DE2106518A1 - Castable nickel chromium alloy - Google Patents
Castable nickel chromium alloyInfo
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Description
HÖGER - STELLRECHT-GRIESSBACH - HAECKERHÖGER - LEGAL RIGHT-GRIESSBACH - HAECKER
A 38 I19I» bA 38 I19I »b
k-lii'6k-lii'6
O3.O2.71O3.O2.71
Owens-Corning Fiberglas Corporation Toledo, Ohio, U. S. A.Owens-Corning Fiberglas Corporation Toledo , Ohio, USA
Giessbare Nickel-Chrom-LegierungCastable nickel-chromium alloy
Die Erfindung betrifft eine giessbare Nickel-Chrom-Legierung, insbesondere zur Verwendung bei hohen Temperaturen.The invention relates to a castable nickel-chromium alloy, especially for use at high temperatures.
Speziell befasst sich die Erfindung mit einer giessbaren Legierung, die in erster Linie Nickel und Chrom enthält, die aber darübsrhinaus noch wesentliche Mengen an Wolfram, Eisen, Molybden, Kohlenstoff und Mangan, sowie entweder Tantal oder Niob und schliesslich eine geregelte Menge Silizium enthält.In particular, the invention is concerned with a castable alloy, which primarily contains nickel and chromium, but which also contains substantial amounts of tungsten, iron, Contains molybdenum, carbon and manganese, as well as either tantalum or niobium and finally a regulated amount of silicon.
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Die erfindungsgemässe Legierung soll besonders für Vorrichtungen geeignet sein, die bei der Herstellung von Glasfasern in einem Zentrifugalverfahren benutzt werden.The alloy according to the invention is intended in particular for devices used in the manufacture of glass fibers in a centrifugal process.
Es hat sich herausgestellt, dass durch Reduzierung der Siliziummenge in einer Nickel-Chrom-Legierung speziell in der Legierung, die in der USA-Patentschrift 3 318 69*i beschrieben ist, und die in Gew.-? folgende Zusammensetzung aufweist:It has been found that by reducing the amount of silicon in a nickel-chromium alloy specifically in the alloy described in US Pat. No. 3,318,69 * i is, and which in weight? has the following composition:
Nickel 45 - 55 Gew.-*Nickel 45 - 55 wt .- *
Chrom 33 - 37 Eisen 2 - IoChromium 33 - 37 Iron 2 - Io
Wolfram 3-3,5Tungsten 3-3.5
Molybden 3 - 3,5Molybdenum 3 - 3.5
Kohlenstoff o,l- o,35Carbon o, l- o, 35
Silizium bis zu 5Silicon up to 5
Mangan bis zu 5 Tantal oder Niob 1-3Manganese up to 5 tantalum or niobium 1-3
die Strukturstabilität der Legierung stark verbessert wird und die Möglichkeit zu einer ungünstigen Beeinflussung des darin befindlichen Karbidnetzwerks stark verringert wird.the structural stability of the alloy is greatly improved and the possibility of adversely affecting the therein located carbide network is greatly reduced.
Glasfasern können nach dem sogenannten Rotations- oder Zentrifugalverfahren hergestellt werden, wie dies z.B. in der USA-Patentschrift 2 6o9 566 und in anderen Patenten beschrieben ist. Kurz gesagt, besteht das Rotationsverfahren zur Kerstel-Glass fibers can be produced using the so-called rotation or centrifugal process as described, for example, in U.S. Patent 2,6o9,566 and other patents is. In short, there is the rotation method to
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a 38 kgH b
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lung von Glasfasern darin, dass geschmolzenes Glas bei einer Temperatur, die oberhalb seines Schir.elzpur.ktes liegt, in eine rotierende Zentrifuge bzw. in einen Spinnkopf eingefüllt wird, welche bzw. welcher an ihrem bzw. an seinem Umfang Öffnungen besitzt, durch die infolge der auf die rotierende Masse einwirkenden Zentrifugalkraft das flüssige Glas in Form kleiner Ströme austritt. Diese Ströme werden dann zu feinen Glasfasern ausgezogen.development of glass fibers in the fact that molten glass at a temperature which is above its visor, into a rotating centrifuge or is filled into a spinning head, which or which openings on its or on its circumference possesses, due to the centrifugal force acting on the rotating mass, the liquid glass is smaller in shape Currents exiting. These currents are then drawn out into fine glass fibers.
Der Spinnkopf bzw. die Zentrifuge besitzen im allgemeinen eine zylindrische Aussenwand, in der die Öffnungen bzw. Löcher vorgesehen sind. Wirtschaftlich und praktisch interessante Produktionsmengen können nur erreicht werden, wenn der Spinnkopf einige Tausend solcher Öffnungen besitzt und wenn er mindestens einige Tausend Umdrehungen pro Minute ausführt. Dabei muss eine derartige Einrichtung bei Temperaturen von mindestens ca. lloo C betrieben werden können.The spinning head or the centrifuge generally have a cylindrical outer wall in which the openings or holes are provided. Economically and practically interesting production quantities can only be achieved if the spinning head has a few thousand such openings and if it has at least a few thousand revolutions per minute. Such a device must be at temperatures of at least approx. lloo C can be operated.
Diese Forderungen liessen sich mit den bisher" bekannten Legierungen nicht befriedigend erfüllen.These requirements could be met with the alloys known up to now do not meet satisfactorily.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine Legierung vorzuschlagen, die insbesondere zur Herstellung der genannten Glasfaser-Spinnköpfe geeignet ist und sich auch ganz allgemein in der Glasindustrie für zahlreiche Einrichtungen einsetzen lässt, die bei hohen Temperaturen betrieben werden und bei denen sowohl ein hoher Widerstand gegen das chemisch aggressive geschmolzene Glas als auch eine hohe Kriechfestig-The invention was therefore based on the object of an alloy to propose which is particularly suitable for the production of said glass fiber spinning heads and which is also very general use in the glass industry for numerous facilities that are operated at high temperatures and in which both a high resistance to the chemically aggressive molten glass as well as a high creep strength
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keit und eine hohe Belastbarkeit bei hohen Temperaturen gegeben sein muss.and a high load capacity at high temperatures must be given.
Diese Aufgabe wird gemäss.der Erfindung durch eine Nicke-1-Chrom-Legierung gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie neben Nickel folgende Bestandteile enthält:According to the invention, this object is achieved by a nickel-1 chromium alloy solved, which is characterized in that it contains the following components in addition to nickel:
Chrom 32,ο - 38,οChrom 32, ο - 38, ο
Eisen 2,o - lo,oIron 2, o - lo, o
Tantal oder Niob o,9 - 1,1Tantalum or niobium 0.9 - 1.1
Mangan 0,15 - o,5oManganese 0.15-0.5o
Kohlenstoff o,15 - o,3oCarbon o.15 - o.3o
Schwefel bis zu o,ol*JSulfur up to o, ol * J
dass sie ferner Silizium in einer Menge enthält, deren obere Grenze durch die zulässige untere Grenze für die Stabilität der Karbide und deren untere Grenze durch die zulässige untere Grenze für die Giessbarkeit bestimmt ist, dass sie ferner Molybden und Wolfram in einer Gesamtmenge enthält, die einerseits ausreicht, ein hochtemperaturfestes Gefüge zu gewährleisten und andererseits zu gering ist, um zu einer Hochtemperat ursprödigkeit zu führen.that it also contains silicon in an amount the upper limit of which Limit by the permissible lower limit for the stability of the carbides and their lower limit by the permissible The lower limit for the castability is determined that it also contains molybdenum and tungsten in a total amount that on the one hand it is sufficient to ensure a structure that is resistant to high temperatures and on the other hand it is too low to achieve a high temperature to lead to original brittleness.
Eine bevorzugte Nickel-Chrorc-Legierung gemäss der Erfindung besteht dabei im wesentlichen aus bestimmten ausgewogenen Mengen von Chrom, Eisen, Wolfram, Mangan, Molybden, Kohlenstoff, sowie einem Anteil von Tantal oder Niob, wobei der Rest derA preferred nickel-chromium alloy according to the invention consists essentially of certain balanced amounts of chromium, iron, tungsten, manganese, molybdenum, carbon, as well as a proportion of tantalum or niobium, the remainder being the
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Legierung, sieht man einmal von einer kontrollierten Menge von Silizium und Spuren von Verunreinigungen ab, aus Nickel besteht. Die Legierung enthält zwischen 32 und 38 % Chrons zwischen 2,5 und 3,5 % Wolfram, zwischen 2 und Io % Eisen, zwischen o,9 und 1,1 % Tantal oder Niob, zwischen o,15 und o,3o % Kohlenstoff, zwischen 2,5 und 3,5 % Kolybden, zwischen o,15 und o,5o % Mangan, zwischen o,l und o,9 % Silizium und den Rest bis auf loo % an Nickel. Die angegebenen Prozentzahlen sind dabei hier,wie auch in allen übrigen Teilen der Beschreibung,als Gew.-? angegeben,Alloy, apart from a controlled amount of silicon and traces of impurities, is made up of nickel. The alloy contains between 32 and 38 % Chron s between 2.5 and 3.5 % tungsten, between 2 and 10 % iron, between 0.9 and 1.1% tantalum or niobium, between 0.15 and 0.3o % Carbon, between 2.5 and 3.5 % colybdenum, between 0.15 and 0.5o % manganese, between 0.1 and 0.9% silicon and the remainder up to 100 % nickel. The specified percentages are here, as in all other parts of the description, as? specified,
In den erfindungsgemässen Legierungen wird der Gehalt an Schwefel, von dem fast stejtg^Spuren vorh&nderL_sjLii4?=-aiii' ο ,öl 4 % oder weniger fc£&ßnränkt. Geringe Spuren anderer Elemente, wie z.B. Bor* Vanadium, Aluminium und Titan können die positiven Eigenschaften der Legierung steigern. Die Summe des Molybden- und Wolframgehalts sollte zwischen 5»8 und 6,22 liegen. Oberhalb dieses Bereiches ist die Legierung spröde und unterhalb dieses Bereiches fehlt ihr eine ausreichende Kriechfestigkeit.In the alloys according to the invention the content of sulfur, of which almost permanent traces exist, is determined . = -aiii 'ο, oil 4 % or less fc £ & ß limited. Small traces of other elements such as boron * vanadium, aluminum and titanium can increase the positive properties of the alloy. The sum of the molybdenum and tungsten content should be between 5 »8 and 6.22. Above this range the alloy is brittle and below this range it lacks sufficient creep strength.
Eine Nickel-^rom-Legi¥rung~ge'mäss der Erfindung hat vorzugsweise die folgende Zusammensetzung:A nickel-rom alloy according to the invention preferably has the following composition:
Chrom 31I1O - 36,0 Gew.-X Eisen 2,o - lo,oChromium 3 1 I 1 O - 36.0 wt. X Iron 2, o - lo, o
Molybden+ 2,9 - 3,1Molybdenum + 2.9-3.1
Wolfram + 2,9-3,1Tungsten + 2.9-3.1
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A 38 494 b
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Tantal ++ o,9 - 1,1 Gew.-?Tantalum ++ o, 9 to 1.1 weight?
Silizium ο,5 - ο,7Silicon ο, 5 - ο, 7
Mangan ο,2 - ο,3Manganese ο, 2 - ο, 3
Kohlenstoff ο,15 - ο,3οCarbon ο, 15 - ο, 3ο
Schwefel bis zu o,ol4Sulfur up to o, ol4
Nickel RestNickel rest
Die Gesamtmenge an Molybden und Wolfram sollte zwischen 5,8 und 6,2 % liegen.The total amount of molybdenum and tungsten should be between 5.8 and 6.2 % .
Anstelle von Tantal kann Niob verwendet werden. Tantal führt jedoch zu einer höheren Festigkeit der Legierung, weil es das stabilere Karbid bildet. Niobium can be used instead of tantalum. However, tantalum leads to a higher strength the alloy because it forms the more stable carbide.
Die Legierung gemäss der Erfindung kann entsprechend den derzeit bekannten Verfahren zur Herstellung von Nickel-Chrom-Legierungen hergestellt werden. Dabei ist es wünschenswert, dass reine Legierungsbestandteile verwendet werden, um das Vorliegen unerwünschter Bestandteile in der fertigen Legierung zu vermeiden und um eine sorgfältige Kontrolle der endgültigen Zusammensetzung der Legierung zu ermöglichen. Vorzugsweise werden die Legierungsbestandteile der Legierung in Form relativ reiner Metalle beigegeben, obwohl auch Gemische oder Grundlegierungen, wie z.B. Eisen-Chrom, Eisen-Mangan, Eisen-Silizium und dergleichen verwendet v/erden können. Der Schmelzvorgang wird vorzugsweise in einem neutralen Tiegel unter einer Argonatmosphäre durchgeführt. Falls dies erwünscht ist, kannThe alloy according to the invention can be prepared according to the currently known methods for the production of nickel-chromium alloys. It is desirable that pure alloy components are used in order to avoid the presence of undesirable components in the finished alloy and to enable careful control of the final composition of the alloy. The alloy constituents are preferably added to the alloy in the form of relatively pure metals, although mixtures or base alloys such as iron-chromium, iron-manganese, iron-silicon and the like can also be used. The melting process is preferably carried out in a neutral crucible under an argon atmosphere. If so desired, can
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die Charge jedoch im geschmolzenen Zustand auch durch eine der bekannten,für Nickel-Chrom-Legierungen geeigneten Schlakken geschützt werden. Andere und zusätzliche Bestandteile, wie z.B. zusätzliche Chargen von Chrom, Mangan, Silizium, Wolfram, Molybden, Tantal und dergleichen, die benötigt werden, um zu der gewünschten Legierungszusammensetzung zu korn- a men, können dann zugesetzt werden, wenn die Temperatur der Schmelze zwischen etwa 1482 und 1538 c liegt. Andererseits ist es aber auch möglich, diese Elemente der ursprünglichen Charge von Chrom und Nickel beizugeben. In einem kontinuierlichen Heizvorgang wird im allgemeinen bis zum Giessen der Schmelze eine Temperatur' zwischen etwa 155*1° und I6k9° C herbeigeführt .However, the charge can also be protected in the molten state by one of the known slugs suitable for nickel-chromium alloys. Different and additional components, such as additional batches of chromium, manganese, silicon, tungsten, molybdenum, tantalum and the like which are required to the desired alloy composition to grain a men can be added when the temperature of the melt between about 1482 and 1538 c. On the other hand, it is also possible to add these elements to the original batch of chromium and nickel. In a continuous heating process, a temperature between about 155 * 1 ° and 16k9 ° C is generally brought about until the melt is poured.
Mit einem Siliziumgehalt der Legierung, der zwischen 0,5 und o,7 % liegt, wird eine optimale Widerstandsfähigkeit gegen das chemisch aggressive Glas erreicht. Ausserdem wird eine optimale Widerstandsfähigkeit gegen eine Oxydation in der Atmosphäre des Ofens erreicht, wobei die Legierung dennoch f giessbar ist. Selbst mit einem Siliziumgehalt bis hinunter zu o,3 % und bis hinauf zu o,9 % wird jedoch eine grössere Stabilität und Standzeit erreicht als mit der oben erwähnten Legierung gemäss der USA-Patentschrift 3 318 694. Aus der erfindungsgemässen Legierung herzustellende Gegenstände werden gewöhnlich durch Giessen hergestellt. Derartige Gegenstände können beispielsweise Spinnköpfe, Schleuderbecher, Buchsen, Traggestelle oder dergleichen sein. Nach dem Giessen kann dieWith a silicon content of the alloy between 0.5 and 0.7 % , optimal resistance to the chemically aggressive glass is achieved. In addition, an optimal resistance to oxidation in the atmosphere of the furnace is achieved, while the alloy is still f castable. Even with a silicon content down to 0.3 % and up to 0.9 % , however, greater stability and service life are achieved than with the above-mentioned alloy according to US Pat. No. 3,318,694. Objects to be produced from the alloy according to the invention are usually produced by casting. Such objects can be, for example, spinning heads, centrifugal cups, sockets, support frames or the like. After pouring, the
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erfindungsgemässe Legierung geschweisst und mit Maschinen bearbeitet werden.alloy according to the invention welded and machined will.
' Beispiel I'Example I.
Eine typische Legierung gemäss der Erfindung wurde nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt. Bei einer Analyse erwies sich, dass diese Legierung im wesentlichen folgende Anteile (in Gew.-?) enthielt:A typical alloy according to the invention was made according to the method described above. During an analysis It turned out that this alloy essentially contained the following proportions (in weight?):
Diese Legierung wurde gemäss obigem Verfahren hergestellt. Aus dieser Legierung wurden Spinnköpfe für Maschinen zur Herstellung von Glas in einem Rotationsprozess gegossen und anschliessend mit Maschinen bearbeitet. Diese Spinnköpfe waren in einer im wesentlichen zylindrischen Aussenwand, deren DickeThis alloy was made according to the above procedure. Spinning heads for manufacturing machines were made from this alloy Cast from glass in a rotation process and then machined. These spinner heads were in a substantially cylindrical outer wall, the thickness of which
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ungefähr zwischen 0,63 und o,95 cm lag, mit mehreren Tausend radialen Öffnungen zur Erzeugung von Glasfäden versehen. Die Aussenwand wurde dabei von einer oberen konischen Wand gestüt&, die nach innen zu zu einem geeigneten Befestigungselement an einer rotierenden Hohlwelle der Maschine zur Erzeugung von Glasfäden im Rotationsverfahren führte. Diese Spinn- * köpfe wiesen gegenüber den Spinnköpfen aus einer Legierung gemäss USA-Patent 3 318 691I eine um 50 % verbesserte Standzeit auf. Darüberhinaus sind die Legierungen gemäss vorliegenden Erfindungen den bekannten gemäss der USA-Patentschrift 3 318 694 bezüglich des Umfangs ihrer Reaktion mit dem geschmolzenen Glas überlegen, d.h. sie reagieren weniger mit dem geschmolzenen Glas als die bekannten.was approximately between 0.63 and 0.95 cm, provided with several thousand radial openings for the production of glass threads. The outer wall was supported by an upper conical wall, which led inwards to a suitable fastening element on a rotating hollow shaft of the machine for producing glass threads in a rotation process. These spinning heads * exhibited with respect to the spinning heads of an alloy according to US-Patent 3 318 69 1 I improved to 50% lifetime. In addition, the alloys of the present invention are superior to those known in US Pat. No. 3,318,694 in terms of the extent of their reaction with the molten glass, that is, they react less with the molten glass than the known ones.
Auch die anderen erfindungsgemässen Legierungen wurden gemäss dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt. Im einzelnen wurden folgende Legierungen hergestellt:The other alloys according to the invention were also produced according to the method described above. In detail the following alloys were produced:
Gew.-?Weight?
- Io -- Io -
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Im allgemeinen wird eine Nickelgrundmasse und ein hoher Chromgehalt benötigt, um die erforderliche Korrosionsbeständigkeit zu erreichen. Zusätze von Eisen in der Grundir.asse scheinen die Festigkeit zu fördern. Chrom, Eisen, Molybden, Tantal und Wolfram liegen in der Legierung in Form von Karbiden vor ,welche zu der erforderlichen Festigkeit führen. Ein Teil des Wolframs, des Molybdens und des Eisens verbleibt in der Grundmasse. Ein Anteil von o,15 % Kohlenstoff ist das Minimum für das Entstehen der Karbide, die zur Festigkeit der Legierung beitragen. Ein Anteil von mehr als .o,3o % Kohlen- ' ·, stoff führt zu einem zu grossen Verlust an Verformbarkeit " und letztlich zu einem Ausfall der Spinnköpfe. Tantal erzeugt eine zufällige, nicht kugelförmige Karbidkonfiguration. Niob hat eine Wirkung, die in gewisser Weise derjenigen des Tantals ähnlich ist. Seine Karbide tendieren jedoch zu Zusammenballungen, so dass Tantal bevorzugt wird.In general, a nickel matrix and a high chromium content are required to achieve the required corrosion resistance. Additions of iron to the base aces seem to increase strength. Chromium, iron, molybdenum, tantalum and tungsten are present in the alloy in the form of carbides, which lead to the required strength. Some of the tungsten, molybdenum and iron remain in the matrix. A proportion of 0.15 % carbon is the minimum for the formation of the carbides that contribute to the strength of the alloy. A share of more than .o, 3o% carbon '·, material leads to a too large loss of ductility "and ultimately to failure of the spinning heads. Tantalum generates a random, non-spherical Karbidkonfiguration. Niobium has an effect in some Similar to that of tantalum, but its carbides tend to agglomerate, so tantalum is preferred.
Die Legierung gemäss vorliegender Erfindung führt zu einer verbesserten Kombination der gewünschten charakteristischenThe alloy according to the present invention leads to a improved combination of the desired characteristic
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A 38 HgH b ·A 38 HgH b
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Eigenschaften. Die Herstellung und Prüfung einer An-zahl von Legierungen, die mehr oder weniger grosse Anteile der verschiedenen Legierungskomponenten enthielten, zeigte, dass die besonderen typischen, in ihrer Menge begrenzten und gegeneinander ausgewogenen Anteile.erforderlich sind, um die Vorteile gemäss der Erfindung zu erreichen. Die überlegenen Standzeiten und die hervorragende Korrosionsbeständigkeit gegenüber Glas werden bei der erfindungsgemässen Legierung darauf zurückgeführt, dass die Anteile der einzelnen Legierungsbestandteile in neuartiger Weise gegeneinander und insbesondere im Hinblick auf den Siliziumgehalt ausgewogen sind. Metallographische Untersuchungen und MikroStrukturanalysen der erfindungsgemässen Legierung stützen diesen Schluss.Properties. The production and testing of a number of Alloys that contained more or less large proportions of the various alloy components showed that the special typical proportions, limited in their quantity and balanced against one another. are necessary in order to obtain the benefits to achieve according to the invention. The superior service life and the excellent resistance to corrosion In the alloy according to the invention, glass is attributed to the fact that the proportions of the individual alloy components are balanced in a novel way against each other and especially with regard to the silicon content. Metallographic Investigations and microstructure analyzes of the alloy according to the invention support this conclusion.
Im allgemeinen enthält die erfindungsgemässe Legierung ein dendritisches Netz komplexer eutektischer Karbide in einem austenitischen Grundkörper von Nickel, Chrom, Eisen, Molybden und Wolfram. .Bei einem Kohlenstoffgehalt von ungefähr o,25 % zeigt die MikroStruktur der Legierung eine einheitliehe,feine, nicht kugelförmige Karbidverteilung. Das Vorliegender Karbide in dem Gefüge verstärkt die Festigkeit der Legierung in ähnlicher Weise wie dies bei der Dispersionshärtung geschieht. Das Grundmaterial schützt sich selbst gegen Luftoxydation und ist verhältnisir.ässig undurchlässig für das chemisch aggressive Glas.In general, the alloy according to the invention contains a dendritic network of complex eutectic carbides in an austenitic base body of nickel, chromium, iron, molybdenum and tungsten. At a carbon content of approximately 0.25% , the microstructure of the alloy shows a uniform, fine, non-spherical carbide distribution. The presence of carbides in the structure increases the strength of the alloy in a manner similar to that which occurs during dispersion hardening. The base material protects itself against air oxidation and is relatively impermeable to the chemically aggressive glass.
Wenn der Siliziumgehalt der erfindungsgemässen Legierung prä-If the silicon content of the alloy according to the invention is
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zise in einem Bereich zwischen ο, 3 und 0,9 ? gehalten wird, zeigt es sich, dass die Stabilität der Karbide in der Legierung stark erhöht wird, worauf sich in früheren Veröffentlichungen kein Hinweis findet. Insbesondere hat es sich herausgestellt, dass die Stabilität der Karbide eine Funktion des Siliziumgehalts ist. Ursprünglich wurde das Silizium der Le- f gierung gemäss der USA-Patentschrift 3 318 69H in einer solchen Menge beigegeben, dass Gussteile mit guten Oberflächen und guter Ausformung der Details hergestellt werden konnten. Jüngere Untersuchungen zeigten dann, dass das Silizium in der erfindungsgemässen Legierung teilweise die Kohlenstoffatome in den Karbiden ersetzt, wodurch die Legierung weniger gut formbar wird und auch weniger Widerstandsfähig gegen das Glas. Ein hoher Siliziumgehalt steigert diesen Verlust an Formbarkeit, lässt die Karbide instabil werden und setzt den Schmelzpunkt der Legierung herab. Ein niedriger Siliziumgehalt verringert die Fliessfähigkeit der geschmolzenen Legierung, verbessert jedoch die Stabilität der Karbide in der Legierung. d zise in a range between ο.3 and 0.9? is held, it is found that the stability of the carbides in the alloy is greatly increased, which is not indicated in previous publications. In particular, it has been found that the stability of the carbides is a function of the silicon content. Originally, the silicon was added to the alloy in accordance with US patent 3 318 69H in such an amount that cast parts with good surfaces and good shaping of the details could be produced. More recent investigations then showed that the silicon in the alloy according to the invention partially replaces the carbon atoms in the carbides, making the alloy less malleable and also less resistant to the glass. A high silicon content increases this loss of formability, makes the carbides unstable and lowers the melting point of the alloy. A low silicon content reduces the flowability of the molten alloy, but improves the stability of the carbides in the alloy. d
Bei den Experimenten im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung hat sich ferner herausgestellt, dass der Siliziumgehalt selbst innerhalb der breiten Grenzen der Legierung gemäss der USA-Patentschrift 3 318 694 bei erhöhten Temperaturen sehr kritisch für das Verhalten und die Eigenschaften der erfindungsgemässen Legierung ist. Diese Entdeckung führt zu verbesserten Betriebseigenschaften bei erhöhten Temperaturen und zu einer anderen Struktur innerhalb der Legierung.In the experiments related to the present invention it has also been found that the silicon content is even within the broad limits of the alloy according to U.S. Patent 3,318,694 at elevated temperatures critical for the behavior and properties of the inventive Alloy is. This discovery leads to improved operating characteristics at elevated temperatures and to a different structure within the alloy.
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A 38 494 b k-l46 03.02.71A 38 494 b k-l46 2/3/71
-Χ-Χ
Die einzigartigen Eigenschaften der erfindungsgemässen Legierung beruhen auf dem geringen nach unten und oben begrenzten Siliziumgehalt. Entsprechend dem angestrebten Verwendungszweck für die Legierung wird ein Gleichgewicht zwischen der Strukturstabilität bei Legierungen mit niedrigem Siliziumgehalt und der Giessbarkeit bei Legierungen mit höherem Siliziumgehalt hergestellt. Bei dem geringeren Spielraum für den Siliziumgehalt kann die Wandstärke der Gussteile, die bisher zwischen etwa o,31 und 0,36 cm lag, auf etwa 0,36 bis 0,95 cm erhöht werden. Diese Legierung enthält Karbide in Form einzelner kleiner Partikel, die eine Erhöhung der Festigkeit herbeiführen. Insbesondere bei erhöhter Temperatur haben Karbide eine Tendenz, sich im Laufe der Zeit zusammenzuballen und gröber zu werden, wodurch gewisse Verluste in der Festigkeit auftreten. Bei einem niedrigen Siliziumgehalt wird jedoch der Umfang dieser Änderungen merklich vermindert, wie die nachfolgende Tabelle zeigt:The unique properties of the alloy according to the invention are based on the low silicon content, which is limited upwards and downwards. According to the intended use for the alloy, a balance is established between structural stability for low silicon alloys and the castability of alloys with a higher silicon content manufactured. With the smaller scope for the silicon content, the wall thickness of the cast parts, which was previously was between about 0.31 and 0.36 cm, can be increased to about 0.36 to 0.95 cm. This alloy contains carbides in the form of individual ones small particles that lead to an increase in strength. Carbides have a particularly high temperature a tendency to clump up and become coarser over time, causing some loss in strength appear. With a low silicon content, however, the extent of these changes is markedly reduced, such as the following Table shows:
änderung
bei ca.Structure ^,
modification
at approx.
legierungComparative
alloy
IIexample
II
1149° C
12o4° CIo93 ° C
1149 ° C
12o4 ° C
loo
loo50
loo
loo
5- Io
3oO
5- Io
3o
5-I0
3o0
5-I0
3o
I0-20
80-90Io
I0-20
80-90
0
15-200
0
15-20
- 15 -- 15 -
109835/1102109835/1102
A 38
k-116 o3.o2.71A 38
k-116 o3.o2.71
nach je loo h in ί der Änderung der Legierungsstruktur, d.h. dem Umfang der Vergröberung und der Zusanir.enballung in der Karbidstruktur.after each loo h in ί the change in the alloy structure, i.e. the extent of coarsening and agglomeration in the carbide structure.
- 16 - - 16 -
109835/1102109835/1102
Claims (1)
k-146
o3.o2.71A 38
k-146
o3.o2.71
k-146
03.02.71A 38 494 b
k-146
02/03/71
03.02.71 A 38 tyk b
02/03/71
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