DE3017466C2 - Nickel-Kobalt-Chrom-Legierung - Google Patents

Nickel-Kobalt-Chrom-Legierung

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DE3017466C2 DE19803017466 DE3017466A DE3017466C2 DE 3017466 C2 DE3017466 C2 DE 3017466C2 DE 19803017466 DE19803017466 DE 19803017466 DE 3017466 A DE3017466 A DE 3017466A DE 3017466 C2 DE3017466 C2 DE 3017466C2
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    • C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Nickel-Kobalt-Chrcm-Legierung. Das andauernde Bestreben, die Lebensdauer von hochbeanspruchten Konstruktionsteilen zu verlängern, hat zur Entwicklung einer Vielzahl von Legierungen geführt, die in der Technik allgemein als Legierungen für Hartmetallauflagen (hardfacing alloys) bekannt sind. Eine solche Legierung wird auf eine weniger verschleißfeste und folglich kostengünstigere Legierung aufgebracht, um auf diese Weise die darunterliegende Legierung mit einer verschleißbeständigen Schicht zu versehen.
Aus der US-PS 24 32 619 ist eine Ni-Co-Cr-Legierung - bekannt, welche 2 bis 25% Nickel. 10 bis 40% Kobalt, 15 bis 25% Chrom, 0,5 bis 15% Wolfram, 0,01 bis 1% Bor, ois zu 2% Mangan, bis zu 1% Silicium und bis zu 1% Kohlenstoff enthält, wobei der Kohlenstoffgehalt maximal 035% beträgt, wenn es auf eine außerordentlich gute Schmiedbarkeit der Legierung ankommt Den Restbestandteil der bekannten Legierung bildet Eisen.
In jüngerer Zeit zeichnet sich auf dem Weltmarkt bei Verknappung des Angebots ein deutlicher Preisanstieg für Kobalt ab. Kobalt wird bei der Edelstahlerzeugung insbesondere verwendet wegen seiner hervorragenden Eigenschaften im Hinblick auf Wärmebeständigkeit. Korrosionsbeständigkeit und Verschleißbeständigkeit
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Nickel-Kobalt-Chrom-Legierungen zu schaffen, die sich trotz herabgesetzter Kobaltgehalte durch zufriedenstellende Eigenschaften auszeichnen. Insbesondere werden Legierungen angestrebt, die eine höchst vorteilhafte Kombination von Verschleißfestigkeit, Duktilität und Zähigkeit aufweisen.
Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem wird durch die im Anspruch I angegebene Erfindung gelöst.
Nickel und Kobalt liegen in der erfindungsgemäßen Legierung in Mengen von 35 bis 39% (Nickel) sowie von 9 bis 14% (Kobalt) vor. Trotz des vergleichsweise geringen maximalen Kobaltgehaltes von 14% verfügt die erfindungsgemäße Legierung über hervorragende Eignung als Werkstoff für Hartmetallauflagen.
Chrom liegt in der erfindunjgsgemäßen Legierung in Gehallsanteilen von 26 bis 30% vor. Chrom übt einen günstigen Einfluß aus auf die Korrosionsbeständigkeit der Legierung sowie auf deren Härte und Hochtemperatur-Verschleißfestigkeit. Chrommengen von mehr als 30% sind schädlich, da sie die Legierung verspröden und rißanfällig machen können.
Kohlenstoff liegt in der erfindungsgemäßen Legierung in einer Menge von 1,5 bis 2,1% vor. Kohlenstoff wirkt sich vorteilhaft auf die Härte und Verschleißfestigkeit der Legierung aus, so daß vergleichsweise hohe Kohlenstoffgehalte bevorzugt sind. Kohlenstoffmengen von mehr als 2,1% sind jedoch schädlich, da sie die Korrosionsbeständigkeit der Legierung nachteilig beeinflussen können und die Legierung rißanfällig machen können. _.
Silicium liegt in der erfindungsgemäßen Legierung in Mengen von 0,7 bis 1,5 Gew.-% vor. Silicium wirkt schmelzpunkterniedrigend und desoxidierend. Siliciummengen von mehr als 1,5% sind schädlich, weil Legierungen mit derart hohen Siliciumgehalten zum Ausbilden von versprödenden Silicidsn neigen. Die Gesamtmenge an Wolfram + Molybdän ist auf 10 Gew.-% beschränkt, wobei der Wolframgebalt 1 bis 4,5 Gew.-% und der Molybdängehalt 1 bis 5,5 Gew.-% betragen. Wolfram und Molybdän beeinflussen die Härte, Festigkeit und Verschleißbeständigkeit der erfindungsgemäßen Legierung in vorteilhafter Weise. Diese Elemente verbessern auch die Korrosionsbeständigkeit der Legierungen, da sie bevorzugte Carbidbildner sind und folglich das Verbleiben des Chroms in Lösung ermöglichen. Da Wolfram- und Molybdängehalte von weniger als 1% keine reproduzierbare Wirksamkeit entfalten, müssen Wolfram und Molybdän jeweils wenigstens in einer Menge von 1 Gew.-% vorliegen. Der Maximalgehalt an Wolfram + Molybdän ist auf 10 Gew.-% beschränkt, da diese Elemente bei höheren Gewichtsanteilen dazu neigen wurden, die Legierung zu verspröden und rißanfällig zu machen.
Bor kann in der erfindungsgemäßen Legierung in Mengen von bis zu 2,5 Gew.-% vorliegen. Bor kann wie Kohlenstoff die Härte erhöhen und kann wie Silicium als »Fluidizer« schmelzpunkterniedrigend und desoxidierend wirken. Ein Borgehalt von-9,35 bis 1,5 Gew.-% ist bevorzugt Borgehalte von mehr als 2,5% sind schädlich, weil Legierungen mit derart hohen Borgehalten zum Ausbilden versprödender Boride neigen. Außerdem können zu hohe Borgehalte die Korrosionsbeständigkeit der Legierung nachteilig beeinflussen.
Eisen liegt in der erfindungsgemäßen Legierung in einer Menge von 10 bis 18 Gew.-% vor.
Die erfindungsgemäße Legierung kann ferner Vanadium, Kupfer, Mangan und Elemente der Seltenen Erden enthalten. Vanadium kann in Mengen von bis zu 7 Gew.-% enthalten sein, da es zur Härtesteigerung der Legierung beiträgt. Höhere Vanadiumgehalte können die Legierung brüchig und rißanfij'ig machen. Kupfer kann in Mengen von bis zu 3 Gew.-% enthalten sein, da es die Korrosionsbeständigkeit der Legierung erhöht. Legierungen mit höheren Kupfergehalten neigen jedoch zum Ausbilden niedrigschmclzender intermetallischer Phasen, die zu Rissen führen können. Mangan kann in Mengen von bis zu 0,5 Gew.-% enthalten sein. Elemente der Seltenen Erden können in Mengen bis zu 1 Gew.-% zugesetzt werden. Metalle der Seltenen Erden, wie Lanthan, können die Oxidationsbeständigkeit der Legierungen erhöhen. Andere Selten-Erdelemente bzw. -metalle können einen vorteilhaften Einfluß auf die Festigkeit der Legierung ausüben.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Beispielen näher erläutert.
Verschiedene Legierungspulver (Legierungen E bis G) wurden hergestellt. Die Zusammensetzungen der jeweiligen Legierungen sind in der folgenden Tafel 1 ausgeführt.
Tafel 1
Legie Zusammensetzung (Gew.-%) Co Cr C Si W Mo
rung Ni 25,55 21,52 1,24 0,98 1,42 1,7
E 25,38 25,17 21,59 0,93 1,01 1,54 2,08
F 24,78 11,57 27,83 1,82 1,00 2,59 3,92
G 37,07 11 28 1,8 1,1 - -
H 37 Il 28 1,8 1,1 4 —
I 37
Von den vorstehenden Legierungen sind die Legierungen E und F wegen ihrer hohen Kobaltgehalte (25,55 bzw. 25,17% Kobalt) außerhalb der Erfindung. Die Legierung H liegt wegen ihres hohen Eisengehaltes außerhalb der Erfindung.
Tafel 2
0,85 20,88
Probekörper der Legierungen E, F und G wurden bei Ra;imtemperatur sowie im Temperaturbereich von 480 bisßl6°C Härte-Prüfungen unterworfen. Die erhaltenen Versuchsergebnisse sind in der Tafel 2 zusammengestellt
Legierung Vickers-Härte der Legierungen E, F und G bei den angegebenen Temperaturen (° C) Raum- 4800C 5400C 595° C 65O°C 7050C 7600C 816° C
temperatur
E 322 268 255 249 239 228 204 168
F 330 292 282 274 262 244 225 198
G 355 298 287 282 266 254 218 181
Die Rockwell »C«-v/erte sowie der jeweils gemessene Abrieb der Legierungen E, F und G sind in der Tafel 3 zusammengestellt.
Tafel 3
Legierung Rockwell-Härte »C« Spezifischer
Abrieb
(g/cm2)
E 29,3
28,8		 6,4
7,3
F 32,2
31,6		 7,0
7,0
G 33,2
32,4		 3,5
3,6
Wie die vorstehenden Versuchsergebnisse zeigen, ~><i
weisen die erfindungsgemäßen Legierungen trotz ihrer vergleichsweise geringen Kobaltgehalte hervorragende Eigenschaften für die Verwendung als Hartmetallauflagen auf.
Eine Probe einer jeden Legierung wurde im Plasmabogen auf ein Stahlsubstrat aufgetragen. Eine weitere Probe einer jeden Legierung wurde im Lichtbogen geschmolzen und abgegossen. Sodann wurden mikroskopische Photogn»phien,-jiler Proben bei 100- und 500facher Vergrößerung hergestellt
Die Photographien zeigten dem Fachmann jeweils das Vorliegen einer Legierung mit einer höchst vorteilhaften Kombination aus Verschleißfestigkeit, Duktilität und Zähigkeit. Jede der mikroskopischen Photographien zeigt ein Material in fester Lösung mit dendritischem Gefüge mit einer vorteilhaften Menge an Carbiden geeigneter Größe und Verteilung innerhalb der Korngrenzen.

Claims (3)

  1. Patentansprüche:
    t. Nickel-Kobalt-Chrom-Legierung bestehend aus 35 bis 39% Nicke!, 9 bis 14% Kobalt, 26 bis 30% Chrom, 1,5 bis 2,1% Kohlenstoff, 0,7 bis 1,5% Silicium, 1 bis 4,5% Wolfram, 1 bis 5,5% Molybdän, 0 bis 7% Vanadium, 0 bis 2£% Bor, 0 bis 3% Kupfer, 0 bis 0,5% Mangan, 0 bis 1% Seltenerdelemente und 10 bis 18% Eisen.
  2. 2. Legierung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Borgehalt von 035 bis 1,5%.
  3. 3. Verwendung der Legierung nach Anspruch 1 oder 2 als Werkstoff für Hartmetallauflagen.
DE19803017466 1979-05-09 1980-05-07 Nickel-Kobalt-Chrom-Legierung Expired DE3017466C2 (de)

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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4415532A (en) * 1981-03-05 1983-11-15 Cabot Corporation Cobalt superalloy
JPS5845345A (ja) * 1981-09-11 1983-03-16 Hitachi Ltd 耐熱疲労性の優れたガスタ−ビン用ノズル
JPS6058245U (ja) * 1983-09-30 1985-04-23 三菱重工業株式会社 ロ−ラミル用ロ−ル
JPS6152338A (ja) * 1984-08-20 1986-03-15 Daido Steel Co Ltd 耐摩耗耐食合金
JPS6152340A (ja) * 1984-08-20 1986-03-15 Daido Steel Co Ltd 耐摩耗耐食合金
CH670103A5 (de) * 1986-02-04 1989-05-12 Castolin Sa
US4711763A (en) * 1986-12-16 1987-12-08 Cabot Corporation Sulfidation-resistant Co-Cr-Ni alloy with critical contents of silicon and cobalt
JPS63174798A (ja) * 1987-01-14 1988-07-19 Toyota Motor Corp 肉盛溶接用耐食合金
JP3480698B2 (ja) 1999-05-27 2003-12-22 兼次 安彦 高温における強度−延性バランスに優れるＣｒ基合金
CN114182153B (zh) * 2021-11-26 2022-11-18 北冶功能材料(江苏)有限公司 一种镍基合金及其制备方法与应用
CN114540693B (zh) * 2022-01-07 2022-11-11 中南大学 一种高强韧耐蚀的富Fe含Si多组分合金及其制备方法和应用

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB612001A (en) * 1945-06-13 1948-11-05 Haynes Stellite Co Alloys for high temperature use
US2432619A (en) * 1946-05-09 1947-12-16 Haynes Stellite Co Ferrous alloys and articles
US2432618A (en) * 1946-05-09 1947-12-16 Electro Metallurg Co Ferrous alloys for high-temperature use
US2513303A (en) * 1946-12-30 1950-07-04 Armco Steel Corp Coated cobalt alloy products
DE1080312B (de) * 1956-02-21 1960-04-21 Thompson Prod Inc Verwendung einer Nickel-Chrom-Legierung als Werkstoff fuer gegossene Ventilsitzringe
GB881031A (en) * 1959-05-08 1961-11-01 Union Carbide Corp Improvements in and relating to alloys
DE1218162B (de) * 1959-05-08 1966-06-02 Union Carbide Corp Verschleissfeste Nickel-Chrom-Legierung
GB1070103A (en) * 1963-09-20 1967-05-24 Nippon Yakin Kogyo Co Ltd High strength precipitation hardening heat resisting alloys
DE1965658A1 (de) * 1969-12-31 1971-07-08 Kubota Iron & Machinery Works Hitzebestaendige Nickel-Chrom-Kobalt-Legierungen
DE2033744B2 (de) * 1970-07-08 1971-12-30 Deutsche Edelstahlwerke Ag, 4150 Krefeld Verwendung einer nickellegierung zur herstellung harter ver schleissfester und korrosionsbestaendiger ueberzugsschichten auf metallischen gegenstaenden
US3838981A (en) * 1973-03-22 1974-10-01 Cabot Corp Wear-resistant power metallurgy nickel-base alloy
US4191562A (en) * 1978-06-19 1980-03-04 Cabot Corporation Wear-resistant nickel-base alloy

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JPS55154542A (en) 1980-12-02
GB2050424A (en) 1981-01-07
FR2456143A1 (fr) 1980-12-05
DE3017466A1 (de) 1980-11-13
CA1160077A (en) 1984-01-10

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