DE2628362A1 - Amorphe metallegierung - Google Patents
Amorphe metallegierungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft amorphe Metallegierungen und spezieller amorphe Metallegierungen, die die Eisengruppenelemente (Eisen,
Kobalt und Nickel) plus Bor enthalten.
Neue amorphe Metallegierungen wurden in der US-PS 3 856 513 beschrieben.
Diese amorphen Legierungen habeji die Formel M Y, Z ,
el D C
worin M wenigstens ein Metall aus der Gruppe Eisen, Nickel, Kobalt,
Chrom und Vanadin bedeutet, Y wenigstens ein Element aus der Gruppe Phosphor t Bor und Kohlenstoff bedeutet, Z wenigstens ein Element
aus der Gruppe Aluminium, Antimon, Beryllium, Germanium, Indium,
Zinn und Silicium bedeutete a im Bereich von etwa 60 bis 9O Atomprozent
liegt ? b ira Bereich von etwa 10 bis 30 Atompr-ozent liegt
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Postsdieöt: Frankfurt/Main 67 63-602 Bank: Dresdner Bank AG, Wiesbaden. Konto-Nr. 276807
und c im Bereich von etwa 0,1 bis 15 Atomprozent liegt. Diese
amorphen Legierungen erwiesen sich als geeignet für eine Vielzahl von Anwendungen, wie Bänder, Bögen, Drähte, Pulver usw.
Es sind auch amorphe Legierungen beschrieben, die die Formel T.X, besitzen, worin T wenigstens ein Ubergangsmetall bedeutet,
X wenigstens ein Element aus der Gruppe Aluminium, Antimon, Beryllium, Bor, Germanium, Kohlenstoff, Indium, Phosphor,
Silicium und Zinn bedeutet, i im Bereich von etwa 70 bis 87 Atomprozent liegt und j im Bereich von etwa 13 bis 30 Atomprozent
liegt. Diese amorphen Legierungen erwiesen sich als geeignet für Drähte.
Zur·Zeit, als diese amorphen Legierungen gefunden wurden, hatten
diese mechanische Eigenschaften, die besser als die der damals bekannten polykristallinen Legierungen waren. Solche überlegenen
mechanischen Eigenschaften waren etwa Zerreißfestigkeiten
bis zu 24 675 kg/cm (350 000 psi), Härtewerte von etwa 600 bis 750 DPA und gute Geschmeidigkeit oder Streckbarkeit. Dennoch
haben neue Anwendungsgebiete, die verbesserte magnetische, physikalische und mechanische Eigenschaften und höhere Hitzebeständigkeit
erfordern, Bemühungen erforderlich gemacht, neue spezielle Zusammensetzungen zu entwickeln.
Gemäß der Erfindung haben amorphe Legierungen auf der Grundlage von Eisengruppenmetallen und Bor verbesserte Zugfestigkeit und
Härte und verspröden nicht, wenn sie bei Temperaturen in der Hitze behandelt werden, die in den nachfolgenden Verarbeitungsstufen
angewendet, werden. Diese amorphen Metallegierungen haben
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auch erwünschte magnetische Eigenschaften. Sie bestehen im
wesentlichen aus der Zusammensetzung
worin M ein Element aus der Gruppe Eisen, Kobalt und Nickel besteht, M1 ein oder zwei" Elemente aus der Gruppe Eisen,
Kobalt und Nickel bedeutet, die von M verschieden sind, M" wenigstens ein Element aus der Gruppe Vanadin, Mangan, Molybdän,
Wolfram, Niob und Tantal bedeutet, a im Bereich von etwa 40 bis 85 Atomprozent liegt, b im Bereich von 0 bis etwa 45
Atomprozent liegt, c und d jeweils im Bereich von 0 bis etwa 20 Atomprozent'liegen und e im Bereich von etwa 15 bis 25
Atomprozent liegt. Vorzugsweise sind b, c und d nicht alle gleichzeitig 0, wenn M Nickel bedeutet.
Vorzugsweise ist Chrom in einer Menge von etwa 4 bis 16 Atomprozent
der Gesamtlegierung vorhanden, um verbesserte mechanische Eigenschaften, verbesserte Hitzebeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit
und Oxidationsbeständigkeit zu bekommen. Bevorzugte Zusammensetzungen sind auch etwa solche, worin M"
Molybdän ist, das in einer Menge von etwa 0,4 bis 8 Atomprozent der Gesamtlegierung vorhanden ist, um so erhöhte Härte zu bekommen.
Für bevorzugte Zusammensetzungen mit erwünschten magnetischen Eigenschaften sind c und d beide 0.
Die Legierungen nach der Erfindung sind zu wenigstens 50 % amorph und vorzugsweise zu wenigstens 80 % amorph und am
meisten bevorzugt zu etwa 100 % amorph, wie sich durch Röntgenstrahlenbeugung bestimmen läßt.
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Die amorphen Legierungen nach der Erfindung werden nach einem
Verfahren hergestellt, bei dem man eine Schmelze der erwünschten Zusammensetzung bildet und mit einer Geschwindigkeit von
etwa 10 bis 10 C/sec abschreckt, indem man die geschmolzene Legierung auf eine Kühlscheibe oder in ein Kühlfließmittel
(Gas oder Flüssigkeit) gießt. Verbesserte physikalische und mechanische Eigenschaften zusammen mit größerer Amorphheit
erreicht man durch Gießen der geschmolzenen Legierung auf eine Kühlscheibe in einem Teilvakuum mit einem absoluten Druck
von weniger als etwa 5,5 cm Hg.
Es gibt viele Anwendungsgebiete, die es erfordern, daß eine Legierung unter anderem eine hohe Zugfestigkeit, hohe Hitzebeständigkeit
und leichte Bearbeitbarkeit besitzt. Beispielsweise unterliegen Metallstreifen, die für Rasierblätter verwendet
werden, gewöhnlich einer Hitzebehandlung von etwa 370 C während etwa 30 Minuten, um einen Überzug von Polytetra-.
fluoräthylen auf dem Metall zu binden. Ähnlich werden Metallstränge, die als Reifenkabel verwendet werden, auf etwa 160
bis 170°C während etwa 1 Stunde erhitzt, um den Reifengummi mit dem Metall zu verbinden. Wenn kristalline Legierungen verwendet
werden, können PhasenVeränderungen während der Hitzebehandlung
auftreten, die dazu neigen, die physikalischen und mechanischen Eigenschaften zu verschlechtern. Wenn amorphe
Legierungen verwendet werden, kann auch eine vollständige oder teilweise Umwandlung vom glasartigen Zustand zu einem Gleichgewichts-
oder metastabilen kristallinen Zustand während der Hitzebehandlung erfolgen. Wie mit anorganischen Oxidgläsern
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verschlechtert ein solcher übergang die physikalischen und
mechanismen Eigenschaften, wie die Streckbarkeit, die Zugfestigkeit
usw.
Die Hitzebeständigkeit einer amorphen Metallegierung ist eine wichtige Eigenschaft auf bestimmten Anwendungsgebieten. Hitzebeständigkeit
ist durch das zeit-temperaturabhängige Umformungsgekennzeichnet
verhalten einer Legierung/und kann teilweise durch DTA (Differential-Thermo-Analyse)
bestimmt werden. Bei der Betrachtung hier zeigt sich relative Hitzebeständigkeit auch durch das Beibehalten
von Streckbarkeit oder Geschmeidigkeit beim Biegen nach Hitzebehandlung. Legierungen mit ähnlichem Kristallisationsverhalten, wie es bei DTA beobachtet wird, können bei der gleichen
Hitzebehandlung ein ganz anderes Versprödungsverhalten zeigen. Durch DTA-Messung können Kristallisationstemperaturen
T genau dadurch bestimmt werden, daß man eine amorphe Legierung langsam erhitzt (etwa 20 bis 50°C/Min) und feststellt, ob
in einem begrenzten Temperaturbereich (Kristallisationstemperatur) überschüssige Wärme entwickelt wird oder ob in einem
speziellen Temperaturbereich(Glastemperatur) überschüssige Wärme absorbiert wird. Im allgemeinen liegt die Glastemperatur
T nahe der niedrigsten oder ersten Kristallisationstemperatur T-, und ist, wie üblich, die Temperatur, bei der die Viskusität
13 14 im Bereich von etwa 10 bis 10 Poise liegt.
Die meisten amorphen Metallegierungen, die Eisen, Nickel, Kobalt und Chrom enthalten und unter anderen Metalloiden auch Phosphor
einschließen, besitzen Zugfestigkeiten von etwa 21 795 bis
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24 607 kg/cm (265 000 bis 350 000 psi) und Kristallisations-
24 607 kg/cm (265 000 bis 350 000 psi) und Kristallisations-
temperaturen von etwa 400 bis 46O°C. Beispielsweise eine
amorphe Legierung mit der Zusammensetzung Fe76P16C4Si3Al2
(die Zahlen bedeuten die Atomprozente) hat eine Zugfestigkeit
von etwa 24 607 kg/cm (310 000 psi) und eine Kristallisationstemperatur von etwa 460 C, eine amorphe Legierung mit der Zusammensetzung
Fe30Ni3 Co» P--Bj-Si2 hat eine Zugfestigkeit von
etwa 21 795 kg/cm (265 000 psi) und eine Kristallisationstemperatur
von etwa 415 C, und eine amorphe Legierung mit der Zusammensetzung Fe74 3Cr4 5Pi5 9C5Bo 3 nat e;*-ne Zugfestigkeit
von etwa 24 607 kg/cm (350 000 psi) und eine Kristallisationstemperatur von etwa 446 C. Die Wärmebeständigkeit dieser Zusammensetzungen
im Temperaturbereich von etwa 200 bis 250 C ist gering, wie eine Neigung derselben zeigt, nach der Hitzebehandlung
zu verspröden, wie beispielsweise nach einer 1-stündigen Hitzebehandlung bei 25O°C oder einer 30-minütigen
Hitzebehandlung bei 300°C oder einer 5-minütigen Hitzebehandlung bei 330 C. Solche Hitzebehandlungen sind auf bestimmten
Anwendungsgebieten erforderlich, wie beim Härten eines PoIytetrafluoräthylenüberzuges
auf Rasierklingenkanten oder beim Binden von Reifengummi an Metalldrahtkabel.
Gemäß der Erfindung besitzen amorphe Legierungen auf der Grundlage
von Eisengruppenmetallen und Bor verbesserte Zugfestigkeit und Härte und verspröden nicht bei der Hitzebehandlung
bei Temperaturen, die typischerweise in nachfolgenden Bearbeitungsstufen angewendet werden. Diese amorphen Metallegierungen
bestehen im wesentlichen aus der Zusammensetzung
Cr M"B · - 7 -
S8f
worin M ein Eisengruppenelement (Eisen, Kobalt oder Nickel) bedeutet, M1 wenigstens eines der beiden restlichen Eisengruppenelemente
bedeutet, M" wenigstens ein Element aus der Gruppe Vanadin, Mangan, Molybdän, Wolfram, Niob und Tantal
bedeutet, a im Bereich von etwa 40 bis 85 Atomprozent liegt, b im Bereich von 0 bis etwa 45 Atomprozent liegt, c und d
jeweils im Bereich von 0 bis etwa 20 Atomprozent liegen und e im Bereich von etwa 15 bis 25 Atomprozent liegt, wobei vorzugsweise
b, c und d nicht alle gleichzeitig 0 sind, wenn M Nickel bedeutet. Beispiele amorpher Legierungen nach der Erfindung
sind Fe50Ni5Co7Cr10Mo10B18, Fe40Ni20Co10Cr10B20,
Ni46Fe13Co13Cr9Mo3B16, Co50Fe13Ni15B17, Fe65V15B20 und
Ni58Mn20B22. Die Reinheit aller Zusammensetzungen ist die, die
man in der normalen gewerblichen Praxis findet.
Die amorphen Metallegierungen nach der Erfindung zeigen typischerweise
Zugfestigkeiten im Bereich von etwa 26 014 bis 36 560 kg/cm2 (370 000 bis 520 000 psi), Härtewerte im Bereich
von etwa 925 bis 1190 DPH und Kristallisationstemperaturen im Bereich von etwa 370 bis 610°C.
Optimale Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit bekommt man durch Einarbeiten von etwa 4 bis 16 Atomprozent Chrom in die
Legierung. Die Zugabe solcher Chrommengen verbessert allgemein auch die Kristallisationstemperatur, die Zugfestigkeit und die
Wärmebeständigkeit dieser amorphen Metallegierungen. Unterhalb etwa 4 Atomprozent beobachtet man unzureichendes korrosionsverhinderndes
Verhalten, während mehr als etwa 16 Atomprozent
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Chrom dazu neigen, die Beständigkeit gegen Versprödung bei Hitzebehandlungen der amorphen Metallegierungen bei erhöhten
Temperaturen zu verschlechtern.
Eine Steigerung der Härte und Kristallisationstemperatur erreicht man, wenn M" Molybdän ist. Vorzugsweise werden der Legierung
etwa 0,4 bis 8 Atomprozent Molybdän einverleibt. Unterhalb etwa 0,4 Atomprozent erhält man eine wesentliche Steigerung der
Härte. Oberhalb etwa 8 Atomprozent werden die Härtewerte zwar gesteigert, doch wird die Wärmebeständigkeit vermindert, was
eine Ausbalancierung erwünschter Eigenschaften erforderlich macht. Für viele Zusammensetzungen erreicht man verbesserte
mechanische Eigenschaften und erhöhte Kristallisationstemperaturen, wobei nur etwas Wärmebeständigkeit geopfert wird, indem
man etwa 4 bis 8 Atomprozent Molybdän in die Gesamtlegierung einarbeitet. Beispielsweise hat eine amorphe Metallegierung
mit der Zusammensetzung FeC7NIt-Co-Cr7B1Q eine Kristallisationstemperatur von 488 C, eine Härte von 1003 DPH und eine Zug-
festigkeit von 33 747 kg/cm (417 000 psi), während eine amorphe Metallegierung mit der Zusammensetzung Fe^3Ni5Co3Cr7Mo4B,g eine
Kristallisationstemperatur von 528°C, eine Härte von 1048 DPH
und eine Zugfestigkeit von 40 778 kg/cm (499 000 psi) hat. Für einige Zusammensetzungen bekommt man verbesserte Wärmebeständigkeit
und verbesserte Härte überraschenderweise durch Einarbeitung von 0,4 bis 0,8 Atomprozent Molybdän in die Legierung.
Vergleichsweise hat eine amorphe Metallegierung mit der Zusammensetzung FecfiN:i-5Co4CroB·, η eine Härte von 1038 DPH und bleibt
nach der Hitzebehandlung während 30 Minuten bei 360 C geschmei-
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sie
dig, doch versprödet/nach einer Hitzebehandlung während 30 Minuten
bei 370 C. Eine amorphe Metallegierung mit der Zusammensetzung Fe66Ni5Co3 2CrgMo0 0B17 hat eine Härte von 1108 DPH
und bleibt nach einer Hitzebehandlung während 30 Minuten bei 37O°C geschmeidig.
Zahlreiche bevorzugte Zusammensetzungsbereiche innerhalb des erfinderischen Zusammensetzungsbereiches können aufgestellt werden,
je nach den speziell erwünschten verbesserten Eigenschaften.
Für amorphe Metallegierungen auf Eisengrundlage bekommt man hohe Festigkeit und hohe Härte der Legierungen mit Zusammensetzungen
im Bereich Fe50-70^NifCo^5-15Cr5-16MO0-8B16-22"
Beispiele sind:
und Fe^^Ni^Co^Cr^Mo.B,o. Die Zugfestigkeit solcher Zusam-63
5 3 7 4 18
mensetzungen liegt typischerweise im Bereich von etwa 32 341
kg/cm2 (415 000 psi) bis 35 154 kg/cm2 (500 000 psi), die Härtewerte liegen im Bereich von etwa 1025 bis 1120 DPH und die
Kristallisationstemperaturen im Bereich von etwa 480 bis 555 C. Legierungen in diesem Zusammensetzungsbereich erwiesen sich als
besonders geeignet für die Herstellung vonReifengarnen.
Hohe Wärmebeständigkeit erhält man mit Legierungen der Zusammensetzungen
im Bereich
Fe60-67Ni3-7C°3-7Cr7-10Mo0.4-0.8B17 *
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- Io -
Beispiele sind Fe66Ni5Co3
Solche Zusammensetzungen bleiben allgemein beim Biegen nach einer Hitzebehandlung während 1/2 Stunde bei 360 bis 37O°C
geschmeidig. Legierungen mit diesem Zusammensetzungsbereich erwiesen sich als besonders geeignet für die Herstellung von
Rasierklingenstreifen.
Für amorphe Metallegierungen auf Nickelgrundlage bekommt man hohe Härte, mäßig hohe Festigkeit, hohe Wärmebeständigkeit und
Korrosionsbeständigkeit bei Legierungen der Zusammensetzung im Bereich Ni40-50Fe4-15Co5-25Cr8-12Mo0-9B15-22-
Beispiele sind: ^i40 Fe5Co20Cr10M°9B16' Ni45Fe5Co20Cr10M°4B16
und Ni50Fe5Co17Cr9Mo3B16 Die Zugfestigkeiten in solchen Zu-
2 sammensetzungen sind typischerweise etwa 30 935 bis 32 341 kg/cm
(395 000 bis 415 000 psi). Die Härtewerte liegen typischerweise im Bereich von etwa 980 bis 1045 DPH.
Für amorphe Metallegierungen auf Kobaltgrundlage bekommt man hohe Festigkeit, hohe Wärmebeständigkeit und hohe Härte bei
Legierungen von Zusammensetzungen im Bereich
Co40-50Fe5-20Ni0-20Cr4-15M°0-9B15-23·
Beispiele sind etwa Co45Fe17Ni13Cr5Mo3B17, Co50Fe15Cr15Mo4B16,
Co46Fei8Ni15MO4B17Und Co50Fe10Ni10Cr10B20'
Die Härte der Zusammensetzungen liegt typischerweise bei etwa
1100 DPH.
- 11 -
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Bevorzugte amorphe Metallegierungen mit erwünschten magnetischen Eigenschaften hängen von der speziell beabsichtigten
Anwendung ab. Bei solchen Zusammensetzungen ist sowohl c als auch d Null. Für Magnetisierungswerte hoher Sättigung, wie
beispielsweise etwa 13 bis 17 kGauss, ist es erwünscht, daß eine relativ große Menge an Kobalt und/oder Eisen enthalten
ist. Beispiele sind etwa FeO^Co3Ni1B,5 sowie FeoQCo5Bi5· F^r
eine niedrige Koerzitivkraft von weniger als etwa 0,5 Oe ist es erwünscht, daß eine relativ große Menge an Nickel und/oder
Eisen enthalten ist. Beispiele sind Nicn'Pe32B18 und
Fe50Ni-QCo15B, r-· Geeignete magnetische amorphe Metallegierungen
haben Zusammensetzungen im Bereich
' Fe40-80CO5-45B15-25
C°40-80Fe5-45B15-25
Fe40-80Nl5-45B15-25
. Ni40-80Fe5-45B15-25
Co40-80Ni5-45B15-25 Nl40-65CO20-45B15-25
Fe40-70Ni4-25C°5-30B15-25
Nl40-70Fe5-25C°5-25B15-25
C°40-70Fe5-25Ni5-25B15-25·
Beispiele sind etwa
' Fe60C°20B20' C°70Fe10B20' C°40Fe40B20' Ni70Fe12B18'
' Fe60C°20B20' C°70Fe10B20' C°40Fe40B20' Ni70Fe12B18'
Fe52Ni30B18' Fe62Ni20B18' C°72Ni10B18' C°62Ni20B18' Fe70Ni7.5C°7.5B15
Fe50Ni5Co28B17, Fe50Ni20Co15B15, Fe60Ni7Co12B21, Fe70Ni4Co5B31,
Ni5OFei8C°15B17' CG50Fe18Ni15B17 Und C°60Fe13Ni10B17' Fe83B17'
Fe8OB2O' Fe78B22' Fe77B23' Fe76B24' Fe75Be25 und Co80B20- - 12 -
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Die amorphen Legierungen werden durch Kühlen einer Schmelze mit einer Geschwindigkeit von etwa 10 bis 10 °C/sec gebildet.
Eine Vielzahl von Methoden steht zur Verfügung und ist in der Technik bekannt, um abgeschreckte (splat-guenched) Folien und
schnell abgekühlte endlose Bänder, Drähte, Bögen usw. zu fabrizieren. Typischerweise wird eine spezielle Zusammensetzung ausgewählt,
Pulver der erforderlichen Elemente (oder von Materialien, die sich unter Bildung dieser Elemente zersetzen, wie Ferrobor,
Ferrochrom usw.) werden in den erwünschten Mengenverhältnissen miteinander geschmolzen und homogenisiert, und die geschmolzene
Legierung wird entweder auf einer Kühlfläche, wie einem rotierenden gekühlten Zylinder, oder in einem geeigneten fließfähigen
Medium, wie einer gekühlten Salzlösung, schnell abgeschreckt. Die amorphen Legierungen können in Luft gebildet werden. Bessere
mechanische Eigenschaften bekommt man jedoch, indem man diese amorphen Legierungen in einem Teilvakuum mit einem absoluten
Druck von weniger als etwa 5,5 cm Hg und vorzugsweise etwa 100 ,um
bis 1 cm Hg bildet, wie in der US-Patentanmeldung Serial No.: 552 673 beschrieben ist.
Die amorphen Metallegierungen sind zu wenigstens 50 % amorph und vorzugsweise zu wenigstens 80 % amorph, gemessen durch Röntgenstrahlenbeugung.
Einen starken Amorphheitsgrad, der sich 1OO % nähert, erhält man, wenn man diese amorphen Metallegierungen
in einem Teilvakuum herstellt. Die Duktilität oder Geschmeidigkeit bzw. Streckbarkeit wird dabei verbessert, und
solche Legierungen mit einem wesentlichen Amorphheitsgrad sind somit bevorzugt.
- 13 -
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Die amorphen Metallegierungen nach der vorliegenden Erfindung
besitzen bessere Bearbeitbarkeit im Vergleich mit bekannten Zusammensetzungen. Außer ihrer verbesserten Beständigkeit
gegen Versprödung nach Hitzebehandlung neigen diese Zusammensetzungen dazu, oxidationsbeständiger und korrosionsbeständiger
als die bekannten Zusammensetzungen zu sein.
Diese Zusammensetzungen bleiben bei Hitzebehandlungsbedingungen amorph, unter denen phosphorhaltige amorphe Legierungen zur
Versprödung neigen. Bänder dieser Legierungen finden Verwendung auf Anwendungsgebietenr die eine relativ hohe Wärmebeständigkeit
und gesteigerte mechanische Festigkeit erfordern.
Schnelles Schmelzen und Herstellung amorpher Streifen von Bändern gleichmäßiger Breite und Dicke aus hochschmelzenden (etwa
1100 bis 160O0C); reaktiven Legierungen erfolgte unter Vakuum.
Die Anwendung von Vakuums brachte die Oxidation und Verunreinigung der Legierung während des Schmeizens oder durch Verspritzen
auf ein Minimum und vermied auch eine Oberflächenverschlechterung (Blasen usw.), die man gewöhnlich bei Streifen beobachtet, die
in Luft oder in einem Inertgas bei einer Atmosphäre gewonnen werden. Ein Kupferzylinder wurde vertikal auf der Welle einer
Vakuumdrehkopplung befestigt und in einer Vakuumkammer aus rostfreiem Stahl untergebracht. Die Vakuumkammer war ein Zylinder,
der an beiden Enden mit zwei Seitenöffnungen verflanscht war und mit einem Diffusionspumpsystem verbunden war. Der Kupferzylinder
wurde mit einem Elektromotor variabler Geschwindigkeit über die Drehkupplung gedreht. Ein Schmelztiegel, der von einer
609882/1171 -14 -
Induktionswicklung umgeben war, wurde oberhalb des rotierenden Zylinders in die Kammer gegeben. Eine Induktionsstromzufuhr
wurde verwendet, um Legierungen in Schmelztiegeln aus
Sinterquartz, Bornitrid, Tonerde, Zirkonoxid oder Berylliumoxid zu schmelzen. Die amorphen Bänder wurden durch Schmelzen
der Legierung in einem geeigneten nichtreagierenden Schmelztiegel und Ausstoßen der Schmelze durch Überdruck von Argon
durch eine Öffnung im Boden des Schmelztiegels auf die Oberfläche des rotierenden Zylinders (etwa 1500 bis 20OO U/min)
hergestellt. Das Schmelzen und Ausstoßen erfolgte in einem
-4
Teilvakuum von etwa 10 ,um unter Verwendung eines Inertgases,
wie Argon, um den Vakuumdruck einzustellen.
Unter Verwendung der oben beschriebenen Vakuumschmelz—Gieß—
apparatur wurde eine Reihe verschiedener glasbildender Legierungen
auf der Grundlage von Eisengruppenmetall und Bor als kontinuierliche Bänder mit im wesentlichen gleichmäßiger
Dicke und Breite unter Kühlen gegossen. Typischerweise lag die Dicke im Bereich von 0,025 bis 0,075 mm (0,001 bis
Or0O3 Zoll) und die Breite im Bereich von 1,25 bis 3,0 mm
(0pQ5 bis 0,12 Zoll) . De Bänder wurden hinsichtlich Ihrer
Amorphheit durch Röntgenstrahlenbeugung und DTA geprüft. Die Härte (In DPH) wurde nach der Diamantenpyramidenmethode unter
Verwendung einer Kerbapparatur vom VIcker-Typ bestimmt, die aus einem Diamant in der Form einer Pyramide mit quadratischer
Grundfläche mit einem Winkel von 136 zwischen einander gegen-
überliegenden Flächen bestand. Die Zugfestigkeit in kg/cm
wurde unter Verwendung einer Instron-Apparatur bestimmt. Das
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mechanische Verhalten amorpher Metallegierungen mit Zusammensetzungen
nach der Erfindung wurde als Funktion der Hitzebehandlung gemessen. Alle Legierungen wurden nach dem obigen
Verfahren hergestellt. Die amorphen Bänder der Legierungen waren alle in den abgeschreckten Zustand duktil oder geschmeidig.
Die Bänder wurden unter Bildung einer Schleife Ende auf Ende gebogen. Der Durchmesser der Schleife wurde allmählich
zwischen dem Gegenzapfen eines Mikrometers vermindert. Die Streifen wurdeials geschmeidig oder duktil bezeichnet, wenn
sie bis zu einem Krümmungsradius kleiner als etwa 0,125 mm
(O,OO5 Zoll) ohne Bruch gebogen werden konnten. Wenn ein
Streifen brach, wurde er als brüchig bezeichnet.
Legierungen, die für die Anwendung als Reifengarn geeignet sind, wie für Metallgürtel in radial geschichteten Reifen,
müssen in der Lage sein, etwa 1 Stunde etwa 160 bis 170 C auszuhalten, da diese Temperatur gewöhnlich beim Vulkanisieren
eines Gummireifens angewendet wird._ Die Legierungen müssen auch Korrosion durch Schwefel widerstehen und hohe mechanische
Festigkeit haben. Beispiele von Zusammensetzungen von Legierungen, die für Reifenverstärkungen geeignet sind, und
ihre Kristallisationstemperatur in C sind nachfolgend in Tabelle I aufgeführt. Diese Legierungen wurden durch die Zusam-
mensetzung Fe50-70(Ni,Co)5-i5 Cr5-16MoO-8B16-22·
beschrieben. Die Legierungen wurden unter den oben beschriebenen Bedingungen hergestellt. Alle Legierungen blieben nach
einer Hitzebehandlung während einer Stunde bei 200 C geschmei-
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dig und voll amorph. Nach der\orausgehenden Hitzebehandlung
behielten diese. Legierungen die Härte und mechanische Festigkeit, die man bei den abgeschreckten Legierungen beobachtete,
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Thermische und mechanische Eigenschaften einiger amorpher Legierungen auf
der Grundlage von Eisengruppenmetall und Bor, die für ReifenverStärkungen
geeignet sind.
Legierungszusammensetzung Härte (Atomprozent) (DPH)
Kristallisations- Zugfestigkeit
temperatur (0C) (kg/cm2)
temperatur (0C) (kg/cm2)
Fe63Ni5CO3Cr7Mo4B18
Fe60Ni7C°7Cr8B18
Fe60Ni7C°7Cr8B18
Fe55Ni10Co5Cr10B20
Fe55Ni8Co5Cr15B17
Fe55Ni8Co5Cr15B17
1083 1048 1025 1120 1048 1085 1097 1033
488 | 29 318 |
528 | 35 083 |
481 | 34 310 |
553,624 | 29 037 |
487 | 33 536 |
496 | 31 990 |
519 | 33 606 |
508 | 31 216 |
l·-1
00
00
CD ΓΟ CO CO CD
Legierungen, die für Rasierklingen geeignet sind
Legierungen, die für Rasierklingen geeignet sein sollen, müssen in der Lage sein, etwa 30 Minuten etwa 370 C zu widerstehen,
da dies die Verarbeitungsbedingung ist, die erforderlich ist, um einen Überzug von Polytetrafluoräthylen auf der
Schneidkante aufzubringen. Solche Legierungen sollten in der
Lage sein, nach vorausgehender Hitzebehandlung geschmeidig und voll amorph zu bleiben und hohe Härte und Korrosionsbeständigkeit
zu behalten. Tabelle II zeigt einige typische Zusammensetzungen, die für die Verwendung als Rasierklingen geeignet
sind. Diese Legierungen werden durch die Zusammensetzung Fe60_67Ni3_7Co3_7Cr7_10Mo0 β4_0 β8B17.
beschrieben.
Alle Legierungen blieben geschmeidig und voll amorph nach einer Hitzebehandlung von 370 C während 30 Minuten. Nach der
vorausgehenden Hitzebehandlung behielten diese Legierungen die Härte und Korrosionsbeständigkeit, die man bei den abgeschreckten
Legierungen beobachtete.
S09882/1 171
Thermische und mechanische Eigenschaften einiger amorpher Legierungen auf der Grundlage von Eisengruppenmetall und
Bor, die für Rasierklingen geeignet sind.
Zusammensetzung Härte Kristallisations-
(Atomprozent) (DPH) ι temperatur, 0C
Fe66Ni5C°3.6Cr8MO0.4B17
Fe66Ni5C°3.4Cr8MO0.6B17
Fe66Ni5Co3.2Cr8MO0.8B17
1108 | 487 |
1101 | 494 |
1105 | 498 |
Legierungen mit hoher Festigkeit und Härte
Andere Legierungen mit hoher Härte und hoher Kristallisationstemperatur sind in der Tabelle III zusammengestellt. Diese Legierungen
werden durch die allgemeine Formel M40-85MO-45Cr0-20MO0-20B15-25
beschrieben. Solche Legierungen sind beispielsweise für Bauzwecke
brauchbar.
0 9 8 8 2/1171
- 2ο Tabelle III
Thermische und mechanische Eigenschaften einiger amorpher Legierungen
auf der Grundlage von Eisengruppenmetall und Bor
Legierungszusammensetzung (Atomprozent}
Härte (DPH) |
Kristallisations- temperatur (0C) |
1086 | 440,492 |
1088 | . 486 |
1096 | 478 |
1130 | 547 |
485 | |
1130 | 512 |
1115 | 530 |
1085 | 475 |
"1120 | 518 b |
1099 | 495 |
483 | |
1136 | 581 |
1020 | 483 |
1128 | 529,588 |
1017 | 484 |
990 | 481 |
1187 | 607,677 |
505 | |
517 | |
• 1108 |
540.628. |
Fe65V15B20
Fe63C°10Cr7Mo2B18
Fe60Ni5Co10Cr5B20
Fe60Co10Cr10B20
Fe58Mn22B20
Fe50Ni10CO10Cr10B20
Fe40Ni20CO10Cr10B20
Fe40Ni8CO5Crl0M°20B17
Ni65V15B20
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Amorphe Metallegierungen auf Nickelgrundlage
Tabelle IV zeigt die Zusammensetzung, Härte und Kristallisationstemperatur
einiger borhaltiger amorpher Legierungen auf Nickelgrundlage. Diese Legierungen besitzen hohe mechanische
Festigkeit.
Die Legierungen lassen sich durch folgende Formel
beschreiben: Ni 40-50Fe4-15CO5-25Cr8-12M°0-9B15-23·
Thermische und mechanische Eigenschaften einiger borhaltiger amorpher Legierungen auf Nickelgrundlage
Legierungszusammensetzung Härte Zugfestigkeit Kristalli-(Atomprozent)
(DPH) (kg/cm^) sationstem-
peratur (0C)
Ni50Fe5Co17Cr9MO3B16 | 977 | 27 | 842 | 432 | 473 | 575 |
Ni47Fe4CO23Cr9Mo1B16 | 982 | 400 | 500 | |||
Ni46Fe4CO23Cr9MO2B16 | 981 | 420 | 470 | 58O | ||
Ni46Fe10Co20Cr8B16 | 980 | 27 | 842 | 400 | 542 | |
Ni46Fe13C°13Cr9MO3B16 | 995 | 29 | 037 | 439 | 560 | |
Ni45Fe5C°20Crl0MO4B16 | 1033 | 463 | 608 | |||
Ni44Fe20Co5Crl0M°4B17 | 1024 | 422 | 463 | 615 | ||
Ni44Fe5Co24Cr10B17 | 1001 | 425 | 641 | |||
Ni40Fe6C°20Cri2MO6B16 | 1033 | 478 | 570 | 673 | ||
Ni40Fe5C°20Crl0MO9B16 | 1043 | 466 | ||||
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Magnetische Legierungen
Die thermischen Eigenschaften von Zusammensetzungen, die bei magnetischen Anwendungen brauchbar sind, sind in Tabelle V
zusammengestellt. Für einige Legierungen ist die Sättigungsmagnetisierung bei Raumtemperatur (M ) in kGauss oder die
Koerzitivkraft (H ) in Oe eines Streifens unter DC-Bedingungen
aufgeführt.
Korrosionsbeständige Legierungen
Eine Reihe von amorphen Metallegierungen auf der Grundlage von Eisengruppenmetall und Bor wurde in eine Lösung von 10
Gew.-% NaCl in Wasser bei Raumtemperatur während 450 Stunden
eingetaucht und anschließend visuell hinsichtlich ihrer Korrosion oder Oxidation beurteilt. Die Ergebnisse sind in
Tabelle VI zusammengestellt. Die amorphen Legierungen, die Chrom enthielten, zeigten ausgezeichnete Beständigkeit gegen
Korrosion und Oxidation.
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Tabelle V
Thermische Eigenschaften einiger magnetischer Legierungen
Thermische Eigenschaften einiger magnetischer Legierungen
Legierungszusammensetzung Sättigungsmagnetisierung Kristallisations-(Atomprozent)
(M ) oder Koerzitivkraft temperatur (0C)
<HC>
Fe40-80Co5-45B15-25:
805B15 Ms=15.6 kGauss
Fe70Co10B20 465
Fe50C°30B20 493
Fe40C°40B20 492
Co Pe B ·
uo40-80re5-45 15-25"
uo40-80re5-45 15-25"
Co60Fe20B20 ' 483
Nl40-80Fe5-45B15-25 :
Ni70Fe12B18
Ni70Fe12B18
Ni60Fe22B18 Hc=0.059 Oe
Ni50Fe32B18 Hc=0.029 Oe
Fe40-70Ni4-25C°5-30B15-25:
Fe70Ni4Co5B21
Fe70Ni4Co5B21
Fe70Ni7 5Co? 5B15 Ms=13.7 kGauss
Fe65Ni7Co7B21 Mg=13.45 kGauss
Fe60Ni7C°12B21
Fe,-nNi Co1-B1- H =0.038 Oe
du /.\j Ib 15 ■ c
Ni40-70Fe5-25CO5-25B15-25:
Ni60Fe13Co10B17
Ni50Fe18C°15B17
Ni40Fe20C°23B17
Ni60Fe13Co10B17
Ni50Fe18C°15B17
Ni40Fe20C°23B17
435 | ,504 |
444 | |
456 | |
455 | ,458 |
435 | ,492 |
465 | |
472 | |
422 | |
450 | 423 (Fortsetzg.) - 24 |
473 | |
373 | |
•405 | |
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Tabelle V (Fortsetzg.) Thermische Eigenschaften einiger magnetischer Legierungen
Legierungszusammensetzung Sättigungsmagnetisierung Kristallisations
(Atomprozent) (M ) oder Koerzitivkraft temperatur ( C)
<HC)
C°40-70Fe5-25Nl5-25B15-25:
CO68Fe7.5Ni7.5B17
CO60Fel3Ni10B17
C°50Fel8Ni15B17
C°40Fe20Ni17B23
432
437,450 462
Ms=15.1 kGauss
Ergebnisse eines Korrosionstests mit einigen borhaltigen amorphen Legierungen auf der Grundlage von Eisen, Nickel und Kobalt
Fe,cNicCo_ ^Cr0Mon .Bn _ keine Korrosion, Oxidation
66 5 .3.6 8 0.4 17 oder Verfärbung
Fe63Ni5Cö3Cr7Mo4B18
Fe54Ni6CO5Cr15MO2B18
Fe50Ni10C°10Cr10B20
Fe40Nl15C°25B20 ■
Ni44Fe20Co5Cr10M°4B17
Nl40Fe5Co20Cr10M°9B16
Co50Fe18Ni15B17
korrodierte und wurde matt
keine Korrosion, Oxidation oder Verfärbung
korrodierte und wurde matt
- 25 -
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Thermische Alterung von Legierungen
Eine Reihe von amorphen Metallegierungen auf der Grundlage von Eisengruppenmetall und Bor wurde thermisch auf einem
Temperaturbereich von 250 bis 375°C in Luft während 1/2 bis 1 Stunde gealtert und hinsichtlich der Versprödung beurteilt.
Die in der Wärme behandelten Streifen wurden unter Bildung einer Schleife gebogen. Der Durchmesser der Schleife
wurde allmählich zwischen den Gegenzapfen eines Mikrometers vermindert, bis der Streifen brach. Der mittlere Bruchdurchmesser
des amorphen Legierungsstreifens, den man bei der Mikrometerablesung erhält, ist ein Zeichen für die Duktilität
oder Geschmeidigkeit dieses Streifens. Eine niedrige Zahl zeigt gute Duktilität oder Geschmeidigkeit. Beispielsweise
bedeutet die Zahl 0, daß der amorphe Streifen völlig duktil oder geschmeidig war. Die Ergebnisse sind in den Tabellen VII
und VIII aufgeführt.
609882/1171
Legierungszusammensetzung (Atomprozent) Mittlerer Bruchdurchmesser (mm)
Dicke 25O°C 275°C 300°C 325°C 345°C 36O°C 375°C Kristalli-(mm)
1 hr 1 hr 1 hr
1 hr 1/2 hr 1/2 hr 1/2 hr sationstem-
peratur (0C)
Fe66Ni5Co3.2Cr8Mo0.8B17
Fe66Ni5CO3.6Cr8Mo0.4B17
Fe66Ni5Co3.8Ci:8MO0.2B17
Fe66Ni5Co4Cr8B17
Fe60Ni7Co7Cr8B18
Fe45Ni15C°10Crl0B20
0,51 0,34 0,36 0,30 0,46 0,43 0,38 0,58 0,37 0,46 0,44 0,41 0,38 0,41
0,51 0,43
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 8,89
4,06 6,35 6,35 7,62 7,62
0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
10,14 12,70
8,89 12,76
8,89 11,43
0 0 0 0 0 0 6,35
2,54
7,62
7,62
9,39
498 487 488 486 488 478 481 528 484 487 496 547 465 455 519 508
to
CT) NJ OO GO CD NJ
Ergebnisse von Versprödungsuntersuchungen mit amorphen Metallegierungen auf der Basis von
Nickel und Bor
mittlerer Bruchdurchmesser (mm)
CD CD OO OO
Legierungs zusammensetzung (Atomprozent) |
Dicke (mm) |
325°C • 1/2 hr |
34O°C 1/2 hr |
355°C 1/2 hr |
36O°C 1/2 hr |
375°C 1/2 hr |
I NJ |
2628362 |
Ni45Fe5Co20Cr10MO4B16 | 0,38 | 0 | 0 | O | O | O | ||
Ni44Fe5Co24Cr10B17 | 0,34 | 0 | 0 | O | O | 3,81 | ||
Ni50Fe5Co17Cr9Mo3B16 | 0,30 | 0 | 0 | O | 5,08 | |||
Ni46Fe4Co23Cr9MO2B16 | 0,36 | 0 | 0 | O | 6,35 | |||
Ni46Fe10Co20Cr8B16 | 0,30 | 0 | 0 | 3,81 | ||||
Ni46Fe13CO13Cr9MO3B16 - | 0,36 | 0 | 2,54 | |||||
Ni40Fe6C°20Cr12Mo6B16 | 0,36 | 0 | 3,81 | |||||
Ni40Fe5C°20Cr10Mo9B16 | 0,36 | 0 | 6,35 | |||||
Claims (9)
1. Amorphe Metallegierung, die zu wenigstens 50 % amorph ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen die Zusammensetzung
M M1, Cr M" B besitzt, worin M eines der Elemente Eisen, Kobalt und Nickel bedeutet, M' wenigstens eines der
beiden restlichen dieser Elemente bedeutet, M" wenigstens eines der Elemente Vanadin, Mangan, Molydän, Wolfram, Niob
und Tantal bedeutet, a im Bereich von etwa 40 bis 85 Atomprozent liegt, b im Bereich von 0 bis etwa 45 Atomprozent
liegt, c und d jeweils im Bereich von 0 bis etwa 20 Atomprozent liegen und e im Bereich von etwa 15 bis 25 Atomprozent
liegt.
2. Metallegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß b, c und d nicht alle gleichzeitig 0 bedeuten, wenn M Nickel
bedeutet.
3. Metallegierung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie im wesentlichen eine der Zusammensetzungen Fe00Bn-,
OJ Li
Fe8OB2O' Fe78B22' Fe77B23' Fe76B24' Fe75B25 °d*r Co80B20
besitzt.
4. Metallegierung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß sie zu wenigstens 80, vorzugsweise zu etwa 100 % amorph ist.
609882/1171
5. Metallegierung nach Anspruch 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet,
daß e im Bereich von etwa 17 bis 22 Atomprozent liegt.
6. Metallegierung nach Anspruch 1, 2, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet,
daß c im Bereich von etwa 4 bis 16 Atomprozent liegt,
7. Metallegierung nach Anspruch 1, 2 und 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß d im Bereich von etwa 0,4 bis 8 Atomprozent liegt, wenn M" Molybdän ist.
8. Metallegierung nach Anspruch 1,2 und 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß d im Bereich von etwa 0,4 bis 0,8 oder von etwa 4 bis 8 Atomprozent liegt.
9. Metallegierung nach Anspruch 1, 2 und 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß sie im wesentlichen eine der Zusammensetzungen
Fe60-67Ni3-7Co3-7Cr7-10M'°0.4-0.8S17-20
Ni40-50Fe4-10Co5-25Cr8-12H°Q-9B15-22
CO40-50Fe5-20Ki0-2öCr4-15M°0-9B15-23
besitzt,
6 0 9 8 8 2/1171
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2855858A1 (de) * | 1977-12-28 | 1979-07-05 | Tokyo Shibaura Electric Co | Amorphe legierung mit hoher magnetischer permeabilitaet |
EP0002909A1 (de) * | 1978-01-03 | 1979-07-11 | Allied Corporation | Amorphe Legierungen und daraus bestehende Fasern |
US4314594A (en) | 1977-02-26 | 1982-02-09 | Vacuumschmelze Gmbh | Reducing magnetic hysteresis losses in cores of thin tapes of soft magnetic amorphous metal alloys |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4038073A (en) * | 1976-03-01 | 1977-07-26 | Allied Chemical Corporation | Near-zero magnetostrictive glassy metal alloys with high saturation induction |
US4152146A (en) * | 1976-12-29 | 1979-05-01 | Allied Chemical Corporation | Glass-forming alloys with improved filament strength |
US4152144A (en) * | 1976-12-29 | 1979-05-01 | Allied Chemical Corporation | Metallic glasses having a combination of high permeability, low magnetostriction, low ac core loss and high thermal stability |
US4134779A (en) * | 1977-06-21 | 1979-01-16 | Allied Chemical Corporation | Iron-boron solid solution alloys having high saturation magnetization |
US4150981A (en) * | 1977-08-15 | 1979-04-24 | Allied Chemical Corporation | Glassy alloys containing cobalt, nickel and iron having near-zero magnetostriction and high saturation induction |
EP0002923B1 (de) * | 1978-01-03 | 1981-11-11 | Allied Corporation | Glasartige Legierungen aus einem oder mehreren Übergangsmetallen der Eisengruppe, einem oder mehreren hochwarmfesten Metallen und Bor |
US4268325A (en) * | 1979-01-22 | 1981-05-19 | Allied Chemical Corporation | Magnetic glassy metal alloy sheets with improved soft magnetic properties |
US4365994A (en) * | 1979-03-23 | 1982-12-28 | Allied Corporation | Complex boride particle containing alloys |
CA1183613A (en) * | 1980-12-27 | 1985-03-05 | Koichiro Inomata | Neutron absorber, neutron absorber assembly utilizing the same, and other uses thereof |
US4462826A (en) * | 1981-09-11 | 1984-07-31 | Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha | Low-loss amorphous alloy |
JPS59150414A (ja) * | 1982-12-23 | 1984-08-28 | Toshiba Corp | 半導体回路用リアクトル |
US5015993A (en) * | 1989-06-29 | 1991-05-14 | Pitney Bowes Inc. | Ferromagnetic alloys with high nickel content and high permeability |
CN1300364C (zh) | 2002-01-16 | 2007-02-14 | 三井化学株式会社 | 磁性基材、其叠层体及其制造方法 |
JP7288294B2 (ja) * | 2018-09-25 | 2023-06-07 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 磁性部材用粉末 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2362895A1 (de) * | 1972-12-20 | 1974-07-04 | Allied Chem | Schneidwerkzeug und verfahren zu dessen herstellung |
DE2500846B2 (de) * | 1974-01-12 | 1977-12-08 | The Research Institute for Iron Steel and other Metals of the Tohoku University, Sendai; Nippon Steel Corp, Tokio; (Japan) | Amorphe eisen-chrom-legierungen |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3856513A (en) * | 1972-12-26 | 1974-12-24 | Allied Chem | Novel amorphous metals and amorphous metal articles |
JPS5827338B2 (ja) * | 1974-01-12 | 1983-06-08 | 東北大学金属材料研究所長 | Fe−Cr系アモルフアス合金 |
-
1976
- 1976-06-16 SE SE7606842A patent/SE431101B/sv unknown
- 1976-06-21 GB GB2566676A patent/GB1547461A/en not_active Expired
- 1976-06-24 DE DE19762628362 patent/DE2628362C2/de not_active Expired
- 1976-06-25 JP JP7455476A patent/JPS525620A/ja active Pending
- 1976-06-25 FR FR7619503A patent/FR2317370A1/fr active Granted
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2362895A1 (de) * | 1972-12-20 | 1974-07-04 | Allied Chem | Schneidwerkzeug und verfahren zu dessen herstellung |
US3871836A (en) * | 1972-12-20 | 1975-03-18 | Allied Chem | Cutting blades made of or coated with an amorphous metal |
DE2500846B2 (de) * | 1974-01-12 | 1977-12-08 | The Research Institute for Iron Steel and other Metals of the Tohoku University, Sendai; Nippon Steel Corp, Tokio; (Japan) | Amorphe eisen-chrom-legierungen |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4314594A (en) | 1977-02-26 | 1982-02-09 | Vacuumschmelze Gmbh | Reducing magnetic hysteresis losses in cores of thin tapes of soft magnetic amorphous metal alloys |
DE2855858A1 (de) * | 1977-12-28 | 1979-07-05 | Tokyo Shibaura Electric Co | Amorphe legierung mit hoher magnetischer permeabilitaet |
EP0002909A1 (de) * | 1978-01-03 | 1979-07-11 | Allied Corporation | Amorphe Legierungen und daraus bestehende Fasern |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS525620A (en) | 1977-01-17 |
SE431101B (sv) | 1984-01-16 |
FR2317370B1 (de) | 1981-07-31 |
FR2317370A1 (fr) | 1977-02-04 |
SE7606842L (sv) | 1976-12-27 |
GB1547461A (en) | 1979-06-20 |
DE2628362C2 (de) | 1984-03-22 |
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Date | Code | Title | Description |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ALLIED CORP., MORRIS TOWNSHIP, N.J., US |
|
D2 | Grant after examination | ||
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8331 | Complete revocation |