DE1812162B2

DE1812162B2 - Verwendung einer Nickel-Chrom-Legierung

Info

Publication number: DE1812162B2
Application number: DE1812162A
Authority: DE
Inventors: Stuart Walter Ker Sutton Coldfield Warwickshire Shaw (Grossbritannien)
Original assignee: Inco Ltd
Current assignee: Inco Ltd
Priority date: 1967-12-04
Filing date: 1968-12-02
Publication date: 1975-09-11
Also published as: FR1598268A; GB1174500A; DE1812162A1; US3552952A; BE724899A

Description

einer

nnd^üsen nur bis ζα Temperaturen von etwa 1030° C riSeSn lassen, ganz abgesehen davoiu daß die Lebensdauer bei einer derartigen Arbeitstemperatur

die Aufgabe zugrunde, eine « eine Gußlegieruttg vorzu-Werkstoff für im Kontakt mit Gfae befindliche Gegenstände, ins-Rotationsspinnköpfe und -düsen zum eignet und daher sowohl bei sehr hohen Tempera-1080⁰C oder mehl· als auch Korrosion und Erosion e Glas besitzen muß. Die besteht in dem Vorschlag, xamrLeffcnng mit 0,3 bis 1,0% , 35% Chrom, 3 bis 8% Wolfram, , ₀ γ£ ₀ 5% Zirkonium imd 0 bis 'einschließlich erschmelzungsbeding-Ζ^ zu verwenden.

zählen Reste von Desoxy-Als Hauptverun-

für den Zweck nach Anspruch 1.

5. Verwendung einer Legierung der Zusammen-Setzung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, die jedoch 015 bis 0,3 -/Zirkonium enthält, für den Zweck nach Anspruch 1.

6. Verwendung einer U^ d".Z£™«£ Setzung nach Anspruch 1 oder 2, die jedoch 0,005 bis 00V/_o Bor und 0,1 bis 0,5 «/Zirkonium enthält, für den Zweck nach Anspruch 1.

7. Verwendung einer Legierung der Zusammensetzung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, die jedoch 0,01 bis 0,03% Bor und 0,15 bis

Er^enthält-^{für dcn zweck nach}

Anspruch 1. _+o

Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung einer Nickel-Chrom-Legierung mit 0,3 bis 1,0% Kohlenstoff. 25 bis 35% Chrom, 3 bis 8% Wolfram, SÄ«

steigen sollten-

^bzw·

^{nicht über}-

3« LqP*™ng

wenn _{n keine wesen}tlichen

TgSung ^dar· ^¹"¹⁰'¹¹ ™^{Γΐα sich} ^ auf die Zeitstandfestigkeit der auf die ^ J^ _von

_dteem Grunde ist es vorteilhaft, Sestens 0,1 % Zirkonium, enthält Kriech" Kriech-

versuche bei 1080
bewiesen haben. Es scheint

_halu ^fe _{bei dem sich das} Maximum der Knechfesügkeit ergibt, hängt möglicherweise von der Versuchsbzw Gebrauchstemperatur ab. Die WaW dt» Zirkoni-

uingehaltes sollte «*5«jgjg«f Zl TS Komb.nat.on der

von 0,15 bis 0,3 oder 0;35
Ergebnisse erzielt werden.
Bor bee.nträctagt b

die Legierung ********
erhöht e.n gewisser Borgehai^ £ Ugierung. Demzufolge ^t sich eine bination der 2Mudtap^ ^

bis 8% Tantal, 0 bis 0,5 % Zirkonium und 0 bis 0,05% Bor, Rest Nickel mit den üblichen schmelzungsbedingten Verunreinigungen einschließlich bis ju 2% E,en. bis zu 0,5_%Sil,zium und bis zu 0,5%

Befannt ist aus der britischen Patentschrift 8 21 745 eine Nickel-Chrom-Legierung mit 4 bis 30% Chrom, 35 bis 90·_β Nickel, 0 bis 0,5% Kohlenstoff, 0 bis 30% Kobalt, 0 bis 30% Eisen. 0 bis 8% Titan, 0 bis 8% b Aluminium,Obis30%Molybdän,Obisl5%Wolfram, 55 durch aufeinander 0 bis 6% Niob und/oder Tantal, 0 bis 3% Vanadin, Zirkonium erreichen. 0,005 bis 0,05% Bor, 0,005 bis 0,5 % Zirkonium, 0 bis 3%Mängan und 0 bis 3%Süizium. Diese Legierung besitzt eine hohe Warmfestigkeit und eignet sich zur Verwendung als Gußwerkstoff oder für 60 Zwischenprodukte wie Knüppel, Draht, Blech und Band sowie zum Schmieden oder spanabhebenden Bearbeiten.

Es ist bekannt, Spinnköpfe und -düsen zum Herstellen von Glasfasern aus einer Legierung mit etwa 52%Nickel, 25%Chrom, 5%Wolfram und 0,5% Kohlenstoff, Rest Eisen, herzustellen. Dabei ergibt sieh jedoch die Schwierigkeit, daß sich die Spinnköpfe

Korn-

Zirkonium ^

Legierung mit 0,1 bis 0,5 %
0,05%Bor oder vorzugsweise 0,15 d 001 b W³

0.005 ta

0,05% g bis 0,25/₀ Zir-

konium und 0,01 bis W³*™«·

Kommt es weniger auf die Zeitetondfa tgj^tan, dann kann die erfindungsgemaß wrwende Legierung auch Bor ohne Zirkonium enthalten -Obgleich^ dieszu geringeren Standzeiten fuhrt, ergibt sich gleichzeitig eine ausgezeichnete Kriechfestigkeit,

Als bor- bzw. zirkoniumfreie Legierungen gelten

oder auch unter 0,
konium enthalten.

Bor und unter 0,0

Liegt der Chromgehalt unter 25%, dann ist die Korrosionsbeständigkeit der erfindungsgemäß verwendeten Legierung nicht ausreichend, während ein 35% übersteigender Chromgehalt die Kriechfestigkeit negativ beeinflußt Vorzugsweise beträgt der Chromgehait daher 28 bis 32%.

Die Wirkung unterschiedlicher Kohlenstoff-, Wolfram- und Tantalgehalte auf die technologischen Eigenschaften der erfindungsgemäß verwendeten Legierung veranschaulichen die Versuchsergebnisse der

Tabelle I

Tabelle I, in der zwei erfindungsgemäß verwendete Legierungen 1 und 2 nicht unter die Erfindung fallenden Vergleichslegierungen gegenübergestellt sind. Außer den in der Tabelle angegebenen Kohlenstoff·, WoIf-

S ram- und Tantalgehalten enthielt jede Versuchslegieruing 30% Chrom, 0,2% Zirkonium und 0,02% Bor, Rest Nickel einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen. Die Versuchslegierungeu wurden unter Vakuum erschmolzen und vergossen und im

u Gußzustand untersucht.

	(VJ	W	Ta	Zeitstandfestigkeit	Dehnung	bei l,6kp/mm«A150°C	Dehnung	Kriechfestigkeit	Dehnung
	0,15	(VJ	(VJ	bei 4,25 kp/mm^l/1000°C	(VJ	Standzeit	(·/.)	bei 2kp/mm^l/1080°C	(VJ
	0,5	10	3	Standzeit	41	(h)		Standzeit	11.7
	0,15	10	3	<h)	24		10,8	(h)	6,4
Legierung C		5	3	126		120		197	__
	0,5			249		78	—	312	—
A	0,15	5	3		26	64	15,0		0,58
B	0,5	5	6		35	172	10,0	—	6,7
C		5	6	472	14,7	108		310	0,61
			105		158	312
1		518		310
D
2

Ein Vergleich der technologischen Eigenschaften der Legierungen A und B mit denjenigen der Legierungen C und 1 zeigt, daß ein zu hoher Wolframgehalt die Zeitstandfestigkeit verringert. Wolfram härtet die Legierung jedoch in fester Lösung und durch Karbidbildung, weswegen der Wolframgehalt mindestens 3 % betragen muß.

Die Dehnung der Legierung A ist wesentlich größer als die der Legierung B. Während die Dehnung der Legierung D wiederum größer ist als die der Legierung 2, woraus sich der negative Einfluß des zu geringen Kohlenstoffgehaltes der Legierungen A und D ergibt.

Hinsichtlich der technologischen Eigenschaften unterscheiden sich die Legierungen 1 und 2 etwas,

Tabelle II

was durch die unterschiedlichen Tantalgehalte bedingt ist. Enthält die erfindungsgemäß verwendete Legierung jedoch kein Tantal, dann ist die Zeitstandfestigkeit außerordentlich gering.
Vorzugsweise enthält die ernndungsgemäß verwendete Legierung 0,4 bis 0,6 % Kohlenstoff, 28 bis 32% Chrom, 4 bis 6% Wolfram und 4 bis 5% Tantal.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand weiterer Ausführungsbeispiele des näheren erläutert

In Tabelle Il sind die Zusammensetzungen erfindungsgemäß verwendeter Legierungen 3 bis 8

wiedergegeben, deren Legierungsrest aus Nickel und erschmelzungsbedingten Verunreinifungen besteht. Die Legierungen wurden unter Vakuum erschmolzen und vergossen und im Gußzustand untersucht

Zusammensetzung	(VJ	Cr	W	Ta	Zr	B	Zustandfestigkeit	t Dehnung	KiiechJestigkeit	(VJ
	P-J7	(V.)	(Vl)	(V.)	(V.)	(V.)	bei 1,6 kp/mm«/1150^oC	(V.)	bei2kp/mmV1080°C	2,44
	0,49	29,5	4,9	4,5	<0,01	<0,001	Standzei	13,2	Standzeit Dehnung	0,54
Legierung C	0,48	29,8	5,2	4,6	0,20	<0,002	(h)	14,1	(h)	0,62
	0,49	29,5	5,0	4,5	0,33	<0,001	178	12,6	312	0,39
3	0,58	29,8	5,0	4,3	0,16	0,020	259	—	312	—
4	0,51	29,8	4.9	4,3	0,24	0,020	460	9,6	312	0,49
5		29,4	5,0	4,6	0,29	0,015	—	11,3	310
6						262	—
7					255	309
8

Die ausgezeichneten technologischen Eigenschaften der erfindungsgemäß verwendeten Legierungen erweisen sich an den Ergebnissen der Zeitstand- und Kriechversuche gemäß Tabelle II.

Die Legierung 5 mit 0,33 % Zirkonium und im wesentlichen ohne Bor besaß eine bemerkenswert hohe Standzeit von 460 Stunden bei 115O⁰C und einer Belastung von 1,6 kp/mm*. Die Kriechdehnung dieser Legierung lag nach 312 Stunden bei 1080⁰C und unter einer Belastung von 2 kp/mm* bei nur 0,62%; sie war damit außerordentlich gering.
Die borfreie Legierung 4 mit 0,2 % Zirkonium be-

saß eine sehr gute Kombination von Zeitstandfestig- *eit und Kriechfestigkeit.

Die Legierungen 6, 7 und 8 stellen Beispiele für Legierungen dar, deren Gehalte an Zirkonium und Bor sorgfältig aufeinander abgestimmt sind und eine ausgezeichnete Zeitstandfestigkeit bei sehr guter Kriechfestigkeit besitzen.

Die Legierung 3 dient als Beispiel einer Legierung, die weder Zirkonium noch Bor enthält.

^Eine

3A£ iiiiUrS

298? Chrom, 4,9% Wolfram, 4,6%Tantal und 0015% Bor. Diese Legierung wurde nn Vakuum erschmoten und im Gußzustand einem Knechversuch uSworfen. Nach 310 Stunden bei 1080'C undI e,ner SEg von 2kp/mm« betrug die Knechdehnung nuiO,69%.

Claims

Patentansprüche:

1. Verwendung einer rficfcd-Chrom-I^OTing, bestehend aus 0,3 bis 1,0% Kohlenstoß 25 b* S 35% Chrom, 3 bis 8% Wolfram, 2 bis 8% Tantal·

0 bis 0,5% Zirkonium und 0 bis 0,05% BOr₃jtest Nickel mit den üblichen erschmelzungsbedmgten Verunreinigungen einschließlich bis zu 2% Ssen, bis zu 0,5% Silizium und bis zu 0,5% Mangan^ als 1» H Werkstoff für Gegenstände, die bei Gebrauch in einehohe Berührung mit fließenden Glasschmelzen kommen, türen \ on insbesondere für gegossene Rotationsspinnköpfe und -düsen zum Herstellen von Glasfasern.

2. Verwendung einer Leerung der Zusammen-Setzung nach Anspruch 1, die jedoch 28 bis 32% Chrom enthält, für den Zweck nach Anspruch 1.

3. Verwendung einer legierung der^M; nti setzung nach Anspruch 1, die jedoch 0.4 bis 0,6% Kohlenstoff, 28 bis 32 % Chrom, 4 bis 6% Wolfram . « und 4 bis 5% Tantal enthält, für den Zweck nach J