DE2614354A1

DE2614354A1 - Legierungen mit hoher daempfungskapazitaet und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE2614354A1
Application number: DE19762614354
Authority: DE
Inventors: Hakaru Masumoto; Showhachi Sawaya
Original assignee: Elect & Magn Alloys Res Inst
Current assignee: Elect & Magn Alloys Res Inst
Priority date: 1975-04-04
Filing date: 1976-04-02
Publication date: 1976-10-14
Also published as: DE2614354C3; JPS5711942B2; JPS51116107A; GB1549280A; DE2614354B2

Description

27 920 n/wa

26U354

THE FOUNDATION: THE RESEARCH INSTITUTE OF ELECTRIC AND MAGNETIC ALLOYS, SENDAI/JAPAN

Legierungen mit hoher Dämpfungskapazität und Verfahren zu deren Herstellung

Die Erfindung betrifft eine Legierung hoher Dämpfungsfähigkeit, deren hohe Dämpfungsfähigkeit über einen breiten Temperaturbereich mehr als 2 χ 10- beträgt, und insbesondere eine Legierung, die eine hohe Vibrationsdämpfungsfähigkeit, gute Kaltverformbarkeit und hohe Korrosionsbeständigkeit aufweist.

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ORIGINAL INSPECTED

26H354

In jüngerer Zeit sind Elemente aus Legierungen hoher Dämpf ungsfähigkeit in breitem Umfang in Präzisionsinstrumenten, die gegenüber Vibrationen empfindlich sind, und Vorrichtungen bzw. Maschinen, wie Flugzeugen, Schiffen, Kraftfahrzeugen und dergleichen, die Vibrationen und Geräusche hervorbringen, zum Zweck der Abmilderung des nach aussen tretenden Geräuschpegels verwendet worden, der von den Vibrationen und Geräuschen herrührt.

Üblicherweise sind Mn-Cu-, Ni-Ti-, Zn-Al-Legierungen etc.,

—-j
die Q -Werte von mehr als 0,005 aufweisen, verwendet worden. Der Q -Wert gibt die inhärente Dämpfungsfähigkeit der Legierung gegenüber Vibrationen an. Wenn ein Körper in gedämpften Schwingungen vibriert, besteht folgende Beziehung zwischen den ersten und η-ten Amplituden Ao und An der Vibration:

An = Ao exp(η ο) _f

worin 6 das logarithm!sehe Decrement darstellt und als b =1T.Q . angegeben ist. Andererseits besteht, sofern die Vibrationsenergie E mit Δ.Ε während eines Zykluses abnimmt, eine Beziehung zwischen den Amplituden An und An, die ausgedrückt wird als

£ß/E = { (An"¹)² - An² \ /An² = 27TQ~¹

Anders ausgedrückt, stellt Q eine Funktion der während eines Zykluses abgenommenen Energie dar. Ein grösserer Q -Wert vermindert sehr viel mehr Vibrationsenergie, so dass die Amplitude in einem kürzeren Zeitraum kleiner wird, wodurch sich ein höherer Dämpfungseffekt ergibt.

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Unter den bekannten dämpfenden, Legierungen sind die Mn-Cu- und Ni-Ti-Legierungen den anderen Legierungen im Hinblick auf die Dämpfungsfähigkeitseigenschaften bei Raumtemperatur überlegen. Bei Erhöhung der Temperatur vermindert sich jedoch die Dämpfungsfähigkeit schnell und wird bei Temperaturen in der Nähe von 100 C im wesentlichen Null, so dass die Legierungen sich von normalen Metallen bei dieser Temperatur hinsichtlich ihrer Dämpfungsfähigkeit nicht unterscheiden. Dementsprechend·zeigen derartige Legierungen keinerlei Dämpfungsfähigkeit bei einer Temperatur, die über 100⁰C liegt. Andererseits weisen die bekannten Zn-Al-Legierungen eine hohe Dämpfungsfähigkeit bei über 100⁰C liegenden Temperaturen auf. Jedoch bei Absinken der Temperatur nimmt diese rasch ab und nimmt bei Raumtemperatur einen sehr geringen Wert an. Die Mn-Cu-, Ni-Ti- und Zn-Al-Legierungen weisen auch eine schlechte Kaltverformbarkeit und Korrosionsbeständigkeit auf.

Es besteht daher ein Bedarf nach der Bereitstellung einer "Dämpfungslegierung¹¹, die eine hohe Dämpfungsf ähigkeit, hohe Kaltverformbarkeit und hohe Korrosionsbeständigkeit über einen breiten Temperaturbereich aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Legierung mit verbesserter hoher Dämpfungsfähigkeit, hoher Kaltverformbarkeit und hoher Korrosionsbeständigkeit über einen breiten Temperaturbereich zu schaffen.

Die erfindungsgemässe Aufgabe vird durch die erfindungsgemässe Legierung gelöst, die 1 bis 45 Gew.% Cobalt und als Rest Eisen umfasst, welche eine Dämpfungsfähigkeit von mehr als 2 χ 10~ gegenüber Vibrationen besitzt.

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Nach einem anderen Aspekt der Erfindung umfasst die Legierung weiterhin 0,01 bis 30 Gew.% insgesamt an zusätzlicher Komponente aus zumindest einem Element, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus weniger als 30 Gew.% Nickel, weniger als 20 Gew.% Chrom, Aluminium und Kupfer, weniger als 10 Gew.% Mangan, Antimon, Niob, Molybdän, Wolfram, Titan, Vanadin und Tantal, weniger als 5 Gew.% Silicium, Zinn, Zink, Zirconium, und weniger als 1 Gew.% Kohlenstoff und Yttrium besteht, und zeigt eine Dampfungsfähigkeit von mehr als 2 χ 10 gegenüber Vibration.

Weitere Aufgabenstellungen und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Beispielen und den beigefügten Zeichnungen hervor.

Fig. 1 stellt eine grafische Darstellung des Unterschiedes zwischen den Dämpfungsfähigkeitscharakteristika der Fe-Co-Al-Legierungen gemäss der Erfindung und der bekannten Mn-Cu-Legierungen dar.

Fig. 2 stellt eine grafische Darstellung einer Beziehung zwischen der Zusammensetzung und der Dämpfungsfähigkeit der Fe-Co-Legierung gemäss der Erfindung dar.

Gemäss der Erfindung wird ein Ausgangsmaterial, das aus 1 bis 45 Gew.% Co und Rest Eisen besteht, in Luft oder Inertgas oder im Vakuum in einem bekannten Hochofen geschmolzen. Das Ausgangsmaterial kann 0,01 bis 30 % zumindest einer zusätzlichen Komponente enthalten, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus weniger als 30 % Ni, weniger

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als 20 % Cr, Al und/oder Cu, weniger als 10 % Mn, Sb, Nb, Mo, W, Ti, V und/oder Ta, weniger als 5 % Si, Sn, Zn und/oder Zr, weniger als 1 % C und/oder Y besteht. Die Schmelze wird sodann mit einer kleinen Menge (weniger als 1 %) Mangan, Silicium, Titan, Aluminium, Calcium und dergleichen zur Entfernung unerwünschter Verunreinigungen versehen und danach in ausreichender Weise gerührt, um eine in der Zusammensetzung gleichmässige geschmolzene Legierung zu erzeugen. Die hierdurch erzeugte Legierung wird einer Schmiedung, Walzung oder Gesenkschmiedung bei Raumtemperatur oder einer unter 1300 C liegenden Temperatur unter Erzeugung eines blanken Materials, das für die Anwendung geeignet ist, unterworfen. Gemäss der Erfindung kann das geformte Werkstück aus der Legierung weiter den folgenden Behandlungen unterworfen werden:

(A) Nachdem das Werkstück auf eine hohe Temperatur, die niedriger als sein Schmelzpunkt liegt, während mehr als 1 Minute und weniger als 100 Stunden, vorzugsweise 5 Minuten bis 50 Stunden, erhitzt worden ist, wird es abgeschreckt, wobei die Kühlgeschwindigkeit mehr als 1°C/Sek. (z.B. 1°C/Sek. bis 2000°C/Sek.) beträgt oder durch langsame Abkühlung bei einer Geschwindigkeit zwischen 1°C/Sek und 100⁰C/ h zum Zweck der Homogenisierungslösungsbehandlung getempert.

(B) Das geformte Werkstück wird nach der vorstehend angeführten Hitzebehandlung der Abschreckung oder Temperung kalt verformt.

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(C) Nach der vorstehend angeführten Hitzebehandlung und Abschreckung der Stufe (A) oder Kaltverformung der Stufe (B) wird das geformte Werkstück auf eine Temperatur zwischen 100°C und weniger als die Temperatur der Abschreckung (d.h. 800 bis 1600⁰C) während mehr als 1 Minute bis 100 Stunden, vorzugsweise 5 Minuten bis 50 Stunden erhitzt und sodann mit einer langsamen Kühlgeschwindigkeit zwischen 1 C/Sek und 100°C/Stunde abgekühlt.

In der vorstehend angeführten Losungsbehandlung hängt die Zeit von 1 Minute bis 100 Stunden zur Erhitzung des rohen Formstücks von dem Gewicht des zu behandelnden rohen Formstücks bzw. Formlings, der Temperatur, auf die es erhitzt wird, und dessen Zusammensetzung ab. Anders ausgedrückt, kann ein Material, das einen hohen Schmelzpunkt, wie beispielsweise 1600 C aufweist, auf etwa 1600⁰C erhitzt werden, so dass die Zeit der Erhitzung auf die Temperatur kurz sein kann, beispielsweise 1 bis 5 Minuten. Wenn andererseits die Erhitzung bei einer Temperatur in der Nähe der unteren Grenze 800 C durchgeführt wird, ist ein langer Zeitraum, wie beispielsweise 100 Stunden für die Erhitzung erforderlich.

Die weit gewählte Erhitzungszeit hängt im breiten Umfang von dem Material, dem Gewicht oder dem Umfang ,von 1 g z.B. im Labor, bis einer Tonne, z.B. im Produktionsmassstab, ab. Zum Vergleich sei angeführt, dass bei der gleichen Temperatur ein Material geringer Grosse lediglich 1 Minute bis 5 Stunden für die Losungsbehandlung erfordert, während eine grosse Materialmasse 10 bis 100 Stunden für die Behandlung erfordert.

Sofern die Erhitzung für die Losungsbehandlung in befriedigender

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Weise durchgeführt wird, kann die Kühlgeschwindigkeit innerhalb eines sehr breiten Bereiches von der sehr schnellen Abkühlung von schneller als 1 C/Sek., wie beispielsweise 1°C/Sek. bis 1OOO°C/Sek. bis zu der langsamen Abkühlgeschwindigkeit, wie 1°C/Sek. bis 1OO°C/Stunde, variieren. Ein derartiger Spielraum der Wahl der Kühlgeschwindigkeit hängt davon ab, ob die Erhitzung für die Lösungshitzebehandlung in zufriedenstellender Weise durchgeführt bzw. beendet wird.

Die Erfindung wird im Zusammenhang mit einem Beispiel weiter veranschaulicht.

Ein Gemisch des Gesamtgewichtes von etwa 500 g, der Zusammensetzung von Fe und Co, wie sie in Tabelle 1 gezeigt ist, wurde in einem Aluminiumoxid-Schmelzkolben in einem Hochfrequenz induktionsofen in einer Argongasatmosphäre geschmolzen. Nach dem Rühren der Schmelze wurde diese in eine Form unter Erhalt eines Schmelzbarrens mit einem quadratischen Durchmesser von 35 χ 35 mm gegossen. Der Schmelzbarren wurde sodann zu einem Stab mit einem kreisförmigen Querschnitt eines Durchmessers von 10 mm geschmiedet. Der Stab wurde bei 1000 C während einer Stunde getempert. Sodann wurde der Stab bei Raumtemperatur unter Ausbildung eines Drahtes eines Durchmessers von 0,5 mm gezogen, welcher sodann in eine Vielzahl von Drähten geeigneter Länge geschnitten wurde. Diese Drähte wurden auf 1000⁰C während einer Stunde erhitzt und mit einer Geschwindigkeit von 100 C pro Stunde unter Erhalt von Werkstücken zur Messung der Dämpfungsfähigkeit durch die TorsionSpendelmethodik abgekühlt. Tabelle 1 veranschaulicht die Versuchsergebnisse. Es wird darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemässe Legierung eine bemerkenswert höhere Dämpfungsfähigkeit (um mehrere Zehnerpotenzen

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höher) als Q~¹=0,1 (x10~³) von Stahl mit 0,1 % Kohlenstoff aufweist.

Tabelle 1

Zusammt	snsetzung	-1 -3 Dämpfungsfähxgkeit Q (x10 )	0°C	50°C	100°C	200⁰C	300°C	400°C	3,1 2,5	3,1 2,5	3,1 2,5	3,2 2,7	4,0 3,9	2,8 2,4	2,8 2,4	2,8 2,6	3,0 2,7	3,9 3,7	2,3 2,4	2,3 2,4	2,4 2,5	3,0 2,6	3,8 3,6
	Co (%)	Temperungszustand durch Abkühlung mit einer Geschwindigkeit von 100 C/Stunde nach Erhitzung auf 1000⁰C während 1 Stunde	90 % kaltverformter Zustand nach Tempe rung	Wasserabschreckungszustand nach Erhitzung auf 1000°C während 1 Stunde
Fe (%)	10,0 40,0	3,0 2,5	2,8 2,4	2,3 2,4
90,0 60,0
	10,0 40,0
90,0 60,0
	10,0 40,0
90,0 60,0

Die Tabellen 2 bis 4 zeigen die Dämpfungsfähigkeiten typischer erfindungsgemässer Legierungen.

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Tabelle 2

Zusammensetzung	Co (%)	Zugefüg te Ele mente (%)	Dämpfungskapaz ität	50°C	100°C	Q"¹ (x 10~³)	300°C	40O⁰C	4,0 3,9	4,1 3,9	4,2 4,0	4,2 4,0	4,7 4,5
	20,0 20,0	C 0,2 0,6	o°c	200°C		Temperungszustand durch Abkühlung mit einer Geschwindigkeit von 100 C/Std. nach Erhitzen auf 100O⁰C während 1 Stunde	4,5 4,0	4,5 4,0	4,5 4,0	4,6 4,1	5,0 4,4
Fe (%)	20,0 20,0	Y 0,2 0,6	4,0 3,9	3,5 4,0	3,5 4,0	3,5 4,0	4,0 5,0	6,0 6,7
79,8 79,4	20,0 20,0	Si 0,2 4,0	4,5 4,0	3,6 4,1	3,6 4,1	3,6 4,1	4,3 5,2	7,0 7,3
79,8 79,4	20,0 20,0	Sn 0,2 4,0	3,5 4,0	3,4 . 4,1	3,4 4,2	3,4 4,3	4,2 5,0	6,1 6,9
78,0 76,0	20,0 20,0	Zn 2,0 4,0	3,6 4,1	3,9 3,5	3,9 3,5	3,9 3,5	3,9 3,5	4,2 3,7
78,0 76,0	20,0 20,ο	Zr 2,0 4,0	3,4 4,0	5,5 4,0	5,5 4,0	5,6 4,0	5,6. 4,0	6,0 5,5
78,0 76,0	20,0 20,0	Mn 3,0 8,0	3,9 3,5	4,5 4,3	4,5 4,3	4,5 4,3	5,5 5,0	7,0 6,6
78,0 76,0	20,0 20,0	Sb 3,0 8,0	5,5 4,0	4,2 4,3	4,3 4,3	4,3 4,6	4,6 4,8	4,9 5,0
^7,0 72,0	20,0 20,0	Nb 3,0 8,0	4,2 4,3	4,4 5,0	4,4 5,0	4,6 5,0	4,8 5,7	5,8 6,1
77,0 72,0	20,0 20,0	Mo 3,0 8,0	4,2 4,3
77,0 72,0		4,4 5,0
77,0 72,0

- 10 -

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Fortsetzung von Tabelle 2

77,0	20,0	W 3,0	4,2	4,2	4,2	4,3	4,6	4,9
72,0	20,0	8,0	4,5	4,5	4,5	4,5	5,3	5,8
77,0	20,0	Ti 3,0	5,0	5,0	5,0	5,0	5,7	5,9
72,0	20,0	8,0	4,1	4,2	4,2	4,3	4,4	5,7
77,0	20,0	V 3,0	5,3	5,3	5,3	5,4	5,6	5,8
72,0	20,0	8,0	4,3	4,4	4,4	4,6	4,9	5,3
77,0	20,0	Ta 3,0	4,0	4,1	4,3	4,3	4,5	4,4
72,0	20,0	8,0	4,2	4,3	4,5	4,6	4,7	4,8
75,0	20,0	Cr 5,0	6,4	6,4	6,4	6,4	6,8	7,8
65,0	20,0	15,0	3,9	3,9	3,9	3,9	3,9	3,9
75,0	20,0	Al 5,0	8,8	8,8	■ 8,8	8,8	9,0	10,5
65,0	20,0	15,0	8,7	8,7	8,7 ■	8,9	9,1	10,4
75,0	20,0	Cu 5,0	6,4	6,4	6,4	6,4	7,0	8,0
65,0	20,0	15,0	5,9	5,9 '	5,9	5,9	6,0	7,8
70,0	20,0	Ni 10,0	6,5	6,5	6,5	6,5	6,5	7,0
55,0	20,0	25,0	4,4	4,4	4,4	4,4	4,4	5,0

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Tabelle 3

7. Π Q	ammensetzung	Zugefüg te Ele mente (%)	1 —3 Dämpfungskapazität Q- (x 10 )	50°C	100°C	200⁰C	300°C	400⁰C	3,5 3,8	3,5 3,8	3,6 3,8	3,6 3,8	4,0 3,9
	Co ' (%)	C 0,2 0,6	0°C	96 % kaltverformter Zustand nach Tempe rung	4,2 3,9	4,2 3,9·	4,2 3,9	4,2 4,0	4,4 4,3
Fe (%)	20,0 20,0	Y 0,2 0,6	3,5 3,8	3,3 3,5	3,3 3,5	3,3 3,5	3,4 3,6	4,0 4,3
79,8 79,4	20,0 20,0	Si 2,0 4,0	4,2 3,8	3,2 3,5	3,2 3,5	3,4 3,5	3,5 3,6	3,7 3,8
79,8 79,4	20,0 20,0	Sn 2,0 4,0	3,3 3,5	3,2 3,4	3,2 3,4	3,2 3,4	3,2 3,4	3,6 3,8
78,0 76,0	20,0 20,0	Zn 2,0 4,0	3,2 3,5	3,5 3,2	3,5 3,2	3,5 3,2	3,5 3,4	3,7 3,5
78,0 76,0	20,0 20,0	Zr 2,0 4,0	3,1 3,4	5,4 5,0	5,5 5,0	5,6 5,0	5,6 5,2	5,7 5,6
78,0 76,0	20,0 20,0	Mn 3,0 8,0	3,5 3,2	4,0 3,9	4,0 3,9	4,0 3,9	4,2 3,9	4,5 4,0
78,0 76,0	20,0 20,0	Sn 3,0 8,0	5,4 5,0	3,6 3,5	3,6 3,5	3,6 3,5	3,7 3,6	3,9 3,8
77,0 72,0	20,0 20,0	Nb 3,ο 8,0	4,0 3,9	4,0 4,1	4,0 4,1	4,0 4,1	4,0 4,1	4,4 4,5
77,0 72,0	20,0 20,0	Mo 3,0 8,0	3,6 3,5	3,8 4,0	3,8 4,0	3,8 4,0	3,8 4,2	4,0 4,5
77,0 72,0	20,0 20,0	W 3,0 8,0	4,0 4,1
77,0 72,0	20,0 20,0	3,8 4,0
77,0 72,0

- 12 -

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Fortsetzung von Tabelle 3

77,0 72,0	20,0 20,0	Ti 3,0 8,0	4,3 4.0	4,3 4.0	4,3 4,0	4,3 4,0	4.3 4,0	4,5 4,3
77.0 72,0	20,0 20,0	V 3,0 8,0	5,0 4,1	5,0 4,1	5,0 4,2	5,0 4,3	5,0 4,3	5,1 4,5
77,0 72,0	20,0 20,0	Ta 3,0 8,0	3,8 3,7	3,8 3,7	3,8 3,7	3,8 3,7	3,8 3,8	3,9 3,9
75,0 65,0	20,0 20,0	Cr 5,0 15,0	5,5 3,7	5,5 3,7	5,5 3,7	5,5 3,7	5,6 3,7	5,7 3,8
75,0 65,0	20,0 20,0	Al 5,0 15,0	7,0 6,8	7,0 6,8	7,0 6,8	7,0 6,8	7,0 6,8	7,4 6,9
75,0 65,0	20,0 20,0	Cu 5,0 15,0	5,5 4,5	5,5 4_r5	5,5 4,5	5,6 4,5	5,7 4,6	6,0 4,8
70,0 55,0	20,0 20,0	Ni10,0 25,0	5,1 4,0	5,2 4,0	5,2 4,0	5,2 4,0	5,2 4,0	5,3 4,3

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Tabelle 4

Zusar	nmensetzung	Zugefüg te Ele mente (%)	-1 -3 Dämpfungskapazität Q (x10 )'	50°C	100⁰C	200°C	300⁰C	400°C	3,4 3,2	3,4 3,2	3,5 3,2	3,5 3,3	3,8 3,5
	Co (%)	C 0,2 0,6	0°C	Zustand nach Wasserabschreckung bei vor hergehender Erhitzung auf 1000 C während 1 Stunde	4,0 3,7	4,0 3,7 .	4,0 3,8	4,0 3,8	4,2 3,9
pe (%)	20,0 20,0	Y 0,2 0,6	"3,4 3,2	3,2 3,4	3,2 3,4	3,2 3,4	3,3 3,4	3,4 3,5
79,8 79,4	20,0 20,0	Si 2,0 4,0	4,0 3,7	3,0 3,3	3,0 3,3	3,0 3,1	3,0 3,2	3,0 3,3
79,8 79,4	20,0 20,0	Sn 2,0 4,0	3,1 3,4	3,0 3,2	3,0 3,2	3,0 3,2	3,0 3,2	3,0 3,3
78,0 76,0	20,0 20,0	Zn 2,0 4,0	3,0 3,3	3,4 3,3	3,4 3,3	3,4 3,4	3,5 3,4	3,7 3,6
78,0 76,0	20,0 20,0	Zr 2,0 4/0	3,0 3,2	5,3 4,9	5,4 4,9	5,5 4,9	5,5 4,9	5,7 5,0
78,0 76,0	20,0 20,0	Mn 3,0 - 8,0	3,4 3,3	3,7 3,5	3,7 3,5	3,7 3,5	3,8 3,7	3,8 3,7
78,0 76,0	20,0 20,0	Sb 3,0 8,0	5,3 4,9	3,4 3,3	3,4 3,3	3,4 3,3	3,4 3,3	3,5 3,4
77,0 72,0	20,0 20,0	Nb 3,0 8,0	3,7 3,5	3,8 4,0	3,8 "4,0	3,8 4,0	3,8 4,0	3,8 4,0
77,0 72,0	20,0 20,0	Mo 3,0 8,0	3,4 3,3	3,8 3,7	3,8 3,7	3,8 3,7	3,8 3,7	3,9 3,8
77,0 72,0	2O,0 20,0	W 3,0 8,0	3,8 4,0
77,0 72,0	20,0 20,0	3,8 3,7
77,0 72,0

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Fortsetzung von Tabelle 4

77,0 72,0	20,0 20,0	Ti 3,0 8,0	4,2 3,9	4,2 3,9	4,2 3,9	4,2 3,9	4,2 . 3,9	4,3 4,0
77,0 72,0	20,0 20,0	V 3,0 8,0	3,9 3,8	3,9 3,8	3,9 3,8	3,9 3,8	3,9 3,8	4,0 .3,9
77,0 72,0	20,0 20,0	Ta 3,0 8,0	3,9 3,6	3,9 3,6	4,0 3,6	4,0 3,6	4,0 3,6	4,0 3,6
75,0 65,0	20,0 20,0	Cr 5,0 15,0	5,4 3,6	5,4 · 3,6	5,4 3,7	5,4 3,7	5,4 3,8	5,5 3,9
75,0 65,0	20,0 20,0	Al 5,0 15,0	5,5 4,5	5,5 4,5	5,5 4,5	5,5 4,5	5,6 4,5	5,8 4,6
75,0 65,0	20,0 20,0	Cu 5,0 15,0	4,2 4,0	4,2 4,0	4,2 4,0	4,2 4,0	4,3 4,0	4,4 4,2
70,0 55,0	20,0 20,0	Ni 10,0 25,0	4,0 3,9	4,1 3,9	4,1 3,9	4,1 4,0	4,1 4,0	4,3 4,0

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Wie aus Tabelle 1 bis 4 ersichtlich ist, ist die Dämpfungsfähigkeit der erfindungsgemässen Legierung sehr hoch, unabhängig davon, ob binäre oder ternäre Legierungen vorliegen, und von den Behandlungen. Die Dämpfungsfähigkeit der Legierung ist unter dem Temperungszustand am höchsten und nimmt in der Reihenfolge der Kaltverformungs- und Wasserabschreckungszustände ab. Die Werte der Dämpfungsfähigkeit sind um den Faktor mehrerer Zehnfachen als jene normaler Metalle höher.

Fig. 1 veranschaulicht die Beziehung zwischen der Erhitzungstemperatur und der Dämpfungsfähigkeit der Legierungen einer Zusammensetzung von 77,0 % Fe, Co 20,0 % und Al 3,0 % und Mn 88,0 % und Cu 12,0% unter Temperungsbedingung. Aus Fig. ist ersichtlich, dass die Dämpfungsfähigkeit der erfindungsgemässen Legierung sehr hoch sowohl bei Raum-als auch bei hohen Temperaturen im Vergleich zu Mn-Cu-Legierungen ist. Die erfindungsgemässe Legierung weist eine Neigung zur Erhöhung des Elastizitätsmoduls und der Härte mit der Zunahme der Menge zusätzlicher Komponenten auf.

Fig. 2 zeigt die Beziehung zwischen der Dämpfungsfähigkeit und der Menge an Cobalt der Fe-Co-Legierung gemäss der Erfindung.

Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, dass die erfindungsgemässe Legierung wirksam für Dämpfungslegierungselemente für Präzisionsinstrumente, die gegenüber Vibration empfindlich sind, und Maschinen, wie Flugzeuge, Schiffe, Kraftfahrzeuge und dergleichen, die Schwingungen bzw. Vibrationen und Geräusche erzeugen, verwendet werden kann.

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Der Grund für die Begrenzung der Zusammensetzung der erfindungsgemässen Legierung ist der folgende.

Das Cobalt ist auf 1 bis 45 % und das Eisen auf den Rest bei der binären Legierung beschränkt, da die Dämpfungskapazität höher als 2 χ 10 , die erfindungsgemäss angestrebt ist, bei Legierungen nicht erhalten werden konnte, die hinsichtlich der für Cobalt und Eisen angegebenen Begrenzungen abwichen.

Die in der Erfindung angestrebte hohe Dämpfungsfähigkeit kann durch Ersatz eines Teils des Cobalts und Eisens der binären Legierung innerhalb 0,01 bis 30 % durch ein beliebiges oder mehrere Elemente, die unter Ni, Cr, Al, Cu, Mn, Sb, Nb, Mo, W,.Ti, V, Ta, Si, Sn, Zn, Zr, C und Y ausgewählt sind, erreicht werden.

In den ternären Legierungen aus Fe-Co-C, Fe-Co-Y, Fe-Co-Zr, Fe-Co-Mn, Fe-Co-Sb, Fe-Co-Nb, Fe-Co-Al und Fe-Co-Cu gemäss der Erfindung ist C oder Y auf weniger als 1 %, Zn auf weniger als 5 %, Mn, Sb oder Nb auf weniger als 10 % und Al oder Cu auf weniger als 20 % beschränkt, da Legierungen, die in ihrer Zusammensetzung von den vorstehenden Begrenzungen abwichen, eine Dämpfungsfähigkeit von mehr als 2 χ 10 , die erfindungsgemäss angestrebt wird, nicht erreichten und auch die gewünschte Korrosionsbeständigkeit nicht zeigten.

Darüberhinaus ist in den ternären Legierungen aus Fe-Co-Si, Fe-Co-Sn, Fe-Co-Zn, Fe-Co-Mo, Fe-Co-W, Fe-Co-Ti, Fe-Co-V, Fe-Co-Ta und Fe-Co-Cr gemäss der Erfindung Si, Sn oder Zn auf weniger als 5 %, Mo, W, Ti, V oder Ta auf weniger als 10 % und Cu auf weniger als 20 % beschränkt, da Legierungen, die von den Beschränkungen abwichen, keine Dämpfungsfähigkeit

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iron mehr als 2 χ 10 und eine gute Kaltverformbarkeit, die erfindungsgemäss angestrebt wird, aufwiesen.

In der ternären Fe-Co-Ni-Legierung ist das Ni auf weniger als 30 % beschränkt, da eine Legierung, die mehr als 30 % Ni aufweist, keine Dämpfungsfähigkeit von mehr als 2 χ 10 , wie sie erfindungsgemäss angestrebt wird, aufweist.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1yi Legierung mit hoher Dämpfungsfähigkeit, gekennzeichnet durch 1 bis 45 Gew.% Cobalt und Rest Eisen, wobei die Dämpfungsfähigkeit mehr als 2 χ 10~ gegenüber Vibrationen beträgt.
2. Legierung hoher Dämpfungsfähigkeit, gekennzeichnet durch 1 bis 45 Gew.% Cobalt und als Rest Eisen als Hauptkomponente und weiter 0,01 bis 30 Gew.% insgesamt an zusätzlicher Komponente aus zumindest einem Element, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus weniger als 30 Gew.% Nickel, weniger als 20 Gew.% Chrom, Aluminium und Kupfer, weniger als 10 Gew.% Mangan, Antimon, Niob, Molybdän, Wolfram, Titan, Vanadin und Tantal, weniger als 5 Gew.% Silicium, Zinn, Zink, Zirkonium und weniger als 1 Gew.% Kohlenstoff und Yttrium besteht, und eine Dämpfungsfähigkeit von mehr als 2x10 gegen Vibrationen .
3. Verfahren zur Herstellung einer Legierung hoher Dämpfungsfähigkeit, gekennzeichnet durch die Stufen des Schmelzens eines Ausgangsmaterials, das aus 1 bis 45 Gew.% Co und als Rest Fe besteht, in einem Ofen, Zugabe einer kleinen Menge von weniger als 1 % eines Elementes zu der Schmelze zur Entfernung unerwünschter Verunreinigungen, Verformung des Produktes zu einer gewünschten Form, Erhitzung des hierdurch geformten Stückes auf eine hohe Temperatur zwischen

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seinem Schmelzpunktund oberhalb 800°C für mehr als 1 Minute bis 100 Stunden, vorzugsweise 5 Minuten bis 50 Stunden und Abkühlung des Stücks mit geeigneter Kühlgeschwindigkeit auf Raumtemperatur.
4. Verfahren zur Herstellung einer Legierung hoher Dämpfungsfähigkeit, gekennzeichnet durch die Stufen des Schmelzens eines Ausgangsmaterials,

' das aus 1 bis 45 Gew.% Co und als Rest Eisen besteht, in einem Ofen, Zufügung zu der Schmelze einer kleinen Menge von weniger als 1 % eines Elementes zur Entfernung unerwünschter Verunreinigungen, Verformung des Produktes zur gewünschten Form, Erhitzung des hierdurch geformten Stücks auf eine hohe Temperatur zwischen seinem Schmelzpunkt und oberhalb 800⁰C für mehr als 1 Minute bis 100 Stunden, vorzugsweise 5 Minuten bis 50 Stunden, und Abkühlung des Stücks mit einer geeigneten Kühlgeschwindigkeit auf Raumtemperatur und hiernach Wiedererhitzung des Stücks auf eine Temperatur zwischen 100°C und 1600°C für mehr als 1 Minute bis 100 Stunden und sodann dessen Temperung mit einer langsamen Abkühlungsgeschwindigkeit von 1°C/Sek. bis 100°C/Std.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , dass man ein Ausgangsmaterial verwendet, das 1 bis 45 Gew.% Cobalt und Rest Eisen als Hauptkomponente enthält und weiter 0,01 bis 30 Gew.% insgesamt an zusätzlicher Komponente aus zumindest einem Element umfasst, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus weniger als 30 Gew.% Nickel, weniger als 20 Gew.% Chrom, Aluminium und Kupfer, weniger als 10 Gew.% Mangan, Antimon, Niob, Molybdän, Wolfram, Titan,

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Vanadin und Tantal, weniger als 5 Gew.% Silicium, Zinn, Zink, Zirkon und weniger als 1 Gew.% Kohlenstoff und Yttrium als Subkomponente besteht und eine Dämpfungskapazität

aufweist.

kapazität von mehr als 2 χ 10 gegenüber Vibrationen
6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , dass das zur Entfernung der Verunreinigungen hinzuzufügende Element zumindest ein Element darstellt, das unter Mangan, Silicium, Titan, Aluminium und Calcium ausgewählt ist.
7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformungsstufe bei einer Temperatur zwisehen 1300 C und Raumtemperatur durch Giessen, Schmieden, Walzen oder Gesenkschmieden durchgeführt wird.

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