DE3035144A1 - Erosionsfeste auftraglegierung - Google Patents
Erosionsfeste auftraglegierungInfo
- Publication number
- DE3035144A1 DE3035144A1 DE19803035144 DE3035144A DE3035144A1 DE 3035144 A1 DE3035144 A1 DE 3035144A1 DE 19803035144 DE19803035144 DE 19803035144 DE 3035144 A DE3035144 A DE 3035144A DE 3035144 A1 DE3035144 A1 DE 3035144A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- matrix
- erosion
- titanium carbide
- hrc
- tic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 26
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims description 26
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 48
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 claims description 24
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 17
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 4
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 22
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 18
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 13
- 229910000617 Mangalloy Inorganic materials 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 4
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010285 flame spraying Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
- C23C4/06—Metallic material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/32—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at more than 1550 degrees C
- B23K35/327—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at more than 1550 degrees C comprising refractory compounds, e.g. carbides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C29/00—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides
- C22C29/02—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides
- C22C29/06—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds
- C22C29/10—Alloys based on carbides, oxides, nitrides, borides, or silicides, e.g. cermets, or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides based on carbides or carbonitrides based on carbides, but not containing other metal compounds based on titanium carbide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C32/00—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
- C22C32/0047—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents
- C22C32/0052—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents only carbides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
METALLURGICAL INDUSTRIES, INC. Tinton Falls, New Jersey O7724 - USA
2o 479 2o/h
Erosionsfeste Auftraglegierung
Die Erfindung betrifft eine erosionsfeste Auftraglegierung,
die insbesondere für das Plasmastrahlspritzen, aber auch für andere Auftragtechniken geeignet ist und die in erster
Linie eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen Erosionsverschleiß bietet»,
Manganstahl, der aus etwa 12 % Mangan, 1 % Kohlenstoff und dem Rest Eisen besteht, wird gewöhnlich dann eingesetzt,
wenn eine Verfestigung bei der Beanspruchung sowohl zulässig als auch erwünscht ist. Anfänglich hat
Manganstahl eine Härte von etwa HRB 88 bis 92, die nach der Verfestigung auf etwa HRC 5o bis 52 ansteigt»
Manganstahl entwickelt zwar eine ausreichende Wider= Standsfähigkeit gegenüber verschiedenen Arten von
Verschleiß beanspruchung wie z. B. Abrasions verschleiß,.
Reibverschleiß einschließlich Fressen, jedoch ist seine Widerstandsfähigkeit gegenüber . Erosionsverschleiß
insbesondere vor der Verfestigung gering» Es hat sich gezeigt, daß sogar die bekannten Auftraglegierungen
auf Nickelbasis nur geringe Widerstandsfähigkeit gegenüber Erosionsverschleiß haben..
1300 4 8/0513
So wurde in einem Versuch eine bekannte Auftraglegierung
auf Nickelbasis durch Plasmastrahlspritzen auf eine Unterlage aus Manganstahl aufgetragen·. Die
Auftraglegierung setzte sich aus etwa o,5 % Kohlenstoff,
2,2 % Bor, 13,5 % Chrom, 3,5 % Silizium, 2,8 % Eisen und dem Rest Nickel zusammen. In diesem
Versuch wurde das Linde-Plasmaspritzverfahren mit einer Stromstärke von 2oo A und einer Spannung von
3o V angewendet; die Auftraglegierüng wurde mit
einer Schichtdicke von etwa 3,2 mm auf ein Stück.. Manganstahl aufgetragen, das die'Abmessungen 5©.,8 χ -"
5o,8 χ 25,4 mm hatte. Die aus- der Auftraglegiarung
auf Nickelbasis bestehende Oberfläche wurde anschließend
einem Erosionsverschleiß durch Aufstrahlen von abgeschrecktem Gußeisensand ausgesetzt, dar
vier Minuten lang mit einem Überdruck von 4,13 bar aufgeblasen wurde. Anschließend wurde der aufgrund
des Erosionsverschleisses entstandene Gewichtsverlust
mit dem Gewichtsverlust einer Kontrollprobe aas Manganstahl verglichen, die dem gleichen ErosLonsverschleiß
unterzogen worden war. Überraschenderweise ergab sich, daß bei der Auftraglegierung auf Nickelbasis ein Gewichtsverlust von 4,5 g auftrat, während
bei der Manganstahl-Kontrollprobe nur 2,8 g Gewichtsverlust zu verzeichnen war.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Auftraglegierung zu schaffen, die gegenüber
Erosionsverfehleiß eine deutlich verbesserte Widerstandsfähigkeit
im Vergleich zu Manganstahl und den. bekannten Auftraglegierungen besitzt. .
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäJ: eine
Auftraglegierung vorgeschlagen, die im wesentlichen
130048/0513
BAD ORIGINAL,
3Q35H4
aus Titankarbid und einer dieses aufnehmenden Matrix besteht, vvobei das Titankarbid in einer für die
jeweils gewünschte Erosionsfestigkeit gerade ausreichender. Konzentration enthalten ist.
Es hat sich gezeigt, daß eine Legierung, die im wesentlichen aus etwa 1o bis 25 Gew.-% Titankarbid,
aufgenommen in einer geeigneten Matrix vorzugsweise auf Eisenbasis, besteht, eine merklich erhöhte
Erosionsfestigkeit bei niedriger Porosität und guter Rißfreiheit ergibt. Dies wird durch die
nachfolgend angegebenen Beispiele belegt, in denen vier Probenmaterialien zur Anwendung kamen.
Probenmaterial 1 war eine aus gewöhnlichem Manganstahl bestehende Platte mrt/T2 Gew.-% Mangan,
1 Gew.-% Kohlenstoff und dem Rest Eisen.
Probenmaterial 2 war eine Legierung mit 15 Gew.,-%
Titankarbiä, 7 Gew.-% Nickel und 78 Gew.-i einer
Matrix auf Eisenbasis, die ihrerseits im wesentlichen aus gut 29 Gew.-% Chrom, 2,5 Gew.-% Kohlenstoff und
dem Rest Eisen bestand. Dieses Probenmaterial wurde mittels des Plasmaspritzverfahrens auf eine Manganstahl-Platze
in einer Dicke von ungefähr 3,2 mm aufgetragen. Die Manganstahl-Platte hatte die ungefähren
Abmessungen von 5o,8 χ 5o,8 χ 25,4 mm.
Probenmate::ial 3 bestand im wesentlichen aus 5o Gew.-I
Wolframkarbid und 5o Gew.-% einer Matrix auf Nickelbasis, die ihrerseits etwa 14 Gewo-% Chrom, 3 Gew.-%
Bor, 4 Gew.-% Silizium und den Rest Nickel enthielt.
130048/0513
BAD ORIGINAL
3Q35144
Probenmaterial 4 bestand im wesentlichen aus gut
2o Gew.-% Titankarbid, 7 Gew.-% Nickel und 73 Gew.-% rostfreiem Stahl (Standard 316).
Die Probenmaterialien 3 und 4 wurden in gleicher
Weise wie das Probenmaterial 2 auf eine Mangiinstahl-Unterlage
aufgetragen.
Die vier Proben wurden verschiedenen Verschleißversuchen
unterzogen, die einen Erosionstest, einen
Abrasionstest und eine Härteprüfung umfassten. Der Erosionstest bestand darin, daß abgeschreckte; Gußeisenpartikel
(Eisen No. 16) mit einem Überdruck von 4,14 bar auf die Oberfläche des Test-Werkstückes
vier Minuten lang aufgestrahlt und anschließend der Gewichtsverlust von jeweils drei Teststücken jedes
Probenmaterials ermitteis wurde. Es ergaben sich die nachfolgend aufgeführten Werte.
. Erosionsverschleißtest
Probenmaterial 1 2 3 4
Gewichtsverlust (g) 2,7 α,To 3,2 2,ο
2,6 o,2o 3,8 1,8
3,1 ο,17 - , 1,9
Durchschnittlicher
Gewichtsverlust 2,8 ο,15 3,5 1,9
Die Titankarbid-Legierung in der Matrix auf Eisenbasis
erwies sich den anderen Probenmaterialien deutlich
überlegen.
130048/0513
3035H4
Der Abrasicnstest bestand darin, das Proben-Werkstück
in Anlage εη einer stationären Stahlscheibe innerhalb
eines Behälters rotieren zu lassen, in den eine Aufschlämmung von 5o ml Wasser und 5o g von Siliziumkarbid-Schleifsand
mit einer Feinheit von unter o,1o5 mm eingebracht worden war. Die Versuchs-Werkstücke waren
an einer Bchrpresse befestigt, die mit einer Belastung von 4,44 N an einem 15,2 cm langen Hebelarm betätigt
wurde. Die belastete Probe wurde 15 Minuten lang mit einer Drehzahl von 25o ü/min in Drehung versetzt.
Anschließend wurde der Gewichtsverlust des Probenstückes bestimmt. Die Werte sind der nachfolgenden
Tabelle zu entnehmen.
Abrasionsverschleißtest
Probenmaterial Gewichtsverlust (g)
| 1 | ,37 | o, | 24 | 1 | ,3 | O | /59 |
| 1 | ,44 | o, | 14 | 1 | ,2 | O | ,60 |
Auch der Abrasionstest zeigte, daß die Titankarbid-Legierung in der Matrix auf Eisenbasis klar überlegen
war.
Die Härte jedes Probenmaterials wurde in Übereinstimmung mit dem Prüfverfahren gemäß ASTM E-78-14 Teil 1o-1975
ermittelt. Das Mittel von fünf Kontrollmessungen an jeder
Probe ergib; sich aus der nachstehenden Tabelle.
Probenmater LaI 1 2 3
Härte HRB 9ο HRC 52 HRC 52 HRC
130048/0 513
BAD ORIGINAL
2035144
Im Vergleich zu dem Probenmaterial mit 5o % Wolframkarbid
ergab sich kein Verlust bezüglich der Auftrags härte.
Um die optimale Konzentration an Titankarbid in der
Matrix auf Eisenbasis zu bestimmen, wurde die Härte für mehrere Mischungen ermittelt. Die Ergebnisse
sind aus der nachfolgenden Tabelle ersichtlich.
Zusammensetzung in Gew.-% Härte
A. 1o% TiC + 12% Ni + 78% Fe-Cr-C HRC 48
B. 15% TiC + 5% Ni + 80%. Fe-Cr-C ■ HRC 51,5
C. 25% TiC + 7% Ni + 68% Fe-Cr-C : HRC 54
D. 35% TiC + 1o% Ni + 55% Fe-Cr-C N.A.
E. 45% TiC + 12% Ni + 43% Fe-Cr-C- N.A.
Die Auftragungen der Mischungen mit einem Gehalt von
35 bzw. 45 Gew.-% Titankarbid ergaben Risse und wurden nicht weiter untersucht.'
Auf der Grundlage der gesamten ermittelten Testdaten zeigte sich, daß eine Legierung, die im wesentlichen
aus angenähert 5 bis 25 Gew.-% Titankarbid, etwa 5 Gew.-% Nickel und im übrigen aus einer Matrix auf
Eisenbasis besteht, die ihrerseits im wesentlichen aus etwa 29 Gew.-% Chrom, 2,8 Gew.-% Kohlenstoff,
o,1 Gew.-% Mangan, 0,8 Gew.-% Silizium-mit dem Rest Eisen aufgebaut ist, eine deutlich erhöhte Erosions-Verschleißwiderstandsfähigkeit
gegenüber bekannten Legierungen besitzt, ohne daß Einbußen bezüglich sonstiger Eigenschaften in Kauf genommen werden müssten.
130048/0513
Neben dem chemischen Aufbau der Titankarbid-Legierung
gemäß vorliegender Erfindung hat sich gezeigt, daß der Grössenbereich der Partikelgrösse des Titankarbids
vorzugsweise von o,o53 mm an abwärts liegen sollte und besonders bevorzugt eine mittlere Partikelgrösse
von 1o bis 2o /u ist. Bei grösseren Teilchenabmessungen
ist ein gewisser Verlust an Erosionsfestigkeit zu verzeichnen,
während bei niedrigeren Teilchengrössen der Auftragungswirkungsgrad sinkt und eine gewisse Oxidation
der Titankarbid-Partikel auftritt.
Weiterhin wurde gefunden, daß optimale Ergebnisse dann erhalten werden, wenn die Teilchengrösse des Nickels
unter o,1o5 mm und diejenige der auf Eisen basierenden Matrix zwischen O.O44 und O.25 mm liegt. Wenn die
Teilchengrosse der Matrix grosser als O.25 mm ist,
lässt sich das Matrixmaterial nicht ausreichend durch die herkömmlichen Plasmabrenner fördern. Selbstverständlich
ist dies dann kein Problem, wenn das Plasmaspritzverfahren
nicht eingesetzt wird. Ist die Teilchengrösse des Matrixpulvers kleiner als o.o44 mm, dann
besteht eine Neigung zur Oxidation der Matrixteilchen. Auch hier stellt eine, kleinere Partikelgrösse kein
Problem dar, wenn zum Auftragen der Matrix das Plasma-Lichtbogenverfahren
nicht angewendet wird.
Obwohl in den durchgeführten Versuchen die Auftragung durch Anwendung des Plasma-Lichtbogenspritzverfahrens
durchgeführt wurde, lässt sich jedes andere Schmelz-Auftragverfahren einsetzen, z.B. das Flammspritzen
(Oxi-Acethylen-Schweißung), die Wolfram-Auftragschweißung unter inertem Schutzgas (GTAQ) und das Lichtbogenspritzen
unter inertem Schutzgas.
130048/0513
- 1ο -
3Q35144
Zusätzlich zu den oben geschilderten Versuchen, die mit Titankarbid-Legierungen unter Anwendung einer auf
Eisen basierenden Matrix durchgeführt wurden/ sind auch Versuche gelaufen, bei denen jeweils eine Matrix
auf Nickel- bzw. Kobalt-Basis eingesetzt wurde. Auch hier zeigte sich eine erhöhte Verschleißfestigkeit
gegenüber Erosion.
Die Reihe von Vergleichsversuchen wurde mit Matrizen auf Kobalt- bzw, Nickelbasis durchgeführt und unter
diesen sowie gegenüber einer Matrix auf Eisenbasis ein Vergleich angestellt. Zusätzliches Nickel, wie
dies in den obigen Versuchen der Fall war, kam nicht zur Anwendung. Es wurden sechs unterschiedliche
Gewichtskonzentrationen von Titankarbid, nämlich von 5 bis 60 Gew.-% mit jeweils dem Rest an Matrixmaterial überprüft. Jede Testlegierung wurde als
flache Schicht mit der im wesentlichen gleichförmigen Dicke von etwa 3,2 mm auf eine Stahlunterlage . (Stahl
1o2o) aufgetragen, die die ungefähren Abmessungen von
5o,8 χ 5o,8 χ 25,4 mm hatte. Als Auftragverfahren kam das Linde-Plasma-Spritzverfahren zur Anwendung;
als Spritzvorrichtung wurde das Modell No. PT-9-H.D. eingesetzte/Betriebsdaten betrugen 2oo A Stromstärke
bei 3o V Spannung. Jede Testplatte wurde anschließend mit abgeschrecktem Gußeisensand (No. 16) vier Minuten
lang mit einem Überdruck von 4,14 bar bestrahlt und
dann der Gewichtsverlust aufgrund der Erosion ermittelt. . .
Die chemische Analyse der verwendeten Matrix-Formen war folgende:
130048/0513
| Fe-Basxs | Co-Basis | . Ni-Basis | |
| C | o,12 | 1,2 | 1/9 |
| Cr- | 13,oo | 29/O | 27/O |
| Mn | o,5o | I/O | o,15 |
| Si | 1 ,00 | 1,o | 1 ,5o |
| Fe | Rest | 3,o | 1o,oo |
| W | - | 4,5 | 5,2o |
| Ni | - | 3,o | Rest |
| Co | — | Rest | 9,o |
Die Matrizen hatten eine Partikelgrösse im Bereich von ο,25 bis c,o44 mm. Die Partikelgrösse des Titankarbids
lag von etwa o,o53 mm an abwärts (in der Hauptsache 15 bis 2o /u) .
Die Härte jeder Testplatte wurde mittels eines Standard-Härteprüfgeräts
nach Rockwell gemessen.
In dieser Testreihe sind die Matrizen bekannte . Auftraglegierungen.
Die unten angegebenen Testergebnisse veranschaulichen, daß der Einbau des Titankarbids in
bekannte Auftraglegierungen beträchtlich die Härte und die Erosionsfestigkeit der Matrix erhöht.
Versuchsergebnisse TiC in einer Matrix auf Co-Basis
Auftrag
| Matrix | Matrix | 3,2 | HRC | 37 |
| 5% TiC H | Matrix | 1/8 | HRC | 49 |
| 15% TiC H | Matrix | 1,o | HRC | 52 |
| 25% TiC H | Matrix | o,8 | HRC | 58 |
| 35% TiC H | Matrix | o,8 | HRC | 62 |
| 45% TiC H | Matrix | o,4 | HRC | 64 |
| 6o% TiC H | O/1 | HRC | 65 | |
| r 95% | ||||
| - 85% | ||||
| - 75% | ||||
| - 65% | ||||
| - 55% | ||||
| - 4o% | ||||
130048/0513
TiC in einer Matrix auf Fe-Basis
Auftrag
Matrix
5% TiC
15% TiC
25% TiC
35% TiC
45% TiC
6o% TiC
5% TiC
15% TiC
25% TiC
35% TiC
45% TiC
6o% TiC
95% Matrix 85% Matrix 75% Matrix 65% Matrix 55% Matrix 4o% Matrix
.'-.. 2,8 2,1 1,5 o,
o,7 . o,3 o,4
| HRC | 26 |
| • HRC | 34 |
| HRC | 43 |
| HRC | 64 |
| HRC | 68 |
| HRC | 69 |
| HRC | 66 |
TiC in einer Matrix auf Ni-Basis
Auftrag
Matrix
5% TiC +95% Matrix 15% TiC + 85% Matrix 25% TiC + 75% Matrix
35% TiC + 65% Matrix 45% TiC + 55% Matrix 6o% TiC + 4o% Matrix
| 4,6 | HRC 31 |
| 4,6 | HRC 32 |
| 4,4 | HRC 34 |
| • 4,3 | HRC 45 |
| 4,1 | HRC 5o |
| 2,9. | HRC 56 |
| 2,4 | HRC 62 |
Folgende Schlüsse können aus den Testergebnissen gezogen werden: .
1. Die Schweißbarkeit aller Pulvermischungen war ausgezeichnet.
Die Pulver fließen (wet out) bereitwillig auf dem Grundmaterial (Stahl 1o2o).
2. Nur 5 Gew.-% Titankarbid-Teilchen in einer Matrix zeitigten
bereits merkliche Unterschiede bezüglich-d'är physikalischen
Eigenschaften des Auftrages. Die Auftragshärte und die
130048/0513
Erosionsfestigkeit des Auftrages wurden verbessert.
3. Auftragungen mit 6o Gew.-% Titankarbid-Teilchen zeigten
keine Ri.sse und verdeutlichen, daß hohe Karbidanteile
verwendet werden können, um eine maximale Härte und Widerstc.ndsfähigkeit gegen Erosion zu erzielen.
4. Verschiedene Matrixmaterialien, z.B. auf Eisenbasis,
Kobaltb£isis und Nickelbasis, können zur Erzielung eines erosionsfesten Auftrages eingesetzt werden.
130048/0513 B1_1M..
BAD ORIGINAL
Claims (5)
1. Erosionsfeste Auftraglegierung, im wesentlichen bestehend aus Titankarbid und einer dieses aufnehmenden Matrix,
in der das Titankarbid in einer für die jeweils gewünschte Erosionsfestigkeit gerade ausreichenden Konzentration
enthalten ist.
2. AuftraglegLerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sie eine Matrix auf Eisenbasis, Kobaltbasis oder Nickelbasiü enthält.
3. Auftragleg,.erung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennnzeichnet,
daß das Titankarbid in Konzentrationen von etwa 5 bis 6o Gew.-% enthalten ist.
13004.8/051-3
BAD ORIGINAL
4. Auftraglegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Partikelgrösi.e des
Titankarbids in einem Bereich von etwa o,o53 mm an abwärts liegt.
5. Auftraglegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Partikelgrösse
des Matrxxmaterials etwa zwischen o,o44 und c,25 mm
liegt.
130048/0 513
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US15055880A | 1980-05-16 | 1980-05-16 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3035144A1 true DE3035144A1 (de) | 1981-11-26 |
Family
ID=22535082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19803035144 Withdrawn DE3035144A1 (de) | 1980-05-16 | 1980-09-18 | Erosionsfeste auftraglegierung |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS579853A (de) |
| AT (1) | ATA219181A (de) |
| BE (1) | BE886269A (de) |
| DE (1) | DE3035144A1 (de) |
| DK (1) | DK109281A (de) |
| FR (1) | FR2482627A1 (de) |
| GB (1) | GB2076019B (de) |
| IT (1) | IT1132724B (de) |
| NL (1) | NL8004642A (de) |
| SE (1) | SE8007443L (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0256049B1 (de) * | 1986-02-04 | 1991-12-04 | Castolin S.A. | Verfahren zur herstellung einer verschleissfesten, titankarbid enthaltenden schicht auf einem metallischen grundkörper |
| DE19640789A1 (de) * | 1996-10-02 | 1998-04-16 | Fraunhofer Ges Forschung | Verschleißfeste beschichtete Bauteile für Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere Kolbenringe und Verfahren zu deren Herstellung |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI70273C (fi) * | 1985-01-09 | 1986-09-15 | Valmet Oy | Syntetisk pressvals och foerfaranden foer framstaellning av dena |
| FR2599425B1 (fr) * | 1986-05-28 | 1988-08-05 | Alsthom | Plaquette de protection pour aube en titane et procede de brasage d'une telle plaquette. |
| US5038640A (en) * | 1990-02-08 | 1991-08-13 | Hughes Tool Company | Titanium carbide modified hardfacing for use on bearing surfaces of earth boring bits |
| AU2015253670B2 (en) * | 2014-04-30 | 2019-07-18 | Oerlikon Metco (Us) Inc. | Titanium carbide overlay and method of making |
| CN104004942B (zh) * | 2014-05-07 | 2017-01-11 | 上海交通大学 | 一种TiC颗粒增强镍基复合材料及其制备方法 |
-
1980
- 1980-07-29 GB GB8024790A patent/GB2076019B/en not_active Expired
- 1980-07-31 FR FR8017003A patent/FR2482627A1/fr active Granted
- 1980-08-15 NL NL8004642A patent/NL8004642A/nl not_active Application Discontinuation
- 1980-09-09 IT IT24563/80A patent/IT1132724B/it active
- 1980-09-18 DE DE19803035144 patent/DE3035144A1/de not_active Withdrawn
- 1980-10-23 SE SE8007443A patent/SE8007443L/ unknown
- 1980-11-20 BE BE0/202875A patent/BE886269A/fr not_active IP Right Cessation
- 1980-12-16 JP JP17664980A patent/JPS579853A/ja active Pending
-
1981
- 1981-03-10 DK DK109281A patent/DK109281A/da not_active Application Discontinuation
- 1981-05-15 AT AT0219181A patent/ATA219181A/de not_active Application Discontinuation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0256049B1 (de) * | 1986-02-04 | 1991-12-04 | Castolin S.A. | Verfahren zur herstellung einer verschleissfesten, titankarbid enthaltenden schicht auf einem metallischen grundkörper |
| DE19640789A1 (de) * | 1996-10-02 | 1998-04-16 | Fraunhofer Ges Forschung | Verschleißfeste beschichtete Bauteile für Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere Kolbenringe und Verfahren zu deren Herstellung |
| DE19640789C2 (de) * | 1996-10-02 | 2002-01-31 | Fraunhofer Ges Forschung | Verschleißfeste beschichtete Bauteile für Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere Kolbenringe und Verfahren zu deren Herstellung |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IT8024563A0 (it) | 1980-09-09 |
| NL8004642A (nl) | 1981-12-16 |
| JPS579853A (en) | 1982-01-19 |
| BE886269A (fr) | 1981-03-16 |
| FR2482627A1 (fr) | 1981-11-20 |
| GB2076019B (en) | 1984-03-28 |
| ATA219181A (de) | 1985-02-15 |
| FR2482627B3 (de) | 1983-05-13 |
| SE8007443L (sv) | 1981-11-17 |
| GB2076019A (en) | 1981-11-25 |
| IT1132724B (it) | 1986-07-02 |
| DK109281A (da) | 1981-11-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE2732572C2 (de) | Pulvermischung zur Herstellung von Sinterkörpern | |
| DE2632739C3 (de) | Verfahren zum thermischen Aufspritzen eines selbsthaftenden Nickel-Aluminium- oder-Nickel-Titan-Überzugs auf ein Metallsubstrat | |
| DE2925929B2 (de) | Schweißverfahren zum Herstellen harter Oberflächen | |
| DE2518608A1 (de) | Verschleissfeste legierung und verfahren zu ihrer herstellung | |
| DE2801016A1 (de) | Gegenstand aus einer superlegierung, der durch flammspritzen mit einem oxidations- und korrosionsbestaendigen ueberzug versehen ist sowie verfahren zu dessen herstellung | |
| DE4411296C2 (de) | Zwei- oder mehrphasige korrosionsfeste Beschichtung, Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung von Beschichtungswerkstoff | |
| DE2830578A1 (de) | Auftragschweissen von metallsubstraten | |
| CH667469A5 (de) | Verfahren zum aufbringen von schutzschichten. | |
| DE2326284A1 (de) | Werkstueck aus einer verdichteten superlegierung auf ni-basis | |
| DE2208070C2 (de) | Verbundkörper und Verfahren zu dessen Herstellung | |
| DE3212512C2 (de) | ||
| DE2015828A1 (de) | Verfahren zum Schweißen von rostfreiem Stahl | |
| DE60018561T2 (de) | Rohling für gewehrlauf, gewehrlauf und verfahren zu dessen herstellung | |
| DE1246352B (de) | Pulvergemisch zum Alitieren von Werkstuecken aus hochlegierten Staehlen oder Legierungen auf der Basis wenigstens eines der Metalle Kobalt, Nickel oder Chrom | |
| EP0456847A1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Schutzschicht mit hohem Verschleiss- und Korrosionswiderstand aus einer austenitischen Eisenbasislegierung und nach dem Verfahren hergestellte Schutzschicht | |
| DE3035144A1 (de) | Erosionsfeste auftraglegierung | |
| DE3036206A1 (de) | Verschleissfester, vor oxidation und korrosion schuetzender ueberzug, korrosions- und verschleissfeste ueberzugslegierung, mit einem solchen ueberzug versehener gegenstand und verfahren zum herstellen eines solchen ueberzugs | |
| DE1671130B1 (de) | Verfahren zur herstellung von ueberzuegen | |
| DE1182016B (de) | Oberflaechenhaertung eines metallenen Koerpers, der aus Titan oder Zirkon besteht odeer solche Metalle enthaelt | |
| DE2446517C3 (de) | Karbidfreier Schweißzusatzwerkstoff für das Auftragschweißen | |
| DE3714416A1 (de) | Verfahren zum herstellen von plasmaspritzueberzuegen | |
| DE19953079A1 (de) | Verfahren zum Verschweißen von Bauteilen | |
| DE3140240A1 (de) | Zirkonium enthaltende mantelelektrode zur metallichtbogenschweissung unter schutzgas | |
| DE2456137C3 (de) | Manganstahl und Verfahren zu dessen Wärmebehandlung | |
| DE1109561B (de) | Verfahren zur Erhoehung der Dauerfestigkeit von Metallen |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |