DE2433027A1 - Eisenbasislegierung mit hoher warmfestigkeit - Google Patents

Description

DIPL.-ING. KLAUS RDPPRECHT

D-6 FRANKFURT (MAIN) 1, OXMENSTRASSE 37 MoCANN HAUS TELEFON 72 6192

.7.1974

KDB/HET

JAMES FRSHCH BALDWIH Delray Beach, Florida, USA

EISENBASISLEGIERUNG MIT HOHER IiARiIFESTIGKEIT

Die Erfindung bezieht sich auf zumindest teilweise austenitische Eisenbasis-Legierungszusairanensetzungen, die vorherrschend aus Eisen, Chrom, Nickel, Kohlenstoff und UoIfram bestehen. Die Eisenbasislegierungen nach vorliegender Erfindung vereinigen Warmfestigkeit und Warmkorrosionsbeständigkeit mit geringem Preis. Die Legierungen sind besonders für die Herstellung von Fahrzeug- und industriellen Gasturbinenteilen geeignet, z.B. für Turbinenschaufeln,

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Turbinenlamellen, Gehäuse und Brennkammerteile, wo auf vvarrafestigkeit-Eigenschaften bei geringen Kosten Wert gelegt wird. Außerdem können Ofenausstattungen und Zubehör sowie kochter.iperatur-Maschinen oder Anlagen, die in der chemischen und petrochenischen Industrie Verwendung finden, aus den erf indungsgeraäßen Legierungen hergestellt werden. Die Legierungen sind für solche Anwendungsfälle gut geeignet, weil die unerwartete Warmfestigkeit bei eineia Material erreicht wird, das preislich zu den Eisenbasislegierungen gehört.

Die mit der Entwicklung und Herstellung von Maschinen, Vorrichtungen und Apparaturen für Hochteraperatur-Verf ahren betrauten Industriezweige waren normalerweise gezwungen, auf teuere nickel- und Kobaltbasislegierungen für solche Anwendungsfälle auszuweichen, in denen bei hohen Temperaturen tragende oder stark beanspruchte Bauteile erforderlich waren. Das Aufkommen von Nickel- und Kobaltbasis-Superlegierungen und das anschließende Wachstum und der Erfolg dieser Technologie ist ein Beweis für den Bedarf an Legierungen, die hohe Festigkeit bei hohen Temperaturen besitzen.

Obgleich sich Wickel- und Kobaltbasis-Superlegierungen für diejenigen Anwendungszwecke, bei denen hohe Festigkeit bei hohen Temperaturen verlangt war , als geeignet erwiesen haben, sind solche

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Legierungen jedoch sehr teuer, nickel oder Kobalt kosten bezeichnenderweise das Zehnfache bis Dreißigfache von Eisen. Daher wurden in der Vergangenheit zahllose Versuche unternommen, um warmfeste, hochbelastbare Legierungen auf L'isenbasis zu entwickeln, um auf diese Ueise die Gesamtkosten für wamfeste bzw. Ilochtemperatur-Bauteile zu verringern.

nisenbasis-Gußteile, die für erhöhte Tenperaturbeanspruchung vorgesehen sind, besitzen weit verbreitete Verwendung. Wegen des Mangels solcher Legierungen an Festigkeit sind ihre Verwendungsmöglichkeiten jedoch auf Fälle mit sehr geringer Beanspruchung begrenzt.

V.'armfeste gegossene Legierungen auf Eisenbasis können in zwei weite Klassen eingeteilt werden: In die ferritischen und austenitischen Legierungen. Es ist in Fachkreisen wohl bekannt, daß von diesen beiden die austenitischen Legierungen, die durch eine flächenzentriertkubischc (FZK) Kristallgitterstruktur gekennzeichnet sind, in ihrer Fähigkeit zuir Tragen von Lasten bzw. als tragende Teile bei erhöhten Temperaturen überlegen sind. Obgleich die austenitischen Legierungen die festeren der beiden Legierungs-Klassen darstellen, liegt dennoch das liiveau bzw. die Höhe der Festigkeit, die solche

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Legierungen zeigen, weit unter dem, was als Minimum für die meisten Bauteile im heißen Bereich derjenigen Gasturbinen gefordert wird, die im Temperaturbereich von 76O⁰ChLs 1100⁰C betrieben werden.

Im allgemeinen enthalten austenitische Legierungen auf Eisenbasis Chrom, Nickel und Kohlenstoff. Der Chrom ist in ausreichenden Mengen vorhanden, um die Festigkeit oder Widerstandsfähigkeit gegenüber Korrosion und Oxidation bei hohen Temperaturen zu erhöhen; Nickel ist in ausreichender Menge vorhanden, um die flächenzentrierfc-kubische (FZK) Struktur bei Raumtemperatur zu stabilisieren. Der Kohlenstoff, der einen zusätzlichen austenitischen Stabilisierer darstellt, dient hauptsächlich als Chromkarbid bildender Bestandteil, um die Festigkeit bei erhöhten Temperaturen zu erhöhen und um die Anfälligkeit der Eisen-Chrom-Nickel-Legierungen gegenüber Ausscheidungen von unerwünschten Versprödungsphasen zu reduzieren.

Nach vorliegender Erfindung wurde ein Bereich von zumindest teilweise austenitischen Eisenbasislegierungen ermittelt, die - in vergossener Form - Warmfestigkeit (z. B. etwa 54O C bis etwa 1150°C) und Korrosionsbeständigkeit besitzen und in diesen beiden Eigenschaften viele im Handel erhältliche und häufig verwendete

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Nickel- und Kobaltbasis-Superlegierungen übertreffen. Die Legierungen nach vorliegender Erfindung haben ein kritisches Zusainmensetzungsgleichgewicht, insbesondere bezüglich ihres Wolfram- und Nickelgehaltes. Im allgemeinen führt dieses Zusainmensetzungsgleichgewicht zu einer vergütbaren Legierung. Außerdem besitzen die Legierungen nach vorliegender Erfindung vorzugsweise einen Bor-Zusatz, der in Verbindung mit dem Zusainmensetzungsgleichgewicht zu einer Legierung führt, deren Kriechfestigke.it den handelsüblichen Kobaltbasis legierungen, wie HS-31, überlegen ist. Derartige Kobaltbasislegierungen werden weit verbreitet verwendet, wenn Warmfestigkeit verlangt ist.

Schwerschmelzbare Metallzusätze, einschließlich Molybdän, Wolfram, Niob und Tantal, wurden in der Vergangenheit zu austenitisehen Eisenbasislegierungen verarbeitet. Derartige Zusätze wurden in geringen Mengen verwendet, um Mischkristall-Verfestigung und Karbid-Stabilisierung zu erreichen oder um verfestigende Schwermetall-Karbide zu bilden. Festigkeitsverbesserungen wurden mit vielen dieser Zusätze erreicht, insbesondere bei Temperaturen bis hinauf zu 87O°C. Weil jedoch die austenitische Matrix einen geringen Gehalt an schwerschmelzbarem Metall besaß, waren die Diffusionsgeschwindigkeiten bei Temperaturen in der Nähe von etwa 1100 C sehr hoch. Dies führt zu einer starken Verschlechterung in der Kriechfestigkeit bei Temperaturen über 98O⁰C, und zwar wegen der

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schnellen Koaleszenz oder Auflösung der Verfestigungsphasen.

um diese Schwierigkeiten zu umgehen, enthalten die Legierungen nach vorliegender Erfindung ungewöhnlich große Mengen an einem schwerschmelzbaren Metall, im besonderen an Wolfram. Diese ungewöhnlich großen Konzentrationen von schwerschmelzbarem Metall verlangsamen die D iff usionsgeschwiiidigkeiten und erhöhen dadurch die Warmfestigkeit. Das einfache Hinzufügen einer großen Menge an schmelzbarem Metall in eine im Gleichgewicht befindliche austenitische Eisenbasiszusainmensetzung wird von selbst eine Legierung, die die gewünschten Eigenschaften besitzt, nicht verbessern. Die Zugabe von großen Mengen an schwerschmelzbarem Metall kann zu der Bildung von schädlichen Versprödungsphasen und zur Zerstörung oder Beseitigung der gewünschten flächenzentriertkubischen Gitterstruktur führen.

Erfindungsgemäß wurde herausgefunden, daß Zusätze an dem gewünschten schwersehmelfoaren Metall ohne nachteilige Auswirkungen dann eingebracht werden können, wenn der Nickelgehalt vergrößert wird, um das Wolfram aufzunehmen, während gleichzeitig eine Matrix-Kristallstruktur geschaffen wird, die zumindest teilweise austenitisch. ist. Kohlenstoff kann ebenfalls als ein wirksamer Austenit-Stabilisierer verwendet werden, doch wird er üblicherweise in herkömmlichen Mengen beibehalten.

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Erfindungsgemäß wurde außerdem herausgefunden, daß Bor" in Mengen, die für Eisenbasislegierungen ungewöhnlich groß sind, gemeinsam mit oder teilweise anstelle des Kohlenstoffs eine ungewöhnliche und überraschende Steigerung der Warmfestigkeit bewirkt. Von Bor ist es bekannt, daß es den Legierungsfluß in flüssigem Zustand erhöht, wodurch die Vergießbarkeit verbessert wird. Daher ist die Hinzugäbe von Bor insbesondere dann begrüßenswert, wenn komplizierte Gebilde gegossen werden sollen.

In geringen Prozentsätzen wurde in der Vergangenheit Bor zu Eisenbasislegierungen zugefügt. Diese Zusätze lagen jedoch im allgeneinen in der Größenordnung von 0,001 -bis 0,01 Gew.-% und nur selten über 0,03 Gew.-%. In der US-Patentschrift 3,250,612 wird bemerkt, daß Bor-Zugaben zu den in dieser Patentschrift insbesondere offenbarten Eisenbasislegierungen in Mengen von über 0,025 Gew.-% zu Eigenschaften führen, die schlechter wären gegenüber Legierungen mit geringerem Borgehalt, unabhängig davon, ob die Legierungen vergütet (wärmebehandelt) sind oder nicht. In der US-Patentschrift 3,165,400 werden Zusätze von Bor bis hinauf zu 0,2 Gew.*-% zu besonderen Eisenbasislegierungen'genannt und angegeben, daß sie zu einer leichten Verbesserung der Festigkeit führen. Jedoch war keine weitere Verbesserung über dieses Niveau hinaus ersichtlich, noch findet sich in dem Patent irgendein Hinweis, daß Bor die Festigkeit wesentlich erhöhen wird.

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Die Borzugaben nach vorliegender Erfindung können in Konzentrationen erfolgen, die wesentlich über den nach dem Stand der Technik üblicherweise verwendeten Mengen liegen. Die maximal beobachtete Verbesserung in der 1OO-Stunden-Kriechfestigkeit (61%ige Verbesserung bei 760 C-Untersuchungen) wurde durch eine Borzugabe von 0,4 Gew.-% zu einer oder zwei identischen Legierungszusammensetzungen herbeigeführt.

Durch die vorliegende Erfindung werden zumindest teilweise austenitische, im Preis geringe, gegossene Eisenbasislegierungen, geschaffen, die in ihrer Warmfestigkeit viele Nickel- und Kobalt-Basis-Superlegierungen übertreffen. Die gegossenen Eisenbasislegierungen nach der Erfindung widerstehen Struktur-Verschlechterungen, Phasen-Koaleszenz, Agglomeration sowie Instabilitäten und bewirken in einem wesentlichen Maß das Beibehalten der ursprünglichen Legierungseigenschaften während langzeitiger Belastung bei Temperaturen bis hinauf zu etwa 115O°C. Diese Legierungen widerstehen außerdem Korrosion und Oxidation bei hohen Temperaturen und gestatten höchste Beanspruchungen bei erhöhten Temperaturen.

Die vorliegende Erfindung bezieht; sich ganz allgemein auf zumindest teilweise austenitische Legierungszusammensetzungen auf Eisenbasis, die als Gußteile dann verwendet werden sollen, wenn verhältnismäßig hohe Belastungen bei hohen Temperaturen verlangt sind. Die Erfindung

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betrifft ferner Gußteile, die aus solchen Legierungen hergestellt sind und in Gasturbinen und anderenorts verwendet werden, wenn Warmfestigkeit oder Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit bei erhöhten Temperaturen gefordert ist.

Die Legierungen nach vorliegender Erfindung bestehen vorwiegend aus Eisen, d.h. zumindestens aus etwa 35% Eisen, und enthalten in variierenden Mengen Chrom, Nickel, Wolfram und Kohlenstoff. Eines oder mehrere der Elemente Bor, Titan, Mangan und Silizium können außerdem in den Legierungen enthalten sein. Zusätzlich ist bei den erfindungsgemäßen Legierungen ein Gehalt an kleineren Mengen von anderen Elementen möglich, die üblicherweise in bekannten Eisenbasislegierungen zu finden sind, wobei diese Elemente die wichtigen Eigenschaften der Legierung nicht in erheblichem Maße nachteilig beeinflussen oder wobei diese Elemente unbeabsichtigt in den Legierungen enthalten sein können, beispielsweise aufgrund der Verunreinigungen in handelsüblichen Legierungsbestandteilen.

In den erfindungsgemäßen Legierungen sind verhältnismäßig große Mengen von Wolfram enthalten, um die Warmfestigkeit zu verbessern. Ferner enthalten die Legierungen eine größere Menge von Nickel im Vergleich zu herkömmlichen Eiseribasislegierungen, um sicherzustellen, daß die Kristallstruktur der Matrix zumindest teilweise austenitisch

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ist. Vorzugsweise besitzen die Legierungen schließlich noch einen Borzusatz, der die Warmfestigkeit noch mehr erhöht.

Tabelle I gibt einen breiten Bereich und zwei verschiedene engere Bereiche wieder, wobei die Zahlen Gewichtsprozente an Elementen bedeuten, die in den erfindungsgemäßen Legierungen Verwendung finden. Dies ist so zu verstehen, daß die Aufstellung nach Tabelle I sich einzeln auf jedes Element bezieht; mit der Aufstellung ist nicht beabsichtigt, die Zusammensetzungen allein auf breite und enge Bereiche einzuschränken. Dennoch stellen die Zusammensetzungen nach den engeren Bereichen in Tabelle I bevorzugte Ausführungsarten dar. Außerdem ist zu beachten, daß die Legierungen nach Tabelle I zusätzlich Mangan und Silizium in Mengen aufweisen können^ wie sie normalerweise in Eisenbasislegierungen Verwendung finden, um die Vergießbarkeit und Desoxidation zu verbessern (im allgemeinen weniger als jeweils 2%). Schließlich ist festzuhalten, daß der Wolframgehalt der Legierungen nach Tabelle I teilweise durch Molybdän in Mengen bis zu 50 Atomprozent des Wolframs ersetzt werden kann.

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TABELLE I

Element	Weiter	Berexch	21	Engere	Bert	jiche	25	8
Cr	20	- 32	14	- 28		21	18	8
Ui	10	- 22	4	- 2O		14	14	2
K	2	- 20	0,2-	- 14		.10	0,
C	0,01	- 0,8	0,1	- 0	,65	O,1 -
B	0	- 0,85	0	- 0	,5	0,25 -	o,
Ti	0	- 0,2	- 0	,2	O	1,05
C & B	0,2	- 1,05	bis zu 1,05		bis zu
Fe	zumindest	35	zumindest 40		Rest

Bei einer Gruppe bevorzugter Legierungen im Rahmen der vorliegenden Erfindung enthalten die Legierungen etwa 1O bis etwa 14 Gew.-% (noch mehr bevorzugt werden etwa 11 bis 13 Gew.-%) an Wolfram, wobei in diesem Fall entweder praktisch kein Bor oder ein Borgehalt zwischen etwa 0,3 und etwa 0,5 Gew.-% vorhanden ist. Eine besonders bevorzugte Legierungszusammensetzung besteht - alle Angaben in Gewichtsprozent - im wesentlichen aus etwa 22 bis etwa 24 % Chrom, etwa 15 bis etwa 17 % Nickel, etwa 11 bis etwa 13 % Wolfram, etwa 0,4 bis etwa 0,8 % (noch günstiger etwa 0,5 bis etwa 0,6 %) Kohlenstoff, etwa 0,25 bis etwa 0,65 % (noch besser etwa O,3 bis etwa 0,5 %) Bor, ein Kohlenstoff- und Borgehalt von zusammen bis etwa 1,05 %, weniger als etwa 1 % (noch stärker bevorzugt je etwa 0,3 bis etwa 0,8 %) Mangan und Silizium und einem Rest aus im wesentlichen Eisen

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mit geringeren Mengen von Verunreinigungen und beiläufigen Elementen/ die die Haupteigenschaften der Legierung nicht nachteilig beeinflussen.

Eine andere besonders bevorzugte Legierungszusammensetzung besteht - wiederum alle Angaben in Gewichtsprozent - im wesentlichen aus etwa 22 bis etwa 24 % Chrom, etwa 15 bis etwa 17 % Nickel, etwa 4 bis etwa 10 % (noch besser 4,5 bis 6,5%) Wolfram, etwa 0,35 bis etwa 0,5 % Kohlenstoff, etwa 0,1 bis etwa 0,2 % Bor, jeweils weniger als 1 % (bevorzugt etwa O,3 bis etwa 0,8 %) an Mangan und Silizium und dem Rest im wesentlichen aus Eisen mit geringeren Mengen an Verunreinigungen und beiläufigen Elementen, die die Haupteigenschaften der Legierung nicht nachteilig beeinflussen.

Die vorliegende Erfindung beinhaltet nicht nur hochwolframhaltige, teilweise austenitische Legierungen, sondern viele der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen führen, wenn sie einer Wärmebehandlung zur Vergütung der Legierung unterzogen werden, zu einer beachtlichen Verbesserung der Kriechfestigkeit bzw. der Zeitstandwerte. Viele der erfindungsgemäßen Legierungen können in ihrer Warmfestigkeit dadurch verbessert werden, daß sie einer zweistündigen Temperaturbehandlung bei 815°C bis 930 G und einer anschließenden Abkühlung mittels Luft ausgesetzt werden.

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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten gehen aus der folgenden Darstellung und aus dem beigefügten Diagramm hervor. Diese Figur zeigt einen Larson-Miller-Parameter-Verlauf für das Zeitstandverhalten bis zum Bruch bei verschiedenen Legierungen. Eine der Legierungen liegt im Bereich der Erfindung, während die anderen Kurven für handelsübliche Legierungen außerhalb der Erfindung gelten.

Das kritische Zusammensetzungsgleichgewicht zwischen Nickel und Wolfram, um Gefügestabilität und Festigkeit der erfindungsgemäßen Legierungen zu erhalten, und die ungewöhnlich starke Verfestigungswirkung von relativ hohen Borzusätzen zu diesen Legierungen wurden durch Verwendung von in Luft geschmolzenen und in Standard-Testbarren gegossene Materialien ermittelt. 30 bis 50 Pfund Chargen wurden geschmolzen und auf bestimmte Größe gegossene Testbarren hergestellt, um die mechanischen Eigenschaften zu ermitteln.und zu bewerten. Alle Legierungszusammensetzungen wurden Temperaturen zwischen 76O°C und 98O°C ausgesetzt, um die optimale Alterung oder Härtung sowie Wärmebehandlungs-Reihenfolge zu ermitteln. Eine Wärmebehandlung bzw. Vergütung bei 87O°C in Luft während eines Zeitraums von 18 Stunden mit nachfolgender Abkühlung in ruhender Luft stellte sich als optimal für die meisten Legierungen heraus, die auf Härtung durch Wärmebehandlung ansprachen; diese Bearbeitungsweise wurde daher als Standard- oder Normalbehandlung vor dem Prüfen angewendet.

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Untersuchungen der Zeitstandfestigkeit bzw. Kriechfestigkeit (creep-rupture) wurden bei Temperaturen zwischen 76O°C und 1100 C unter Belastungen durchgeführt, die einen Vergleich der ermittelten Eigenschaften mit handelsüblich erhältlichen Legierungen gestattete.

Eine Analyse von 15 Legierungsproben ist in Tabelle II wiedergegeben, wobei die Legierungsbestandteile in Gewichtsprozent angegeben sind. Die Ergebnisse der Zugstandsfestigkeitsraessungen hinsichtlich der meisten Legierungsproben sind in Tabelle III aufgeführt. Die Werte in Tabelle III enthalten die Zeit bis zum Bruch in Stunden unter verschiedenen Temperatur- und •Belastungsbedingungen, die eingetretene Gesamtdehnung im Endzustand oder die lineare Wärmedehnungsbeanspruchung, die Querschnittsverrxngerung (Einschnürung) des Probendurchmessers im Bereich des Bruches und eine errechnete äquivalente Belastung zur Brucherzeugung nach 100 Stunden bei 87O°C für jede Legierung. Die errechnete Belastung dient zur Demonstration der Wirkung von verschiedenen Legierungsmodifikationen und dem Verhalten der Legierungsproben im Vergleich zu handelsüblichen Eisen-, Nickel- und Kobalt-Basislegierungen.

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TABELLE II

Legierungs- Proben	Fe	Cr	Ni	W	C	B	40	80	Ti -	Mn	Si
1	(D	23	5	20	0,01	—	40	40	—	0,50	0,50
2	(D	23	5	20	0,10	—	20	80	—	0,50	O,5O
3	(1)	28	5	20	0,10	—	80	—	0,50	0,50
4	(1)	28	5	20	0,60	—	80	—	0,50	0,50
5	(1)	23	16	12	0,60	—	40	—	0,50	0,50
6	(D	23	16	12	0,60	ο,	O,.4O	— -	0,50	0,50
7	(D	28	16	12	0,60	ο,	O,	—	0,50	0,50
8	(1)	23	16	12	0,80	ο,	O,	—	0,50	0,50
9	(D	23	16	12	0,20	ο,	O,	—	0,50	O,5O
10	(1)	23	16	12	0,20	ο,	0,20	0,50	0,50
11	(D	23	16	6	0,60	ο,	—	0,50	0,50
12	(D	23	20	12	ο,βο		—	0,50	0,50
13	(1)	23	20	12	0,20		0,20	0,50	0,50
14	(D	28	20	12	0,60		—	0,50	0,50
15	(1)	28	20	12	0,20		0,20	0,50	0,50

(alle Mengenangaben in Gewichtsprozent)

(1) Rest

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TABELLE III
Zeitstandswerte bis zum Bruch (Creep-Rupture)

Prüf-Bedingungen _ , _n

— ·* ² 2 Lebens- Quer-

Legierungs- Temp. C/Belastung kg/mm dauer Dehnung sehn. 87O°C-1OO Std. Proben (psi) Std. % Ver.% Bruchbelastung

2 760 10,5 172,4 1,8 2,5

(15.000)

3 760 10,5 180,5 5,6 4,6

(15.000)

760 21

(30.000) 21

. (30.000) 7

(10.000) 7

(10.000)

760 31,5

(45.000) 31,5

(45.000) 17,5

(25.000) 17,5

(25.000) 8,4

(12.000) 8,4

(12.000) 2,8

( 4.000) 2,8

( 4.000)

760 31,5

(45.000) 31,5

(45.000) 7

(10.000) 7

(10.000)

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23	,8	10	/5	14,	9	10, (15	——
13	,6	12	,2	20,	1		' —
26	,8	6	,5	11,	7		—
26	/3	8	,2	12,	9		—
53	,0	3	,5	9,	9		5 kg/mm .000 psi)
49	,5	3	,0	5,	5		—
35	,9	4	/5	7,	2		—
42	,7	3	,7	9,	9		—
69	,6	3	,5	6,	3	15. (22	--
47	,5	4	,6	10,	7		—
124	,3	3	,9	11,	2		—
72	,1	3	,6	10,	0		—
68	,5	3	,1	3,	8	13, (19	54 kg/mm .200 psi)
66	,6	3	,2	3,	9	—
38	,5	16	,1	30,	0	—
43	/4	7	,2	14,	8	—
	—		—	—		2 3 kg/mm .000 psi)

TABELLE III (Fortsetzung)

•Zeitstandswerte bis zum Bruch (Creep-Rupture)

	Temp.	2	C/Belastung kg/mm	Lebens	Dehnung	Quer-	87O(		2	6 kg Aim	2	7 kg/mm	2	9 kg/mm	2	65 kg/mm
Legierungs-		(psi)	dauer	%	schn.			.000 psi)	.000 psi)	.000 psi)	.500 psi)
Proben	760	31,5	Std.	6,5	Ver.%	DC-100 Std.	—	—	.--	—
3		(45.000)	16,3		5,9	Bruchbelastung
	7 60	31,5		4,1			—	—	—	—
		(45.000)	9,0		5,3
	982	8,4		34,3			—	—	—	—
		(12.000)	17,7 .		37,1'
	982	8,4		35,6 -			—	—	—
		(12.000)	18,4		50,0
	—	—		—
			—		—
	7 60	''· 31,5		7,5		12,
9		(45.000)	34,5		9,1	(18
	760	31,5		7,1
		(45.000)	28,4		8,3
	982	8,4		18,5
		(12.000)	36,7		47,7
	982	8,4		23,9
		(12.000)	37,5		38,2
	—	—		—
			—		—
	760	31,5		7,6		14,
10		(45.000)	9,2		8,3	(21
	760	31,5		7,8
		(45.000)	10,8		9,2
	982	8,4		22,5
		(12.000)	17,3		46,0
	982	8,4		30,0
		(12.000).	13,3		51 ,0
	—	—		—
			—		—
	760	31,5		7,5		11 r
11		(45.000)	19,3		10,1	(17
	760	31,5		7,3
		(45.000)	18,2		9,0
	982	8,4		15,6
		(12.000)	31,8		36,3
	982	8,4		8,7
		(12.000)	25,6		31,1
	—	—		—
			—		—
			13,
			(19

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TABELLE III
(Fortsetzung)

Zeitstandswerte bis zum Bruch (Creep-Rupture)

Prüf-Bedingungen _ , _ "

— ·* ^ä — ₂ Lebens- Quer-

Legierungs- Temp. C/Belastung kg/mra dauer Dehnung sehn. 370⁰C-100 Std. Proben (psi) Std. % Ver. % Bruchbelastung

760 31,5 41,7 4,5 4,8

(45.000)
31;5 24,3 4,8 5,0

(45.000)
8,4 37,6 15,5 16,8

(12.000)
8,4 31,3 11,8 20,9

(12.000) ο

14,35 kg/nri (20.500 nsi)

760 31,5 8,4 8,3 8,9 —

(45.000)
31,5 11,2 6,9 7,8

(45.000)
8,4 25,1 23,3 48,5

(12.000)
8,4 20,3 19,6 36,2

(12.000) .

13,3 kg/mm (19.000 psi)

760 · 31,5 17,3 3,8 4,1

(45.000)
31,5 20,6 4,5 4,6

(45.000)
8,4 19,7 13,9 15,3

(12.000)
8,4 18,2 11,422,6

(12.000)

~ — 12,95 kg/mra

(18.500 psi) 760 31,5 9,2 6,8 7,1

(45.000)
31,5 8,7 6,8 7,3

(45.000)
8,4 8,7 24,5 36,6

(12.000)
8,4 7,9 30,1 41,2

(12.000) ·

— — — 9,8 kg/mm

(14.000 psi)

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Die Legierungsproben 1 bis 4 zeigen eine Kriechfestigkeit bzw. Z ext stand -Verhalten, das für wärmebeständige Lisenbasislegierungen kennzeichnend ist. Diese Legierungen sind jedoch insofern nicht besonders austenitisch, als die nickel- und Kohlenstoffgehalte zu gering sind, um sich den hohen T'Jolfrainzusatz von 20 Gew.-% anzulassen. Die Legiarungsproben 1 bis 4 sind hart, jedoch ist ihre Duktilität gering. Rockwell-llärtezahlen, C-Skala,von R von 50 vmrden sowohl bei vergüteten bzw. wärmebehandelten als auch bei nicht behandelten Gußstücken registriert.

Line Zusammensetzung mit geringeren IJolfran- und höheren :Jickelgehalt zeigt das Beispiel der Legierung 5. Die 37O°C-Härtungsi.ürriebehandlung führte zur L'rhöhung der Härte der Legierung von I\=f2.2 direkt nach deio. Guß auf R= 32. Die Untersuchungen des Zeit-

O C

Standverhaltens bei Temperaturen von 7 60 C und 982 C zeigen eine Verbesserung der Festigkeit von iaehr als das Doppelte gegenüber der v/oIfrainfreien Zusammensetzung. Line-Festigkeitserhöhung .dieser Größenordnung ist völlig unerwartet. Die Zähigkeit, Vergießbarkeit und die strukturelle bzw. Gefügestabilität erwiesen sich als hervorragend; es wurde festgestellt, daß die MikroStruktur der Legierung teilweise austenitisch war.

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Die Festigkeit der Legierungsproben 5 liegt höher als bei der hohen überzahl der Legierungen, die als Eisenbasis-Superlegierungen bezeichnet werden. Einige Eisenbasislegierungen besitzen vergleichbare oder höhere Festigkeit. Solche Legierungen enthalten jedoch im allgemeinen Aluminium und/oder Titan, und ihre Festigkeit beruht daher auf einer herkömmlichen Altershärtungs-Reaktion zwischen rlickel, Aluminium und Titan. Legierungen, die diese Reaktions-Bestandteile enthalten, müssen geschmolzen und ir·ι Vakuura vergossen werden und sind daher zwangsweise teuerer in der Herstellung.

Im Gegensatz dazu beruht das Vergüten bzw. die Alterungshärtung der Legierungen nach vorliegender Erfindung auf einem bisher unbekannten Alterungs-Mechanismus zwischen Nickel und Wolfram; und daher können die Legierungen frei von Aluminium und Titan sein. Solche Legierungen zeigen eine hervorragende Vergießbarkeit in Luft, wodurch die Verarbeitungskosten auf ein Minimum gesenkt werden. Die erfindungsgemäßen Legierungen benötigen keine besonderen Verarbeitungstechniken, die anders als herkömmliche Gießverfahren wären, und sie können daher leicht in Sand und Formen vergossen oder in Gießanlagen verarbeitet werden. Des weiteren erreichen die Legierungen einen Grad der Festigkeitserhöhung, wie er bisher in der Technik des Hinzufügens von Wolfram zu Eisen-Chrom-Nickel-Legierungen unbekannt war.

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Die Auswirkung eines Borzusatzes zu den erfindungsgeraäßen Legierungen ist ebenfalls in den Tabellen II und III gezeigt. Die Legierungsprobe 6 repräsentiert einen Zusatz von 0*4 Gew.-% Bor zu der Legierungspfobe 5. Wie Tabelle III zeigt, bewirkt

2 der Bor zusatz eine Erhöhung von 10,5 auf 15,54 kg/rnra (15.000 auf 22.000 psi) bezüglich der erforderlichen Belastung, um in

100 Stunden bei 87O°C einen Bruch herbeizuführen. In Tabelle III wird bei den Untersuchungen nicht wiedergegeben, daß die Borzugabe

2 2

eine Erhöhung von 18,2 kg/ran auf 29,19 kg/mm (26.000 psi auf 41.700 psi) in der erforderlichen Belastung zur Folge hat, die zur Urzeugung eines Bruches in 100 Stunden bei 760 C erforderlich ist. Dies bedeutet eine Erhöhung in der Tragfähigkeit von 61 %.

Bei 982 C wird die Belastung zur Erzeugung eines Bruches in

2 2

100 Stunden von 6,3 kg/mm · auf 7,7 kg/mm (9.000 psi auf 11.000 psi)

gesteigert, was eine Verbesserung von 22 % bedeutet. Die Zugstands-Verhaltensuntersuchungen bei 1O93°C am Legierungsbeispiel 6

zeigen eine zur Erzeugung von Bruch in 100 Stunden erforderliche

2
Belastung von 2,8 kg/mm (4.000 psi). Dieses Belastungsniveau ist höher im Vergleich zu verschiedenen Nickel- und Kobalt-Basis-Superlegierungen.

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Das höhere Siiveau der Belastung des Legierungsbeispiels 6 in Vergleich zu verschiedenen handelsüblichen Eisen-, nickel- oder Kobalt-Basis-Superlegierungen ist in dem Larson-.liller-Paraneter-Verlauf der beigefügten Abbildung gezeigt. Die durch die Kurven wiedergegebenen werte wurden anhand der Legierungsprobe 6 und fünf handelsüblicher, rait A, E, C, D und E bezeichneter Legierungen ermittelt, wobei Testverfahren nach der ASTII-Honu ΓΙ 3 9-66T (das sind Korra-Prüfverfahren der "American Society for Testing ülaterial") zur Anwendung kanen. Von diesen handelsüblichen Legierungen ist Legierung A eine Eisenbasislegierung, Legierung B eine Kobaltbasislegierung und die Legierungen C, D und E sind Ilickelbasislegierungen. Die Analysen der Legierungen \, F., C, D und L sind in Tabelle IV wiedergegeben.

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	Fe	,	Ki	Co	Cr	TABE	LLL	W	IV
handelsübliche	(1	»ο	20	—	25			—
Legierung	2	,5	10,5	(D	26	Mo	7,
A	2	,5	(D	—	22	—	--
B	18	,5	(D	1,5	22	—	°;	5
C	2		(D	—	12,5	9.0	--
D					9.0	6
E (max.)				4.2

JJ (1) Rest

■Zt Al Ti C Γ, Mn Si CL

— 0_f40 — 0,60 1,40 —

— 0_f50 0,01 1,0 0_;50 — 0,2 0,2 0,05 — 0,25 O_;25 —

— 0,10 — 0_r50 0_r50 — O,10 6,1 0,8 0,12 0,12 . 2

CaJ CO O

Die beigefügte Abbildung zeigt, daß nur die handelsübliche Legierung E Zugstands-Eigenschaften zeigt, die denen der Legierungsprobe 6 überlegen sind. Die handelsübliche Legierung E ist jedoch eine Liickelbas is legierung, die beträchtliche Mengen an wirkenden Metallen Aluminium und Titan enthält. Da die handelsübliche Legierung E zu den Nickelbasislegierungen zählt, ist sie grundsätzlich teuerer als die Eisenbasislegierungen nach vorliegender Erfindung. Außerdem macht das Vorhandensein von Metallen, die Altershärtung bewirken, in der handelsüblichen Legierung E besondere Bearbeitungsweise erforderlich.

Eine wichtige, dem Kurvenverlauf in beigefügter Abbildung entnehmbare Eigenschaft der Legierung 6 besteht darin, daß die Kriechfestigkeit bzw. Zeitstandfestigkeit (creep-rupture strength) der Legierungsprobe bei hoher Temperatur ' (hohe Parameterzahl) am Ende der Kurven sich nicht so schnell verschlechtert, wie die Zeitstandfestigkeit der zum Vergleich gezeigten Superlegierungen. Dies zeigt die Langzeit-, HochtemperaturStabilität der erfindungsgemäßen Legierungen als Ergebnis eines hohen Gehaltes an schwerschmelzbarem Metall. Die erfindungsgemäßen Legierungen besitzen somit eine bessere Tauglichkeit im Beibehalten der ursprünglichen Legierungseigenschaften,- wie dies für Anwendungsfälle mit geringer Festigkeit, Langzeitwirkungen und hohen Temperaturen erforderlich ist.

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Die Höhe der Festigkeitsverbesserung, die durch den hohen Borzusatz bewirkt wird, ist überraschend. Die Gesamtwirkungen von hohem Wolfram- und Borgehalt führen zu einem Warmfestigkeitsverhalten der erfindungsgemäßen Legierungen, das die entsprechenden Werte bekannter, handelsüblicher gegossener Eisenbasislegierungen übertrifft. Diese Überlegenheit bei Temperaturen bis hinauf zu etwa 1150 C ist vermutlich das Ergebnis der Gesamtwirkung einer Dispersion von Wolfram-Chrom-Boriden und dem Nickel-Wolfram-Gleichgewicht, welches generell ein Altershärtungs-Mechanismus hervorruft.

Verfeinerungen oder Verbesserungen in der Zusammensetzung der Hauptbestandteile der Legierungsproben zeigen, daß eine Erhöhung des Chromgehaltes über etwa 28 Gew.-% oder mehr zur Erhöhung der Widerstandsfähigkeit gegenüber schwefelhaltigen Gasen bei hohen Temperaturen zu einigen schädlichen Phasenausfällungen führen. Eine gleichzeitige Erhöhung des Nickelgehaltes auf etwa 20 Gew.-% oder mehr stellt jedoch die Gefügestabilität wieder her. Höherer Chromgehalt in den Legierungen führt zum gewissen Schwächerwerden bei erhöhten Temperaturen. Nickelgehalte über etwa 20 Gew.-% oder mehr verbessern die Zähigkeit und gewährleisten die Stabilität der Austenit(FZK) phase, besitzen jedoch geringen oder keinen Einfluß auf die Zeitstandsfestigkeit. Um eine zumindest teilweise

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_ Of₁-

austenitische Legierung sicherzustellen, wird der Nickelgehalt vorzugsweise erhöht, wenn der Wolframgehalt größer ist. Der Wolframgehalt kann bei Legierungen mit hohem Borgehalt etwas gesenkt werden, wobei nur ein geringfügiger Abfall in der Festigkeit eintritt.

Das optimale Verhältnis zwischen Bor und Kohlenstoff hinsichtlich der Kriechfestigkeit bzw. Zeitstandwerte liegt nahe bei 1,0. Die Festigkeit fällt.oberhalb und unterhalb dieses Wertes ab. Der Abfall, ist weniger steil bei Legierungen mit hohem Bor- und niedrigem Kohlenstoffgehalt. Der Gesamtgehalt an Bor und Kohlenstoff sollte im Hinblick auf die Zähigkeit ausreichend niedrig sein (1,O5 Gew.-%), aber hoch genug (0,2 Gew.-%), um die Gefügestabilität sicherzustellen. Der Kohlenstoff beeinflusst die Gefügefestigkeit durch die Stabilisierung des Austenits, während das Bor die Festigkeit dadurch beeinflusst, daß es mit den Elementen, die die sigma-Phase bilden, nämlich Chrom und Wolfram, reagiert und Boride bildet. Die Elemente Kohlenstoff und Bor führen zur Verfestigung, sie fördern jedoch auch die Versprödung. Wenn daher der Gesamtgehalt an Kohlenstoff und Bor 1,05 Gew.-% übersteigt, fällt die Duktilität der Legierungen auf unerwünscht niedrige Werte ab.

Titan kann als Mittel zur Desoxidation in der Legierungsschmelze verwendet werden. Eine zurückbleibende Titanmenge von etwa

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0,2 Gew.-% würde normalerweise nur bei Legierungen mit hohen -iickel- oder geringen Chromanteilen enthalten sein. Mangan und Silizium können als normale Gießzusätze in herkömmlichen Ilengen verwendet werden, um die Desoxidation und den Fluß der Schmelze ohne nachteiligen Effekt auf die Legierungseigenschaften zu regulieren.

Tabelle. V gibt die Belastungswerte wieder, die zur Brucherzeugung in 100 Stunden bei 870 C für die wärmebeständigen, gegossenen, handelsüblichen Superlegierungen A bis D der Tabelle IV erforderlich sind, tiin Vergleich dieser Vierte isxt den Zeitstandsfestigkeits· werten für die Legierungsproben 5-15 gemäß Tabelle III zeigt, daß die erfindungsgemäßen Legierungen überlegene Eigenschaften im Vergleich zu der handelsüblichen Eisenbasislegierung A und zu den handelsüblichen Nickelbasislegierungen C und D besitzen; mit der handelsüblichen Legierung B auf Kobaltbasis sind die Eigenschaften vergleichbar.

TABELLE V

870°C /100 Stunden Handelsübliche Legierung Bruchlast , kg/mm2 (psi)

A 5,46 ( 7.800)

B 13,7 (19.500)

C 7,7 (11.000)

D 7,O (10.000)

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Die Legierungsprobe 6 besitzt nach einer Wärmebehandlung bei 870 C während einer Zeitspanne von 20 Stunden und Luft-Abkühlung eine Dichte von 8,33 g/cm (0,301 lb/cu.in.), eine anfängliche oder einleitende Schmelztemperatur von 1254 bis 1271 C und einen Schrumpfungsfaktor von 1,6%. Diese Legierung zeigt im wiegegossenen - Zustand einen R Härtewert von 30-32, während sich nach der Wärmebehandlung bei 87O°C über einen Zeitraum von 20 Stunden und Luft-Abkühlung ein R Wert von 35 einstellte. Die Schlageigenschaften bzw. Schlagfestigkeitswerte der Legierungsprobe 6, gemessen bei Raumtemperatur, lagen in Bereichen, die für gegossene Kobaltbasis-Superlegierungen typisch sind (sie schwankten zwischen 2 und 5 "foot-pounds").

Statische Oxidations-üntersuchungen wurden bei 427 C über Zeiträume von 500 Stunden mit zylindrischen Probenkörpern durchgeführt. Die Probenkörper der Legierung 6, die alle 24 Stunden auf Raumtemperatur gekühlt wurden, zeigten einen gesamten Gewichtsverlust

von 0,24 mg/cm und eine Oberflächeneinschnürung von 0,406 mm.

Im Tiegel wurden Sulfidbildung-Untersuchungen bei 927°C in einer Mischung von 10% NaCl/90%Na SO₄ über einen Zeitraum von 300 Stunden an Legierungen der erfindungsgemäßen Art durchgeführt. Die

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Ergebnisse dieser Untersuchungen zusammen mit Vergleichsergebnissen für handelsübliche Legierungen 713 C, U-500 und IN-738, die aus früher veröffentlichten, unter identischen Versuchsbedingungen entstandenen Daten entnommen wurden, sind in Tabelle VI aufgeführt. Die Legierungsprobe 6 zeigt Widerstandsfähigkeit gegenüber Sulfidbildung in weit höherem Maße als die handelsüblichen Legierungen U-500 oder 713 C und ist der teueren Wickelbasislegierung IN-738 nur geringfügig unterlegen.

Legierung
Legierung 713 C
U-500 (Guß)
Legierungsprobe 6
IN-738

TABELLE VI Zeit, Stunden

2 - 4 40 - 100 300
250 - 300

Bemerkungen

zerstört

stark angegriffen 25-30% Verringerung im

Probendurchmesser geringfügig angegriffen

Die Zugfestigkeits-Eigenschaften von wärmebehandelten Proben der Legierung 6 wurden gemäß ASTM-Norm E8-66 und E21-66T ermittelt. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in Tabelle VII wiedergegeben. Wie aus dieser Tabelle ersichtlich ist, besitzen die erfindungsgemäßen Legierungen gute Warm-Streckgrenzenwerte und Zugfestigkeiten.

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TABLLLL·' VII

Ü,2% Streckgrenze Zugfestigkeit Dehnung Querschnitts-Tenvperatur, C kg/iniu2 (psi) kg/mia2 (psi) % verringerung \

538	39,	5	(56.500)	59	,7	(85.4O0)	1,8	4,6
538	37,	7	(53.900	60		(85.600)	1,3	5,3
871	27		(38.500)	42	,8	(61.200)	2,3	5,1
S71	24,	5	(35.100)	42	,2	(60.300)	3,1	3,2

Die erfindungsgemäßen !legierungen können in Helium-Schutzgas geschweisst werden mit einem Zugspannungs-VJirkungsgrad bezüglich der Verbindungsstelle bis hinauf zu etwa 90% oder sogar mehr bei 8 70 C, wenn angepasste Füllstoffe verwendet v/erden. Schweissen kann gut dazu verwendet werden, um strukturelle Verbindungsstellen herzustellen oder zu Reparaturzwecken in bereichen unter 12,7 mm. Für dickere Abmessungen oder Eefestigungsteile kann ein zäheres Füller-Metall erforderlich sein.

Die erfindungsgemäßen Legierungen haben Wärme-Ausdehnungskoeffizienten, die denen der meisten Eisenbasislegierungen ähnlich sind. Tabelle VIII enthält die Wärme-Ausaehnungskoeffizienten der Legierungsprobe 6 über einen breiten Temperaturbereich.

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TABELLE VIII

Vvärmeausüehnung

Mittlerer Ausdehungskoeffizient bei Temperaturänderung von 21,1 C auf die angegebene Temperatur

Temperatur ( C)	1	pro	C	(pro	Grad F)
204	1	4,4 χ	ίο"6	8,10	χ 10"6
427	1	4,85x	10"6	8.25
649	1	5,85x	10"6	8.80
871	6,2 χ	10"6	9.00

Obgleich die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit bevorzugten Ausführungsarten beschrieben wurde, ist es doch einleuchtend, daß Modifikationen und Abwandlungen im Bereich und Umfang der Erfindung möglich sind.

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE

   wobei der Rest der Legierung hauptsächlich als Eisen mit geringeren Mengen an Verunreinigungen und beiläufigen Elementen vorliegt, die die Eaupteigenschaften der Legierung nicht nachteilig beeinflussen, und daß die Menge an Eisen mindestens etwa 35 Gew.-% und die Menge an kohlenstoff sowie Bor zusammen zwischen etwa 0,2 und 1,05 Gew.-% beträgt.

   2. hiisenbasislegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wolframgehalt teilweise durch 'lolybdän in einer Menge bis zu 50 Ätomprozent des Wolframs ersetzt ist.

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   3. ..isemjasislegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie etwa 11 bis etwa 13 % Wolfram und in wesentlichen kein Lor enthält.

   4. j^isenbasislegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie etwa 11 bis etv/a 13 % Wolfram und etwa 0,3 bis etwa 0,5 % r>or enthält.

   5. Gußteil zur Verwendung in den Turbinenteil einer Gasturbine, dadurch gekennzeichnet, daß dieses aus der Legierung nach Anspruch 1 besteht.

   6. Verfahren zun Vergüten eines aus der Legierung nach Anspruch hergestellten 'Gegenstandes zwecks Erhöhung der Warmfestigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand einer Temperatur zwischen etwa 815 C und 930 C mindestens zwei Stunden lang ausgesetzt wird, woran sich ein Abkühlen mittels Luft anschließt.

   7. Zumindest teilweise austenitische Eisenbasislegierung, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen aus den folgenden Elenenten in den angegebenen Mengen besteht:

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   3»

   Chrori 21 bis 2ό Gew.-%

   liickel 14 bis 2O Gew.-% Violfram 4 bis 14 Gew.-%

   Kohlenstoff 0,2 bis 0,65 Gew.-%

   Bor 0,1 bis 0,5 Gew.-%

   Titan 0,00 bis 0,2 Gew.-%,

   wobei der Rest der Legierung hauptsächlich als Lisen mit geringeren Mengen an Verunreinigungen und beiläufigen Elementen vorliegt, die die Eaupteigenschaften der Legierung nicht nachteilig, beeinflussen, und daß die Lisennenge mindestens etwa 40 Gew.-% und die :ienge an Kohlenstoff und Bor zusarunien nicht über etwa 1,05 Gew„-% beträgt.

   8. Gußteil zur Verwendung in dem Turbinenteil einer Gasturbine, dadurch, gekennzeichnet, daß dieses aus der Legierung nach Anspruch 7 besteht.

   9. Legierung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet^ daß der Wolframgehalfc zwischen etwa 4 Gew„-% und etwa 1O Gew„-% liegt,

   10. Legierung nach Anspruch 7_f dadurch gekennzeichnet, daß der Ivolfraragehalt teilweise durch Molybdän in einer ."!enge von bis zu 50 Atomprozent des Wolframs ersetzt ist.

   -A-

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   11. Lisenbasislegierung, dadurch gekennzeichnet, daß Sie ira wesentlichen aus den folgenden Elementen in den angegebenen Mengen besteht:

   Chroiii 21 bis 25 Gew.-%

   Iiicke 1 14 bis 18 Gew.-%

   ■■Wolfrau 10 bis 14 Gew.-%

   Kohlenstoff 0,1 bis 0,8 Gew.-%

   L-'or 0,25 bis 0,8 Gew.-%

   Titan 0 bis 0,2 Gew.-% ,

   wobei der Rest hauptsächlich als Eisen und geringeren Mengen an Verunreinigungen sowie beiläufigen Elementen vorliegt, die die haupteigenschaften der Legierung nicht nachteilig beeinträchtigen, und daß die Menge an kohlenstoff und Bor insgesamt 1,05 Gew.-% nicht übersteigt.

   12. Legierung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Wolf ramgehalt teilweise durch 2-lolybdän in einer Menge bis zu 50 Atomprozent des Wolframs ersetzt ist.

   13. Gußteil zur Verwendung in dem Turbinenbereich einer Gasturbine, dadurch gekennzeichnet, daß dieses aus der Legierung nach Anspruch 11 besteht.

   14. Zumindest teilweise austenitische Eisenbasislegierung, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen aus den folgenden Elementen in den angegebenen Mengen besteht:

   Chrom 22 bis 24 Gew.-%

   Nickel 15 bis 17 Gew.-%

   Wolfram 11 bis 13 Gew.-%

   Kohlenstoff 0,4 bis 0,8 Gew.-%

   Bor 0,25 bis 0,65 Gew.-%

   Mangan weniger als 1 Gew.-%

   Silizium weniger als 1 Gew.-%,

   wobei der Rest der Legierung hauptsächlich als Eisen und geringeren Mengen an Verunreinigungen sowie beiläufigen Elementen vorliegt, die die Häupteigenschaften der Legierung nicht nachteilig beeinflussen, und daß die Menge an Kohlenstoff und Bor insgesamt nicht mehr als etwa 1,05 Gew.-% beträgt.

   15. Gußteil zur Verwendung in dem Turbinenteil einer Gasturbine, dadurch gekennzeichnet, daß dieses aus der Legierung nach Anspruch 14 gebildet ist.

   16. Legierung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenstoffgehalt zwischen etwa 0,5 und 0,6 % und der Borgehalt zwischen etwa 0,3 und 0,5 % liegt.

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   17. Legierung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet/ daß der 2'Iangangehalt und der Siliziumgehalt jeweils zwischen etwa 0,3 und etwa 0,8 %.betragen.

   13. Zumindest teilweise äustenitische Eisenbasislegierung, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen aus den folc;enden L·lementen in den angegebenen Mengen besteht:

   Chrom . 22 bis. 24 Gew.-%

   Nickel . 15 bis 17 Gew.-%

   UoIfrara 4 bis 10 Gew.-%

   Kohlenstoff 0,35 bis 0,5 Gew.-%

   Bor ' 0,1 bis 0,2 Gew.-%

   Mangan v/eniger als 1 Gew.-% .

   Silizium weniger als 1 Gew.-%,

   wobei der Rest der Legierung im wesentlichen.als Eisen und geringeren Mengen an Verunreinigungen und beiläufigen Elementen vorliegt, die die Haupteigenschaften der Legierung nicht nachteilig beeinflussen.

   19. Gußteil zur Verwendung in dem Turbinenteil einer Gasturbine, dadurch gekennzeichnet, daß dieses aus der Legierung nach Anspruch 18 hergestellt ist.

   -7-

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   20. Legierung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der VJoIfraragehalt zwischen etwa 4,5 und etwa 6,5 Gev/..-% liegt.

   .. Legierung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Mangangehalt und der Siliziuragehalt jeweils zv/ischen etv/p. 0,3 und etwa 0,3 % liegen.

   AOS