DE29702070U1 - Nickelfreie, austenitische Kobaltbasislegierung - Google Patents
Nickelfreie, austenitische KobaltbasislegierungInfo
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-
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Description
GR 91 G 112A
Beschreibung
Nickelfreie, austenitische Kobaltbasislegierung
Die Erfindung betrifft eine nickelfreie, austenitische Kobaltbasislegierung
mit hoher Korrosionsbeständigkeit und guter Umformbarkeit.
Für Bedarfsgegenstände des täglichen Gebrauchs, bei denen unter anderem Korrosionsbeständigkeit, gute Umformbarkeit und
Nichtmagnetisierbarkeit gefordert werden, werden üblicherweise austenitische rostfreie Stähle eingesetzt. Diese Stähle
sind Legierungen, die neben Eisen als Hauptbestandteil noch Chrom, Nickel und Molybdän enthalten.
15
Für höchste Ansprüche an die Korrosionsbeständigkeit werden austenitische Legierungen auf Kobaltbasis eingesetzt. Da
diese Legierungen alle Nickel enthalten, besteht die Gefahr des Auftretens einer sogenannten Nickelallergie, wenn die
daraus hergestellten Bedarfsgegenstände mit der Haut in Berührung kommen. Insbesondere besteht diese Gefahr einer
Nickelallergie bei Brillengestellen, Ohrsteckern, Armbanduhren sowie bei medizinischen Implantaten.
Um die Gefahr des Auftretens einer Nickelallergie prinzipiell auszuschließen, besteht daher seit langem der Wunsch nach der
Schaffung einer nickelfreien Legierung, die die wesentlichen Eigenschaften der aus der eingangs genannten austenitischen
rostfreien Stähle aufweist.
Nickelfreie austenitische Legierungen auf Eisenbasis sind bekannt.
Beispielsweise gibt es nickelfreie, stickstofflegierte Stähle auf Eisen-Mangan-Chrom(Molybdän)-Basis mit 0,5 bis 1,5
Gew.-% Stickstoff, wobei der hohe Stickstoffgehalt durch Aufstickung
unter Druck eingebracht wird. Diese Legierungen sind beispielsweise in Ergebnisse der Werkstoff-Forschung, Band 4,
Verlag Thubal-Rain, 1991 eingehend beschrieben. Ein weiterer
GR 91 G
Vertreter dieser nickelfreien stickstofflegierten Stähle ist
der Werkstoff 1.44.56 (Fe-18Cr-18Mn-2Mo-0, 9N) . Der Mangangehalt hat hier keine austenitisch stabilisierende Wirkung,
sondern er dient nur zur Erhöhung der Stickstofflöslichkeit.
5
Diese nickelfreien Legierungen haben jedoch den großen Nachteil, daß sie nicht gleichzeitig die Forderung nach hoher
Korrosionsbeständigkeit, Unmagnetisierbarkeit und guter Umformbarkeit erfüllen.
Bei den stickstofflegierten Eisen-Mangan-Chrom(Molybdän)-Stählen
wirkt sich der hohe Mangangehalt negativ auf die Korrosionsbeständigkeit aus. Der stickstofflegierte Stahl 1.4456
weist ebenfalls keine befriedigende Korrosionsbeständigkeit auf.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine nickelfreie,
austenitische Legierung zu schaffen, die eine hohe Unmagnetisierbarkeit eine sehr gute Korrosionsbeständigkeit und
eine gute Umformbarkeit aufweist.
Es hat sich herausgestellt, daß dieses Ziel durch eine nickelfreie austenitische Kobaltbasislegierung, bestehend aus
10 - 18 % Chrom 4 - 8 % (Molybdän + 1A Wolfram)
4 - 6 % (Titan und/oder Niob) 5 - 20 % Eisen
0 - 3 % Mangan 0 - 1 % Silizium
0 - 3 % Aluminium 0 - 0,1 % {Kohlenstoff +
Stickstoff) 0 - 2 % Kupfer
Rest Kobalt und den üblichen herstellungsbedingten Verunreinigungen
erreicht werden kann. Diese Legierung weist eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit sowie eine gute Umformbarkeit
auf und ist unmagnetisch. Ferner läßt sie sich leicht zu komplizierten Formen vergießen und gegebenenfalls weiterverarbeiten.
Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ist in
97 G
sofern überraschend, daß es sich herausgestellt hat, daß diese Legierung im Prinzip eine Kobalt-Chrom-Molybdän-Nickel-Legierung
ist, bei der das Nickel, das im wesentlichen die Austenitstabilität bewirkt, durch Eisen und Titan und/oder
Niob ersetzt werden kann. Dies ist in sofern überraschend, als Titan bei Niob bei Stellen eine austenitdestabilisierende
Wirkung zeigen. Kobalt-Chrom-Molybdän-Titan-Legierungen sind im Prinzip schon länger bekannt. Beispielsweise wird die Legierung
„Dentitan* mit 24 Gew.-% Chrom, 4 Gew.-% Molybdän, 2,5 Gew.-% Titan, Rest Kobalt als Gußlegierung in der Dentaltechnik
eingesetzt. Diesen Legierungen fehlt jedoch der Eisengehalt der erfindungsgemäßen Legierung und damit die für
eine gute Kaltverformbarkeit erforderlich Austenitstabilität.
Die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn die Legierung aus
12 - 15 % Chrom 5 - 7 % Molybdän + V* Wolfram
4,5 - 5,5 % {Titan und/oder 10 - 15 % Eisen
Niob)
0 - 1,5 % Mangan 0 - 0,5 % Silizium
0 - 1,5 % Aluminium 0 - 0,05 % (Kohlenstoff +
Stickstoff 0 - 1 % Kupfer
Rest Kobalt und herstellungsbedingten Verunreinigungen besteht.
Für den vorgesehenen Zweck als Knetlegierung müssen die Legierungselemente
geeignet abgestimmt sein. Es wurde gefunden, daß die Gehalte an Chrom + Molybdän + 1A Wolfram + Titan/Niob
maximal 28 Gew.-% betragen dürfen, wobei der Gehalt an Titan/Niob im Bereich von 4 bis 6 Gew.-%, der Gehalt an Chrom
im Bereich 10 bis 20 Gew.-%, der Gehalt an Molybdän + M Wolfram im Bereich 4 bis 8 Gew.-% liegen muß. Die angegebenen Bereiche
von Chrom und Molybdän/Wo If ram sind notwendig, um eine
hohe Korrosionsbeständigkeit zu erreichen, während die angegebenen Gehalte von Titan bzw. Niob die Einstellung eines
GR 97 G 112P-
einphasigen austenitischen Gefüges bewirken. Nur in diesem
Gefügezustand wird die gewünschte gute Kalt- und Warmverformbarkeit gewährleistet.
Übersteigt der Gehalt an Chrom + Molybdän + Vi Wolfram + Titan/Niob
28 Gew.-%, ist die Gefügestruktur der erzielten Legierung in der Mehrheit hexagonal und die gute Kaltverformbarkeit
ist nicht mehr gegeben. Die so erzielten Legierungen sind duktil, weisen eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit
gegen Gewebe- und Körperflüssigkeiten auf und lassen sich leicht zu komplizierten Formen vergießen und weiterverarbeiten,
wie z.B. Brillengestelle, so daß sich diese Legierung neben der Verwendung als Werkstoff in der Schmuck- und
Brillenindustrie auch als Werkstoff für Zahnprotesen und allgemein
chirurgische Implantate im besonderen Maße eignet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert:
Eine Legierung mit der Zusammensetzung 12 Gew.-% Eisen, 12 Gew.-% Chrom, 4 Gew.-% Molybdän, 4 Gew.-% Wolfram sowie 5
Gew.-% Titan, Restkobalt wird unter Vakuum in einem Hochfrequenzofen erschmolzen und bei 11500C zu Stäben mit einem
Durchmesser von 7 mm warm verformt. Daraufhin wurden die gewonnenen Stäbe eine Stunde lang bei 1000C homogenisiert und
auf einen Durchmesser von 3,5 mm kaltgezogen.
Es ergaben sich folgende mechanische Eigenschaften:
Eine Härte im weichen Zustand: 350 HV Eine Härte im 7 5%ig kaltverformtem Zustand: 490 HV
Zugfestigkeit 75 % kaltverformt: 1900 MPa
Streckgrenze 75 % kaltverformt: 1370 MPas Dehnung 75 % kaltverformt: 1,5 %
Darüber hinaus wurde gefunden, daß die mechanischen Eigenschaften durch eine Wärmebehandlung im Bereich von 450 bis
GR 97 G
75O0C und einer Dauer von 0,5 bis 12 Stunden weiter gesteigert
werden können.
Härte im weichen Zustand ausgehärtet {2 Std./500°C): 380 HV Härte 75 % kaltverformt ausgehärtet (2 Std./500°C): 650 HV.
Claims (3)
1. Nickelfreie, austenitische Kobaltbasislegierung mit hoher
Korrosionsbeständigkeit und guter Kaltverformbarkeit, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus
10 - 18 % Chrom 4 - 8 % (Molybdän + H Wolfram)
4 - 6 % (Titan und/oder Niob) 5 - 20 % Eisen
0 - 3 % Mangan 0 - 1 % Silizium
0 - 3 % Aluminium 0 - 0,1 % (Kohlenstoff +
Stickstoff) 0 - 2 % Kupfer
Rest Kobalt und den üblichen herstellungsbedingten Verunreinigungen
erreicht werden kann.
2. Nickelfreie, austenitische Kobaltbasislegierung mit hoher Korrosionsbeständigkeit und guter Kaltverformbarkeit,
dadurch gekennzeichnet, daß sie aus 12 - 15 % Chrom 5 - 7 % Molybdän + 1A Wolfram
4,5 - 5,5 % (Titan und/oder 10 - 15 % Eisen Niob)
0 - 1,5 % Mangan 0 - 0,5 % Silizium
0 - 1,5 % Aluminium 0 - 0,05 % (Kohlenstoff + '
Stickstoff 0 - 1 % Kupfer
Restkobalt und herstellungsbedingte Verunreinigungen besteht.
Restkobalt und herstellungsbedingte Verunreinigungen besteht.
3. Legierung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung nach Glühen bei Temperaturen oberhalb 10000C und Abschrecken
auf Raumtemperatur austenitisches Gefüge aufweist.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE29702070U DE29702070U1 (de) | 1997-02-06 | 1997-02-06 | Nickelfreie, austenitische Kobaltbasislegierung |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE29702070U DE29702070U1 (de) | 1997-02-06 | 1997-02-06 | Nickelfreie, austenitische Kobaltbasislegierung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE29702070U1 true DE29702070U1 (de) | 1997-04-03 |
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|---|---|---|---|
| DE29702070U Expired - Lifetime DE29702070U1 (de) | 1997-02-06 | 1997-02-06 | Nickelfreie, austenitische Kobaltbasislegierung |
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1997
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19970515 |
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| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20000619 |
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| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20030506 |
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| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20050407 |
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| R071 | Expiry of right |