DE1938074C2 - Verwendung einer hochkorrosionsbestaendigen und verschleissfesten Karbidhartmetallegierung fuer fluessigem Natrium ausgesetzte Teile - Google Patents
Verwendung einer hochkorrosionsbestaendigen und verschleissfesten Karbidhartmetallegierung fuer fluessigem Natrium ausgesetzte TeileInfo
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Description
Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung
einer hochkorrosionsbestUndigen und verschleißfesten
Karbidhartmetallegierung tür Teile, die flüssigem Natrium ausgesetzt sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen in flüssigem Natrium verschleißfesten, hochkorrosionsbeständigen
und bearbeitbaren Werkstoff zu finden, wie er vornehmlich in der Reaktortechnik beim Bau von
natriumgekühlten Brutreaktoren benötigt wird.
In solchen Reaktoren befinden sich viele bewegliche Teile in flüssigem Natrium, das Temperaturen
von etwa 560° C und darüber besitzt. Werkstoffe für diese Teile müssen vor allem korrosionsbeständig
und warmverschleißfest sein sowie hohe Warmhärte und Zunderbeständigkeit bis 900° C aufweisen.
Verschiedene hochnickelhaltige Superlegierungen zeigen zwar eine gute Korrosionsbeständigkeit, jedoch
fehlt eine ausreichende Verschleißfestigkeit. Auch die bekannten nur durch Schleifen und
Funkenerosion zu bearbeitenden Stellite zeigen keine genügende Abriebfestigkeit im flüssigen Natrium bis
650 oder sogar 800° C. Die bekannten bearbeitbaren und härtbaren, auf pulvermetallurgischem Weg hergestellten
Karbidhartmetallegierungen mit Stahlgiuiidmasse
und eingelagertem Titankarbid zeigen ebenfalls in der kombinierten Forderung nach
Korrosions- und Verschleißfestigkeit in flüssigem Natrium keinen dauerhaften Widerstand. Es treten
insbesondere Korrosionserscheinungen auf. Daraus ist zu entnehmen, daß auch reines Titankarbid unter
diesen Bedingungen nicht beständig wäre. Vergleichende Untersuchungen haben gezeigt, daß reines
Titankarbid nicht die Oxydationsbeständigkeit und Stabilität gegen Kohlenstoffabbau besitzt, wie in der
Literatur bis heute angegeben wird, besonders nicht in Anwesenheit anderer Metalle.
Es wurde nun gefunden, daß ein Zerfall des Titankarbids in flüssigem Natrium bis zu Temperaturen
von 800° C verhindert werden kann, wenn eine weitgehende Absättigung des Titankarbids durch ein
anderes Metallkarbid, insbesondere Chromkarbid, erfolgt. Ein solches Titankarbid-Mischkarbid schafft
die Voraussetzung für die Stabilität gegen Korrosion in flüssigem Natrium, gepaart mit hoher Verschleißfestigkeit.
Wieso das als besonders korrosionsfest bekannte Titankarbid nun in flüssigem Natrium angegriffen
wird, konnte bisher nicht geklärt werden. Es wird vermutet, daß im reinen Titankarbid einige Gitterplätze
durch Kohlenstoff nicht stark genug belegt sind und daß bei der hohen thermischen, korrosiven
und mechanischen Belastung Kohlenstoff abgespalten wird, was bei Mischkarbiden, insbesondere Titankarbid/Chromkarbid,
nicht möglich ist.
Es werden alle Metallkarbide, die eine Löslichkeit in Titankarbid besitzen, z. B. Molybdänkarbid,
Wolframkarbid, Vanadinkarbid usw. diesen Effekt bringen. Besonders bewährt hat sich jedoch ein
Mischkarbid aus 70 Gewichtsprozent Titankarbid und 30 Gewichtsprozent Chromkarbid. Der Grund
dafür liegt einmal in der hohen Beständigkeit des Chromkarbids selbst, dann wirtschaftlich gesehen in
dem niedrigen spezifischen Gewicht von Chromkarbid gegenüber beispielsweise Wolfram- oder
Molybdänkarbiden.
Reine Karbide bzw. Mischkarbidc sind als Werkstoffe zu spröde. Es ist notwendig, sie in einem
eeeicneten Binder zu fassen, um damit auch eine
ausreichende Zähigkeit zu erhalten. Erfindungsgemäß werden diese Mischkarbide durch 30 bis
95 Gewichtsprozent einer in flüssigem Natrium beständigen Metallegierung gebunden. Der Anteil des
Mischkarbides in der Bindemetall-Grundmasse kann demgemäß je nach Verschleißbeanspruchung zwischen
5 und 70 Gewichtsprozent, vornehmlich zwischen 15 und 30 Gewichtsprozent der Gesamtmenge
der Legierung betragen.
Als Bindemetall-Legicrungen kommen erfindungsgemäß Nickellegierungen folgender Zusammensetzung
in Frage:
1. .. 10,5 bis 20,0% Chrom 0 bis 5,5% Eisen 10 bis 20% Molybdän
0 bis 8% Wolfram 0 bis 1,5% Kupfer weniger als 1 % Mangan weniger als 0,03% Kohlenstoff
weniger als 0,03 % Silizium Rest Nickel
Aus diesem Bereich wird eine Legierung folgender as Zusammensetzung bevorzugt:
14,0% Chrom 14,0% Molybdän 3,5% Wolfram 0,5% Kupfer
weniger als 0,03% Mangan weniger als 0,03 % Kohlenstoff weniger als 0,03 % Silizium
Rest Nickel
15 bis 25% Chrom 10 bis 20% Eisen
1 bis 5 % Molybdän
2 bis 8% Niob
0,1 bis 1,2% Aluminium 0,2 bis 1,5% Titan Rest Nickel
Aus diesem Legierungsbereich ist folgende Legierung bevorzugt:
19,0% Chrom 3,0% Molybdän 18,0% Eisen 5,2% Niob 0,6% Aluminium
0,8% Titan Rest Nickel
In diese Nickellegierungen als Grundmasse wird ein Misch'karbid vorzugsweise in einer Menge von
17 Gewichtsprozent der Gesamtlegierung eingelagert,
das bevorzugt aus 70 Gewichtsprozent Titankarbid und 30 Gewichtsprozent Chromkarbid besteht.
Wie in der Pulvermetallurgie üblich, werden die
fio einzelnen Pulverkomponenten eingewogen, gemischt,
naß gemahlen auf eine Korngrößenverteilung von etwa 1 bis 2 μπι, im Vakuum getrocknet, gepreßt und
im Vakuum von besser als 10~2 Torr gesintert.
Zum Einbringen des Aluminiums in der Legierung 2 wird zweckmäßigerweise eine Vorlegierung
Nickel- oder Kobalt-Aluminium benutzt.
Die Legierung 1 ist durch mehrstündiges Anlassen bei 750° C aushärtbar auf etwa 50 HRC.
Bei dor Legierung 2 kann nach einem Lösungsglühen bei etwa 96O0C ebenfalls eine Härtesteigerung auf 55 bis 65 HRC durch Auslagern erreicht
werden. Die Auslagerung erfolgt meistens in 8 Stunden bei 730° C und 8 Stunden bei 715° C.
Claims (2)
1. Verwendung einer hochkorrosionsbestUridigen, verschleißfesten, auf pulvermetallurgischem
Weg hergestellten hartbaren Karbidhartmetalllegierung, bestehend aus S bis 70%, vorzugsweise IS bis 3O°/o, Titanmischkarbid mit Vorzugs- ■
weise
70% Titankarbid und
30% Chromkarbid und
Rest Nickellegierung mit
10,5 bis 20,0% Chrom
0 bis 5,5% Eisen »o
10 bis 20% Molybdän
0 bis
0 bis
weniger als
weniger nils
weniger als
8% Wolfram 1,5% Kupfer 1 % Mangan 0,03% Kohlenstoff
0,03% Silizium Rest Nickel
als Werkstoff ftlr flüssigem Natrium ausgesetzte Teile im Reaktorbau.
2. Verwendung einer Legierung der im Anspruch 1 angegebenen Zusammensetzung mit
einer Matrix aus
15 bis 25% Chrom
10 bis 20% Eisen
1 bis 5% Molybdän
2 bis 8% Niob
0,1 bis 1,2% Aluminium 0,2 bis 1,5% Titan Rest Nickel
für den im Ansprach 1 genannten Zweck.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19691938074 DE1938074C2 (de) | 1969-07-26 | 1969-07-26 | Verwendung einer hochkorrosionsbestaendigen und verschleissfesten Karbidhartmetallegierung fuer fluessigem Natrium ausgesetzte Teile |
| FR7026619A FR2055338A5 (en) | 1969-07-26 | 1970-07-20 | Carbide hard metal alloys resistant to liquid - sodium |
| BE753806D BE753806A (fr) | 1969-07-26 | 1970-07-23 | Alliage fritte resistant a l'usure et a la corrosion |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19691938074 DE1938074C2 (de) | 1969-07-26 | 1969-07-26 | Verwendung einer hochkorrosionsbestaendigen und verschleissfesten Karbidhartmetallegierung fuer fluessigem Natrium ausgesetzte Teile |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1938074B1 DE1938074B1 (de) | 1970-12-03 |
| DE1938074C2 true DE1938074C2 (de) | 1971-07-08 |
Family
ID=5741003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19691938074 Expired DE1938074C2 (de) | 1969-07-26 | 1969-07-26 | Verwendung einer hochkorrosionsbestaendigen und verschleissfesten Karbidhartmetallegierung fuer fluessigem Natrium ausgesetzte Teile |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| BE (1) | BE753806A (de) |
| DE (1) | DE1938074C2 (de) |
| FR (1) | FR2055338A5 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103562422A (zh) * | 2011-05-27 | 2014-02-05 | H.C.施塔克股份有限公司 | 通用型FeNi-粘结剂 |
-
1969
- 1969-07-26 DE DE19691938074 patent/DE1938074C2/de not_active Expired
-
1970
- 1970-07-20 FR FR7026619A patent/FR2055338A5/fr not_active Expired
- 1970-07-23 BE BE753806D patent/BE753806A/xx unknown
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103562422A (zh) * | 2011-05-27 | 2014-02-05 | H.C.施塔克股份有限公司 | 通用型FeNi-粘结剂 |
| CN103562422B (zh) * | 2011-05-27 | 2016-02-10 | H.C.施塔克股份有限公司 | 通用型FeNi-粘结剂 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2055338A5 (en) | 1971-05-07 |
| DE1938074B1 (de) | 1970-12-03 |
| BE753806A (fr) | 1970-12-31 |
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