DE2018770A1

DE2018770A1 - Temperaturfeste Legierungen mit Faser und/oder Plattchenstruktur sowie Verfahren und Vorrichtung zu ihrer Her stellung

Info

Publication number: DE2018770A1
Application number: DE19702018770
Authority: DE
Inventors: Herve E Meudon Seibel Georges P Cachan Rabmovitch Maurice Chatillon Bibnng, (Frankreich)
Original assignee: Office National dEtudes et de Recherches Aerospatiales ONERA
Current assignee: Office National dEtudes et de Recherches Aerospatiales ONERA
Priority date: 1969-04-21
Filing date: 1970-04-18
Publication date: 1971-01-14
Also published as: JPS5338249B1; GB1303160A; DE2018770B2; CH534742A; DE2018770C3; SE379210B; CA928532A

Description

DR. -INQ. HANS LICHTI - DIPL.-INQ. HEINER LICHT!

KARLSRUHE-DURLACH · QRÖTZI NQ ER STRASSE 61

TELEFON (0721) 411 24

17./ApriH970

1972/70

OFFICE NATIONAL D¹ETUDES ET DE RECHERCHES AEROSPATIA-LES,(ONERA) 29/39» Avenue de la Division-Leclerc, Chatillon S/Bagneux (92) / Frankreich

Temperaturfeete Legierungen mit Faser- und/oder Plättchenstruktur sowie Verfahren und Vorrichtung zu ihrer Herstellung.

Die Erfindung bezieht sich auf temperaturfeete Legierungen nit faser- und/oder plattchenförmigen Einkristallen! auf •in Verfahren zu deren Herstellung sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens·

BAD ORIGINAL

Es ist bereits vorgeschlagen worden {z»B. US-PS 3 Metallinieclmngen FHit Fasern und/oder Plättchen durch orient!ort©□ Erstarren eines Eutektikum« binärer Systeme herzustellen» Da die metallische Grundmasse eines binären Syst QHiS kein© ausreichend® Beständigkeit gegen Ho ch temp er a tür korrosion besitzt, koiu&ten auf diese Weise bislang Produkte mit nur ungenügenden Eigenschaften* insbesondere mit starker Korrosionsneigung, bei hohen Temperaturen erzeugt werden.

Bis heut© ist k©Is2 Yoreelalag bekannt geworden, auf der Basis

W dem g®vsMW0Lten. Y®rfeihr®nss Produkte aait Mischung herzustellen« was auf folgende Tatsachen zurück» zuführen sein dürft©s

- Di® Phasendiagrajse© vom tornär<Bn« quaternären, quinären

und höheren Systemen sind gar niefet ©dar nur tsangelhaft bekannt ι

- die El'otw©sadigk@it₉d©si Fejrteiliasigskoisffizienten aäisstlicher

lGpoutG₀ ü_eh._o <ä®m"fo®± ®in<ar g©geb©nen Taaiperatur Ferhiltrais der E.®m®o>ntration jedes Elementes der fostea mrad der flüssigen Phase, Rechnung zu tragen, raaeiit ©s ^raktlmeh. msmeöglieh, di@ einzuhaltenden Era tar rung®- b®dingufäg©si gonsra vorauszusslaen 5

- mm für die ¥©rw©ndiamg bei hohen Temperaturen geeignete Produkte zu scliaffesi_s rauB das Schmelzen und Erstarren bei hohen 'TssaperatHran stattfinden, so da® die für das Verfahren d@s orientierten Erstarren» einzuhaltenden Arbeitsbedingungen "äußerst schwierig zu verifizieren sind«

Der SrfisutaQg liegt' di© Haupt auf gab e mgnuide, neu© L@gies"öi!jmgc3ia sit mindestens vi@r eheaiechen Elementen mit im eimer metallischen Grundioaeee aiiagei?©tt©t@m Nad ©lsi

BAD ORIGINAL

bzw· Fasern und/oder Plättchen zu schaffen, die durch eine gelenkte Erstarrung erhalten werden und sowohl bei Umgebung·- als auch bei Hochtemperatur gute Mechanische Eigenschaften« insbesondere eine gute Kriechfestigkeit bei erhöhter Temperatur aufweisen· Diese Legierungen sollen insbesondere eine gute Widerstandsfähigkeit gegen Trockenkorrosion bei Temperaturen um 1000 C sowie gute Dehnungseigenschaften besitzen, d.h. ein großes Formänderungsvermögen bei geringer Bruchneigung aufweisen· Ferner sollen die Legierungen gegen thermische Ermüdung beständig sein, d.h· eine gute Temperaturwechselfestigkeit aufweisen, und eine bei Umgebungs- und bei Hochtemperatur erhöhte Elastizitätsgrenze besitzen· Schließlich liegt der Erfindung die weitere Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung dieser Legierungen mit den geschilderten, angestrebten Eigenschaften zu schaffen·

Die Erfindung basiert auf der Feststellung, daß in dem ternären System Kobalt,- Tantal - Kohlenstoff ein Eutektikum in einem pseudobinären System vorhanden ist, in welchem eine der Phasen Tantalkarbid - TaC - , die andere Phase Kobalt ist. Der durch thermische Analyse feststellbare, pseudobinäre eutektische Punkt liegt bei etwa 13 Gew.S TaC und bei etwa l%00 ⁰C. Damit ist es möglich, mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens der orientierten Erstarrung zu. Erzeugnissen mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften zu kommen.

Die Erfindung gründet sich ferner auf die Feststellung, daß das Co{ Cr - Diagramm einen sehr flachen Chrom - Konzentrationsverlauf bis etwa 25V aufweist und die Anwendung des Verfahrens auf ein komplexes Co; Cr j Ta; C - System während der gelenkten Erstarrung zu einer Kristallisation

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BAD ORIGINAL

von TaC in einer Gruiraasse einer festen Lösung von Kobalt und Chrom führt. Auf diese Weise wird eine Metallzusammenaetzung mit Faaern bzw· Nadeln und/oder PJittchen aus TaC in einer Chrom enthaltenden Grundmas se erhalten, die eine gute Korrosionsbeständigkeit bei höheren Temperaturen aufweist. Durch die orientierte Erstarrung können ferner Metallzusammensetzungen erhalten werden« bei denen die Rolle von Kobalt ganz oder teilweise durch Nickel oder Eisen ersetzt ist, wobei die Erfindung sich die Tatsache zunutze macht, daß die Nickel-Chrom und Ei&en-Ghrom-Diagramme gleichfalls bis zu einem vergleichsweise hohen Chromgewichtsanteil in der Größenordnung von k5% bei Nickel-Chrom flach verlaufen«

Die Legierungen gemäß der Erfindung weisen folglich Nadeln oder Plättchen von TaC in einer Grundmasse Ni-Cr oder Co-Ni-Cr oder Fe-Ni-Cr auf.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht die Grundmasse vorteilhafterweise aus einer festen austenitischen Losramgj d«h. einer festen Lösung auf der Basis Eisen und/oder Nickel und/oder Kobalt, welches im kubischen System mit zentrierten Flächen kristallisiert.

Eine solche Grundmasse erleidet von der' Umgebungatemperatur bia in die Nähe der Schmelztemperatur keine allotropen Umlagerungen, ao daß sie - unter anderen Vorteilen - keinen plötzlichen Voluinenänderungen bei Temp er a tür we ehe el unterworfen ist, Volumenänderungen, die ansonst zu einer mehr oder minder lokalisierten Deformation oder zu Eigenspannungen führen würden.

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BAD ORiGiNAL

Gemäß einer Aus führung· form «der Erfindung ist die Grundmasse eine durch Ausfällen verfestigbare Ni-Cr-Al-Legierimg.

Die Karbide von Tantal und Hafnium sind in allen Verhältnissen mischbar· Die Anwendung der Erfindung auf komplexe Ausgangssysteme mit Tantal und Hafnium führt zu neuen Legierungen, in denen die in der Grundmasse eingebetteten Fasern bzw· Nadeln und/oder Plättchen aus einer festen Lösung der Karbide von Tantal - TaC - und Hafnium - HfC-bastehen.

In mehreren Fällen kann Tantal durch andere Metalle ersetzt werden, insbesondere durch die Übergangsmetalle der vierten Nebengruppe, d.h. Titan oder Zirkon, ebenso wie durch Metalle der fünften Nebengruppe, d.h« Vanadin, Niob und Hafnium·

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung sind die in ein Karbid übergehenden Metalle der orientierten Verfestigungs· phase im Überschuß in der Legierung eingebettet, so daß ein Teil des oder der Metalle mit den die Grundmasse bildenden Elementen entweder eine feste Lösung oder ein oder mehr intermetallische Verbindungen bilden, welche die mechanischen Eigenschaften der Grundmasse verbessern, wobei dieser Anteil die Rolle eines Zusatzelementes für die Grundmasse darstellt·

In einer bevorzugten Ausführüngsform ist das ,das Karbid bildende Metall Titan· Das Karbid des Titans hat nämlich •inen Ausdehnungskoeffizienten, welcher nahe dem Ausdehnungskoeffizienten der Grundmassen auf der Basis von Nickel und/oder Kobalt liegt, so daß bei Temperaturänderungen das Auftreten von Einschnürungen in Schichten

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zwischen der Qrundmasse und der Verfeetigungephaae vermieden wird.

Nachfolgend sind einige Beispiele von komplexen Ausgangs-Systemen geschildert, welche zu den erfindungegemäßen Legierungen führens

Co-Ni-Ta-C Fe-Ni-Cr-Ta-C

Co-Cr-Ta-C Ni-Cr-Ta-C

Co-Cr-Mb-C Ni-Cr-Nb-C

- Co-Cr-Ta-Hf-C Ni=-Cr~Al»Ta-C

Co-Ni-Cr-Ta-C Ni-Cr-Al-Ti-C Co-Ni-Cr-Nb-C
Co-Ni-Cr-Ta-Hf-C

Die Legierungen gemäß der Erfindung werden nach dem Verfahren der gelenkten Erstarrung in einer Vorrichtung erzeugt, mit Hilfe der gut begrenzte Werte für die Arbeitaparaasoter _s iri© Temperatur der flüssigen. SchmeXszon© eines zuvor 'aufe®r©itet©ten Legierung»βtab», wie auch der Zone erneuter V©r£eatigung, wie der Geschwindigkeit der fortseiiraitsjiudisia. Eretarr-jamgiszone , der geometriscfesn Auebildung der Erstarrung» front, der Temperatur gradient ©si -aas der Er«tarrungafront etc., erreicht werden·

Weiter® Merkmale, Einzelheiten, und Vorteile der Erfindung er gebiss eich aus der folgenden Beschreibung der Zeichnung.

Hierbei zeigern

Figur 1 @in@ schematische Ansicht oiner Aueführung«form einer Vorrichtung zur £r»®ugung einer erfindtmgagemüßen Legierung)

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Figur 2 eine schematische Ansicht einer anderen Ausführangsforai der Vorrichtung}

Figur 3 ein den Temperaturverlauf in Ausgangsstab dar-■ teilendes Diagramm}

Figur 4 eine schematische Aneicht einer dritten Ausführungs form zur Herstellung von Legierungen gemäß der Erfindung)

Figur 5 ein Festigkeitediagramm;

6 fifa ^Blil^crof'^otoe^r*ⁱ'i^ecne Schliffbilder von Legierungen

7 - 10 gemäß der Erfindung;

Figur 11 ein Korrosionsdiagramm;

Figur 12 weitere Schliffbilder von Legierungen; und 13

Figur Ik ein weiteres Korrosionsdiagramm;

Figuren weitere mikrofotografieehe Schliffbilder· 15 - 18

In Figur 1 ist eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung einer Legierung gemäß der Erfindung dargestellt, bei der durch Elektronenbeschuß eine Sehmelzsone erzeugt wird.

In einem nicht dargestellten, evakuierten Raum ist der zu behandelnde Legierungestab 1 in vertikaler Stellung durch Einspannen seiner beiden Enden mit Hilfe der Spannelemente 2 und 3t die an Masse angeschlossen sind, montiert· Eine ringförmige Elektronenkanone k umgibt d»n Stab 1 konzentrisch und kann mit Hilfe eines nicht dargestellten Schraubantriebe eine vertikale Translationsbewegung mit konstanter Geschwindigkeit durchführen·

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Die Elektrepsanone weist einen Tantaldraht 5 auf, der mit Hilfe das Joulesehen Effektes auf hoher Temperatur gehalten wird und die Elektronen emittiert. Der Draht liegt gegenüber dem zu behandelnden Stab 1, der an die Masse der Vorrichtung angeschlossen ist, an hoher negativer Spannung. Zur Fokussierung der den Stab in einer ringförmigen Zone treffenden Elektronen, liegt ein'um den Stab und den Draht angeordneter- Behälter 6 aus Tantal an gleich hoher negativer Spamsmmg wie der Draht© Mit dieser Anordnung, bei der der Draht unu di© Schnaelzzone 7 einander nicht benachbart ψ sind, wird! d©x* wselaselsextige Niederschlag von Metalldämpfeiij die beide Toii© emittieren„ vermieden· Der erforderliche Temperaturgradient wird durch Strahlungskühlung der erstarrten Zone

Bei Beginn des Verfahrens befindet sich die Elektronen- kanone h ±n ihrer untersten. Stellmag j die Anstiegsgeschwindigkeit, kasim zwischen 0,5 und 30 cm/h liegen.

Im Figur 2 xet ein® andere Ausfuhrungsform zur Durchführung üoo orfimdunge.gemäßen Verfahrens dargestellt· Bei dieser Ausführung»form ist ein hochtemperaturbeständiges, festes ^ Rohr 10 vorgesehen, in deren Innenraum ein metallischer ™ Stab H₁ dessen Zusammensetzung der gewünschten Legierung entspricht, angeordnet ist* Das Rohr 10 ist mit Abstand von einem weiteren Rohr 12 umgeben, wobei im Zwischenraum 13 zwischen den beiden Rohren ein durch das Röhrchen Ik zugeführtes und durch das Röhrchen 15 abgesaugtes Schutzgas zirkuliert. Die Rohre 10 und 12 weisen eine gemeinsame, vertikale Achse auf·

Das Rohr 12 ist von einer Widerstandsheizung 16 umgeben, die in der wiedergegebenen Aus führung« form ^r/ lib er e inander-

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liegende Etagen 17, l8 und 19 aufweist. Jede der Etagen weist einen Heizwiderstand 20, 21 bzw. 22 auf, mit Hilfe der eine Temperatur von mindestens 1500 ⁰C erreicht werden kann· Jede Etage weiat ihre eigenen Regeleinrichtungen auf. Die Widerstände sind von hochtemperaturfesten Blöcken oder Ringen 23, Zk und 25 umgeben· Die geometrische Höhe der Widerstandsheizung l6 ist mindestens zehnmal so groß wie der Durchmesser.des Rohrs 10, An die Heizung schließt sich nach unten eine Kühleinrichtung 26 an, die aus einem Körper 27 mit einem Flansch 28 besteht, wobei der Körper von einer Kühlachraubβ 29 umgeben ist, in der Kühlmittel zirkuliert.

Die aus der Heizung 16 und der Kühlung 26 bestehende Einheit kann bezüglich der Rohre 10 und 12 eine zur gemeinsamen Achse der Rohre prallel© Translationsbewegung mit Hilfe nicht dargestellter Mittel durchführen. Das Rohr 10 lagert auf einem Träger 30, der wittels «ines zirkulierenden Fluids gekühlt wird, indem das Kühlmittel in eine Kammer 31 des Trägers 30 einströmt und über die von dieser Kammer durch eine Zwischenwand 33 getrennte Kammer 32 Abströmt·

Die Funktionsweise ist folgende ι

Die Etagen 17, 18, 19 der Heizung werden derart geragelt, daß entlang der Achse des Stabs 11 die im schematisefaen Diagramm der Figur 3 wiedergegebene Temperaturverteilung erhalten wird·

Auf der linken Seite des Diagramms ist der Stab 11 in der gleichen Stellung wie in Figur 2 gezeigt· ^Der Pfeil deutet

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die Bewegui&gsirichturag deys Stabe 11 gegenüber d«m Etagen 171 l8 und If der Hei swsig an» Im rechten Teil de* Diagramme zeigt- die Kuarva O repräsentativ die Temp era tür entwicklung entlang des Stabs bei einer gegebenen Stellung desselben· In diesem Diagramm ist auf der Abssis«® die Temperatur t, auf der Ordinate die Länge 1 des Stabs angezeigt. Der Punkt t,, stellt den Schmelz·» und Erstarrungspunkt des den Stab bildenden Materials dar·

Di© Temperatmrkurve D kanm in drei Abschnitt© unterteilt werdenI

n Abe©femitt a mit stark positions Aaistiag gegenüber der Ordinate 1;

- einen Abaelhmitt b mit geringem positivem Anstieg}

- »inen Abschnitt & mit starkem negativem Anstieg;

Di© SchmittpMBkt® der t_f gibt für dea Stab di©

D rait dar Tetaperaturlinia des noch nicht ge-L und ü&s bereits

wieder erstarrtes Teils

Die besondere₉ ohon d®£±n±®rt® Konfiguration der Temperatur-

kmr^T#« wird dad'srsh «artnaiteia, daß ümm Sehia«l^ber®ich L ein· groß® Läng© - B3iaö«st@ns gleich des Durchmesser des Stabe zugewiesen id.rd, indesa der unteren Heisstufe" 1? eine gegenüber dem anderem Stufen 18, 19 höhere Heizleistung verliehen &me©läii»£end em. dies® Stuf© die Kühlung ssur Wirkung ¥ei®.© wird ein etark erhöhter Fetarrmmgsfront _s uäalieh der

der EiosOielie L und S des Stabs ₉ erreicht· Dieaer 6radi«mt beträgt 30 bi© 15© ©esa*4ferad pro en.

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Die geschilderte Vorrichtung ergibt darüber hinaus eine praktisch ebene Eretarrungsfront, so daß die MikroStruktur des erstarrten Bereichs S₂ mit großer Genauigkeit parallel zur Achse des Stabs orientiert ist.

Die unvermeidlichen Unregelmäasigkeiten in der Fortbewegungageschwindigkeit oder in der Heizleistung sind für die in der Erstarrungsfront erzeugte Struktur aufgrund der beträchtlichen Masse des flüssigen Materials, welches über, der Front steht, unschädlich· Auf diese Weise wird die Entstehung von Streifen vermieden, die bisher bei der Bildung von durch Fortschreiten einer Erstarrungsfront orientierten Monokristallen häufig auftreten.

In Figur 4 ist eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung zur Herstellung einer Metallegierung gemäß der Erfindung dargestellt« Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Induktionsheizung vorgesehen. Die Induktionsspule 40 umgibt ein Rohr 4l_f z»B· aus gezogenem Quarz. Die Aufheizung erfolgt durch Zwischenschaltung eines die Rolle des Suszeptors übernehmenden Graphitrohrs 42, welches durch Strahlung ein hochtemperaturfeetee Rohr 43, in welchem sich der zu behandelnde Stab befindet, aufheizt. Das Rohr %3 ruht auf einem Kühlträger 44. Dieser Kühlträger wird aus einem massiven Zylinder aus Kupfer gebildet, der durch umlaufendes Vaseer gekühlt wird. Das Wasser gelangt bei 46 in ein zentrales Rohr 47 und strömt in einen ringförmigen Zwischenraum 48 zwischen dem Rohr 47 und dem Träger 44. Die Basis des Rohrs 4l wird durch in einem Kanal 45 strömendes Wasser gekühlt.

In den ringförmigen Zwischenraum 50 zwischen dem Rohr 4l und dem Graphitrohr 42 wird über das Röhrchen 49 Schutzgas einge-

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leitet, wobei die Evakuierung des Zwischenraums durch die obere Öffnung 51 erfolgt.

Die aus Heizung und Kühlung bestehende Einheit ist vertikal angeordnet und erlaubt eine Relativverstellung des Stabs gegenüber der Induktionsspule mit Hilfe nicht dargestellter Mittel.

Eine in der Praxis erprobte und zu guten Ergebnissen führende Vorrichtung weist ein die zu schmelzende Legierung enthaltendes, hochtemperaturfestes Rohr mit einem Durchmesser von 8 bis 12 mm und einen Suszeptor mit einem Durchmesser von 16 bis 18 mm und einer Länge von 250 nun auf. Der Strom des Spül-Schutzgases zirkuliert mit einer' Rate von 0,5 l/min. Die konstante Fortbewegungegeschwindigkeit des die Einheit tragenden Wagens beträgt zwischen 1,18 und 30 cm/h. Der Hochfrequenzgenerator erzeugt eine Frequenz von 1 Mhz. Die Induktionsspule weist neun Windungen mit einem Abstand von jeweils 1 cm auf· Die Regeleinrichtung erlaubt eine Temperaturregelung mit einer Genauigkeit von weniger als IC.

Nachfolgend werden einige Beispiele von Legierungen gemäß der Erfindung gegeben·

Beispiel 1 Der Ausgangestab weist eine durch Gießen erhaltene Au«gangs-

legierung mit folgender Zusammensetzung (Gew*) auf:

Co	77*
Ta	- 12,2*
Cr	10*
C	0,8*

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Der Stab wird in einer Vorrichtung gemäß Figur 4 behandelt. Die Relativgeschwindigkeit V der Verstellbewegung des Stabs wird auf 1,2 cm/h eingeregelt· Die von der Induktionsspule erzeugte Heizleistung wird derart geregelt) daß die Höhe des Schmelzbades gleich oder größer ist als das Fünffache des S tab durchmess er s, der im vorliegenden Fall 8 nun beträgt· Für größere Durchmesser kann dieses Verhältnis bis auf 1 absinken· Unter diesen Bedingungen wird an der Erstarrungsfront ein Temperaturgradient von etwa 150 C/cm erreicht.

Physiko-chemische Untersuchungen zeigen, daß das Endprodukt aus einer Grundmasse von Kobalt-Chrom in fester Lösung besteht, in der monokristalline, faserförmige Partikel aus Tantalkarbid (TaC), welche im wesentlichen parallel zur Stabachse verlaufen, eingebettet sind. Diese Partikel sind Fasern mit mehr oder minder regelmässiger, polygonaler Kontur.

Das Verhältnis zwischen vorhandenen Lamellen und Zylindern ist eine Funktion dei" Arbeitsbedingungen. In jedem Fall liegt die kleinste Abmessung dieser Teilchen zwischen 0,3 und 2 Micron, wobei ihre Länge etwa 3000 mal so groß wie diese kleinste Abmessung ist.

Die Natur und Struktur dieser Teilchen einerseits und der Zusammensetzung der Grundmasse in fester Lösung andererseits verleiht dem Material eine hervorragende Zugfestigkeit bei hoher Temperatur (in der Größenordnung von 40 Hektobar bei 1000 °C.).

Beim Kriechversuch mit einer Temperatur von 1000 ⁰C in Luft beträgt die Bruchzeit bei einer Spannung von 10,5 hbar 700 Stunden. Bei 1050 ⁰C und 11 hbar beträgt die Bruchzeit

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unter Vakuum 2500 Stunden·

Jq nach den angestrebten Eigenschaften des Materials kann der Gehalt an Chrom in der Lösung in sehr großen Grenzen und der Gehalt an Karbid im Stab in gewissem Maß variiert werden.

Gute Ergebnisse werden, aufgrund der Plateauform des Diagramms der Phasen Co-Cr bei erhöhtem Chromgehalt erzielt, wie die folgenden Beispiele zeigen;

Beispiel 2

Der Ausgangsstab weist folgende Gewichtezusammensetzung aufi

Co	72%
Cr	15%
Ta	12,
C	0.8

Die Verfahrensweise ist wi® bei Beispiel I₁ jedoch mit einer Geschwindigkeit V -von 2,5 cm/h« Das erhaltene Material weist hervorragende mechanische Eigenschaften bei hoher Temperatur, wie auch bei Umgebungstemperatur auf·

Zugvoresueh iss. Umgebungstemperatur ergibt sich eine Zugfestigkeit von 100 hbar₅ eine Bruchfestigkeit R von 115 hbar und eine Bruchdehnung von 20% (siehe Figur 5)· Die Ermüdungsgrenze fo«i 10 Biegewechseln liegt bei+ 65 hbar·

Bei erhöhter Temperatur besitzt ein solches Material ein® gute mechanische Widerstandsfähigkeit und eine gute Korrosionsbeständigkeit.

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Beim Kriechversuch unter 1000 °C und 10«5 hbar beträgt die Bruchzeit I85O Stunden·

Die Bruchgrenze beträgt bei 8OO ⁰G 70 hbar und bei 1000 ⁰C ^O hbar.

Ein solches Material besitzt gleichfalls bei Umgebungstemperatur außer erhöhter mechanischer Widerstandsfähigkeit ein sehr gutes Dehnungsvermögen. Diese Eigenschaft ist vermutlich darauf zurückzuführen, daß die Struktur der verfestigten Phase ihre verfestigende Wirkung vollauf erfüllt, wobei diese Phase in der Grundmasse einen nur vergleichsweise kleinen volumetriechen Anteil ausmacht, mit der Folge eines beachtlichen Formänderungsvermögens vor Erreichen der Bruchgrenze eines aus einer solchen Legierung bestehenden Werkstücks·

Die Parameter für die Heizfunktion können in ausreichend großem Maß abgewanddt werden· So kann die Fortbewegungsgeschwindigkeit der Erstarrung«front auf Werten zwischen 1 und 15t5 cm/h geregelt werden·

Der sich an der Erstarrungefront entwickelnde Temperaturgradient kann in bestimmten Fällen bis zu einem Wert von 30 C/cm abgesenkt werden, wobei immer noch befriedigende Ergebnisse erzielt werden·

Es ist möglich, den Gehalt an Chrom in der Grundaasse, die Fortbewegungsgeschwindigkeit der Erstarrung*front und den Temperaturgradienten an dieser Front zu regeln,um eine bestimmte Struktur der verfestigten Phase zu erreichen, sei es daß diese annähernd ausschließlich aus Zylindern, aus ebenen Lamellen oder aus dreiarmigen Lamellen besteht, wie dies auf

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den mikrofotografiechen Schuffbildern der Figuren 6a und 6 b ( Abbildungsmaßstabs 2900) erkennbar ist. Diese Schliffbilder illustrieren den Einfluß der Zugabe von 1596 Cr auf die Form der Karbidfasern· In Figur 6a ist eine durch Abtasten erhaltene, elektronische Mikrofotografie wiedergegeben, die nach einem elektrolytischen, selektiv auf die Grundmaese wirkenden Angriff zur Freilegung der Fasern im Schräglicht von einer Legierung aufgenommen worden ist, die aus 87?4 Cb; 12,296 Ta und 0,8% C besteht, während Figur 6b eine analoge Mikrofotografie einer Legierung mit einer Zusammen-Setzung gemäß Beispiel 2 (Zusatz von Chrom), jedoch bei einer Fortbewegungsgeschwindigkeit von 1,2 cm/h, darstellt.

Beispiel 3 Bei einer Verfahrensweise wie zuvor geschildert wird von

folgender Zusammensetzung ausgegangen:

Co	7296
Cr	1596
Nb	11,596
C	1,596

k Bei einer gelenkten Erstarrung mit einer auf 1,15 cm/h eingeregelten Geschwindigkeit V wird ein Endprodukt mit einer Chrom-Kobaltgrundmasse erhalten, in der ein· verfestigte Phase aus Niobkarbid in unregelmässiger Faserund Lamellenstruktur eingebettet ist, wie dies aus Figur ersichtlich ist, die eine Mikrofotografie eines Querschnittes des Stabs bei einem Abbildungsmaßstab von 780 wiedergibt.

Gemäß der Erfindung sind die das Karbid bzw. die Karbide der

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verfestigten Phase bildenden Metalle im Überschuß in der AusgangsIegierung enthalten, um ein oder mehr Zusatzelemente für die Grundmasse zu schaffen, wie dies in den drei folgenden Beispielen erläutert ist» °

Beispiel k Es wird von einem quaternären Legierungsstab mit folgender Gewichtszusammensetzung ausgegangen:

Ni	*7k%*
Ta	15,2%
Cr	10%
C	0,8%

Dieser Stab wird mit Hilfe des beschriebenen Verfahrens durch orientierte Erstarrung behandelt, wobei die Fortbewegungegeschwindigkeit der Erstarrungsfront 1,2 cm/h beträgt. Auf diese Weise wird eine Legierung erhalten, deren Struktur aus der Mikrofotografie gemäß Figur 8 (Abbildungsmaßstab 3000), welche nach einer elektrolytisch selektiven Einwirkung

ist schräg aufgenommen worden ist, ersichtlich/ Die Fasern der verfestigten Phase haben einen im wesentlichen viereckigen Querschnitt. Die Legierung weist eine Grundmasse von Nickel - Chrom - Tantal in flüssiger Lösung auf, in der längliche Einkristalle von Tantalkarbid eingebettet sind· Die Grundmasee, die einen Überschuß von nicht in Karbidform vorliegendem Tantal aufweist, besitzt eine gegenüber einer nur Nickel und Chrom enthaltenden festen Lösung mit Metallgehalten, die nah· denjenigen der Grundmasse mit nur zwei Bestandteilen liegen, erhöhte Hart··

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Im folgenden Beispiel wird die Grundmasse auf der Basis einer festen Lösung von Nickel durch das Karbid von Niob verfestigt»

Beispiel 5

Der Ausgangsstab weist folgende Gewichtezusammensetzung auft

Ni 7256

Cr 10 %

Nb 16,8556

I- -C 1

Die Verfahrensweise ist wie beim vorstehend genannten Beispiel* Es wird ein Material erhalten, dessen längliche Karbidfaeern ein® etwa zylindrische Form aufweisen, wie dies in Figur 9 erkennbar ist (Abbildungsmaßetab 5500), die eine unter einem Winkel von kO ° gegenüber der Probenachse in einem Abstastmikroskop aufgenommene Mikrofotografie darstellt· Di® Fasarn sind zuvor durch elektrolytisch selektive Einwirkung auf die Grundmasse teilweise freigelegt worden·

b Die ao erhaltene Legierung weist gleichfalls eine gegenüber einer festen Lösung von Nickel und Chrom mit Metallgehalten nahe denjenigen, die in einer festen Lösung nur zweier Bestandteile gegeben sind, erhöhte Härte auf·

Beispiel 6

Es wird von einem Legierung» st ab folgender Gewichtszusamaiensetzung ausgegangen*

Ni 761556

Cr 1056

Ti 12,256

C 1,396

Nach Behandlung auf der Grundlage dee Verfahren· der gelenkten Erstarrung wird eine Legierung mit einer Nickel; Chrom-Grundmassβ erhalten, in der längliche, monokristalline Teilchen von Titankarbid eingebettet sind«

Die Eigenschaften dieser Legierung sind bemerkenswert deshalb, weil einerseits Titankarbid, dessen Ausdehnungskoeffizient nahe dem der Grundmasse liegt, eine verfestigte Phase mit einer geringen Neigung zur Spannungsbildung zwischen Grundmasse und verfestigter Zone bildet, andererseits das im Überschuß vorhandene Titan eine intermetallische Verbindung Ni.Ti bildet, die die Härte der Grundmasse erhöht, wobei die Verteilung durch eine Behandlung strukturellen Ausfällens verbessert werden kann·

Obgleich jn»ik die Einführung der Metallkarbidbildner im Überschuß bei den Beispielen 4, 5 und 6 zu Zusammensetzungen führt, die an sich keine rein eutektischen Zusammensetzungen darstellen, weisen die erhaltenen Strukturen eutektische» Charakter auf.

Es ist ferner möglich, Legierungen mit einer verfestigten Phase aus Karbiden von Übergangsmetallen in einer festen Lösung von Nickel - Kobalt - Chrom oder Nickel - Eisen -Chrom zu erhalten, da die Eigenschaften der Übergangsmetalle deVyVon Kobalt, Nickel und Eisen ähnlich sind. Für solche -Legierungen wird vorteilhafterweise eine Zusammensetzung in der Richtung ausgewählt, daß eine Grundmasse aus einer festen, austenitischen Lösung entsteht. Dabei wird unter einer festen, austenitisehen Lösung in ganz allgemeinem Sinn eine feste Losung auf der Basis Eisen und/oder Nickel und/oder Kobalt verstanden, die in einem kubischen System mit sentrierten Flächen kristallisiert.

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Beispiel 7	folgender Gewichtszusaramen-
Ea wird von einem Stab mit
setzung ausgegangen:	57%
Co	20%
Cr	10%
Ni	12,2%
Ta	0,8%
C

Der Stab wird mit Hilfe einer Vorrichtung gemäß Figur k bei einer Fortbewegungegeschwindigkeit der Erstarrungsfront von 1,2 cm/h einer gelenkten Erstarrung unterworfen.

Das Endprodukt weist eine Grundmasse von Kobalt - Nickel -Chrom in fester Losung mit kubischer Struktur und zentrierten Flächen auf, in der längliche, monokristalline Teilchen von Tantalkarbid in Form von Fasern Und/oder Plättchen eingebettet sind· Die Grundmasse bewahrt in dem Bereich zwischen Umgebungsund Schmelztemperatur seine austentische Struktur. Das Gefüge der Legierung j.et in Figur 10 dargestellt, die eine durch Abtastung unter einem Winkel von k0 erhaltene Mikrofotografie wiedergibt (Abbildungsmaßstab I9OO).

Die mechanischen Eigenschaften einer solchen Legierung sind folgende:

- bei Umgebungstemperatur:

Bruchgrenze R 107 hbar

Elastizitätsgrenze E 96 hbar Gesamtdehnung A% 30 %

- bei 1000 °C

Bruchgrenze R ^

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Darüber hinaus weist diese Legierung eine gute Beständigkeit gegen Trockenkorrosion auf, wie sich dies anhand von Korrosionsversuchen gezeigt hat. Hierbei ergab sich ein GewichtsZuwachs von 1 mg/cm bei einer Einwirkungszeit von 17 Stunden und einer Einwirkungstemperatur von 1000 °C in Luft. Der Gewichtszuwachs folgt dabei einem Gesetz, deren Verlauf in dem Diagramm in Figur 11 dargestellt ist, in welchem auf der Ordinate der Gewi ch t s zu w tragen ist.

2 Gewichtszuwachs in mg/cm , auf der Abszisse die Zeit aufge-

Beispiel 8 Der Ausgangsstab weist folgende Gewichtezusammensetzung auf:

Co 62%

Cr 20 %

Ni 10%

Nb 7.1%·

C 0,9%

Nach Behandlung des Stabs wie beim zuvor geschilderten Beispiel wird eine Legierung erhalten, deren Gefüge in Figur 12 dargestellt ist, die eine optische Mikrofotografie eines Transversalschnittes durch die Probe (Abbildungsmaßstab 78O) wiedergibt. Das Gefüge weist eine Grundmasse mit Kobalt - Nickel - Chrom in fester Lösung mit einer kubischen Struktur und zentrierten Flächen auf, in der längliche, monokristalline Teilchen von Niobkarbid eingebettet sind»

Bei 1000 C liegt die Bruchgrenze R einer solchen Legierung bei 44,5 hbar.

Das in der festen Lösung enthaltene Kobalt kann durch Eisen, alsp einem der achten Gruppe und vierten Periode des

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periodischen Systeme angehörendes Metall ersetzt werden. Es wird ein Material mit guter Beständigkeit gegen Trockenkorrosion erhalten, wenn von folgender Gewichtszusammensetzung ausgegangen wird:

Beispiel 9
_ Der Ausgangsotab weist folgende Gewicht«zusammensetzung auf J

Fe k&,5%

Cr 2254

Ni 17₈5#

Ta 11,2596

C 0,7534

Die erhaltene Legierung, deren Gefüge in Figur 13 durch elektronenmikroskopische Abtastung (Abbildungsmaßstab 58OO) sichtbar gemacht worden ist, besteht aus Tantalkarbid - Fasern in einer austenitischen Fe; Cr; Ni - Grundmasse, die insbesondere gegen Hochtemperaturkorrosion beständig ist, wie dies anhand von Laborversuchen festgestellt worden ist, bei denen ein Ge-

g
wichtszuwachs von 0,8 mg/cm nach einer Einwirkungszeit von

17 Stunden bei 1000 ⁰C in Luft festgestellt worden ist. Der ^₁ ' Gewichtszuwachs folgt der im Diagramm der Figur I^ gezeigten ' Kurve.

Beispiel 10

Es wird wie bei den vorstehend genannten Beispielen verfahren, jedoch wird Tantal vollständig oder teilweise durch Hafnium ersetzt· Die Karbide dieser beiden Metalle sind in allen Verhältnissen mischbar, so d&ß die verfestigte Phase aus monokriatallinera Partikeln einer einphasigen Karbidmischung TaC-HfC gebildet wird.

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009883/U06

Es wird von einem Stab folgender Gewichtszusammensetzung ausgegangen)

Co

Cr 2054

Ni 1094

Ta 9,7%

Hf 2,594

C 0,896

Das Gefüge des auf diese Weise bei einer Geschwindigkeit V von 1,2 cm/h erhaltenen Materials ist aus der durch Abtastung erhaltenen elektronischen Mikrofotografie gemäß Figur (Abbildungemaßetab 58OO) erkennbar· Es ist festzuhalten, daß die feste Lösung in kristalliner Phase, die 8094 TaC und 2094 HfC enthält, einen Mischkristall darstellt, der die größte bisher bekannte Temperaturbeständigkeit aufweist(Schmolztemperatur ungefähr 3940 ⁰C).

Bei den zuvor geschilderten Legierungen kann ein Ergänzungeelement zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der Grundmasse durch spätere thermische Behandlung oder durch Ausfällen während des Erstarren« zugegeben werden· Bei Legierungen auf der Basis Nickel wird Aluminium in einen Verhältnis von 2 bis 694 hinzugefügt. Nachfolgend sind einige Beispiele solcher Legierungen beschrieben!

Beispiel 11 Es wird von einem Legierungsstab folgender Zusammensetzung

ausgegangen:

Ni 7094

Ta 16,394

Cr 1094

C 0,794

Al 394

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Nach einer orientierten Erstarrung wird eine Legierung erhalten, bei der Tantal im Überschuß in der Grundmasse gelöst ist, in welcher wiederum eine verfestigte Phase aus Tantalkarbid eingebettet ist und die eine intermetallische Verbindung in kubischer Struktur mit zentrierten

Flächen entsprechend dem Abschnitt)»'· des ternären Ni,Ta,Αία

Diagramms aufweist, welche während des Abkühlens nach dem Erstarren entsteht und deren Verteilung durch strukturelles Ausfällen verbessert werden kann.

Das Gefüge eines solchen Materials ist in Figur 16 gezeigt, die eine durch Abtastung erhaltene, unter einem Winkel von ψ 2k aufgenommene elektronische Mikrofotografie (Abbildungs— maßstab 5200) wiedergibt. Die im Querschnitt viereckigen Karbidfasern sind in einer komplexen Grundmasse, welche die intermetallische Verbindung in kubischer Struktur mit zentrierten Flächen entsprechend dem Abschnitt/¹ des ternären Ni,Ta,Al-Diagramms enthält, eingebettet. Die Mikrofotografie zeigt das Gefüge im Rohzustand der Erstarrung, doch kann es durch thermische Behandlungen verfeinert werden.

Die direkte elektronenmikroskopische Untersuchung, deren Ergebnis in Figur 17 (Abbildungsmaßstab 27000) festgehalten . ist, zeigt die besondere Form der intermetallischen Verbindung

in kubischer Struktur mit/zentrierten Flächen entsprechend Ab— ρ schnitt y' des ternären Ni,Ta,Al-Diagramms und die genaue Gefiigebildung der Grundmasse.

Im unbehandelten Zustand weist dieses Material bei Umgebungstemperatur eine ßruchgrenze von 125 hbar bei einer Bruchdehnung von 10 5» auf.

Beispiel 12

Der Ausgangsstab weist folgende Gewichtszusammensetzung auf:

Ni , 72 % _m -

Cr 10 %

Nb- 14,3 %

Al - 3.. % C 0,7 #

009883/ UOS _2ς

Hiermit wird eine. Legierung mit einer dem vorgenannten Beispiel ähnlichen Gefüge erhalten, jedoch ist in diesem Fall Tantal durch Niob ersetzt.

Beispiel 13

Es wird von einem Stab folgender Gewichtszusammensetzung ausgegangen:

Ni 76
Ti 8,2#

Cr 10%

C 1,396

Al k%

Nach einer Behandlung in der vorstehend beschriebenen Weise bei einer Fortbewegungsgeschwindigkeit der Erstarrungsfront von 2,5 cm/h wird eine Legierung erhalten, die eine verfestigte Phase von Titankarbid enthält, welche in einer Grundmasse Nickel-Chrom mit einer intermetallischen Verbindung Ni-(Ti, Al) mit einer kubischen Struktur und zentrierten Flächen eingebettet ist, wobei die Verteilung durch strukturelles Ausfällen verbessert werden kann· Figur l8, die eine durch Abtastung erhaltene, unter einem Neigungswinkel von 40 aufgenommene elektronische Mikrofotografie (Abbildungsmaßstab 2300) wiedergibt, zeigt das sehr feine Kärbidgefüge der verfestigten Phase, ebenso wie die kubische-Struktur mit zentrierten Flächen der intermetallischen Verbindung entsprechend dem Abschnitt f des ternären Ti, Ni, Al-Diagramms, die im Rohzustand der Erstarrung auftritt.

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Claims

Patentansprüche

1. Eutektische Legierung mit einer Grundmaase und einer verfestigten Phase, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundmasse aus einer festen Lösung mindestens eines Metalls der achten Gruppe und vierten Periode des periodischen Systems gebildet ist,und daß die orientiert verfestigte Phase, die in der Grundmasse eingebettet ist, P die Form von länglichen, monokristallinen Teilchen aufweist, die aus dem Karbid mindestens eines Metalle unter den Übergangsmetallen der vierten und fünften Nebengruppe des periodischen Systems gebildet sind·

2· Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Übergangsmetall der vierten und fünften Nebengruppe des periodischen Systems Tantal verwendet wird·

3· Legierung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Tantal in einem Verhältnis von 10 bis 18 Gewtf vorliegt.

k. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Übergangsmetall der vierten und fünften Nebengruppi des periodischen Systems Titan dient.

5· Legierung nach - Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Titan in einem Verhältnis von 8 bis 12 Gew9i vorliegt·

6. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Übergangsmetall der vierten und fünften Nebengruppe des periodischen Systeme Niob verwendet wird·

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7. Legierung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Niob in einem Verhältnis von 7 bis 17 Gew94 vorliegt.

8. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundmasse eine feste Lösung aus mindestens einem Metall der achten Hauptgruppe und vierten Periode des periodischen Systems und Chrom ist.

9* Legierung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Chrom in einem Gewichstverhältnis von 5 - 25# vorliegt·

10· Legierung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Übergangsmetall der vierten und fünften Hauptgruppe des periodischen Systems Tantal dient.

11. Legierung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Übergangsmetall der vierten und fünften Nebengruppe des periodischen Systeme Titan ist·

12. Legierung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Übergangsmetall der vierten und fünften Nebengruppe des periodischen Systems Niob dient·

13. Legierung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundmaase eine feste, austenitische Lösung ist.

14. Legierung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Metalls der achten Hauptgruppe und vierten Periode des periodischen Systems Kobalt und Nickel gewählt werden·

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15· Legierung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß all Metalle der achten Hauptgruppe und vierten Periode de* periodischen Systems Eisen und Nickel dienen.

16» Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundmässe mindestens ein Überschußelement aufweist, das aus ein oder mehr Metallen, welche die Karbide der verfestigten Phase bilden, besteht«

17. Legierung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ) die Gründmasse Chrom enthält.

18. Legierung nach Anspruch 16$ dadurch gekennzeichnet, daß das Überschußelement Tantal ist.

19. Legierung nach Anspruch 16« dadurch gekennzeichnet, daß das Überschußelement Niob ist»

20. Legierung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Überschußelement Titan ist.

21. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundmasse mindestens ein Ergänzungselement aufweist,

" das aus mindestens einem von dem öder den Karbidbildnern

der verfestigten Phase verschiedenen Metall gebildet ist*

22· Legierung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Ergänzungsnetall eitle intermetallische Verbindung mit' Bindestens einen der anderen die GrUndmasse bildenden Metalle bildet.

23· Legierung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Ergänzungselement Aluminium ist.

2k, Legierung nach Anspruch 23» dadurch gekennzeichnet, daß Aluminium in einem Gewichtsverhältnis von 2 bis 6% vorliegt·

25· Legierung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundmasse Chrom enthält.

26. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Grundmasse mindestens ein erstes Ergänzungselement, welches aus ein oder mehr die Karbide der verfestigten
Phase bildenden Metalle besteht, und mindestens ein
zweites Ergänzungselement, welches aus einem von dem
oder den Karbidbildnern der verfestigten Phase verschiedenen Metall besteht, enthält·

27· Legierung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die verfestigte Phase aus einer festen Lösung von Metallkarbiden der vierten und fünften Nebengruppe des periodischen Systems gebildet ist.

28. Legierung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundmasse Chrom enthält.

29· Legierung nach Anspruch 27» dadurch gekennzeichnet, daß als Übergangsmetalle Tantal und Hafnium verwendet werden.

30* Legierung nach Anspruch 29» dadurch gekennzeichnet, daß die verfestigte Phase eine einphasige feste Lösung
mit 80tf Tantalkarbid und 20% Hafniumkarbid ist.

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009883/HOS ORIGINAL INSPECTED

31· Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länglichen, monokristallinen Partikel eine kleinste Querausdehnung zwischen 0,3 und 2 Micron und eine demgegenüber 3000fach größere Länge aufweisen.

32· Legierung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die länglichen, monokristallinen Partikel zylindrische oder prismatische Form aufweisen·

fc 33* Legierung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die monokristallinen Partikel im wesentlichen die Form von Lamellen aufweisen.

3k, Legierung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen in Triaden mit im wesentlichen gleichwinkliger Unterteilung angeordnet sind, deren Achse in Längsrichtung der Lamellen ausgerichtet ist.(Fig. 6a)

35· Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Volumenanteil der länglichen, monkristallinen Partikel in der Grundmasse zur Erzielung einer Legierung mit erhöhtem Dehnungsvermögen vergleichsweise gering ist.

36. Verfahren zur Herstellung einer eutektischen Legierung mit einer Grundmasse, in der eine orientierte, aus länglichen, monokristallinen Partikeln gebildete, verfestigte Phase eingebettet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein Stab gebildet .wird, der aus mindestens vier Elementen, nämlich aus Kohlenstoff, mindestens einem Metall der achten Hauptgruppe und vierten Periode

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00 988 37 UO S oRWAL INSPECTED

20187 7 Q 1972/70

Und au· mindestens ein oder mehr Übergangsmetalleh dir vierten und fünften Nebengruppe de« periodischen Sys te«· und aus Chrom gebildet ist, daß anschließend dir Stab auf eine zur Verflü··igung mindestens eines teil* desselben zu einer Schmelzeäule ausreichenden Temperatur gebracht und abschließend die Schmelzsäule gleichgerichtet zur Erstarrung gebracht wird.

37» Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelz-Featfront des teilweise geschmolzenen Stabs Mit einer Geschwindigkeit zwischen 0,5 Und 15 cm/h bei einem Temperatürgradienten an dieser Front von gleich oder größer 100 °C/cm wandert.

38. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgangsstab ait mindestens fünf Elementen verwendet wird, die aus Kohlenstoff, Chrom, einem Metall der ächten Hauptgruppe und vierten Periode des periodiechen Systems Und zwei weiteren Metallen, von denen eines ein Übergangsmetall der vierten Nebengruppe und das andere ein Übergangsmetall der fünften Nebengruppe des periodischen Systeme ist, gebildet werden, und daß eine Fortbewegungsgeschwindigkeit der Schmelz-Festfront des teilweise geschmolzenen Stabs zwischen 0*5 und 15 Cm/h bei'einem Temperaturgradient an der Front von gleich odeifgrößer 1OO °C/cm eingehalten wird.

39· Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Chrom zur Einengung der geometrischen Formen der monokristallinen teile dir verfestigten Phase gesteuert wird, wobei die Zugäbe von Chrom die Bildung von faserförmigen Partikeln auf Kosten der Bildung von l«mellenför»igen Partikeln begünstigt.

QÖ9883/1Ä05

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kO, Verfahren nach Anspruch 36« dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsstab mit einem zusätzlichen Element versehen und die gleichgerichtete Erstarrung von einem strukturellen Ausfällen gefolg; wird.

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Le e rs e i te