermeiden, die zu einer Beeinträchtigung der bis 30 % Kobalt, 1 bis 8 % Molybdän, 0,2 bis 2 % Vamechanischen Eigenschaften der Legierung führen nadin, 4 bis 9 % Aluminium, 0,5 bis 6,5 % Titan bei kann, werden derartige hochwarmfeste Legierungen 55' einem Gesamtgehalt an Aluminium und Titan von 8 im allgemeinen im Vakuum erschmolzen. Dabei wer- bis 12%, 0,001 bis 0,1 % Bor, 0,01 bis 0,25% Zirkoden gewöhnlich die Legierungsbestandteile mit ver- nium, 0,01 bis 0,5 % Kohlenstoff, 0 bis 5 % Niob und hältnismäßig geringer Sauerstoffaffinität, beispiels- 0 bis 4 % Tantal, Rest einschließlich erschmelzungsweise Nickel, Kobalt, Molybdän, Wolfram und Eisen, bedingter Verunreinigungen Nickel,
zusammen mit einer für die Desoxydation der 60 So wurde nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Schmelze und den gewünschten Kohlenstoffgehalt der beispielsweise eine Legierung mit 0,18 % Kohlenstoff, Legierung ausreichenden Menge an Kohlenstoff ein- 10% Chrom, 15% Kobalt, 3,2% Molybdän, 0,8% geschmolzen. Nach einer ausreichenden Desoxyda- Vanadin, 4,8% Titan, 5,5% Aluminium, 0,015% tion werden die übrigen Legierungsbestandteile, wie Bor und 0,07% Zirkonium, Rest Nickel, erschmolzen Chrom, Aluminium, Titan, Bor und Zirkonium, der 65 und mit einer herkömmlichen Schmelze derselben ZuSchmelze zugesetzt und diese anschließend vergossen. sammensetzung verglichen. Dabei wurden zunächst Vor dem Vergießen kann die Schmelze noch eine ge- Nickel, Kobalt, Chrom und Molybdän in einem Hochwisse Zeit unter Vakuum gehalten werden. frequenz-Induktions-Vakuumofen mit einer im Hin-