DE19942234C1 - Process for the production of multi-phase composite materials and use of the composite material - Google Patents

Process for the production of multi-phase composite materials and use of the composite material

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    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C26/00Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00

Abstract

The invention relates to a method for producing heat and corrosion-resistant austenitic steel, nickel alloys and cobalt alloys. Said method enables the production of austenitic materials with a significantly higher aluminium content in the border area, in comparison to those in prior art and thus with both a significantly greater heat-resistance and a significantly greater abrasion-resistance.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes gemäß gattungsbildendem Teil des ersten Patentanspruches.The invention relates to a method for producing a composite material according to the generic part of the first claim.

Als Trägerfolien in Automobilabgaskatalysatoren, als elektrische Heizleiter, als Komponenten in Industrieöfen, im Anlagenbau und in Gasturbinen werden oft aluminiumhaltige Nickelbasislegierungen und Edelstähle wegen ihrer ausgezeichneten Oxidationsbeständigkeit und wegen ihrer Warmfestigkeit eingesetzt. Typische Beispiele sind Nickelbasislegierungen mit 1 bis 3 Masse% Aluminium und 15 bis 30% Chrom wie sie durch die Werkstoffe 2.4633 und 2.4851 (DIN Werkstoffnummer) und UNS 07214 (Unified Numbering System der ASTM) definiert sind. Bei hohen thermischen Beanspruchungen und/oder geringen Wanddicken reicht jedoch der Aluminiumgehalt in diesen Werkstoffen nicht aus, um über einen langen Zeitraum eine Aluminiumoxidschicht auszubilden. Es bilden sich dann lokal Chromoxide, die bei hohen Temperaturen zu lokaler Korrosion führen. Darüber hinaus dampfen Chromoxide bei Temperaturen oberhalb von 1000°C ab und können z. B. in Industrieöfen zu einer Kontamination des Glühgutes führen.Aluminum-based nickel-based alloys and stainless steels are often used as carrier foils in automotive exhaust gas catalysts, as electrical heating conductors, as components in industrial furnaces, in plant construction and in gas turbines because of their excellent oxidation resistance and heat resistance. Typical examples are nickel-based alloys with 1 to 3 mass% aluminum and 15 to 30% chromium as defined by the materials 2.4633 and 2.4851 (DIN material number) and UNS 07214 (Unified Numbering System of ASTM). With high thermal loads and / or small wall thicknesses, however, the aluminum content in these materials is not sufficient to form an aluminum oxide layer over a long period of time. Chromium oxides then form locally, which lead to local corrosion at high temperatures. In addition, chromium oxides evaporate at temperatures above 1000 ° C and can e.g. B. in industrial furnaces lead to contamination of the annealing material.

Eine Anhebung des Aluminiumgehaltes in Knetlegierungen auf mehr als 5 Masse% war bisher wegen der mit einem hohen Aluminiumgehalt verbundenen Umformprobleme nicht möglich. Die z. B. in G. Sauthoff, "Intermetallics", VCH Weinheim, beschriebenen Entwicklungen der hochaluminiumhaltigen "Aluminide" mit bis zu 25 Masse% Aluminium führten zwar zu Werkstoffen mit den gewünschten hohen Aluminiumgehalten; diese Werkstoffe haben jedoch andere Nachteile, wie z. B. eine geringe Warmfestigkeit und eine sehr schlechte Kalt- und Warmumformbarkeit. An increase in the aluminum content in wrought alloys to more than 5 Mass% was previously due to the high aluminum content Forming problems not possible. The z. B. in G. Sauthoff, "Intermetallics", VCH Weinheim, described developments in high-aluminum "Aluminides" with up to 25% by mass of aluminum lead to materials with the desired high aluminum contents; have these materials however other disadvantages, such as. B. a low heat resistance and a very poor cold and hot formability.  

Die Notwendigkeit hoher Aluminiumgehalte zur Gewährleistung einer ausreichenden Hochtemperatur- und Korrosionsbeständigkeit führte auf der anderen Seite zur Entwicklung von aluminiumhaltigen Schutzschichten (NiCrAlY-Schichten), die beispielsweise zur Beschichtung von Hochtemperaturkomponenten in Gasturbinen eine weite Verbreitung gefunden haben. Beschichtete Werkstoffe sind jedoch als Halbzeuge nicht verarbeitbar, so daß diese nur begrenzt einsetzbar sind.The need for high aluminum levels to ensure a sufficient high temperature and corrosion resistance led to the other side for the development of protective layers containing aluminum (NiCrAlY layers), for example for coating High temperature components have been widely used in gas turbines to have. However, coated materials cannot be processed as semi-finished products, so that they can only be used to a limited extent.

Zur Umgehung dieser Probleme wird in EP-B 0511 699 ein Verfahren zur Herstellung aluminiumlegierter Eisen-Chrom-Folien beschrieben, in dem ein Fe- Cr-Stahl mit einer dünnen Schicht aus Aluminium versehen wird. Der so entstandene Verbundwerkstoff wird an die gewünschte Endabmessung oder an eine Zwischenabmessung gewalzt, wobei der endgültige, homogene Werkstoff durch eine Diffusionsglühung eingestellt wird.To avoid these problems, EP-B 0511 699 describes a method for Manufacture of aluminum-alloyed iron-chrome foils described in which a Fe- Cr steel is provided with a thin layer of aluminum. The way The resulting composite material is attached to the desired final dimension or an intermediate dimension rolled, the final, homogeneous material is set by diffusion annealing.

Die US-A-5,336,139 beschreibt ein Verfahren, bei dem ein Verbundwerkstoff durch Walzplattieren mit Aluminium hergestellt wird.US-A-5,336,139 describes a method in which a composite material is produced by roll cladding with aluminum.

Ein ähnliches Verfahren, mit etwas anderer Legierungszusammensetzung beschreibt die EP-A 0 861 916.A similar process, with a slightly different alloy composition describes EP-A 0 861 916.

Die DE 196 52 399 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Eisen- Chrom-Aluminiumlegierungen für Katalysator- und Heizleiterfolien, in dem ein Eisen-Chrom-Band mit einer Aluminium-Silizium-Legierung feueraluminiert wird und nach dem Walzen an End- oder Zwischenabmessung durch eine Diffusionsglühung ein neuer, aluminiumhaltiger Werkstoff gebildet wird.DE 196 52 399 A1 describes a process for the production of iron Chrome-aluminum alloys for catalyst and heating conductor foils, in the one Iron-chrome tape is fire-aluminized with an aluminum-silicon alloy and after rolling to final or intermediate dimensions by one Diffusion annealing a new, aluminum-containing material is formed.

Diese Verfahren sind geeignet, wenn es sich bei dem Basismaterial um eine ferritische Eisenbasislegierung handelt. Ferritische Werkstoffe verfügen jedoch oft nicht über eine für viele Hochtemperaturanwendungen erforderliche Warmfestigkeit. Ist eine hohe Warmfestigkeit in Verbindung mit einer guten Hitzebeständigkeit gefordert, so müssen austenitische Stähle oder Nickelbasislegierungen eingesetzt werden. Austenitische Werkstoffe können jedoch bisher nicht mit derartigen Verfahren hergestellt werden, da die Diffusionsglühung bei einer Temperatur durchgeführt werden muß, bei der es bereits zu einem Aufschmelzen der Aluminiumauflage kommt.These methods are suitable if the base material is a ferritic iron-based alloy. However, ferritic materials have often does not have one required for many high temperature applications  Heat resistance. Is a high heat resistance combined with a good one Heat resistance is required, austenitic steels or Nickel-based alloys are used. Austenitic materials can However, so far not be made with such methods, because the Diffusion annealing must be carried out at a temperature at which it the aluminum pad is already melting.

Durch die DE-A 44 34 801 ist ein Gleitlager-Werkstoff bekannt geworden, der eine Stützschicht aus Stahl und eine darauf aufplattierte Schicht eines Aluminium-Lagerwerkstoffes aus Al-Cu-Matrix mit feinverteilt eingelagertem Zinn beinhaltet. Der Gleitlager-Werkstoff wird für eine Dauer von 2 und 12 Stunden bei Temperaturen von 200-220°C wärmebehandelt. Der Lagerwerkstoff ist vorzugsweise aus 14-18 Gew.-% Zinn, 1,7-2,3 Gew.-% Kupfer, Rest Aluminium zusammengesetzt. Für den gewünschten Einsatzbereich ist ein derartiger Werkstoff nicht geeignet, da er nicht über die erforderliche Warmfestigkeit bei Hochtemperaturanwendungen verfügt.From DE-A 44 34 801 a plain bearing material has become known a steel support layer and a layer of one plated thereon Aluminum bearing material made of Al-Cu matrix with finely divided embedded Contains tin. The plain bearing material is used for a period of 2 and 12 Heated at temperatures of 200-220 ° C for hours. The The bearing material is preferably made of 14-18% by weight of tin, 1.7-2.3% by weight Copper, rest of aluminum assembled. For the one you want Such a material is not suitable because it does not have the required heat resistance in high temperature applications.

Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, ein wirtschaftliches Verfahren zu entwickeln, mit dem sich zur Darstellung hitzebeständiger austenitischer Werkstoffe hohe Aluminiumgehalte realisieren lassen.The invention is therefore based on the object of being economical Develop a process that can be used to represent heat-resistant austenitic materials allow high aluminum contents to be achieved.

Die Aufgabe wird gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des ersten Patentanspruches angegebenen Merkmale.The problem is solved by the in the characterizing part of the first Characteristic specified features.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind den zugehörigen Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous developments of the method according to the invention are the associated subclaims.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch ausgezeichnet, dass eine Zwischenschicht aus einem ferritischen Chromstahl mit einem Chromgehalt zwischen 8 und 25 Masse% zwischen der Aluminiumauflage und dem Grundwerkstoff aufgebracht wird. Es hat sich überraschend gezeigt, daß bei Verwendung einer Zwischenlage aus einem ferritischem Chromstahl das Aluminium zunächst in die Zwischenschicht eindringt und dort sofort hochschmelzende Eisen-Aluminium und Eisen-Chrom und Eisen-Chrom- Aluminium-Verbindungen bildet, bevor ein Aufschmelzen des Aluminiums erfolgt. Die Diffusionsglühung kann so bei Temperaturen oberhalb von 600°C erfolgen.The method according to the invention is distinguished in that a Intermediate layer made of a ferritic chrome steel with a chrome content between 8 and 25% by mass between the aluminum pad and the  Base material is applied. It has surprisingly been found that at Using an intermediate layer made of a ferritic chrome steel Aluminum first penetrates into the intermediate layer and there immediately high-melting iron-aluminum and iron-chrome and iron-chrome Aluminum compounds forms before the aluminum melts  he follows. Diffusion annealing can take place at temperatures above 600 ° C respectively.

Die Zwischenschicht kann aus einem Blech, Band, Folie oder, im Falle runder Querschnitte, aus einem Rohr bestehen. Es ist auch möglich, Zwischenschicht und Aluminiumauflage zu kombinieren, indem zunächst ein Chromstahl durch Feueraluminieren oder Plattieren mit einer Aluminiumauflage beschichtet wird und dieser Zweiphasenverbund dann auf den Grundwerkstoff plattiert wird. Alternativ kann der Verbund aus Grundwerkstoff und Chromstahl oder der Verbund aus Aluminium und Chromstahl auch direkt im Stranggießverfahren hergestellt werden. Die Dicke von Zwischenlage aus Chromstahl, Grundwerkstoff und Aluminiumschicht wird jeweils nach gewünschter Dicke und gewünschten Eigenschaften der aluminiumreichen Randschicht bestimmt.The intermediate layer can be made of sheet metal, tape, foil or, in the case of round Cross sections, consist of a tube. It is also possible to use intermediate layer and aluminum pad to be combined by first using a chrome steel Fire aluminizing or plating is coated with an aluminum pad and this two-phase composite is then plated onto the base material. Alternatively, the composite of base material and chrome steel or Composite of aluminum and chrome steel also directly in the continuous casting process getting produced. The thickness of the intermediate layer made of chrome steel, Base material and aluminum layer are each according to the desired thickness and desired properties of the aluminum-rich surface layer determined.

Vorteilhaft bei diesem Verfahren ist auch, dass sich Sonderlegierungselemente, zum Beispiel sauerstoffaffine Elemente, die die Hitzebeständigkeit und die Haftung der schützenden Oxidschichten verbessern (Yttrium, Hafnium, Zirkonium, Titan, Silizium, Cer, Lanthan) in die Zwischenlage einbringen lassen und damit oberflächennah zur Verfügung stehen.Another advantage of this method is that special alloy elements, for example oxygen-affine elements, the heat resistance and the Improve the adhesion of the protective oxide layers (yttrium, hafnium, Allow zirconium, titanium, silicon, cerium, lanthanum) to be placed in the intermediate layer and are therefore available close to the surface.

Vorteilhaft bei diesem Verfahren ist ebenfalls, dass sich durch Wahl geeigneter Kombinationen aus Grundwerkstoff, Zwischenschicht und Auflagewerkstoff Werkstoffe mit einem weitem Spektrum von Eigenschaftskombinationen herstellen lassen. So können besondere Anforderungen an die Festigkeit und an physikalische Eigenschaften des Grundwerkstoffes mit besonderen Anforderungen an Oberflächeneigenschaften wie Härte, Korrosionsbeständigkeit und Abrasionsbeständigkeit kombiniert werden.Another advantage of this method is that the choice is more suitable Combinations of base material, intermediate layer and overlay material Materials with a wide range of property combinations have it made. So special requirements for strength and physical properties of the base material with special Requirements for surface properties such as hardness, Corrosion resistance and abrasion resistance can be combined.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, Bleche oder Rohre mit einseitiger Aluminiumanreicherung herzustellen. Hieraus ergibt sich die Möglichkeit, Halbzeuge für solche Komponenten zu erzeugen, bei denen wegen unterschiedlicher Prozessmedien auf beiden Seiten (z. B. in Wärmetauschern) unterschiedliche Anforderungen an den Werkstoff gestellt werden.Another advantage of the method according to the invention is sheet metal or to manufacture pipes with one-sided aluminum enrichment. From this results  the possibility of producing semi-finished products for such components those due to different process media on both sides (e.g. in Heat exchangers) different demands on the material become.

Neben der Herstellung von Halbzeugen in Form von Blechen, Bändern, Folien, Rohren, Stangen und Drähten kann der erfindungsgemäße Verbundwerkstoff eingesetzt werden für Werkzeuge zum Trennen, Schneiden und Mahlen.In addition to the production of semi-finished products in the form of sheets, strips, foils, The composite material according to the invention can be used for pipes, rods and wires are used for tools for cutting, cutting and grinding.

Darüber hinaus sind Anwendungsgebiete im Kraftfahrzeugbau, bei Schiffsmotoren und Flugzeugtriebwerken sowie im Industrieofen- und Anlagenbau gegeben, in denen der Verbundwerkstoff als Halbzeuge zum Einsatz gebracht wird.In addition, areas of application in motor vehicle construction are Marine engines and aircraft engines as well as in industrial furnaces and Plant engineering given in which the composite material as semi-finished products Commitment is brought.

Die Abb. 1 bis 4 zeigen Ausführungbeispiele für die Herstellung eines Mehrphasenverbundwerkstoffes mit hohen Aluminiumgehalten, wie sie in den folgenden Beispielen näher erläutert werden. Fig. 1 to 4 show exemplary embodiments for the production of a multi-phase composite material with high aluminum contents, as will be explained in more detail in the following examples.

Beispiel 1example 1

Herstellung eines hochhitzebeständigen und hochwarmfesten Werkstoffes durch beidseitiges Plattieren (oder Feueraluminieren) einer warmfesten Nickelbasislegierung mit Aluminium oder Aluminium-Silizium.Production of a highly heat-resistant and heat-resistant material by plating on both sides (or fire aluminizing) of a heat-resistant one Nickel-based alloy with aluminum or aluminum-silicon.

Abb. 1 zeigt den Aufbau der verschiedenen Werkstoffe vor der Diffusionsglühung. Die Dicken von Grundwerkstoff, Zwischenlage und Aluminiumauflage werden je nach gewünschtem Verhältnis von aluminiumreicher Zone und Grundwerkstoff festgelegt. Die Zwischenlage besteht aus einem Chromstahl mit einem Chromgehalt zwischen 8 und 25 Masse%. Die Aluminiumauflage besteht aus einer Aluminium-Siliziumlegierung oder aus Reinaluminium. Fig. 1 shows the structure of the different materials before the diffusion annealing. The thickness of the base material, intermediate layer and aluminum layer are determined depending on the desired ratio of the aluminum-rich zone and the base material. The intermediate layer consists of a chrome steel with a chrome content between 8 and 25% by mass. The aluminum pad consists of an aluminum-silicon alloy or pure aluminum.

Im Beispiel wurde ein Verbundwerkstoff bestehend aus einem feueraluminierten Chromstahl (Fe-Cr18) mit Zusätzen von Yttrium und Hafnium als Plattierauflage gewählt.In the example, a composite material consisting of a fire-aluminized chrome steel (Fe-Cr18) with additions of yttrium and hafnium chosen as plating pad.

Die einzelnen Schichten des Werkstoffverbundes werden durch Kaltwalzen miteinander verbunden. Das Kaltwalzen erfolgt an die gewünschte Endabmessung oder eine Zwichenabmessung mit oder ohne Zwischenglühung.The individual layers of the composite material are cold rolled connected with each other. Cold rolling is carried out to the desired one Final dimension or an intermediate dimension with or without intermediate annealing.

Bei der Diffusionsglühung bei einer Temperatur von etwa 1100°C dringt das Aluminium vollständig in die Zwischenlage und teilweise in den Grundwerkstoff ein. Zwischen Grundwerkstoff und Auflage entsteht eine Verbindung, wie in Abb. 2 dargestellt. Auftretende Diffusionsporen in der Grenzfläche können durch eine weitere Umformung beseitigt werden.During diffusion annealing at a temperature of around 1100 ° C, the aluminum penetrates completely into the intermediate layer and partially into the base material. A connection is created between the base material and the support, as shown in Fig. 2. Diffusion pores occurring in the interface can be eliminated by further reshaping.

Die Breite der aluminiumreichen Zone wird durch Zeit und Temperatur für die Diffusionsglühung festgelegt. The width of the aluminum-rich zone is determined by time and temperature for the Diffusion annealing set.  

Für dieses Verfahren bieten sich insbesondere hochwarmfeste und hitzebeständige Legierungen mit unzureichender Zunderbeständigkeit bei sehr hohen Temperaturen an. Hierzu gehören alle Nickel- und Kobaltbasislegierungen, die Chromoxidschichten bei hohen Temperaturen bilden wie die Werkstoffe 2.4816, 2.4855, 2.4663, 2.4856, 2.4665, 2.4665. 2.4964, 2.4683 und 2.4650 an (Angaben: DIN-Werkstoffnummern).Highly heat-resistant and heat-resistant alloys with inadequate scale resistance at very high temperatures are particularly suitable for this process. This includes all nickel and cobalt-based alloys that form chromium oxide layers at high temperatures like the materials 2.4816 , 2.4855 , 2.4663 , 2.4856 , 2.4665 , 2.4665 . 2.4964, 2.4683 and 2.4650 (details: DIN material numbers).

Beispiel 2Example 2

Herstellung eines hochhitzebeständigen und hochwarmfesten Werkstoffes durch beidseitiges Plattieren oder Feueraluminieren eines Edelstahles mit Aluminium oder Aluminium-Silizium.Production of a highly heat-resistant and heat-resistant material by plating on both sides or fire-aluminizing a stainless steel Aluminum or aluminum silicon.

Die Herstellung des Werkstoffes durch Kaltwalzen und Glühen des Werkstoffverbundes erfolgt wie unter Beispiel 1 beschrieben.The production of the material by cold rolling and annealing the The composite material is as described in Example 1.

Für das ein- oder beidseitige Plattieren von Edelstählen bieten sich zum Beispiel warmfeste Stähle vom Typ 1.4876 an, deren Hochtemperaturkorrosionsbeständigkeit in heißen Prozessgasen durch die aluminiumhaltige Randzone signifikant verbessert wird.For the one-sided or double-sided cladding of stainless steels, there are, for example, heat-resistant steels of type 1.4876 , whose high-temperature corrosion resistance in hot process gases is significantly improved by the aluminum-containing edge zone.

Beispiel 3Example 3

Herstellung eines korrosions- und hitzebeständigen Verbundwerkstoffes durch einseitiges Plattieren oder Aluminieren eines korrosionsbeständigen Werkstoffes mit Aluminium oder Aluminium-Silizium.Manufacture of a corrosion and heat resistant composite material by one-sided plating or aluminizing a corrosion-resistant Material with aluminum or aluminum silicon.

Die Herstellung des Werkstoffes durch Kaltwalzen und Glühen des Werkstoffverbundes erfolgt wie unter Beispiel 1 beschrieben. The production of the material by cold rolling and annealing the The composite material is as described in Example 1.  

Das einseitige Plattieren von korrosionsbeständigen Werkstoffen gem. Abb. 3 kommt in Frage für Halbzeuge aus typischen korrosionsbeständigen Edelstählen, Reinnickel, Ni-Cu-Legierungen und Nickelbasislegierungen, die auf einer Seite einem aggressiven wäßrigem Medium (Säuren oder Alkalien, Seewasser) und auf der anderen Seite einem heißen Prozessgas ausgesetzt sind. Die aluminiumreiche Randschicht schützt den korrosionsbeständigen Werkstoff auf der Prozessgasseite gegen Hochtemperaturkorrosion.The one-sided plating of corrosion-resistant materials acc. Fig. 3 comes into question for semi-finished products made of typical corrosion-resistant stainless steels, pure nickel, Ni-Cu alloys and nickel-based alloys, which are exposed on one side to an aggressive aqueous medium (acids or alkalis, sea water) and on the other side to a hot process gas. The aluminum-rich surface layer protects the corrosion-resistant material on the process gas side against high-temperature corrosion.

Beispiel 4Example 4

Herstellung eines Fe-Ni-Werkstoffes mit geringem Ausdehnungskoeffizienten bei gleichzeitig hoher Hitzebeständigkeit. Nach dem beschriebenen Verfahren ist es möglich, Halbzeuge aus Werkstoffen vom Typ Fe-Ni36 (1.3912) zu erzeugen, welche auch bei hohen Temperaturen noch einsetzbar ist. Üblicherweise ist die Verwendbarkeit dieser Werkstoffe auf Temperaturen unterhalb von 600°C beschränkt.Manufacture of an Fe-Ni material with a low expansion coefficient and high heat resistance. According to the described process, it is possible to produce semi-finished products from Fe-Ni36 ( 1.3912 ), which can still be used even at high temperatures. The usability of these materials is usually limited to temperatures below 600 ° C.

Die Herstellung des Werkstoffes durch Kaltwalzen und Glühen des Werkstoffverbundes erfolgt wie unter Beispiel 1 beschrieben.The production of the material by cold rolling and annealing the The composite material is as described in Example 1.

Beispiel 5Example 5

Herstellung eines Halbzeuges mit rundem Querschnitt (Rohr oder Stange) mit hohen Aluminiumgehalten im oberflächennahen Bereich durch einseitiges Aufbringen von Aluminium oder Aluminium-Silizium auf einen korrosionsbeständigen, hitzebeständigen oder hoch warmfesten Werkstoff.Manufacture of a semi-finished product with a round cross-section (tube or rod) with high aluminum contents near the surface due to one-sided Application of aluminum or aluminum silicon on one corrosion-resistant, heat-resistant or highly heat-resistant material.

Die Herstellung eines Rohres oder einer Stange erfolgt durch die üblichen Verfahren der Rohr- oder Stangenfertigung (beispielsweise Strangpressen, Kalthämmern, Pilgern oder Ziehen) des in Abb. 4 dargestellten Werkstoffverbundes aus Grundwerkstoff, Fe-Cr-Zwischenschicht und Aluminiumauflage. Die Diffusionsglühung erfolgt wie in Beispiel 1 beschrieben.A tube or a rod is manufactured by the usual methods of tube or rod production (e.g. extrusion, cold hammering, pilgrimage or drawing) of the composite material shown in Fig. 4 from the base material, Fe-Cr intermediate layer and aluminum layer. The diffusion annealing is carried out as described in Example 1.

Für dieses Verfahren sind alle in den Beispielen 1-4 aufgeführten Werkstoffe geeignet.All of the materials listed in Examples 1-4 are suitable for this process suitable.

Beispiel 6Example 6

Herstellung dünner Folien aus einem hitzebeständigen und warmfesten Werkstoff durch ein- oder beidseitiges Aufbringen von Aluminium oder Aluminium-Silizium auf einen korrosionsbeständigen, hitzebeständigen oder hochwarmfesten Werkstoff.Production of thin films from a heat-resistant and heat-resistant Material by applying aluminum on one or both sides Aluminum silicon on a corrosion-resistant, heat-resistant or highly heat-resistant material.

Die Herstellung erfolgt wie unter Beispiel 1 beschrieben. Der Werkstoffverbund wird mit oder ohne Zwischenglühung an dünne Folien gewalzt. Die Diffusionsglühung wird, wie im Beispiel 1 angegeben, durchgeführt. Die Glühzeiten und Glühtemperaturen werden aber so gewählt, daß sich ein homogener Aluminiumgehalt über den gesamten Folienquerschnitt einstellt, mit Ausnahme einer dünnen Randzone mit erhöhtem Aluminiumgehalt.The preparation is carried out as described in Example 1. The composite material is rolled on thin foils with or without intermediate annealing. The Diffusion annealing is carried out as indicated in Example 1. The Glow times and temperatures are chosen so that a sets homogeneous aluminum content over the entire cross-section of the film, with Except for a thin edge zone with an increased aluminum content.

Für dieses Verfahren sind alle in den Beispielen 1-4 beschriebenen Werkstoffe geeignet.All of the materials described in Examples 1-4 are suitable for this process suitable.

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes mit hoher Hitze- und Abrasionsbeständigkeit, indem auf einen Grundwerkstoff zumindest einseitig eine Schicht aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung aufgebracht und dieses Verbundmaterial einem Diffusionsprozess unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Grundwerkstoff aus einer austenitischen Nickel-, Kobalt- oder Eisenlegierung ein- oder beidseitig mit einer Zwischenschicht aus einem ferritischen, einen Chromgehalt zwischen (in Gew.-%) 8 und 25% beinhaltenden, Chromstahl versehen wird, auf welche ein- oder beiseitig eine Schicht aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung aufgebracht wird, und daß dieser aus Grundwerkstoff, Zwischenschicht und Aluminiumauflage gebildete Werkstoffverbund durch Kalt- und/oder Warmformgebung an die gewünschte Zwischen- oder Endabmessung gebracht und anschließend bei einer Temperatur oberhalb von 600°C diffusionsgeglüht wird.1. A method for producing a composite material with high heat and abrasion resistance by applying a layer of aluminum or an aluminum alloy to a base material at least on one side and subjecting this composite material to a diffusion process, characterized in that a base material made of an austenitic nickel, cobalt - or iron alloy is provided on one or both sides with an intermediate layer of a ferritic chromium steel containing a chromium content between (in% by weight) 8 and 25%, to which a layer of aluminum or an aluminum alloy is applied on one or both sides , and that this composite material formed from the base material, intermediate layer and aluminum layer is brought to the desired intermediate or final dimensions by cold and / or hot shaping and is then diffusion annealed at a temperature above 600 ° C. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zwischenschicht ein Blech, ein Band, eine Folie, oder im Falle runder Querschnitte ein Rohr eingesetzt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that as Interlayer a sheet, a tape, a foil, or in the case of round Cross sections of a pipe is used. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht und die Aluminiumauflage kombiniert werden, dergestalt, daß zunächst der Chromstahl durch Feueraluminieren oder Plattieren mit der Aluminiumauflage beschichtet und dieser Zweiphasenverbund anschließend auf den Grundwerkstoff aufgebracht, insbesondere aufplattiert, wird. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the Intermediate layer and the aluminum pad are combined, in such a way that first the chrome steel by fire aluminizing or Plating coated with the aluminum pad and this Two-phase composite then applied to the base material, in particular, is plated.   4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbund aus Grundwerkstoff und Chromstahl oder der Verbund aus Chromstahl und Aluminium im Stranggießverfahren hergestellt wird.4. The method according to claim 1, characterized in that the composite made of base material and chrome steel or the composite of chrome steel and aluminum is produced in a continuous casting process. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem ferritischen Chromstahl eines oder mehrere der sauerstoffaffinen Elemente Cer, Lanthan, Hafnium, Zirkonium, Silizium, Titan, Yttrium, Calcium oder Magnesium zugegeben wird bzw. werden, wobei die Summe dieser Elemente (in Gew.-%) 0,5% nicht übersteigt.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the ferritic chromium steel one or more of the Oxygen-affine elements cerium, lanthanum, hafnium, zirconium, silicon, Titanium, yttrium, calcium or magnesium is added, the sum of these elements (in% by weight) does not exceed 0.5%. 6. Verwendung des Verbundwerkstoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Herstellung von Halbzeugen in Form von Rohren, Bändern, Folien, Blechen, Stangen und Drähten.6. Use of the composite material according to one of claims 1 to 5 for the production of semi-finished products in the form of tubes, strips, foils, Sheets, bars and wires. 7. Verwendung des Verbundwerkstoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Herstellung von Werkzeugen zum Trennen, Schneiden und Mahlen.7. Use of the composite material according to one of claims 1 to 5 for the production of tools for cutting, cutting and grinding. 8. Verwendung des Verbundwerkstoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Herstellung von Halbzeugen für Kraftfahrzeuge, Schiffsmotoren und Flugzeugtriebwerken.8. Use of the composite material according to one of claims 1 to 5 for the production of semi-finished products for motor vehicles, ship engines and Aircraft engines. 9. Verwendung des Verbundwerkstoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Herstellung von Halbzeugen für den Einsatz im Industrieofen- und im Anlagenbau.9. Use of the composite material according to one of claims 1 to 5 for the production of semi-finished products for use in industrial furnaces and Plant engineering.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10137823A1 (en) * 2001-08-02 2003-02-27 Thyssenkrupp Stahl Ag Production of metallic strips comprises cold rolling and annealing a metallic composite material consisting of a support layer made from a first metal material and a metallic covering layer formed on the support layer
DE102006041324A1 (en) * 2006-09-01 2008-03-06 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Method for joining thick-walled components made from creep-resistant materials used in the construction of a driving gear comprises cleaning the connecting surfaces and treating with an activating agent and further processing
WO2010037355A1 (en) * 2008-10-01 2010-04-08 Thyssenkrupp Vdm Gmbh Method for producing composite metal semi-finished products
DE102016201337A1 (en) * 2016-01-29 2017-08-03 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Hydrogen-carrying steel component for use in motor vehicles, motor vehicle with hydrogen-carrying steel component and method for producing a hydrogen-carrying steel component

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007065210A1 (en) * 2005-12-06 2007-06-14 Andrew Warburton Swan Video-captured model vehicle simulator

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US336139A (en) * 1886-02-16 Method of operating proportional water meters
EP0511699B1 (en) * 1991-04-29 1995-08-09 General Motors Corporation Aluminium-coated iron-chromium foil containing additions of rare earths or yttrium
DE4434801A1 (en) * 1994-09-29 1996-04-04 Kolbenschmidt Ag Plain bearing material
DE19652399A1 (en) * 1996-12-17 1998-06-18 Krupp Vdm Gmbh Production of multicomponent foil
EP0861916A1 (en) * 1997-02-28 1998-09-02 Usinor Process for making a stainless steel strip rich in aluminium especially suitable for a catalytic converter support for a motor vehicle

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4705727A (en) * 1985-10-11 1987-11-10 Pfizer Inc. Composite material for induction heating
EP0672520B1 (en) * 1994-03-18 1999-03-03 Clad Lizenz AG Multilayered, cold formable and deep drawable metal composites
US5976708A (en) * 1995-11-06 1999-11-02 Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. Heat resistant stainless steel wire
SE508595C2 (en) * 1997-08-12 1998-10-19 Sandvik Ab Use of a ferritic Fe-Cr-Al alloy in the manufacture of compound tubes, as well as compound tubes and the use of the tubes

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US336139A (en) * 1886-02-16 Method of operating proportional water meters
EP0511699B1 (en) * 1991-04-29 1995-08-09 General Motors Corporation Aluminium-coated iron-chromium foil containing additions of rare earths or yttrium
DE4434801A1 (en) * 1994-09-29 1996-04-04 Kolbenschmidt Ag Plain bearing material
DE19652399A1 (en) * 1996-12-17 1998-06-18 Krupp Vdm Gmbh Production of multicomponent foil
EP0861916A1 (en) * 1997-02-28 1998-09-02 Usinor Process for making a stainless steel strip rich in aluminium especially suitable for a catalytic converter support for a motor vehicle

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10137823A1 (en) * 2001-08-02 2003-02-27 Thyssenkrupp Stahl Ag Production of metallic strips comprises cold rolling and annealing a metallic composite material consisting of a support layer made from a first metal material and a metallic covering layer formed on the support layer
DE10137823C2 (en) * 2001-08-02 2003-08-21 Thyssenkrupp Stahl Ag Process for making strips from a metallic composite
DE102006041324A1 (en) * 2006-09-01 2008-03-06 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Method for joining thick-walled components made from creep-resistant materials used in the construction of a driving gear comprises cleaning the connecting surfaces and treating with an activating agent and further processing
WO2010037355A1 (en) * 2008-10-01 2010-04-08 Thyssenkrupp Vdm Gmbh Method for producing composite metal semi-finished products
DE102016201337A1 (en) * 2016-01-29 2017-08-03 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Hydrogen-carrying steel component for use in motor vehicles, motor vehicle with hydrogen-carrying steel component and method for producing a hydrogen-carrying steel component

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