DE1928695B2 - Die Verwendung eines austenitischen Stahls als Werkstoff für die Luftfahrtindustrie - Google Patents
Die Verwendung eines austenitischen Stahls als Werkstoff für die LuftfahrtindustrieInfo
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Description
gute Korrosions- und Oxydationsbeständigkeit besitzen, wie die Chrom bzw. Nickel enthaltenden Stähle
allgemein zeigen.
Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung eines
austcnistischen 18% Chrom-12% Nickel-Stahltyps mit höchstens 0,03% Kohlenstoff und 0,5 bis 2% Titan, der
durch innere Nitrierung in einer Stickstoff-abgebenden Gasatmosphäre unter Oberdruck bei Temperaturen
zwischen 870° C und dem Schmelzpunkt unter Bildung feinverteilter Titannitride ausscheidungsgehärtet und
dessen überschüssiger Stickstoffanteil zur Vermeidung der Bildung von Chromnitriden durch eine Vakuumbehandlung oder Gasspülung aus dem Stahl entfernt ist, als
Werkstoff für die Luftfahrtindustrie in Form dünner,
korrosionsfester Bleche mit verbesserter Warmfestigkeit bei Temperaturen über 760° C
Bei der Dispersionsverstärkung sollte ein ausreichender Volumenanteil an Dispersoid zur Verminderung des
Zwischenraums zwischen den Teilchen vorhanden sein. Es ist jedoch nicht möglich, daß eine größere Anzahl
von Teilchen nur durch Erhöhung des Volumenanteils des Dispersoids erreicht wird. Da jedoch die Dispersoide nicht eine einfache geometrische Form haben, gibt es
kein einfaches Verhältnis zwischen Kornabstand (=Zwischenraum zwischen den Teilchen), Korngröße
und Volumenanteil der Teilchen. Es wurde jedoch festgestellt, daß der wichtigste Parameter bei der
Regelung der Dispersionsverstärkung von Legierungen der hier mit IPS (=interparticle spacing) bezeichnete
Kornabstand ist Obwohl eine Verbesserung der Festigkeit bei einem durchschnittlichen IPS-Wert von
10 Mikron, insbesondere weniger als 2 Mikron, festgestellt werden kann, können die vorliegenden
Werkstücke durchschnittliche IPS-Werte von weniger als 1 Mikron aufweisen. Der durchschnittliche IPS-Wert,
wie er hier angegeben ist, ist nach dem Verfahren »Line Fraction Method« in dem Artikel »Measurement of
Particle Sizes in Opaque Bodies« (Journal of Metal, März 1953, Seite 447) ermittelte Wert
Erfindungsgemäß wird ein Nitriddispersoid in dem
Stahl durch innere Nitrierung erzeugt Die innere Nitridbildung folgt den Diffusionsgesetzen, so daß die
Zeit innerhalb der ein vorliegender Stahlgegenstand vollständig nitriert ist zu dem Quadrat der halben Dicke
proportional ist Dieses stellt einen einschränkenden Faktor für die Dicke bei kontinuierlichem Fließbandverfahren dar, so daß die vorliegenden Werkstücke die
Form dünner Bleche aufweisen sollen. Außerdem erhöht sich der IPS mit zunehmendem Abstand von der
Oberfläche.
Das als Nitridbildner verwendete Titan ist in einer Menge anwesend, die zur Herstellung von Kornabständen von weniger als 10 Mikron, vorzugsweise weniger
als 2 Mikron, ausreicht, wobei der Volumenanteil von dem IPS abhängig ist und bei einem kleineren IPS bei
einer konstanten Teilchengröße größer ist. Titan besitzt
eine sehr geringe Löslichkeit in dem behandelten
austenitischen Stahl, so daß dessen Neigung sich bei den
anwendungsgemäßen erhöhten Temperaturen zu vergrößern, verringert wird. Titan selbst hat eine
verhältnismäßig hohe Löslichkeit in rostfreiem Stahl und sein Nitrid hat eine sehr hohe freie Bildungsenergie.
Es wurde festgestellt daß bei einer gegebenen Temperatur und einem vorbestimmten Titangehalt die
Nitridbildung um so schneller verläuft je geringer der
ίο erhaltene Kornabstand ist Außerdem verringert sich
bei sonst gleichen Bedingungen der Kornabstand mit abnehmender Temperatur aufgrund der größeren
Anzahl der keimbildenden Teilchen. Das Diffusionsvermögen nimmt mit der Temperatur sehr stark ab, und es
gibt praktische Grenzwerte, unter denen das Verfahren nicht wirtschaftlich ist Ein hohes Stickstoffkonzentrationsgefäile in dem Stahlgegenstand ist erforderlich, um
die Nitriergeschwindigkuit bei einer gegebenen Temperatur zu erhöhen.
Die Stickstoffquelle für die innere Nitrierung kann eine Atmosphäre sein, die entweder in geeigneter Weise
behandelter Ammoniak oder Stickstoff sein kann. Mischungen dieser beiden Stoffe oder mit anderen
verträglichen Gasen können ebenfalls verwendet
werden. Der Ausdruck »verträgliche Gase«, wie er hier
verwendet wird, bezieht sich auf ein nicht oxydierendes oder inertes Gas, wie z. B. Wasserstoff oder Argon. Der
Feuchtigkeitsgehalt soll möglichst niedrig sein, und feuchtigkeiisfreier und sauerstofffreier Ammoniak wird
jto hierbei bevorzugt Vorhandene geringe Mengen an
Feuchtigkeit oder Sauerstoff beeinflussen ernsthaft die Nitriergeschwindigkeit in Stickstoff.
Die Entfernung von überschüssigem Stickstoff nach der Nitrierung kann in einem Vakuum oder durch die
Verwendung eines Spülgases, wie z. B. Wasserstoff oder eines anderen, nicht mit dem Material reagierenden
Gases, bewirkt werden. Eine Homogenisierung von überschüssigem Stickstoff in dem Metall kann in einer
leicht oxydierenden Atmosphäre oder in einer verdünn
ten stickstoffhaltigen Atmosphäre durchgeführt wer
den. In einem herkömmlichen Heißwandofen sollte bei der Nitrierung eine zweckmäßige Fließgeschwindigkeit
von z. B. Ammoniak eingestellt werden. In einem Kaltwandofen wird zweckmäßig ein gasartiges Verdün
nungsmittel, das dem Ammoniak zugesetzt worden ist,
verwendet
Die nachfolgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung und der dabei erhaltenen, verbesserten
Eigenschaften des Werkstoffs. In diesen Beispielen
so wurden Blechproben nitriert und einem Zerreißversuch sowohl bei Zimmertemperatur als auch bei 10930C
unterworfen. Wie aus Tabelle 1, in der die Zusammensetzung der Proben angegeben ist ersichtlich ist,
bestehen beide Proben aus Stahl vom Typ 304 L mit
Tabelle I
Zusammensetzung des |
C | Ve.rsuchsmaterials | P | S | Si | Cr | Ni | Ti | B | Fe |
Charge Nr. |
0,0060
0,0094 |
Mn |
0,008
0,010 |
0,003
0,005 |
0,75
0,72 |
18,01
18,01 |
12,00
12,00 |
1,22
2,03 |
0,010
0,010 |
Rest
Rest |
RV 2252
RV 2253 |
0,48
0,32 |
Die oben beschriebenen Proben wurden unter verschiedenen Bedingungen in Ammoniak nitriert. Die
Nitrierbedingungen sind in Tabelle II angegeben.
5
Tabelle Il
Nr.
Nr.
37 10 Min. bei 1315,5 C in roh. NH3 bei 275 l/h
38-H 10 Min. bei 1204,4 C in roh. NH3 bei 370 l/h und
IStd. bei 1093,3 C in H2
39 20 Min. bei 1204,4 C in roh. NH3 bei 275 l/h
40 20 Min. bei 1260,0 C in roh. NH3 bei 370 l/h
Im Anschluß an die oben beschriebene Nitrierung wurden die Proben auf Zugfestigkeit geprüft und die
Zugfestigkeitseigenschafien sind in den Tabellen III und IV angegeben. Die in Tabelle III entbaltenen Angaben
sind die Prüfergebnisse bei Zimmertemperatur, und in Tabelle IV sind die Zugfestigkeitseigenschaften bei
1093,3 C wiedergegeben.
Zugfestigkeitseigenschaften bei Zimmertemperatur
Nr. | Probe |
0,2%
Dehn grenze kg/mm2 |
Äußersie
Zug festigkeit kg/mm2 |
% Dehnung
5,08 cm |
Ein
schnürung % |
Vergleich | RV 2252 | 17,6 | 52,0 | 60,0 | 41,5 |
Vergleich | RV 2253 | 21,8 | 56,2 | 46,0 | 41,9 |
37 | RV 2252 | 44,3 | 85,8 | 22,5 | 23,2 |
37 | RV 2252-A *) | 38,0 | 83,7 | 22,5 | 20,2 |
37 | RV 2253 | 42,2 | 92,8 | 21,0 | 32,2 |
37 | RV 2253-A | 45,9 | 91,4 | 20,0 | 27,3 |
38-H | RV 2252 | 55,5 | 95,6 | 20,0 | 26,7 |
38-H | RV 2253 | 62,6 | 99,8 | **) | 26,8 |
39 | RV 2252 | 61,9 | 104,0 | 21,0 | 25,3 |
39 | RV 2252-A | 66,1 | 103,3 | 11,5 | 15,8 |
39 | RV 2253-A | 69,6 | 110,4 | 13,0 | 22,8 |
40 | RV 2252 | 56,2 | 92,8 | 18,0 | 25,7 |
40 | RV 2252-A | 59,1 | 93,5 | **) | 14,4 |
40 | RV 2253 | 57,7 | 100,5 | 12,0 | 30,0 |
40 | RV 2253-A | 59,8 | 101,2 | 18,0 | 25,1 |
*) »Λ« bezeichnet ein Material, das S Min. lang an der Luft vorwärmebehandelt und vor dem
Nitrieren sauber gebeizt wurde. Alle anderen Materialien wurden im kalt bearbeiteten Zustand nitriert
**) Probe brach außerhalb der Meßmarkierungen.
TabeHe IV
Nr. | Probe | 0,2 % | Äußerste | % Dehn- |
Dehnstrecke | Zugfestigkeit | nung | ||
kg/mm2 | kg/mm2 | 5,08 cm | ||
Vergleich **) | RV 2252 | 1,3-0,7 | 2,2-2,0 | 18,1-55,0 |
Vergleich **) | RV 2253 | 0,6-0,6 | 2,7-1,5 | 64,9-9,2 |
37 | RV 2252 | 4,4 | 7,3 | 7,2 |
37 | RV 2253 | 5,5 | 8,6 | 11,4 |
38-H | RV 2252 | - | 10,6 | 1,8 |
38-H | RV 2252-A | 9,3 | 9,5 | 0,9 |
38-H | RV 2253 | 12,1 | 15,4 | 3,1 |
38-H | RV 2253-A | 11,7 | 12,1 | 0,7 |
39 | RV 2252 | 7.2 | 11.0 | 4.3 |
7 | Probe | 19 28 695 | 8 | AuMerste Zugfestigkeit kg/mm' |
% Dehn- nung 5,08 cm |
|
Fortsetzung | RV 2253 | 11,5 | 5,2 | |||
Nr. | RV 2252 | 0,2 % Dehnslrecke kg/mnr |
9,8 | 2,7 | ||
39**) | RV 2252-A | 8,2 | 9,4 | 0,9 | ||
40 | RV 2253 | 7,6 | 11,0 | 9,2 | ||
40 | RV 2253-A | 7,6 | 11,6 | 2,0 | ||
40 | 7,0 | |||||
40 | 8,2 | |||||
*) Die Proben wurden wegen ihrer Dünne zum Schutz gegen Oxydation mit dem Handelsprodukt »No-Carb« beschichtet.
**) Zwei Versuche.
Die Wirkung des Kornabstands auf die Zugfestigkeitseigenschaften wird bei einem Vergleich dieser
Faktoren deutlich erkennbar. Der Kornabstand der Proben, die wie oben beschrieben behandelt wurden, ist
in Tabelle V angegeben. Aus der Tabelle ist ersichtlich, daß das Material um so stärker bei 1O93,3°C ist, je
geringer der I PS ist.
Charge Nr.
RV 2252
RV 2253
RV 2253
Nr.
39
39
IPS
*) Gemessen bei 0,0254 mm unterhalb
der Probenoberfläche.
der Probenoberfläche.
Die in der Legierung anwesende Titanmenge hat einen Einfluß auf die Streckgrenze des Materials nach
3d der Nitrierung, wie an Hand einer Reihe von Beispielen
aus der Tabelle VI ersichtlich ist. Die in der Tabelle aufgeführten Prüfergebnisse sind die Eigenschaften bei
Zimmertemperatur, die Festigkeit wird jedoch bei allen Temperaturen von den angegebenen Eigenschaften
j5 beeinflußt. Wie bereits erwähnt wurde, wird zur
Erlangung von ständig hervorragenden Eigenschaften bevorzugt, einen austenitischen Stahl mit 0,5 bis 3%
Titan zu behandeln.
Wirkung des Titangehalts auf die Festigkeitseigenschaften bei Zimmertemperatur *)
Tabelle V | zwischen | den Teil- |
Zwischenraum | ||
chen (IPS) | Nr. | IPS |
Charge Nr. | 37 | >2u |
RV 2252 | 37 | >2μ |
RV 2253 | 38-H | ~5μ |
RV 2252 | 38-H | ~5α |
RV 2253 | ||
% | Blechdicke | Nitrier | 0,2 % Dehn | Äußerste | % Deh |
Ti | temperatur | grenze | Zugfestigkeit | nung | |
mm | C | kg/mm2 *·) | kg/mm" | 3.175 cm | |
0,78 | 0,127 | 982,2 | 51,1 | 72,4 | 12,5 |
2,03 | 0,127 | 982,2 | 70,0 | 105,0 | 15,5 |
0,78 | 0,254 | 982,2 | 45,7 | 81,4 | 32,5 |
2,03 | 0,254 | 982,2 | 61,2 | 97,6 | 14,0 |
0,78 | 0,127 | 1040,5 | 53,8 | 87,0 | 27,5 |
1,22 | 0,127 | 1040,5 | 58,9 | 87,5 | 12,5 |
2,03 | 0,127 | 1040,5 | 69,3 | 101.7 | 11,5 |
0,78 | 0,254 | 1040,5 | 45.3 | 74,4 | 15,0 |
1,22 | 0,254 | 1040,5 | 48,8 | 76,3 | 10,0 |
2,03 | 0,254 | 1040,5 | 61,2 | 96,5 | 12,5 |
0,78 | 0,127 | 1093,3 | 51,7 | 81,4 | 17,0 |
2,03 | 0,127 | 1093,3 | 69,3 | 103,1 | 15,0 |
*) Nominale Zusammensetzung des Grundmaterials 18Cr-ONi-O-OIB-CSOMn-OJSSi-O1OlCH-Ti
50 % kaltgewalzt vor dem Nitrieren.
*) Alle Proben wurden 10 Stunden lang in trockenem Hi bei 1093.3 C denitriert, um löslichen
Stickstoff zu entfernen.
Aus der Tabelle ist erkennbar, daß die Verbesserung der Streckgrenze und Zugfestigkeit zu einem geringen
Nachlassen der Duktilität führt. Trotzdem zeigt das Material nach der erfindungsgemäßen Behandlung
weitaus be^'vre Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen
als das bisher erhältliche.
Die zur Herstellung der Dispersoide angewandte Nitriertemperatur ist besonders bei größeren Dicken
10
von Bedeutung. Die Dicke allein beeinflußt auch die bei der inneren Nitridbildung erhaltenen Eigenschaften.
Diese Abhängigkeiten sind aus den in Tabelle VIl und VIII angegebenen Daten ersichtlich, welche die
Wirkung der Nitriertemperatur auf die mechanischen Eigenschaften bei Zimmertemperatur bzw. die Wirkung
der Blechdicke auf diese wiedergeben.
Wirkung der Nitriertemperatur auf die mechanischen Eigenschaften bei Zimmertemperatur*)
Nitriertemperatur C
Vorzustand
Blechdicke 0,2% Dehn- Äußerste % Deh-
grenze Zugfestigkeit nung
kg/nmr
kg/mm'
3,175 cm
982,2
1093,3 1212,8 1040,5
1093,3
982,2
1040,5
1093,3
982,2
1040,5
1093,3
warmebehandelt
desgl. desgl.
50 % kaltgewalzt
desgl. desgl. desgl. desgl. desgl. desgl. desgl.
0,254
0,254 0,254 0,0508
0,0508
0,127
0,127
0,127
0,254
0,254
0,254 42,0
53,3
44,8
75,0
44,8
75,0
72,1
70,0
69,3
69,3
61,2
61,2
57,0
70,0
69,3
69,3
61,2
61,2
57,0
56,2
85,6
86,7
97,6
86,7
97,6
94,3
105,0
101,7
103,1
97,6
96,5
93,1
3,0
11,5
18,0
6,0
5,0 15,5 11,5 15,0 14,0 12,5 12,5
*) Nominale Zusammensetzung des Grundmaterials Alle Proben wurden wie in Tabelle I denitriert.
Wirkung der Biechdicke auf die mechanischen Eigenschaften bei Zimmertemperatur*)
Blechdicke | Nitrier | 0,2% Dehn | Äußerste Zug | % Deh |
temperatur | grenze | festigkeit | nung | |
mm | C | kg/mm2 | kg/mm2 | 3,175 cm |
0,127 | 982,2 | 70,0 | 105,0 | 15,5 |
0,254 | 982,2 | 61,2 | 97,6 | 14,0 |
0,0508 | 1040,5 | 75,0 | 97,0 | 6,0 |
0,127 | 1040,5 | 69.3 | 101,7 | 11,5 |
0,254 | 1040,5 | 61,2 | 96,5 | 12,5 |
0,0508 | 1093,3 | 72,1 | 94,3 | 5,0 |
0,127 | 1093,3 | 69,3 | 103,1 | 15,0 |
0,254 | 1093,3 | 57,3 | 93,1 | 12,5 |
0.508 | 1093,3 | 53,3 | 86,1 | 10,5 |
*) Nominale Zusammensetzung des Grundmaterials 180-Alle
Proben wurden wie in Tabelle I denitriert.
Um maximale Eigenschaften für Anwendungen bei 1093,3 : C zu schaffen, werden Nitriertemperaturen im
Bereich von 1037,7 C bevorzugt Dieser Einfluß ist durch die in Tabelle IX angegebenen Daten wiedergegebea
Tabelle IX Wirkurg der Nitriertemperatur auf einer Legierung mit 2,03 % Ti (0,254 |
Entgasungszeil *) | die mechanischen mm dick) |
Eigenschaften bei | 1093,3 C" von |
Nitriertemperatur t |
3Std. 3Std. lOStd. lOStd. |
0,2 % Dehn grenze ke/mm2 |
Äußerste Zug festigkeit kg/mm2 |
% Deh nung 3,17 cm |
1040,5 1212,8 1040,5 1212,8 |
9,7 9,5 11,3 8,7 |
16,9 13,6 15,3 12,5 |
3,2 7,2 3,2 9,2 |
Entgasen in trockenem H?bei 1093,3 C, um überschüssigen Stickstoff zu entfernen.
Der vorliegende Werkstoff kann gegebenenfalls Bor enthalten, um eine Teilchenstabilität beim Zeitstandverhalten
zu erreichen. Es wurde jedoch festgestellt, daß die Anwesenheit von Bor die Nitriergeschwindigkeit
herabsetzt Im allgemeinen kann bis zu etwa 0,01% Bor mit zufriedenstellenden Ergebnissen verwendet werden.
Außerdem wurde festgestellt, daß die zusätzliche Anwesenheit von etwa 2% Silizium oder 1 % Molybdän
keine schädliche Wirkung auf die Nitriergeschwindigkeit oder den Nitriervorgang ausübt. Anwesender
Kohlenstoff bewirkt, daß vorhandenes Titan aus der Lösung entfernt wird. In vielen Fällen kann es
wünschenswert sein, den Kohlenstoffgehalt niedrig zu halten, damit Titan nicht gebunden wird. Ein Anteil von
0,03% Kohlenstoff darf nicht überschritten werden.
Claims (1)
1 2
für Beanspruchungen bei hohen Temperaturen verwen-
Patentanspruch: det. AJs Maßnahme zur Verstärkung von rostfreien
Stählen wurde beispielsweise eine Kaltbearbeitung
Verwendung eines austenitischen 18% Chrom- angewendet Da die Wirkung der Kaltbearbeitung bei
12% Nickel-Stahltyps mit höchstens 0,03% Kohlen- 5 erhöhten Temperaturen schnell verloren geht, wurde
stoff und 0,5 bis 2% Titan, der durch innere außerdem die Verstärkung durch Ausscheidung von
Nitrierung in einer Stickstoff abgebenden Gasat- intermetallischen Verbindungen in Erwägung gezogen,
mosphäre unter Überdruck bei Temperaturen Die meisten Legierungen, die sich für die Ausscheizwischen 870° C und dem Schmelzpunkt unter dungshärtung eignen, unterliegen jedoch bei Tempera-Bildung feinverteilter Titannitride ausscheidungsge- ίο türen über 7040C — 760°C dem Problem der
härtet und dessen überschüssiger Stickstoffanteil zur Wiederauflösung, wie es oben beschrieben wurde.
Vermeidung der Bildung von Chromnitriden durch Ferner ist beispielsweise aus der Dissertation von
eine Vakuumbehandlung oder Gasspülung aus dem Chen (1965, erhältlich von University Microfilms
Stahl entfernt ist, als Werkstoff für die Luftfahrtindu- Limited, High Wycomb, England) mit dem Titel
strie in Form dünner, korrosionsfester Bleche mit 15 »Dispersion Strenghening of Iron Alloys to internal
verbesserter Warmfestigkeit bei Temperaturen über Nitridung« bekannt, eine Ausscheidungshärtung durch
760° C Behandlung von Nitridbildner enthaltenden Eisenlegierungen mit Ammoniak oder Stickstoff bei erhöhten
Temperaturen unter innerer Nitrierung durchzuführen.
20 Da bei den untersuchten Bedingungen gefunden wurde,
daß bei einer Chrom-reichen Eisenlegierung eine starke
Es ist bekannt, bestimmte mechanische Eigenschaften Bildung von Chromnitrid auftrat, wurden die umfangreivon Legierungen wie Streckgrenze, Zugfestigkeit oder chen Untersuchungen mit dem ausscheidungsgehärte-Widerstand gegen Dehnung durch Dispersionsverstär- ten Eisenlegierungen absichtlich auf eine praktisch
kling zu verbessern. — Viele Verfahren zur Dispersions- 25 Chrom-freie Legierung beschränkt Aus der Tatsache
verstärkung von Materialien sind bereits bekannt der umfangreichen Bildung von Chromnitrid kann
Dieser Vorgang erfordert eine Zwei-Phasen-Struktur, abgeleitet werden, daß Chrom-haltige Eisenlegierungen
die aus harten, in einem starken, aber duktilen Gefüge bei der Nitrierung ihrer Korrosions- und Oxydationsbeverteilten Teilchen besteht Beste Eigenschaften werden ständigkeit weitgehend verlieren,
erzielt, wenn der Zwischenraum zwischen den Teilchen 30 Aus der französischen Patentschrift 7 29 466 ist
klein und die harte zweite Phase in dem duktilen Gefüge weiterhin bekannt, austenistische Eisenlegierungen bei
auch nach langzeitiger Beanspruchung bei erhöhten erhöhten Temperaturen einer Nitrierungsbehandlung
Temperaturen stabil ist Das üblichste Verfahren dieser auszusetzen. Der so behandelte Stahl konnte dabei
Dispersionsverstärkung ist die Ausscheidungshärtung, sowohl Chrom und Nickel, aber auch Nitrid-bildende
wobei eine nicht stabile, feste Lösung auf einer 35 Bestandteile enthalten. Ziel und Ergebnis der Nitrierung
Temperatur gehalten wird, bei welcher ausreichende war jedoch die Bildung einer harten Oberflächenschicht
atomare Beweglichkeit für .-iie Phasen verminderter wobei sich hinsichtlich des Nitridanteils ein Gradiant
Löslichkeit vorhanden ist, so daß sich eine feine Struktur abnehmeuder Konzentration zum Innern des Werkaus dem Gefüge ausscheidet Derartige Zusammenset- Stoffstückes hin ausbildete. Bei diesen bekannten
zungen können jedoch normalerweise nicht eine lange 40 Verfahren wird also keine gleichmäßige Verteilung der
Zeitdauer oberhalb der Ausscheidungstemperatur ver- Nitridteilchen über den gesamten Querschnitt des
wendet werden, da die Möglichkeit der Auflösung Werkstücks erhalten, und es ist auch nicht möglich, die
und/oder des Anwachsens der ausgefällten Teilchen selektive Bildung eines bestimmten Nitrids (beispielsbesteht, was einen Verlust von Festigkeit zur Folge hat weise von Titannitrid) innerhalb des Gesamtwerkstücks
Bei einem zweiten Weg zur Dispersionsverstärkung 45 zu erreichen.
wird ein hitzebeständiges Material, wie z. B. Thorium- Schließlich ist in der US-Patentschrift 23 00 274 ein
oxyd verwendet, das in einem Metallgefüge, wie z. B. in Verfahren beschrieben, bei dem austenitischer Stahl,
Nickel oder einer Nickellegierung, dispergiert ist Nach welcher Chrom und Nickel enthält, einer Wärmebeeinem dritten Verfahren erfolgt die Dispersionsverstär- handlung von etwa 1100°C in einer Stickstoff/Wasserkung durch innere Oxydation einer Metallkomponente, so stoff-Atmosphäre ausgesetzt und danach zunächst
Bei diesem Verfahren wird das einen starken Oxydbild- langsam und dann schnell abgekühlt wird. Aus dieser
ner enthaltende Material in einer Sauerstoff enthalten- Patentschrift geht zwar hervor, daß auch Carbid-bildenden Atmosphäre gehalten, die das Grundmaterial de Substanzen in der Legierung anwesend sein können,
reduzieren kann, jedoch nicht den Oxydbildnern. Der Sie gibt aber keinerlei Anregungen hinsichtlich der
Sauerstoff diffundiert durch das Grundmaterial und 55 Verbesserung der Hochtemperatureigenschaften der
reagiert mit dem aktiven Element, wodurch eine behandelten Legierung, und es findet sich auch kein
verhältnismäßig unlösliche und fein zerteilte harte Hinweis auf die Bildung eines Nitriddispersoids und der
Phase in dem gesamten Gefüge gebildet wird. Bei diesen daraus resultierenden Ausscheidungshärtung.
Teilchen tritt das oben erwähnte Problem der Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines
Wiederauflösung, wie es in anderen Systemen der 60 Werkstoffs mit speziellen Hochtemperatureigenschaf-Ausscheidungshärtung üblich ist, nicht auf. Das Verfah- ten, für den durch die fortschreitende Entwicklung in der
ren der inneren Oxydation hat jedoch keine weitver- Luftfahrtindustrie ein zunehmender Bedarf bestacd.
breitete technische Anwendung gefunden, hauptsäch- Dieser Werkstoff soll auf der Grundlage von bestimmlich aufgrund des sehr langsamen Diffusionsvermögens ten austenitischen Stahltypen mit 18% Chron und 12%
von Sauerstoff und der langen Zeit die zur vollständigen 65 Nickel eine verbesserte Wärmefestigkeit bei Temperainneren Oxydation notwendig ist türen über 76O°C und verbesserte mechanische
Aufgrund ihrer guten Korrosions- und Oxydationsbe- Eigenschaften, welche für die Luftfahrtindustrie wichtig
ständigkeit wurden rostfreie austenitische Stähle bisher sind, aufweisen. Gleichzeitig soll dieser Werkstoff eine
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