DE1608113B2 - Verfahren und vorrichtung zum erschmelzen und giessen einer legierung auf titan-nickelbasis - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Er- Zweckmäßigerweise werden die Komponenten in

schmelzen einer Legierung auf annähernd äquiato- Form einer Mischung in den Schmelzbehälter einge-

marer Titan-Nickel-Basis, deren Komponenten in bracht. Dabei können die Komponenten in einem

ihrer elementaren Form mit dem Schmelzbehälter- vorbestimmten Mischungsverhältnis zu Preßkörpern

material reagieren, während die herzustellende Le- 5 verpreßt in den Schmelzbehälter eingebracht wer-

gierung den Schmelzbehälter nur sehr wenig angreift, den.

in einem Schmelzbehälter aus Graphit. Alternativ kann die Mischung der Komponenten

Es ist aus einer Reihe von Untersuchungen be- in einem Behälter eingefüllt werden, der aus einer

kannt, daß elementares Titan und elementares Nickel der beiden Komponenten besteht und dann mit vor-

mit dem Material eines Graphittiegels sehr heftig io bestimmter Geschwindigkeit in den Schmelzbehälter

reagieren, während TiNi-Legierungen im äquiato- eingebracht wird.

maren Legierungsbereich eine sehr begrenzte Lös- Vorteilhafterweise werden die Komponenten ge-

lichkeit und eine verhältnismäßig geringe Lösungs- sondert in einem vorbestimmten Verhältnis in den

geschwindigkeit für Kohlenstoff zeigen. Diese Titan- Schmelzbehälter eingebracht.

Nickel-Legierungen mit nahezu stöchiometrischem 15 Insbesondere kann es vorteilhaft sein, daß die

Titan-Nickel-Verhältnis nehmen wenig Kohlenstoff Komponenten gleichzeitig, jedoch getrennt, in einem

in Lösung auf, wenn diese Legierungen im geschmol- vorbestimmten Verhältnis in den Schmelzbehälter

zenen Zustand in Berührung mit Graphit gebracht eingebracht werden.

werden. Gewöhnlich übersteigt diese Kohlenstoff- Als besonders zweckmäßig erwies sich ein Ver-

aufnahme 0,04 Gewichtsprozent Kohlenstoff nicht, 20 fahren, bei dem man den Schmelzbehälter trocknet

und der Kohlenstoffgehalt steigt nicht weiter an, und nach Einbringen eines Stückes der Legierung

selbst wenn man die Legierung auf Titan-Nickel- der gleichen Zusammensetzung wie die herzustel-

Basis mehr als für eine Stunde in geschmolzenem lende Legierung auf dessen Boden bis zu einem

Zustand in dem Graphittiegel beläßt. vorbestimmten Druck evakuiert, mit einem Inertgas

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, 25 zum Teil wieder auffüllt, auf eine über der Schmelz-

den Angriff der einzelnen sehr aggressiven Kompo- temperatur der Legierung liegende Temperatur auf-

nenten der TiNi-Legierung auf das Graphit des heizt und mit den Komponenten der Legierung be-

Schmelzbehälters zu verhindern. Hierzu wird erfin- schickt und nach dem Schmelzen der eingebrachten

dungsgemäß vorgesehen, daß eine vorbestimmte Komponenten die Temperatur des Schmelzbehälters

Menge einer vorher hergestellten Legierung mit der 30 bei allmählicher Verringerung des Druckes in dem

gleichen oder ähnlichen Zusammensetzung wie die Schmelzbehälter auf einer über dem Schmelzpunkt

herzustellende Legierung in den Schmelzbehälter der Legierung liegenden Temperatur hält und

eingebracht und der Inhalt des Behälters sodann auf schließlich die geschmolzene Legierung in Formen

eine über der Schmelztemperatur der Legierung lie- gießt.

gende Temperatur aufgeheizt wird, worauf die Korn- 35 Um beim Schmelz- und Legierungsvorgang In-

ponenten der herzustellenden Legierung derart in homogenitäten zu vermeiden, ist es erfindungsgemäß

den Behälter eingebracht werden, daß ein direkter vorteilhaft, den Schmelzbehälter vom Behälterboden

Kontakt zwischen den Komponenten und der Be- her vorzugsweise mittels Induktionsheizung aufzu-

hälterwandung vermieden und die aufzuschmelzende heizen.

Beschickung unmittelbar in den Schmelzensumpf 40 Beim Erstarrungsvorgang des Schmelzbarrens

eingeführt wird. kann erfindungsgemäß eine Poren- und Lunkerbil-

Das Verfahren gemäß der Erfindung bietet den dung auf Grund der Materialschrumpfung dadurch Vorteil, daß eine Reaktion der Metalle in ihrer ele- vermieden werden, daß man beim Abkühlen der gementaren Form mit dem Schmelzbehältermaterial gossenen, geschmolzenen Legierung im unteren praktisch vermieden wird. Außerdem steht bei ihm 45 Bereich der Gußform in stärkerem Maße Wärme eine verlängerte Zeitdauer zur Behandlung der Le- entzieht als im oberen Bereich der Gußform und/ gierungsschmelze zur Verfügung, was insbesondere oder während des Erstarrens der Legierung den obefür die Durchmischung, die Einstellung des Mi- ren Bereich der Gußform beheizt,
schungsverhältnisses und die Reinigung der Legie- Des weiteren kann es vorteilhaft sein, wenn die rung günstig ist. Die sehr geringe Menge von TiC- 5° der oberen Zone der geschmolzenen Legierung zuPartikeln in dem TiNi-Gitter, die sich dabei im Ver- geführte Wärmemenge mit der Höhe der geschmollauf des Schmelzverfahrens bilden, sind fein und zenen Legierung variiert wird, so daß ein Wärmegleichmäßig verteilt. Sie sind unbedeutend und kön- gradient entsteht, der zum Boden der Gußform hin nen in allen praktischen Fällen vernachlässigt wer- abnimmt,
den. 55 Zweckmäßigerweise wird dabei die dem oberen

Das Einschmelzen von Spänen und kleinstückigem Bereich der Gußform zugeführte Wärmemenge mit

Schrott aus Legierungen verschiedenster Zusammen- fortschreitender Erstarrung verringert.

Setzung in einem vorbereiteten Schmelzbad oder Vorzugsweise wird eine Gußform verwendet, die

Sumpf ist zum Anfahren von reinen Induktionsöfen so ausgebildet ist, daß sie der geschmolzenen Legie-

oder auch beim Einbringen von Einsatzgut bekannt, 60 rung in Richtung zum Boden und nach außen

wenn es darauf ankommt, eine übermäßige Oxyda- Wärme entzieht. Dies kann dadurch erreicht wer-

tion des Einsatzgutes dadurch zu vermeiden, daß es den, daß der untere Bereich der Gußform größere

rasch in die Schmelze eingetränkt wird. Die Aufga- Abmessungen oder größere Wandstärken aufweist

ben, die diesen bekannten Maßnahmen zugrunde lie- als ihr oberer Bereich.

gen, sind aber völlig verschieden von dem Problem, 65 Auch können der obere Gußformbereich beheiz-

das durch die Erfindung gelöst werden soll. Eine An- bar und/oder der untere Gußformbereich kühlbar

regung zu der hier offenbarten Lehre konnte daher sein,

aus dem Stand der Technik nicht gewonnen werden. Im folgenden wird die Erfindung an Hand sehe-

matischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 a und 1 b schematische Darstellungen zweier möglicher Grenzfälle einer regellosen Verteilung von Titan- und Nickelmetallteilchen, welche entstehen, wenn man einen Graphittiegel wahllos mit den beiden elementaren Komponenten beschickt,

Fig. 2a, 2b und 2c schematische Darstellungen, welche drei verschiedene Beschickungsmethoden gemäß vorliegender Erfindung veranschaulichen, wobei der wirksame Kontakt zwischen den Elementen Titan und Nickel und dem Graphittiegel während des Induktionsschmelzprozesses auf ein Minimum herabgesetzt wird,

F i g. 3 a und 3 b schematische Darstellungen zur Veranschaulichung zweier möglicher Störungen bei der Beschickung, welche gemäß vorliegender Erfindung vermieden werden,

Fig. 4 ein Diagramm der Übergangstemperatur als Funktion der Zusammensetzung einer Legierung auf Titan-Nickel-Basis,

F i g. 5 ein Diagramm zur Veranschaulichung des Erstarrungsbereichs verschiedener Legierungszusammensetzungen auf Titan-Nickel-Basis,

F i g. 6 einen schematischen Teilschnitt zur Veranschaulichung des bei den bisher verwendeten Gußformen auftretenden Schrumpfvorgangs während der Erstarrung der geschmolzenen Legierung, wobei eine Zone niedrigen Drucks zwischen dem erstarrenden Gußblock und der Wandung der Gußform entsteht.

Fig. 7a einen schematischen Schnitt durch einen in herkömmlichen Gußformen gebildeten Gußblock,

Fig. 7b einen schematischen Schnitt durch einen mittels der erfindungsgemäßen Gußform erhaltenen Gußblock,

Fig. 8a und 8b schematische Querschnitte durch zwei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Gußform,

Fig. 9a und 9b eine schematische Darstellung des Erstarrungsprozesses bei einer herkömmlichen Gußform und bei der erfindungsgemäßen Gußform.

Bei den herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von Legierungen aus Titan und Nickel in Graphittiegeln kommt es leicht zu nicht reproduzierbaren Legierungszusammensetzungen, falls die Beschickung des Graphittiegels mit den Elementen nicht sorgfältig durchgeführt wird. Die F i g. 1 a und 1 b, welche zwei statistische Grenzfälle der Beschickung darstellen, sollen zeigen, welche Bedeutung der erfindungsgemäßen Beschickungsmethode zukommt. In F i g. 1 a steht ein Überschuß von Titanteilchen in Berührung mit dem Graphittiegel 1. Dies führt zur Bildung einer großen Menge von Titancarbid (TiC), ehe die verbleibenden Elemente Titan und Nickel sich zu der relativ reaktionsträgen Titan-Nickel-Legierung verbinden. Bei dem in Fig. Ib dargestellten Grenzfall der Beschickung steht ein Überschuß von Nickelteilchen in Berührung mit dem Graphittiegel 1; die Reaktion zwischen Nickel und Kohlenstoff kann daher mit der entsprechenden Reaktionsgeschwindigkeit unter Bildung von Nickelcarbid ablaufen. Bei beiden in den Fig. la und Ib dargestellten Grenzfällen oder den statistischen Variationen derselben werden unterschiedliche Mengen von Titan und/oder Nickel gebunden, so daß die entstehenden Legierungen auf Titan-Nickel-Basis eine unbestimmte und veränderliche Zusammensetzung erhalten und in schädlicher Weise durch Carbide verunreinigt sind.

Gemäß vorliegender Erfindung, welche eine Verbesserung des Schmelzens im Graphittiegel 1 darstellt, steht während des gesamten Legierungsprozesses nur die relativ reaktionsträge Titan-Nickel-Legierung in Kontakt mit dem Graphit. Dadurch wird die Kohlenstoffaufnahme der Schmelze auf ein Minimum herabgesetzt und ein im Hinblick auf die ursprüngliche Beschickung konstanteres Verhältnis von Titan zu Nickel gewährleistet. Dadurch erzielt

ίο man reproduzierbare und vorbestimmte Zusammensetzungen der Schmelze, welche von Erfahrungswerten, von der Reinheit der Ausgangselemente und von empirischen Schmelzeigenschaften abhängen.
Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ist es notwendig, den Graphittiegel 1 derart mit den Komponenten Titan und Nickel zu beschicken, daß die Elemente Titan und Nickel nur in sehr geringem Umfang mit dem Graphittiegel 1 in direktem Kontakt stehen. Fig. 2a veranschaulicht eines der erfindungsgemäßen Beschickungsverfahren, bei welchem eine Grundplatte 2 oder Abfallstücke einer Titan-Nickel-Legierung von bekannter Zusammensetzung auf dem Boden des Schmelztiegels 1 angeordnet sind, auf welche mechanisch gemischte und zusammengepreßte Blöcke 3 aus den im richtigen Verhältnis gemischten Komponenten Titan und Nickel aufgeschichtet sind.

Unter dem Einfluß des Induktionsfeldes wird zunächst die Titannickelplatte 2 geschmolzen, welche den niedrigsten Schmelzpunkt von etwa 1300° C aufweist und auf dem Boden des Graphittiegels 1 liegt. Die Tatsache, daß die Platte 2 oder die Abfallstücke aus Titan-Nickel-Legierung zuerst schmelzen, beruht zum anderen auf der Tatsache, daß dieselben in dem normalerweise heißesten Bereich des Tiegels 1 liegen. Nach dem anfänglichen Schmelzprozeß der vorlegierten Titan-Nickel-Platte werden die aufgeschichteten Preßblöcke 3 von gemischten Titan- und Nickelteilchen geschmolzen und fließen unter Bildung zusätzlicher Legierung in das Schmelzbad, ehe eines der Elemente Titan und/oder Nickel in Berührung mit den Graphitwänden des Tiegels 1 gelangen kann. Dieser Vorgang setzt sich fort, bis die gesamte Charge geschmolzen und legiert ist.

Fi g. 2 b veranschaulicht eine weitere Methode zur Beschickung des Graphittiegels 1 unter Erzielung der erfindungsgemäßen Vorteile. Wieder werden eine Grundplatte oder Abfallstücke aus einer Titan-Nickel-Legierung auf den Boden des Graphittiegels 1 gelegt. Daraufhin wird der Tiegel 1 induktiv in üblicher Weise beheizt, und die Teilchen aus elementarem Titan- und Nickelmetall werden gleichzeitig dem Schmelzbad 2' zugemessen, wobei die Geschwindigkeit der Zugabe nach einer der herkömmliehen Methoden gesteuert wird, um zu verhindern, daß Titan und/oder Nickel in direkten Kontakt mit dem Graphit kommen. Da viele Vorrichtungen zur gleichzeitigen Beschickung des Tiegels 1 mit den elementaren Metallkomponenten und zur Steuerung der Beschickungsgeschwindigkeit bekannt und im Handel erhältlich sind, erübrigt sich eine detaillierte Beschreibung.

Die Fig. 3a und 3b veranschaulichen die beiden einzigen möglichen Fälle, in denen ein Kontakt zwisehen dem heißen Graphittiegel 1 und den Elementen Titan oder Nickel bei Anwendung des in Fig. 2a veranschaulichten Verfahrens zustande kommen kann. Diese beiden Komplikationen können, sofern

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sie auftreten, auf einfache Weise mittels mechani- in die Schmelze eintauchen und durchschmelzen, scher Mittel beseitigt werden. Eine Verkantung kann kann die Führungsstange 7 entfernt werden,
vermieden werden, wenn man den Stapel von Preß- Bei Anwendung der in den Fig. 2b und 2c scheblöcken 3, welche in ihrer Mitte eine Führungsboh- matisch dargestellten Beschickungsmethoden wird die rung aufweisen, mittels eines vorlegierten Stabes in 5 Herstellung von Preßkörpern aus Partikeln von eleihrer Ausgangslage hält, wobei der Stab oberhalb mentarem Titan und Nickel vermieden. Es ist ersichtdes Tiegels 1 in der richtigen vertikalen Lage ge- Hch, daß viele andere abgewandelte Verfahren zur halten wird. Auf ähnliche Weise kann man die auf- Erreichung desselben Zweckes anwendbar sind, nämgeschichteten Preßblöcke 3 zentriert und vertikal Hch zur Verhinderung eines Kontaktes zwischen den geführt halten, indem man ein Rohr aus Titan- io heißen Teilchen von elementarem Nickel und/oder Nickel-Legierung mit der Schmelze angepaßter Zu- Titan und der Wandung des Tiegels,
sammensetzung konzentrisch in den Graphittiegel 1 Bei der Anwendung der oben beschriebenen Beeinsetzt. Diese und andere geeignete Verfahren kön- schickungsmethode erhält man Schmelzen von Titannen zur Verhinderung einer Verkantung angewendet Nickel-Legierungen von hoher Homogenität und mit werden. 15 exakt einstellbarer Zusammensetzung. Der eigentliche

Die mit einem erhöhten Gewicht der Säule ver- Induktionsschmelzprozeß kann in einer Kammer bundene Schwierigkeit, daß die aufgestapelten durchgeführt werden, in welcher der Druck im BeBlöcke in Kontakt mit dem Boden des Graphittie- reich zwischen einigen wenigen Mikron bis hinauf zu gels 1 kommen, wie in Fig. 3b dargestellt, kann ver- einer Atmosphäre variieren kann. Falls der Druck mieden werden, indem man die Preßblöcke 3 von 20 jedoch wenige Mikron übersteigt, verwendet man oben einzeln oder jeweils zu mehreren in das vorteilhaft eine Atmosphäre aus trockenem Inertgas, Schmelzbad der Legierung einbringt, so daß die wie z. B. Argon oder Helium.

Preßblöcke 3 bzw. der Preßblock auf Grund des Das Induktionsschmelzen selbst erfordert lediglich

Auftriebs und/oder der Viskosität der Legierungs- eine genügend hohe Spannung sowie eine geeignete

schmelze so lange in schwimmendem Zustand ge- 25 Frequenz wie z.B. 3000Hertz, um die Charge rasch

halten werden, bis die Elemente in der geschmolze- durchzuschmelzen und um nach dem Schmelzvorgang

nen Legierung gelöst sind. das Schmelzbad umzurühren. Das Umrühren der

Beide Schwierigkeiten können gleichzeitig umgan- Schmelze, welches bei Anwendung des Induktionsgen werden, indem man eine »Elektrode« aus ge- Schmelzverfahrens von selbst ohne zusätzliche Maßmischten Titan- und Nickelkomponenten gesteuert 30 nahmen erfolgt, ist notwendig, um eine gute Durchdem Schmelzbad zuführt, ähnlich wie bei einem mischung der Legierung und eine chemische Homo-Lichtbogenschmelzprozeß mit sich selbst verzehren- genität zu erzielen,
den Elektroden.

Die beiden Schwierigkeiten werden gänzlich ver- Beispiel

mieden, wenn man die in Fig. 2b dargestellte Be- 35 Im folgenden wird ein stufenweiser Schmelzprozeß

schickungsmethode wählt. Jedoch muß bei Verwen- beschrieben, bei dem erfindungsgemäß eine Legie-

dung dieser in Fig. 2b veranschaulichten Beschik- rung auf Titan-Nickel-Basis mit gesteuerter Zusam-

kungsmethode Sorge getragen werden (in erster Linie mensetzung entsteht,
durch Steuerung der Beschickungsgeschwindigkeit),

daß keine Teilchen von elementarem Titan und/oder 40 ^L Vorrichtung

Nickel auf Grund möglicher Oberflächenspannung Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungs-

und hydrostatischer Kräfte zur Tiegelwandung wan- gemäßen Verfahrens umfaßt einen herkömmlichen

dem, ehe sie in der Schmelze gelöst sind. Vakuumschmelzofen mit einer Schmelzkammer, mit

Die Fig. 2c veranschaulicht eine weitere Mög- einer Induktionswicklung, mit einer Temperaturkonlichkeit, eine Mischung von Titan und Nickel in den 45 trolleinrichtung, mit einem elektrischen Anschluß zur Tiegel 1 hinabzusenken, wobei die in den F i g. 3 a Bereitstellung der Induktionsenergie, mit Gasein- und 3 b veranschaulichten Schwierigkeiten umgangen lassen, mit einem Vakuumpumpensystem usw. Da werden. Bei diesem Beschickungsverfahren werden solche Vakuumschmelzöfen an sich bekannt sind und ebenfalls in den Graphittiegel 1 zunächst eine nicht zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung Grundplatte oder Abfallstücke aus der Legierung 50 gehören, erübrigt sich eine detaillierte Beschreibung auf Titan-Nickel-Basis auf den Boden gelegt und derselben. Zusätzlich zu den herkömmlichen Vakuumbilden ein Schmelzbad 2' auf dem Tiegelboden. Die schmelzofen ist ein Vorratsbehälter mit gereinigtem Titan-Nickel-Mischung 4 selbst wird bei diesem Ver- Inertgas, wie z. B. Helium oder Argon, vorteilhaft, fahren in einem Nickeltopf in das Schmelzbad 2' der Ein herkömmlicher hochreiner und dichter Graphit-Titan-Nickel-Legierung herabgesenkt. Der Nickel- 55 tiegel 1 von bestimmtem Fassungsvermögen wird vertopf besteht aus einem Blechmantel 5 aus Nickel in wendet. Es ist vorteilhaft, den Graphittiegel 1 durch Form eines rohrförmigen Teils, welcher mittels einer Vorheizen im Vakuum sorgfältig zu trocknen. Es Punktschweißverbindung in dieser Form gehalten wird ferner eine Gußform verwendet, um aus der wird. Ein Nickelblechboden 6 ist mit dem Blech- Schmelze Gußblöcke zu gießen, wie weiter unten im mantel 5 mittels Punktschweißung verbunden. Eine 60 einzelnen beschrieben.

Führungsstange 7 ist mittels Drähten oder Bügeln 8 Zur Beschickung des Graphittiegels werden hochaus Titan-Nickel-Legierung an dem zylindrischen reine metallische Ausgangskomponenten wie Titan-Nickelbehälter befestigt. Die Geschwindigkeit, mit schwamm, Nickelgrieß und Zusätze von metallischem der man die Titan-Nickel-Mischung mitsamt dem Kobalt, Eisen usw. verwendet.
Nickeltopf herabsenkt, wird entsprechend den oben 65

geschilderten Gesichtspunkten sorgfältig gewählt. So- ^{IL Verfanren}

bald die Titan-Nickel-Bügel oder -Drähte 8, welche a) Vor der Beschickung des Induktionsschmelz-

den Nickeltopf mit der Führungsstange 7 verbinden, ofens werden der Titanschwamm und die Kömchen

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von aus Nickelcarbonyl gewonnenem Nickel gemischt gierung mit 55,1 Gewichtsprozent Nickel, wobei der und zu Preßkörpern 3 gewünschter Größe zusam- Rest im wesentlichen aus Titan besteht, oder mit mengepreßt. Eine sorgfältige Verteilung des Titan- 60 Gewichtsprozent Nickel, wobei der Rest im weschwammanteils gibt den Preßkörpern 3 eine erhöhte sentlichen aus Titan besteht usw. Da die Schmelz-Festigkeit. 5 punkte dieser verschiedenen Legierungen bekannt

b) In den Graphittiegel 1, der durch Vorheizen im sind, birgt die Temperatursteuerung keine Probleme. Vakuum sorgfältig getrocknet wurde, werden eine j) Der Druck in der Schmelzkammer wird nun Platte 2 oder Abfallstücke aus Titan-Nickel-Legie- durch Auspumpen allmählich verringert, bis die rung gelegt. Die Platte 2 oder die Abfallstücke sollen Schmelze aufhört zu gasen und zu sprudeln. Dies eine vorbestimmte gewünschte Zusammensetzung auf- io sollte nur sehr allmählich geschehen, und es sollte weisen und sollen sauber und frei von Oberflächen- darauf geachtet werden, daß der Druck nicht zu oxyden sein. schnell auf einen zu niedrigen Punkt absinkt und da-

c) Gemäß Fig. 2a werden nun die aus durch- durch heftiges Sprudeln eintritt. Gleichzeitig mit der mischtem Titanschwamm und aus Nickelkörnern ge- Drucksenkung kann sich die Temperatur der bildeten Preßkörper 3 auf die Grundplatte 2 aus 15 Schmelze erhöhen, was eine entsprechende Verringe-Titan-Nickel-Legierung, welche den Tiegelboden be- rung der Energieeingabe notwendig machen kann,
deckt, aufgeschichtet. Es muß dabei darauf geachtet k) Nach Beendigung des Legierungsprozesses und werden, daß die Preßkörper, welche elementares insbesondere nach der Drucksenkungsperiode tritt Titan und Nickel enthalten, nicht in Berührung mit aus der Schmelze eine Wolke oder ein Rauch von dem Graphittiegel stehen. 20 feinen Teilchen aus. Diese Partikeln scheinen Ver-

d) Die Schmelzkammer wird nun sorgfältig ver- unreinigungen zu sein, welche im Titanschwamm entschlossen und weitgehend evakuiert, der Druck kann halten sind, und die Menge und die Dichte dieses z.B. weniger als 10Mikron betragen. Rauchs scheint von Schmelze zu Schmelze konstant

e) Man füllt nun die evakuierte Kammer mit zu sein.

trockenem Argon oder Helium partiell bis zu einem 25 1) Nach dem Entgasen und dem Austritt des

vorbestimmten Druck wieder auf. Der Druck wird Rauchs aus der geschmolzenen Titanlegierung kann

je nach Schmelztemperatur und Reinheit des Be- diese in die Gußform eingegossen werden. Die Tem-

schickungsgutes gewählt, um heftiges Aufschäumen peratur der Schmelze wird auf eine Temperatur ein-

zu vermeiden (hervorgerufen durch eingeschlossene gestellt, welche etwa 100 bis 200° C über der

Gase, z. B. O.„ N₂, H.„ H.,O usw.). 30 Schmelztemperatur der betreffenden Legierung liegt.

f) Nun wird die Induktionsspule an die Strom- Die Schmelze wird sodann unter Vakuum in die Gußquelle angeschlossen und der Graphittiegel aufge- form gegossen.

heizt. Die höchstmögliche Leistungsaufnahme, welche m) Dieses Gießen der Schmelze geschieht schnell

bei einem bestimmten Tiegel, bei einer bestimmten und in einem stetigen Fluß. Der Graphittiegel wird

Kopplungsspule und bei einer bestimmten Kapazität 35 vor dem Ausgießen der Schmelze gewöhnlich am

des Generators möglich ist, sollte gewählt werden. oberen Ende vorgeheizt. Dies geschieht in erster

g) Nach kurzer Zeit ist der Tiegel vom Boden bis Linie, um einer Abstrahlung von Wärmeenergie hin zum oberen Ende aufgeheizt. Bei einer bevor- aus der Schmelze zu begegnen und um sicherzuzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellen, daß der Gußkörper in der richtigen Weise erwird der Tiegel in der Zone, in welcher sich die 40 starrt.

Titan-Nickel-Grundplatte 2 befindet, am heißesten. Es muß sorgfältig darauf geachtet werden, daß Dies kann dadurch erreicht werden, daß man den keine undichten Schmelzkammern und Pumpen-Tiegel 1 in einer solchen Art und Weise aufstellt, daß systeme verwendet werden, daß das Argon und die stärkste Aufheizung im Bereich des Tiegelbodens Helium sehr rein sind und daß ein sauberer und/oder stattfindet. 45 sorgfältig getrockneter Graphittiegel verwendet wird,

h) Die Titan-Nickel-Platte oder die Titan-Nickel- da andernfalls in ungesteuertem Ausmaß Oxyde

Stücke schmelzen, sobald die Tiegeltemperatur über (Ti₄Ni₂O), Nitride (Ti₄Ni₂N) usw. gebildet werden,

dem Schmelzpunkt der Titan-Nickel-Legierung, wodurch der Grad der Verunreinigung steigt. Diese

welcher etwa bei 1310° C liegt, steigt. Danach senken Oxyde, Nitride usw. entziehen der Legierung unter-

sich die Preßkörper 3, welche Titanmetall und 50 schiedliche Mengen Titan und Nickel und erhöhen

Nickelmetall enthalten, in vertikaler Richtung und so die Unbestimmtheit hinsichtlich der endgültigen

lösen sich in dem Titan-Nickel-Bad auf. Dabei sollte Legierungszusammensetzung.

der Druck in der Schmelzkammer hoch genug sein, Zu dem in Abschnitt Hd behandelten Unterdruck,

um ein heftiges Aufschäumen zu vermeiden, welches welcher durch Auspumpen des Schmelzgefäßes er-

dazu führen kann, daß Titan und/oder Nickel aus 55 zeugt wird, muß bemerkt werden, daß grundsätzlich

der Schmelze heraussprüht oder anderweitig auf me- ein möglichst geringer Druck anzustreben ist. Auf der

chanischem Wege austritt. Es sollte daher bei der anderen Seite wird dieser Druck weitgehend durch

unter Punkt e) beschriebenen partiellen Füllung der wirtschaftliche Überlegung und durch das zur Ver-

Schmelzkammer ein derartiger vorbestimmter Argon- fügung stehende Pumpensystem bestimmt. Ein Druck

oder Heliumdruck aufgebaut werden, daß ein heftiges 60 von 10 Mikron hat sich als vernünftiger Kompromiß-

Aussprudeln der Schmelze vermieden wird. wert erwiesen.

i) Sobald sämtliches elementares Nickel und Titan Bei der in Kapitel II e beschriebenen Füllung der

der Preßkörper 3 aufgelöst ist und danach als Titan- Schmelzkammer mit Gas bis zu einem vorbestimmten Nickel-Legierung vorliegt, wird die eingegebene elek- Wert sollte die eingefüllte Gasmenge so gewählt

irische Leistung so weit gesenkt, daß eine Tempe- 65 werden, daß kein heftiger Gasaustritt beim Schmelzen

ratur der Schmelze aufrechterhalten werden kann, auftritt, ein Überschuß an Argon und Helium sollte

welche etwa 150 bis 200° C über dem Schmelzpunkt jedoch aus Kostengründen vermieden werden. Auch

der zu erzeugenden Legierung ist, z. B. bei einer Le- hier wird im allgemeinen ein Wert gewählt, der einen

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Kompromiß zwischen den technischen und wirtschaft- wobei T_A und T_B die Temperaturen der sich gegen-

lichen Erfordernissen darstellt. überliegenden Flächen sind. Falls Τ_Ας^Τ_Β ist, kann

Bezüglich der in Kapitel II f beschriebenen Zufuhr wenig oder kein Wärmeübergang auftreten. Um Bevon elektrischer Energie muß bemerkt werden, daß dingungen herbeizuführen, bei denen die gewünschte eine anfängliche Energiezufuhr von etwa 28 kW bei 5 Erstarrung mit einer Geschwindigkeit erfolgt, welche einer Schmelze von 5,44 kg oder etwa 5,13 kW pro zu keinen Veränderungen hinsichtlich der chemischen kg sich als vorteilhaft erwiesen hat. Nach dem Homogenität des erstarrten Barrens führt, wird geSchmelzen wird die zugeführte elektrische Energie maß der vorliegenden Erfindung die in den Fig. 8a auf einen Wert von etwa 16 bis 18 kW verringert, und 8 b dargestellte Gußform verwendet,
d. h. auf etwa 3 kW pro kg. Bei diesem Wert stellte io In F i g. 8 a ist die Gußform, welche aus beliebigem sich in der Schmelze ein guter Rühreffekt ein. Material, z. B. aus Graphit, bestehen kann, allge-

Wie in Kapitel II k beschrieben, entweichen große mein mit 10 bezeichnet und umfaßt ein Basisteil 11

Mengen von Rauch, Staub und Ruß, selbst bei einem und ein zylindrisches Halsteil 12. Das zylindrische

Druck von etwa 500 Mikron aus der Schmelze. Dem- Halsteil 12 ist im wesentlichen von gleichbleibender

entsprechend führen in diesem Stadium sehr niedrige 15 Dicke und setzt sich fort in das breitere verstärkte

Druckwerte zu einem übermäßigen Sprudeln oder zu Basisteil 11, und zwar über ein Mittelteil 13 mit einer

einem Verarmen der Schmelze an einer oder an sich in Abwärtsrichtung erweiternden Außenwand

beiden Metallkomponenten. 13', welche die zylindrische Außenwand 12' des HaIs-

Wie in F i g. 5 dargestellt, haben TiNi und Legie- teils 12 mit der zylindrischen Außenwand 11' des

rungen auf TiNi-Basis einen relativ schmalen Er- 20 Basisteils 11 verbindet. Das Halsteil 12, das Über-

starrungsbereich. Die Tatsache, daß TiNi und seine gangsteil 13 und das Basisteil 11 weisen Oberflächen

Legierung innerhalb eines schmalen Bereichs er- auf, die derart ausgebildet und angeordnet sind, daß

starren, bietet sowohl Vorteile als auch Nachteile. die Gußform im Inneren zylindrische Form hat. Die

Der Vorteil liegt in der chemischen Homogenität der Gußform kann jedoch — wie z. B. bei der in F i g. 8 b

erstarrten Schmelze. Auf der anderen Seite ergibt sich 25 gezeigten Ausführungsform — eine andere ge-

ein Nachteil daraus, daß feste Gußkörper, welche frei gewünschte Form aufweisen. Der zylindrische Rand

sind von einer durch Schrumpfung beim Übergang 14, welcher sich an die Oberkante des Halsteils 12

vom flüssigen zum festen Aggregatzustand auftreten- anschließt, steht radial und im wesentlichen recht-

den Porosität, nur sehr schwer herzustellen sind. In winklig zu dem Halsteil 12 nach außen vor. Ein all-

F i g. 5 ist auf der Abszisse die Zusammensetzung, 30 gemein mit 15 bezeichnetes Heizelement kann in

auf der Ordinate die Temperatur aufgetragen. irgendeiner der gebräuchlichen Ausführungen ausge-

Wenn die Schmelze von Titan-Nickel-Legierung bildet sein, z. B. als Widerstandsheizer, als Induktionsunter Vakuum und bei einer Temperatur, welche nur wicklung 15' od. dgl., und umgibt das Halsteil 12 der wenig oberhalb des Schmelzpunktes der Legierung Gußform und kann sich ferner über einen Teilbereich liegt, in eine Gußform 10 herkömmlicher Bauart ein- 35 des Mittelteils 13 erstrecken. Das Heizelement kann gegossen wird, erstarrt die Schmelze in der Gußform derart ausgebildet sein, daß eine über die gesamte 10 und bildet, wie in F i g. 6 dargestellt, zunächst Höhe der Heizwicklung gleichmäßige Wärme erzeugt eine Schale 2", welche sich von der Wandung der wird, es kann aber auch z. B. durch geeigneten Win-Gußform 10 ablöst. Dies hat zur Folge, daß sich ein dungsabstand der Widerstandswicklung oder der Inzusammenhängender Spalt 9 rund um die Schale 2" 40 duktionswicklung so ausgebildet sein, daß verschieder erstarrten Legierung ausbildet. Da der Spalt 9 dene Bereiche unterschiedlich stark beheizt werden,
unter dem Druck der Gußform 10 steht, herrscht Die F i g. 8 b zeigt eine abgewandelte Ausführungsauch hier im wesentlichen das gleiche Vakuum wie form der Gußform gemäß vorliegender Erfindung, die in der Gußform 10. Dieser Spalt 9 hat zur Folge, daß sich von der in F i g. 8 a gezeigten durch einen Kühlder Wärmetransport von dem Schmelzbarren zur 45 behälter unterscheidet. Es ist wiederum eine allge-Gießform 10 und von der Gießform zu der Ofenwan- mein mit 10 bezeichnete Gußform aus Graphit C vordung fast ausschließlich in Form von Wärmestrah- gesehen, welche ein Basisteil 11, ein Halsteil 12 und lung auftritt. Dies erschwert die Herstellung eines ein Zwischenteil 13 umfaßt. Das Basisteil 11 ist in Gußkörpers, welcher frei von Lunkern und Poren einem Kupferbehälter 16' von einer dem Basisteil 11 und dennoch auch in festem Zustand chemisch 50 angepaßten Form eingesetzt, so daß die Außenwände homogen ist. des Basisteils 11 in Berührung mit den Innenwänden

Die Fig. 7a zeigt einen Schnitt durch einen 16 des Kupferbehälters 16' stehen. Der Kupfer-Barren, welcher mittels einer herkömmlichen Guß- behälter 16' kann in herkömmlicher Weise mit einer form erhalten wird. Dieser Barren zeigt nicht nur Wasserkühlung versehen sein. Ein nicht dargestelltes große Lunkern auf Grund des Schrumpfungsverhai- 55 Heizelement, wie z. B. das in F i g. 8 a gezeigte Heiztens des Materials, sondern auch unerwünschte element 15, und ein Randteil 14 können ebenfalls Porenbildung auf Grund der obenerwähnten Schwie- vorgesehen sein,
rigkeiten beim Erstarrungsprozeß. Mit den beiden in den Fig. 8a und 8b darge-

Im Gegensatz dazu zeigt Fig. 7b einen Schnitt stellten Gußformen wird ein unzweckmäßiges Er-

durch einen Barren, welcher entsprechend vorlie- 60 starrungsverhalten des Gießkörpers vermieden. In der

gender Erfindung erzeugt wird und welcher frei von F i g. 9 a ist dargestellt, wie bei einer herkömmlichen

Poren und großen Lunkern ist. Gußform beim Erstarren der Metallschmelze taschen-

Die erfindungsgemäße Lösung des zugrunde liegen- förmige Hohlräume von flüssigem TiNi gebildet

den Problems basiert auf der Erkenntnis, daß die Er- werden, welche zu Poren und abgeschlossenen inne-

starrung im Vakuum weitgehend mit einem Strah- 65 ren Lunkern in dem erzeugten Gußkörper führen. Tn

lungswärmeübergang verbunden ist und daß somit die F i g. 9 b ist der Erstarrungsvorgang dargestellt,

folgende Beziehung gilt: welcher bei Verwendung der in F i g. 8 b dargestellten

Strahlungswärmeübergang = K (T₄ ⁴ — T_ß ⁴), Gußform stattfindet. Dabei hat das erstarrte TiNi eine

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Temperatur T_A, welche etwa gleich der Temperatur Dämpfung, das mechanische Gedächtnis, die der beheizten Wände 12, 13 der Gußform ist (T_B). Härtungsfähigkeit usw., welche in dem USA.-Patent Dadurch wird erreicht, daß die Wärme der Legierung 3 174 851 beschrieben sind, sehr empfindlich von der zum Boden der Gußform und nach außen fließt, so Gitterzusammensetzung abhängen, ist es bei der Herdas ein fortschreitendes Erstarren vom Boden der 5 stellung von derartigen Legierungen mit 50 bis 70 Ge-Gußform zum oberen Ende hin erfolgt. Es muß dabei wichtsprozent Nickel, vorzugsweise 52 bis 64 Geein sorgfältig ausgewähltes Wärmefluß-Gleichgewicht wichtsprozent Nickel, wobei der Rest aus Titan beaufrechterhalten werden, da ein zu langsames Ab- steht, von wesentlicher Bedeutung, daß die gekühlen die Legierungshomogenität herabsetzt. wünschte und vorteilhafte Gitterzusammensetzung Die Gießform kann aus jedem anderen geeigneten io erreicht wird und daß man in der Lage ist, die Gitter-Material bestehen und jede abgewandelte Ausbildung zusammensetzung im voraus festzulegen. Die Lehre aufweisen, bei der der Erstarrungsvorgang in der in der vorliegenden Erfindung gibt ein wirtschaftliches F i g. 9 b veranschaulichten Weise verläuft. Das vor- und technisch vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung teilhafte Erstarrungsverhalten bei der erfindungsge- von Legierungen vorbestimmter Zusammensetzung mäßen Gußform beruht auf der Tatsache, daß auf 15 und Qualität.

Grund der Gleichheit der Temperatur des oberen Die Untersuchung der Gitterzusammensetzung bei

Teils der erstarrten Legierung und der diese um- TiNi-Legierungen mit nahezu stöchiometrischer Zugebenden Formwandung in diesem Bereich wenig sammensetzung ist mittels der üblichen chemischen Wärmestrahlung auftritt, wohingegen größere Wärme- Analyse nicht möglich, da der Gehalt der Legierung mengen beständig im Bereich des Bodens der Guß- 20 an Titan, Nickel, Kohlenstoff, Sauerstoff usw., form abfließen. welcher durch die chemische Analyse festgestellt

Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen wird, sich zusammensetzt aus dem Gehalt des Legie-Beschickungs- und Schmelzverfahrens besteht darin, rungsgitters und aus dem Gehalt der nichtmetaldaß die Zusammensetzung der Schmelze von Charge lischen Einschlüsse an diesen Elementen. Ein geeigzu Charge sehr genau gesteuert werden kann. Diese 25 netes Verfahren zur Bestimmung der Gitterzusam-Steuerbarkeit und Reproduzierbarkeit der Zusam- mensetzung der Legierung besteht darin, daß die mensetzung ist für die Herstellung von Legierungen akustische Dämpfung gemessen wird, die bei TiNimit vorbestimmten Übergangstemperaturen sehr we- Legierungen von nahezu stöchiometrischer Zusamsentlich, wie F i g. 4 zeigt, welche ein Übergangstem- mensetzung einen drastischen Wechsel zeigt, welcher peraturdiagramm darstellt. Ohne die erfindungsge- 30 als physikalisches Grundphänomen bei der Strukturmäßen Maßnahmen kann die endgültige Legierungs- umwandlung auftritt und sehr genau definiert ist und zusammensetzung niemals in eine genaue Zuordnung in einer exakten Beziehung zum TiNi-Atomverhältnis zu der Zusammensetzung der Ausgangscharge ge- des Gitters steht. Die Ubergangstemperatur der hier bacht werden. Unbestimmte Mengen von Titan und/ in der Tabelle angegebenen Legierungen ist praktisch oder Nickel sind an Nebenreaktionen, welche zu 35 gleich, die chemische Analyse ist jedoch mit beträcht-Carbiden dieser Metalle führen, beteiligt, so daß das liehen experimentellen Fehlern behaftet. Aus diesem Legierungsgitter an diesen Elementen verarmt und Grund schwankt der Ni-Gehalt im Mittel um die endgültige Zusammensetzung des Gitters unbe- + 0,4 Gewichtsprozent.

stimmt ist. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Eine genaue Bestimmung der Gitterzusammen-

Verfahrens wird hingegen eine Reaktion zwischen 40 Setzung der Legierung kann hingegen durch die Mesden elementaren Metallbestandteilen und dem Tiegel- sung der akustischen Dämpfung erzielt werden, material vermieden. Dieses Verfahren ist in der Offenlegungsschrift

Aus den vorstehenden Erläuterungen wird deut- 1 783 107 beschrieben.

Hch, daß ein wesentliches Problem bei der Herstel- Aus nachstehender Tabelle ergibt sich, daß die

lung von Legierungen auf TiNi-B asis in der Steue- 45 Menge von aus dem Graphittiegel aufgenommenem rung der Zusammensetzung und Homogenität des Ie- Kohlenstoff bei Anwendung der vorliegenden Erfingierten Materials besteht. Eine Reihe von Verunreini- dung einen definierten Wert hat und für die Eigengungen verbinden sich mit dem metallischen Titan schäften der Legierung völlig unbedeutend ist, wie und mit dem metallischen Nickel in unterschied- sich aus dem geringen Anstieg des Kohlenstoffgehalts lichem Ausmaß und verändern so die Zusammen- 50 der Legierung ergibt, wenn man Ausgangsstoffe mit setzung des Legierungsgitters. Typische Reaktionen einer konstanten Kohlenstoffmenge einsetzt. Dieser mit Sauerstoff, Stickstoff und Kohlenstoff verlaufen unbedeutende Anstieg ist erträglich und erlaubt, die nach folgenden Reaktionsgleichungen: Menge der Ausgangssubstanzen derart zu variieren,

daß eine Legierung mit einer vorbestimmten Gitter-

4Ti + 2Ni + V2OO -> Ti₄Ni₂O 55 zusammensetzung erhalten wird.

4Ti + 2Ni + V2N0 -y Ti₄Ni₂N Die erfindungsgemäße Gußform kann an Stelle der

Ti + C -> TiC oder in Verbindung mit den sogenannten Gußformen

mit Wärmhaube verwendet werden. In letzterem Fall wird der Heizkopf in üblicher Weise an dem oberen

An Hand dieser typischen Reaktionsgleichungen 60 Ende der Barrengußform angeordnet. Ferner kann kann man erkennen, daß die Legierungen auf TiNi- sich die Hilfsheizvorrichtung 15 bei der Wahl einer beBasis im wesentlichen aus einem Gitter bestehen, in stimmten Zahl und Verteilung von Drahtwindungen welches die gemäß obigen Reaktionsgleichungen ge- über die Wärmehaube erstrecken, so daß der gebildeten nichtmetallischen Fremdstoffe eingelagert wünschte Temperaturgradient erzielt wird. Es kann sind. Da die eigentümlichen Eigenschaften der Legie- 65 jeder gebräuchliche Graphittiegel verwendet werden, rangen auf Titan-Nickel-Basis, wie z. B. die Tempe- wie z. B. herkömmliche Graphittiegel hoher Reinheit ratur des martensitischen Übergangs, die akustische und hoher Dichte, pyrolytische Graphittiegel usw.

Vergleich der Mengen der eingesetzten Elemente zur Herstellung einer TiNi-Legjerung mit der Analyse der gebildeten Legierung

Zusammensetzung der Ausgangselemente	Ni	0,02	O2*)	Analytische Zusammensetzung der Legierung	Ni	C	O2
(Gewichtsprozent)	55,0	0,02	0,046	(Gewichtsprozent)	54,59	0,037
55,0	0,02	0,046	54,88	0,038	—
55,0	0,02	0,046	55,40	0,033	—
55,0	0,046	55,13	0,042	—

*) Gesamtsauerstoff, welcher von dem mit dem Titanausgangsmaterial in Form von O₂ eingebrachten Sauerstoff und von der Zersetzung von in der Charge eingebrachtem Wasserdampf herrührt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (22)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Erschmelzen einer Legierung auf annähernd äquiatomarer Titan-Nickel-Basis, deren Komponenten in ihrer elementaren Form mit dem Schmelzbehältermaterial reagieren, während die herzustellende Legierung den Schmelzbehälter nur sehr wenig angreift, in einem Schmelzbehälter aus Graphit, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorbestimmte Menge einer vorher hergestellten Legierung mit der gleichen oder ähnlichen Zusammensetzung wie die herzustellende Legierung in den Schmelzbehälter eingebracht und der Inhalt des Behälters sodann auf eine über der Schmelztemperatur der Legierung liegende Temperatur aufgeheizt wird, worauf die Komponenten der herzustellenden Legierung derart in den Behälter eingebracht werden, daß ein direkter Kontakt zwisehen den Komponenten und der Behälterwandung vermieden und die aufzuschmelzende Beschickung unmittelbar in den Schmelzensumpf eingeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten in Form einer Mischung eingebracht werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten in einem vorbestimmten Mischungsverhältnis zu Preßkörpern verpreßt in den Schmelzbehälter eingebracht werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung der Komponenten in einem Behälter aus einer der beiden Kornponenten mit vorbestimmter Geschwindigkeit in den Schmelzbehälter eingebracht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten gesondert in einem vorbestimmten Verhältnis in den Schmelzbehälter eingebracht werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten gleichzeitig, jedoch getrennt in einem vorbestimmten Verhältnis in den Schmelzbehälter eingebracht werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß man den Schmelzbehälter trocknet und nach Einbringen eines Stückes der Legierung der gleichen Zusammensetzung wie die herzustellende Legierung auf dessen Boden bis zu einem vorbestimmten Druck evakuiert, mit einem Inertgas zum Teil wieder auffüllt, auf eine über der Schmelztemperatur der Legierung liegende Temperatur aufheizt und mit den Komponenten der Legierung beschickt und nach dem Schmelzen der eingebrachten Komponenten die Temperatur der Schmelzbehälter bei allmählicher Verringerung des Druckes in dem Schmelzbehälter auf einer über dem Schmelzpunkt der Legierung liegenden Temperatur hält und schließlich die geschmolzene Legierung in Formen gießt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzbehälter vom Behälterboden her aufgeheizt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzbehälter durch Induktionsheizung aufgeheizt wird.

10. Verfahren zum Vergießen einer nach einem der Ansprüche 1 bis 9 erschmolzenen Legierung, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung in eine Gußform vergossen wird und beim Abkühlen der Legierung im unteren Bereich der Gußform in stärkerem Maße Wärme entzogen wird als im oberen Bereich der Gußform.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß während des Erstarrens der Legierung der obere Bereich der Gußform beheizt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die der oberen Zone der geschmolzenen Legierung zugeführte Wärmemenge mit der Höhe der geschmolzenen Legierung variiert wird, so daß ein Wärmegradient entsteht, der zum Boden der Gußform hin abnimmt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die dem oberen Bereich der Gußform zugeführte Wärmemenge mit fortschreitender Erstarrung verringert wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß durch Induktionsheizung geheizt wird.

15. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch einen Schmelzbehälter, der ein Induktionsheizgerät aufweist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzbehälter eine Beschickungsvorrichtung mit getrennten Zuführungen zum gesonderten und gleichzeitigen Zuführen der Komponenten in einem vorbestimmten Verhältnis aufweist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16. dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzbehälter eine Beschickungsvorrichtung mit einem aus einer der beiden Legierungskomponenten bestehenden Hilfsbehälter (5 bis 8) umfaßt, welcher eine vorbestimmte Mischung der Komponenten der Legierung enthält und wobei eine Einrichtung vorgesehen ist. um den Hilfsbehälter (5 bis 8) mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit in den Schmelzbehälter (1) zu senken.

18. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 10 bis 14, gekennzeichnet durch eine Gußform (10), die dadurch der geschmolzenen Legierung in Richtung zum Boden (11) und nach außen Wärme entzieht, daß der untere Bereich der Gußform (10) größere Wandstärken aufweist als ihr oberer Bereich.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Gußformbereich beheizbar ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Bereich der Gußform (10) kühlbar ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Gußformbereich von einem mittels einer Kühlflüssigkeit kühlbaren Behälter (16) umgeben ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Gußform (10) aus Graphit besteht.