DE2407411A1

DE2407411A1 - Waermebestaendige und verschleissfeste legierung auf nickelbasis

Info

Publication number: DE2407411A1
Application number: DE19742407411
Authority: DE
Inventors: Hidekazu Doi; Kenichi Nishigaki
Original assignee: Mitsubishi Metal Corp
Current assignee: Mitsubishi Metal Corp
Priority date: 1973-02-16
Filing date: 1974-02-15
Publication date: 1974-09-05
Also published as: DE2407411B2; JPS49106407A; US3917463A; JPS5441976B2

Description

Mitsubishi Metal Corporation, Tokyo, Japan

"Wärmebeständige und verschleißfeste Legierung auf

Nickelbasis"

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf wärmebeständige und verschleißfeste Legierungen, die dadurch hergestellt sind, daß man die Prinzipien der Dispersionshärtung aufgrund der Dispersion ^von Carbid-Teilchen sowie

der Ausscheidungshärtung durch Bildung einer γ'-Phase { Ni-Al(Ti)} in einem Nickel-Grundmetall kombiniert.

Legierungen nach der vorliegenden Erfindung können als Materialien für Schneidwerkzeuge verwendet werden, für verschlei.3feste Werkzeuge zur Warm- oder Kaltverformung u.dgl. Demgemäß müssen die Legierungen über eine hohe Fettigkeit und Zähigkeit bei Raumtemperatur, wie auch bei erhöhten Temperaturen verfügen und zusätzlich über eine ausgezeichnete NichtverSchweißbarkeit.

409836/0802

Bisher bestanden die Materialien für Schneidwerkzeuge aus Kohlenstoffstahl, Schnellarbeitsstahl, WC-Hartmetall-Legierung, TiC als Metall-Keramikwerkstoff usw. Kohlenstoffstahl und Schnellarbeitsstahl sind wohl zäh, aber die Zähigkeit geht dahin, bei einer Temperatur über ungefähr 600°C scharf abzufallen, so daß die aus derartigen Materialien hergestellten Werkzeuge nur im Bereich niederer Schneidgeschwindigkeit verwendet werden können, wo geringe Wärme erzeugt wird.

Bei erhöhten Schneidgeschwindigkeiten sind die■WC-Hartmetall-Legierungen die besten, obwohl sie die Nachteile geringer Nichtverschweii3barkeit und Verschleißfestigkeit haben. Desweiteren' verlangt die Verwendung eines Werkzeugs aus derartigen Materialien Xm Bereich höherer Schneidgeschwindigkeit größeren Oxydationswiderstand, weil die Schneidkante eines Werkzeuges einer höheren Temperatur unterworfen ist als das restliche Werkzeug. Daher findet innerhalb des Bereichs höherer Schneidgeschwindigkeit TiC als Metall-Keramikwerkstoff weite Verwendungsgebiete, da "' dieses Material einen ausgezeichneten Oxydationswiderstand aufweist.

40983 6/0802 COPY

Eine Legierung gemäß der vorliegenden Erfindung ist, vorgesehen als gesintertes Werkzeugmaterial, welches eine oder mehrere Arten von Carbiden der Übergangsmetalle enthält, die in Form einer /ein verteilten Phase aus den ^s'· Gruppen 4a, 5a und 6a ausgewählt sind, wobei der Rest der Zusammensetzung aus einer Nickel-Basis-Superlegierung besteht, und dadurch-gekennzeichnet ist, daß die gesamte Menge der Carbide oder der zusammengesetzten Carbide . _■".

im Bereich von 10 bis 90 $, bezogen auf das Gesamtgewicht

eine Zusammensetzung der Legierung, liegt und der Rest/einer Superlegierung auf Nickel-Basis ist, bei der eine γ'-Phase {Ni-,Al(Ti)} ausgeschieden,ist. V .--.-. ' . V

Die Merkmale der Legierung gemäß der-vorliegenden Erfindung liegen darin, ,daß sie die hohe Festigkeit und Zähigkeit beibehalten, -,die dadurch gegeben ist, daß in dem . · Nickel-Grundmetall .solche Metalle mit hohem Schmelzpunkt enthalten sind,.,wie Ta, Nb, W,. Mo u.dgl. und Gleichzeitig bzgl. der Festigkeit- bei Temperaturen bei 700 bis BOO⁰C nicht abfallen, . und., zwar aufgrund der ausgezeichneten Wärraebeständiglceit des Grundmetalls und der hohen Festigkeit der ausgeschiedenen γ !„-Phase bei erhöhter Temperatur. Zusätzlich ergeben die Legierungen nach der vorliegenden •Erfindung in Kombination eine ausgezeichnete w'armfeatisiceit beim Verschleiß und Oxydaticnsvfiderstand als Ergeb-

A09836/0802 copy

ηΐε der in den Legierungen fein verteilten Carbid-Phasen.

Εε ist aus dem Vorgesagten verständlich, daß die Legierungen nach der vorliegenden Erfindung erhöhte,für Schneidmaterialien erwünschte Eigenschaften besitzen, und daß sie über einen weiten Bereich der Arbeitsweise beim Schneiden verwendet werden können, und zwar sowohl bei leichter wie schwerer Belastung, indem die Carbid-Phase geregelt wird und die Menge und Natur der verwendeten Bindemittel-Phase; zusätzlich verfügen die Legierungen über' verbesserte Eigenschaften, wie diese für Werkzeugmaterialien zur Kalt- oder Warmverarbeitung erforderlich sind. * - -

Legierungen nach der vorliegenden Erfindung verfügen über ausgezeichnete Schneideigenschaften, besonders in dem Bereich geringer Schneidgeschwindigkeit, bei welchem Schnellarbeitsstähle ihre prinzipielle Anwendung finden. Schnellarbeitsstahl enthält im allgemeinen darin fein verteilte Carbide des Typs MC, MgC und M23^C6* D*^e Härte der MgC und M₂^Cg Carbide geht nicht über 18OO bis 2100 Vickers-fSrte hinaus. Im Gegensatz hierzu beträgt die Härte der hauptsächlichen Car-'bide nach der vorliegenden Erfindung, wie zum Beispiel

— 5 ~

409836/0802

TiC 5000 bis 3200 Vickers-PIärte. Außerdem besitzen sie eine gute Benetzungsfähigkeit gegenüber den Nickel-Basis-' Superlegierungen, wie auch einen hohen Oxydationswiderstand. Das Ergebnis ist, daß die ausgezeichneten Eigenschaften von TiC sich gut auf die Schneidleistung von Werkzeugen auswirken, die dieses enthalten.

Wenn die Legierungen nach der vorliegenden Erfindung für Schneidwerkzeuge im Bereich einer niederen Schneidgeschwindigkeit Verwendung finden, soll die gesamte Menge einer oder mehrerer Arten von Carbiden oder zu- . - sammengesetzten Carbiden, die in der Legierung enthalten sind, vorzugsweise im Bereich von 20 bis 70 fa liegen.

Andererseits hat die Nickel-Basis-Superlegierung, die "nach der vorliegenden Erfindung die Funktion eines • metallischen Bindemittels besitzt, eine Bas is-Zusammen-".'setzung, die in"Gewichtsprozenten von 70 bis 90 J» Nickel aufweist, 2-bis 10 fo Titan und 0,5 bis. Io f> Al, wobei ' . diese Basis-Legierung desweiteren eine oder mehrere Arten der Legierungselemente enthält, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die bezogen in Gewichtsprozenten auf das Gesamtgewicht der Nickel-Basis nicht mehr als 10 fo Ta, nicht mehr als 10 f> Wo, nicht mehr als 20 ρ Mo. und nicht mehr als 20 f> W enthält. '

409836/0802

Copy

In dieser Beziehung sind Ti und Al wesentlich als Bestandteile zur Bildung der γ '-Phase (NUAl(Ti) }, welche eine größere Rolle bei der Ausscheidungshärtung spielt. Wenn die Mengen an Ti und Al ungenügend sind, wird eine geringe Menge der γ '-Phase ausgeschieden und die erhaltene Legierung verfügt nur über verminderte Wärmebeständigkeit. Aus diesem Grunde ist ein Ti-Gehalt von mindestens 2 $ und ein Al-Gehalt"von mindestens 0,5 £ erforderlich. Wenn hingegen die Ge- ; halte von Ti bzw. Al 10 fo überschreiten, bildet sich eine unerwünschte, brüchige η-Phase (NUTi) oder NiAl.

Vi, Mo, Ta und Nb lösen sich Jedes teilweise in einem Nickel-Grundmetall auf, während sie teilweise Carbide bilden. Diese in einem Nickel-Grundmetall gelösten Elemente verbessern v/es ent Ii eh die Festigkeit einer Legierung bei erhöhter Temperatur. Jedoch verringert sich, falls die Menge dieser Elemente im Überschuß vorhanden ist, die Zähigkeit der Legierung. Von diesen Elementen verbessert Mo am besten die Festigkeit der Grenzen der Carbid-Teilchen und einer Bindemittelphase, weil das"zugegebene Mo Mo-reiche zusammengesetzte Carbide bildet, welche die Oberfläche eines Ausgangscarbids umgeben, was der Bindernittelphase auf Nickel-Basis gute. Affinität verleiht. "'"" '

- 7 -409836/0802

COPY

Sie kann fernerhin eine oder mehrere Arten von Legier ungs element en enthalten, die aus der Gruppe ausgewählt sind, welche in Gewichtsprozenten, basierend auf dem Gesamtgewicht des Niclcel-Grundmetalls, aus nicht mehr als 1 $ Hf, nicht mehr als 0,5 % Mg, nicht mehr als 1 fo insgesamt eines seltenen Erdmetalls bestehen (wie-La, Y, Ce u.dgl.) und nicht mehr als 0,5 $ P.

"Bei Zugabe einer geringen Menge Mg, Hf, P und seltener ■Erdmetalle ergeben sich Vorteile, wie verbesserte Desoxydation und Entschwefelung des Nickel-GrundmetaLs, Verfestigung der Korngrenzen und Verfeinerung der Kristallkörner. Jedoch ergibt sich, wenn die Menge derartiger Elemente im Überschuß zugegeben wird, eine Erhöhung der _ _ .Brüchigkeit oder .Sprödigkeit,^und zwar infolge der BiI-'dung von Verbindungen. Besonders P bildet leicht Phosphide / mit Ni, so daß die Menge yon P auf einen sehr geringen Betrag begrenzt sßin sollte.

Außer den oben beschriebenen Elementen ist die Zugabe immer auf Basis des Nickel-Grundmetalls von nicht mehr als 1 tf C, nicht mehr als 0,1 # N, nicht mehr als 0,5 $ Cu, nicht, mehr als 0,5 % Re, nicht mehr als 0,5 $ Ba, nicht mehr als 0,5\fo Rh .und. nicht mehr als 0,5 i> Be wirkungsvoll. Diese Elemente können anstelle der vorerwähnten geringen Mengen der Elemente oder in Kombination damit zugegeben

A09836/0802 "⁸ "

werden. Wenn die Mengen von C, N, Be, Re, Cu, Rh u.dgl. . ' sehr gering sind, lösen sie sich in einem Nickel-Grundmetall als feste Lösung, wobei sie die Festigkeit des Grundmetalls verbessern. Jedoch erhöht sich, wenn zuviel eines solchen Elements, zugegeben wird, die Sprödigkeit " der Legierung. _: . . .

Wenn die Legierungen des Typs der Carbid-Dispersion und der Ausscheidungshärtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Bereich hoher Schneidgeschwindiglceit verwendet werden, sind höhere Verschleißfestigkeit und auch ein _: höherer Oxydationswiderstand erforderlich, verglichen mit dem Bereich niederer Schneidgeschwindigkeit. Um diese ,Eigenschaften,zu erhalten, sollte eine beträchtliche Menge einer oder mehreren Arten von Carbide oder zusammengesetzter Carbide eines Übergangsmetalls aus den Gruppen 4-a, 5a und■■· 6a in der Legierung enthalten sein. Im besonderen sollte das Gesamtgewicht der* Carbide oder zusammengesetzten Carbide, die in. der Legierung enthalten, sind, zwischen 6o und 90 fo liegen und in einer.Bindemittelphase der Legierung fein verteilt sein. Diesbezüglich ist, da die γ'-Phase in der Bindemittelphase ausgeschieden ist, die Festigkeit ._. der Legierung bei erhöhten Temperaturen erheblich verbessert, verglichen mit dem'Fall, wo die ausgeschiedenen Teilchen nicht in der Biridemittelphase enthalten sind. Im besonderen sir.d, wenn man die herkömmliche Legierung

409836/0802 " ⁹ "

COPY

-9 - 2A07411

mit denjenigen der vorliegenden Erfindung datenmäßig bei Verwendung derselben Menge Bindemittelphase vergleicht, diejenigen nach der vorliegenden Erfindung bei erhöhter Temperatur erheblich härter, so daß die Verschleißfestigkeit während des kontinuierlichen Schneidvorgangs verbessert ist. Vorausgesetzt, daß die Verschleißfestigkeit auf der gleichen Höhe wie bei einer herkömmlichen Legierung liegt, kann die Menge der Bindemittelphase erhöht werden, wodurch sich die "" ' intermittierende Schneidfähigkeit verbessert. ' ^;

Werkzeuge, die zur Warmverformung bzw.. zum Warmdrücken, als; "Druckstempel beim Warmpressen, für das Warmziehen, als Walzen für das Warmverformen, als solche für das Warmschmieden und ähnlicher Warmformgebung verwendet v/erden, werden während einer verhältnismäßig langen Zeit hoher Temperatur unterworfen." ■■·""- .-■"-"" -"■"'. ;■·' " ·'.'■-

Deshalb müssen diese zusätzlich zu der üblichen Festigkeit gegenüber Verschleiß und Schlag bzw. Stoß, sowie . 'zusätzlich "zu der Kriechfestigkeit und der NichtverSchweißbarkeit hart genug sein, um bei erhöhten Temperaturen einem Weichwerden -und einer Deformation zu widerstehen, und zwar .aufgrund.¹ des-während der Arbeit eintretenden Tenperatur-",· anstiege«'.' Für "derartige Anwendungsgebiete, die auch im . Vervrendungsbereicli der Legierungen gemäß der vorliegenden Anmeldungen liegen, enthalten die geeinte

409836/0802 ■ - io Copy

Werkzeugmaterialien als Superlegierungen auf Nickel-Basis 10 bis 60 Gewichtsprozent von einer oder mehreren Arten Carbiden oder zusammengesetzten Carbiden der Übergangsmetalle aus den Gruppen 4a, 5a und 6a in Form . einer dispergierten Phase und den Rest der Zusammen- .. setzung der Nickel-Basis-Superlegierung. Werkzeugstahl und Schnellarbeitsstähle nach dem Stand der Technik, die in großem Umfang verwendet v/erden, neigen dazu, .--."-bei einer Temperatur von oberhalb ^:o00°C weich zu werden und sind daher nicht verwendbar. Zusätzlich v/eisen derartige Werkzeuge ungenügende llichtverschweißbarkeit auf..

Entsprechend den Legierungen nach der vorliegenden Er- ■ '....-, findung kann die Temperatur, bei der das Weichwerden be- ~ ginnt, auf 800°C gesteigert werden, v/eil die Festigkeit der Bindemittelphase bei erhöhter Temperatur infolge der _ , Ausscheidung einer γ *-Phase verbessert ist. Desweiteren •weisen die Legierungen gemäß der vorliegenden Erfindung die Merk-";iale auf, die bei Werkzeugmaterialien zur Warmverformung erforderlich sind, dies aufgrund der außerordentlichen Verschleißfestigkeit und der Nicht-verschweißbarkeit,. die durch'die Carbid-Teilchen hervorgerufen sind. - ;.

Die beigefügte.grafische Darstellung zeigt .die Härte einer Legierung nach der vorliegenden Erfindung bei erhöhten Temperaturen im Vergleich mit Schnellarbeitsstahl (JIS-SKH4), s. auch Beispiel 4.

409836/0802

- 11 -

COPY

:'"■:■- ; - η - * . 2A07411

Die folgenden Beispiele erläutern die verschiedenen Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung. ' <

.Wenn nicht anders .angegeben, beziehen sich die Prozentzahlen für die Xegierungselemente auf.Gewichtsprozente, ■ bezogen auf das Gewicht der Legierung. . . \

Beispiel 1 ,-·.-·..; λ . ■ ; ■ ■ ■ ;

Zu J5O fo TiC und 10 % (WTi)C, jedes in einer Korngröße von 1 ά wurden die folgenden Bestandteile zugegeben: . 50 % Ni," 5 ,Ί NiAl (Ni i Al = 7 : 5),·"2.# Ti und 3 $ Mo. ' :.-. ; Die so hergestellte Mischung wurde naßvermischt, getrocknet, -verpreßt- und unter Vakuum bei lj550^oC während ' " 1.0 Stunde gesintert. Das gesinterte Produkt wurde im Ofen auf_:eine Temperatur von 11^0⁰C abgekühlt, sodann in.. Ö"l abgeschreckt-und bei 76o°C 4.0 Stunden lang getempert. ' ...-Die Härte der so erhaltenen Legierung betrug nach Rock- , . well-C 59 nach"der öl-Absehreckung,bzw. o2 nach dem Tempern. Die Querbruchfestigkeit betrug 220 kg/mm . ' .

Beispiel '2 ^ '-^;: ;^·^:.'_;ί' .:" . ' .- . . . ■ ;"■:·^:'\- 10 fo WC mit einer Korngröße von 1 η vmrden 20 $ TiC-PuIver von 5 » Korngröße zugegeben, welch letzteres durch Zerkleinern von handelsüblichem TiC von minus 100 mesh in einer Naß-Kugelmühle erhalten.war. Dann erfolgte zu dieser

- 12 -

409836/0802 Copy

TiC-ViC Mischung die Zugabe von: 50 $ Ni, IO fo NiAl (Ni : Al - 7 : Z>), 2,o4 $ Ti, 7,9 # Mo, 0,05 Ji Cu und 0,01 fo P. Diese zugegebenen Pulvereleraente bilden eine Bindemittelphase für die Carbid-Teilchen. Die so hergestellte Pulvermrschung wurde naßvermischt, verpreßt und unter Vakuum von 1O~ mm Hg bei 1350⁰C 10 Stunden lang gesintert. Das gesinterte Produkt wurde einer Lösungsbehandlung bei 1150⁰C während 4 Stunden unterwerfen und danach einer Alterungsbehandlung bei 75O⁰C während 4 Stunden.

Die Härte der so erhaltenen Legierung betrug 3$ IU (bezogen auf die Rockwell C Skala). Die Schneidversuchsergebnicse dieser Legierungen sind in Tafel 1 wiedergegeben.

Tafel 1

Schneidbedingungen:

Werkstoff:

Geschwindigkeit:

Schneid-Tiefe:

Schneid-Zeit:

AISI ^

0,5 mm/Umdrehung

1,5 ram

20 min

409836/0802

Geschwindigkeit (m/min.)	(mm) nach	O	20	0	50	3o
Plankenverschleiß der Erfindung	(mm) nach	O	.05	0	.09	0.12
Plankenverschleiß SKH 4		.2	.β	1.0

Beispiel ^

Zu 15 £ (TiTa)C, 5 jo WC und 5 # MOgCj jedes in einer Korngrö3e von 2 id, wurde folgendes hinzugegeben: 45 /ί Ni, 10 ^C;S NiAl (Ni : Al = 7:3), 4 £ Ti, 0,05 $ Re, 0,5 £ Hf, 0,01 _;£ P.

Die so hergestellte PulVermischung wurde dann in einer Kugelmühle naßvermischt, vaicuumgetrocknet, mit einem Druck

ρ _p

von 1 t/cm verpreßt, unter Vakuum von 10 mm Hg 10 Stunden lang bei 1330⁰C gehalten, auf l000°C bei einer Abkülilungsgeschwindigkeit von 5°C/min. abgekühlt und dann auf Raurater.iperatur mit einer Abkühlungsgeschwinäigkeit von 10 C/iain. abgekühlt. Die Härte der so erhaltenen Legierung betrug 61 R₀.

Beispiel 4

Zu 20 fo (TiZr)C und 10 ρ Mo_pC, jedes in einer Korngi'ö3e von 1 ii, wurden zugegeben: 70 ρ Supei^legierungspulve:-¹ auf Nickel-Basis mit einem Gehalt von 00 ;j Ni, 0,3 ρ C, 3 ,;' T.'., 5,3 jS Al, 13 -/0 Mo, 5,3 ^:A Ta, I^ ;j W, 0,Ol ;"J Ce und 0,09^Γ'Μο·

- 14 409836/0802

Das so erhaltene Pulver wurde naß vermischt, mit einem _;

2 1

Druck von 1 t/cm, verpreßt, unter Vakuum von 10 mm Hg bei 1320⁰C 1 Stunde lang gesintert, dann einer Lösungsbehandlung unter Vakuum bei 115O°C 4. Stunden lang unter- . worfen, in öl abgeschreckt und bei 800°C 2 Stunden lang getempert. Die Härte der so erhaltenen Legierung betrug 64 R_c_ und die Querbruchfestigkeit belief sich auf I70 kg/mrn². Die Härte der Legierungen nach der vorliegenden Erfindung bei erhöhten Temperaturen im Vergleich mit SKH 4 ist in---..; Fig. 1 dargestellt, welche offenbart, daß die Härte"... ; der Legierungen gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Temperaturbereich oberhalb o00°C ausgezeichnet ist. Die chemische Zusammensetzung von JIS-SKH 4 ist C 0,7*0,85, Si< 0,40, Mn< 0,40, P< 0,03, S< 0,03, Cr 3,80 <v4,5, W 17* 19, V 1* 1,5. und Co 9*11. . .

Beispiel 5 _; · ..--..- ■-..--.■■. Zu J)Q £ WC und 10 % TaC, jeweils in einer Korngröße von 1/u, wurden zugegeben: ~56,5 f₃ Ni,' 10 tf NiAl (Ni : Al = 7 : "5 ■%■ Ti, 10 $ Mo und 0,5 % C. Das so hergestellte Pulver wurde verpreßt und unter Vakuum von lo" mm Hg bei I3S0 C-1 Stunde lang gesintert, einer Lösungsbehandlung unter Vakuum bei 1120⁰C 4 Stunden lang unterworfen und bei 800°C 4 Stunden lang getempert. Die Härte der so erhaltenen Legierung betrug ungefähr "69 R_c, und die Querbruchfestigkeit lag bei I70 kg/ram².

- 15 409836/0802

'' Beispiel 6 "^: " , ^>; ■ ·

:. Zu .60 fo TiC von J /U Korngröße, Io fo NbC von; Ai Korn- : größe und 5 f& VC von Iw Korngröße wurden zugegeben: ':..' 16 # Ni, ^,5 NiAl (Ni' : Al = 7 : 3), 1,5 £ Ti, 1,3 Ji Mo, " 1,6 $ W und 0,1;$ C. Das so erhaltene Pulver wurde naßvermischt, mit einem Druck von" 1 t/cm verpreßt, unter Vakuum von 1O~■ ^;i mm "Hg bei 1120 C 4 Stunden lang gesintert, in Öl 'abgeschreckt und bei^:800°C 2 Stunden ge- ' tempert.Die Härte der so erhaltenen Legierung betrug ' 91,5 R^ (bezogen auf die Rockwdl-A-Skala). Die Quer-

brüchfestigkeit: belief sich auf I4o kg/mm .'■ · ' . = ■*■■■ -

Die Tafel 2 zeigt die Schneidergebniüse für Werkzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung wie auch für herkörnm-•liche Werkzeuge datenmäßig bei der Verwendung der Bindemittelphase in derselben Menge» Die Legierungen nach der vorliegenden Erfindung wiesen eine ausgezeichnete..., Verschleißfestigkeit auf. ^c - · * - · ■ -'

^:. .T^^-: '^l.*■?*-.·■ :-.:;·;· ν. Tafel ^:2 _ /- ■'-· ' ' ' '■ - ~ >·■■'■_■ -^: 'Schneidbedinguhgeh: ^:- ■ . - - - ■- -■■·'-- -^{v :} ·■ · Werkstoffί -^föl -^;ί—"AISI
GeschwindigKeitr -'-0,^ mm/Umdrehurig Schhsxd^-Tiefev" " - ί^;>5 mm· '-"'■■ -■'■' ■■'■ ^; Schneid-Zsitr"-'^-'5 min. ■ ■■;-

A098 3670 80 2

GOPY

-**- 2A07A11

G-eschwindigl	reit (m/min.)	1	50	200
Flankenverschleiß der Erfindung	(mm) nach	O	.05	0.09
Flankenverschleiß der herkömmlichen	(mm) nach Legierung	O	.1	0.16

Beispiel 7

Zu 75 fj TiC Pulver von 1 ja Korngröße wurden folgende Zusätze gegeben: 2 f₀ Ti, 15 </o Ni, 4,9 £ NiAl (Ni : Al = 7 :

2 ;j Mo und 0,1 '/j Hf. Das so erhaltene Pulver wurde vermischt, verpreSt, gesintert und in derselben Weise wie in Beispiel 5 wärrnebehandelt. Die Härte der so erhaltenen Legierung betrug 92 R.. Die Querbruchfestigkeit belief sich auf IvX) kg/mm .

Beispiel 8

Zu 50 fo (TiMo)C, 20 >j MC und 5 # TaC, jeweils, in einer Korngröße von 1 ai, wurden zugegeben: 2 \i Ti, 16,89 ;ί Hi,

3 £ IJiAl (Ni : Al = 7 : 20, 1 £ Mo, 2 £ W, 0,1 £ C und 0,01 ^j Mg. Das so erhaltene Pulver wurde vermischt, verpreßt, unter Vakuum bei 1370⁰C 1 Stunde lang gesintert, einer Lösungsbehandlung bei 1200⁰C 4 Stunden lang unterwerfen, in Öl abgecclireckt, bei 800°C 2 Stunden lang gctoinoert. Die Härte der so erhaltenen Legierung bslief

- 17

409836/0802

2 sich auf 91 R». Die Quei'bruchfestigkeit betrug I60 kg/mm

Beispiel 9

Zu 35O Jj WC mit 1 /u Korngröße, 10 ;j TiC von J/u Korngröße und ό Jo Cr-C₂ mit ~j>,\i Korngröße wurden zugegeben: ^5,2 ^fp Ni, 2,7 # Ti, 5,4 % NiAl (Ni : Al = 7 : 3), 5 2 W, 4,5 fj Ta und 0,2 ;,i C. Das so erhaltene Pulver wurde vermischt, verpreßt ,unter Vakuum bei I300 C 1 Stunde lang gesintert, der Lösungsbehandlung bei 1200⁰C 4 Stunden lang unterworfen, 'in öl abgeschreckt und bei SOO⁰C 2 Stunden getempert. Die Härte der so erhaltenen Legierung betrug 55 Rr-· Die

Querbruchfestigkeit betrug I50 kg/mm .

Beispiel IQ

Zu 20 γ> (TiZr)C, 5 ,ο WC und 5 )ί Mo₂C, sämtlich mit einer Korngröße von 1 yu, wurden zugegeben: das Superlegierungspulver auf 70 Jo Nickel-Basis mit einem Gehalt an 75 Ji Ni, 4 Jo Ti, 5 j) Al, 7 Jj Mo, 2 # Ta, 0,1 Jj Ce, 0,1 $ Be und 6,8 fo W. Das so erhaltene Pulver wurde mechanisch vermischt, dann getrocknet, verpreßt und unter einem Vakuum von lo" mm Hg bei 1520⁰C 1 Stunde lang gesintert, dann der Lösungsbehandlung bei 1120°C 4 Stunden unter Vakuum unterworfen und bei 800°C K Stunden lang getempert. Die Härte der so erhaltenen Legierung betrug 58, bezogen auf

- 13 -

409836/0802

die Rock-well-C-Skala. Die Querbruchfestigkeit belief sich auf 24o kg/mm².

Die Schneid-Verauchsergebnisse sind in Tafel 3 wiedergegeben.

Tafel ;j

Schneidbedingungen; Werkstoff: <- AISI ^ Geschwindigkeit: 0..42 rara/Uradrehung Schneid-Tiefe: 1,0 mm Schneid-Zeit: 20 min. Schneidgeschwindigkeit:

45 m/min.

Probe	Flankenverschleiß	Bemerkungen
nach der Erfindung	0,25 mm	geringes "Verschwei ßen
SKH 4	1j5 mm	erhebliches Ver schweißen

Beispiel.11

Zu 4o -j WC von y μ Korngröße und Io £ (WTi)C von 1 a. Korngröße wurde folgendes zugegeben: yj fo Ni, 5 ^c/₃ NiAl

- 19 -

A09836/0 80

(Ni : Al = 7 : 3), 2,9 $ Ti, 1 £ Ta und 0,1 ;J Me. Dae so hergestellte Pulver wurde vermischt, verpreßt und unter Vakuum von 1O~ mm Hg bei l400°C 1 Stunde lang gesintert, dann einer Wärmebehandlung unter· Vakuum bei 1120 C 4 Stunden lang unterworfen, in öl abgeschreckt und bei 800°C 4 Stunden lang getempert. Die Härte der so erhaltenen Legierung betrug 74 (nach Rockvrell-C-Skala). Die Querbruchfestigkeit belief sich auf 220 kg/mm .

- 20 -

409836/0802

Claims

Patentansprüche

1. Wärmebeständige und verschleißfeste Legierung des Typs der Carbiddispersion und der Ausscheidungshärtung mit einer Grundzusamraensetzung, die in Gewichtsprozenten, bezogen auf das Gesamtgewicht der Legierung, 10 bis 90 ^!/j feinverteilte Partikel enthält, die aus einer • oder mehreren Arten von Carbiden oder zusammengesetzten Carbiden der Übergangsmetalle aus den Gruppen 4a, 5a und Sa bestehen, wobei der Rest aus 70 bis 90 fj Ni, 2 bis 10 # Ti und 0,5 bis 10 fi Al beträgt und eine oder mehrere Arten von Legierungselementen enthält, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die, bezogen in Gewichtsprozenten auf das ITickel-Grundmetall, nicht mehr als 10 fj Ta, nicht mehr als 10 % Nb, nicht mehr als 20 % W und nicht mehr als 20 % Mo enthält.

2. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Legierung desweiteren eine oder mehrere Arten von Legierungselementen enthält, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die, bezogen in Gewichtsprozenten auf das Nickel-Grundmetall, nicht mehr als 1 <p Hf, nicht mehr als 0,5 £ Mg, nicht mehr als 1,0 ^ insgesamt von seltenen Erdelementen und nicht mehr als 0,5 £ P enthält.

- 21 409836/0802

3. Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet., daß diese desweiteren eine oder mehrere Arten von Legierungselementen "enthält, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die, bezogen in Gewichtsprozenten auf aas Niekel-Grundmetall, nicht mehr als 1,0 ;'j C, nicht mehr als 0,1 ;j N, nicht mehr als 0,5 % Cu, nicht mehr als 0,5 >5 Re, nicht mehr als 0,5 ^cß> Ba, nicht mehr als 0,5 -.i Rh und nicht mehr als 0,5 fo Be enthält.

4. Legierung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese desweiteren eine oder mehrere Arten der Legierungselemente enthält, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die, bezogen in Gewichtsprozenten auf das Nickel-Grundmetall, nicht mehr als 1 fj Hf, nicht mehr als 0,5 % Mg, nicht mehr als 1,0 $ insgesamt von seltenen Erdelementen und nicht mehr als 0,5 ^c,3 P enthält.

409836/0802

Leerseite