DE3853190T2 - Hochkorrosionsbeständige amorphe legierung. - Google Patents
Hochkorrosionsbeständige amorphe legierung.Info
- Publication number
- DE3853190T2 DE3853190T2 DE3853190T DE3853190T DE3853190T2 DE 3853190 T2 DE3853190 T2 DE 3853190T2 DE 3853190 T DE3853190 T DE 3853190T DE 3853190 T DE3853190 T DE 3853190T DE 3853190 T2 DE3853190 T2 DE 3853190T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- atomic
- alloy
- amorphous
- corrosion resistance
- amount
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 229910000808 amorphous metal alloy Inorganic materials 0.000 title description 16
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 43
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 43
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 41
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 41
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 21
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 15
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 5
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018104 Ni-P Inorganic materials 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018536 Ni—P Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- -1 chlorine ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 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
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
- C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C45/00—Amorphous alloys
- C22C45/04—Amorphous alloys with nickel or cobalt as the major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C27/00—Alloys based on rhenium or a refractory metal not mentioned in groups C22C14/00 or C22C16/00
- C22C27/02—Alloys based on vanadium, niobium, or tantalum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C45/00—Amorphous alloys
- C22C45/10—Amorphous alloys with molybdenum, tungsten, niobium, tantalum, titanium, or zirconium or Hf as the major constituent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine amorphe Nickellegierung mit hoher Korrisionsbeständigkeit, die als korrosionsbeständiges Material in einer stark korrosiven Umgebung wie z. B. konzentrierte Phosphorsäure hoher Temperatur, geeignet ist.
- Als Baumaterialien einer Anlage für konzentrierte Phosphorsäure hoher Temperatur sind derzeit rostfreie Stähle 309-, 310- und 446-Mo sowie Cr-Mo-Ti-Stahl im Gebrauch. Selbst diese Materialien sind nicht mit einer Korrosionsbeständigkeit ausgestattet, daß sie eine stark korrosive Umgebung wie konzentrierte Phosphorsäure hoher Temperatur aushalten.
- Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben bereits früher herausgefunden, daß amorphe Nickellegierungen gegen Lochkorrosion, interstitielle Korrosion und gleichmäßige Korrosion hoch widerstandsfähig sind, und haben diese in den japanischen Patentanmeldungen Nr. 53-57120, Nr. 61-210143, Nr. 62-33735 und Nr. 62-33736 zum Patent angemeldet.
- Darüber hinaus haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung ihre Untersuchungen fortgesetzt, wobei sie verschiedene Eigenschaften von amorphen Legierungen geprüft haben; sie stellten die Verfügbarkeit einer amorphen Nickellegierung fest, die durch Ausbildung eines stabilen Schutzfilms selbst in einer stark korrosiven Säure, die schlechte oxidierende Fähigkeit besitzt, wie z. B. konzentrierte Phosphorsäure hoher Temperatur, eine hohe Korrosionsbeständigkeit besitzt; sie haben diese als japanische Patentanmeldungen Nr. 61- 225435 und 61-225436 zum Patent angemeldet.
- Die japanische Patentanmeldung Nr. 61-225435 umfaßt die folgenden vier Ansprüche:
- (1) Amorphe Nickellegierung mit hoher Korrosionsbeständigkeit, die Mo in einer Menge von 10 bis 30 Atom-%, P in einer Menge von 15 bis 23 Atom-% und den im wesentlichen aus Nickel bestehenden Rest enthält.
- (2) Amorphe Nickellegierung mit hoher Korrosionsbeständigkeit, die Mo in einer Menge von 10 bis 30 Atom-%, ein oder mehrere der Elemente B und Si in einer Menge bis zu 7 Atom-% und zusammen mit P in einer Gesamtmenge von 15 bis 23 Atom-% und den im wesentlichen aus Ni bestehenden Rest enthält.
- (3) Amorphe Nickellegierung mit hoher Korrosionsbeständigkeit, die Mo in einer Menge von 10 bis 30 Atom-%, Cr in einer Menge von 30 bis 40 Atom-%, P in einer Menge von 3 bis 20 Atom-% und den im wesentlichen aus Ni bestehenden Rest enthält.
- (4) Amorphe Nickellegierung mit hoher Korrosionsbeständigkeit, die Mo in einer Menge von 10 bis 30 Atom-%, Cr in einer Menge von 30 bis 40 Atom-%, eines oder mehrere der Elemente B und Si in einer Menge von 7 Atom-% und zusammen mit P in einer Gesamtmenge von 8 bis 20 Atom-% und den im wesentlichen aus Ni bestehenden Rest enthält.
- Die japanische Patentanmeldung Nr. 61-225436 umfaßt die folgenden sieben Patentansprüche:
- (1) Amorphe Nickellegierung mit hoher Korrosionsbeständigkeit, die Ta in einer Menge von 20 bis 60 Atom-% und den im wesentlichen aus Ni bestehenden Rest enthält.
- (2) Amorphe Nickellegierung mit hoher Korrosionsbeständigkeit, die Ta in einer Menge von 1 bis 25 Atom-%, P in einer Menge von 15 bis 23 Atom-% und den im wesentlichen aus Ni bestehenden Rest enthält.
- (3) Amorphe Nickellegierung mit hoher Korrosionsbeständigkeit, die Ta in einer Menge von 1 bis 25 Atom-%, eins oder mehrere der Elemente B und Si in einer Menge von bis zu 7 Atom-% und zusammen mit P in einer Gesamtmenge von 15 bis 23 Atom-% und den im wesentlichen aus Ni bestehenden Rest enthält.
- (4) Amorphe Nickellegierung mit hoher Korrosionsbeständigkeit, die Cr in einer Menge von 10 bis 40 Atom-%, P in einer Menge von 15 bis 23 Atom-% und den im wesentlichen aus Ni bestehenden Rest enthält.
- (5) Amorphe Nickellegierung mit hoher Korrosionsbeständigkeit, die Cr in einer Menge von 10 bis 40 Atom-%, eins oder mehrere der Elemente B und Si in einer Menge von bis zu 7 Atom-%, und zusammen mit P in einer Gesamtmenge von 15 bis 23 Atom-% und den im wesentlichen aus Ni bestehenden Rest enthält.
- (6) Amorphe Nickellegierung mit hoher Korrosionsbeständigkeit, die Ta in einer Menge von bis zu 20 Atom-% und zusammen mit Cr in einer Gesamtmenge von 10 bis 40 Atom-%, P in einer Menge von 15 bis 23 Atom-% und den im wesentlichen aus Ni bestehenden Rest enthält.
- (7) Amorphe Nickellegierung mit hoher Korrosionsbeständigkeit, die Ta in einer Menge von bis zu 20 Atom-% und zusammen mit Cr in einer Menge von 10 bis 40 Atom-%, eins oder mehrere der Elemente B und Si in einer Menge von bis zu 7 Atom-% und zusammen mit P in einer Gesamtmenge von 15 bis 23 Atom-% und den im wesentlichen aus Ni bestehenden Rest enthält.
- Konzentrierte Phosphorsäure ist wegen des hohen Siedepunkts bei hohen Temperaturen besonders korrosiv, so daß kein Metallmaterial verfügbar ist, das sicher verwendet werden kann. Die in den obengenannten japanischen Patentanmeldungen Nr. 61-225435 und Nr. 61-225436 offenbarten Legierungen zeigen selbst in einer derartigen Umgebung eine hohe Korrosionsbeständigkeit. Es besteht allerdings eine wachsende Notwendigkeit für die Entwicklung von weiteren verschiedenen Metallmaterialien, die fähig sind, eine derartige korrosive Umgebung, wo es sehr schwierig ist, übliche Metallmaterialien zu verwenden, auszuhalten.
- Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Bereitstellung einer Legierung, die fähig ist, einer Umgebung, welche ein Metall fast nicht passiviert, nicht oxidierend ist und eine sehr schwere Korrosivität aufweist wie z. B. konzentrierte Phosphorsäure hoher Temperatur, standzuhalten.
- Eine Legierung liegt üblicherweise im festen Zustand in Form von Kristallen vor. Bei einem Verfahren, in dem keine Bildung einer langzeitigen Regelmäßigkeit in der atomaren Anordnung während der Bildung des Feststoffs zugelassen wird, z. B. durch extra schnelles Abkühlen zur Verfestigung aus dem geschmolzenen Zustand wird allerdings durch Limitierung der chemischen Zusammensetzung einer Legierung eine amorphe Struktur ähnlich einer Flüssigkeit erhalten; und die so erhaltene Legierung wird als amorphe Legierung bezeichnet. In den meisten Fällen ist eine amorphe Legierung eine einheitliche einphasige Legierung einer übersättigten feste Lösung. Sie hat im Vergleich zu anderen herkömmlichen handelsüblichen Metallen eine weit höhere Festigkeit und zeigt verschiedene Eigenschaften, die von der chemischen Zusammensetzung abhängen, einschließlich einer ungewöhnlich hohen Korrosionsbeständigkeit. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung führten Studien über die Ausnützung der Eigenschaften derartiger amorpher Legierungen durch und fanden als Ergebnis eine amorphe Legierung auf Nickelbasis, die eine hohe Korrosionsbeständigkeit aufweist, gegen Lochkorrosion, interstitielle Korrosion oder gleichmäßige Korrosion selbst in sehr korrosiver wäßriger Lösung wie z. B. wäßriger Lösung, die eine starke Säure oder Chlorionen in hoher Konzentration enthält, nicht empfindlich ist, und haben diese mit der japanischen Patentanmeldung Nr. 53-57120 zum Patent angemeldet. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung fanden außerdem eine andere amorphe Legierung, die eine hohe Korrosionsbeständigkeit aufweist, in einer stark korrosiven Umgebung wie z. B. jene, die kochende konzentrierte Salpetersäure enthält oder zusätzlich ein Oxidationsmittel enthält, anwendbar ist, und diese mit der japanischen Patentanmeldung Nr. 61-21043 zum Patent angemeldet. Sie fanden eine weitere amorphe Legierung, die eine hohe Korrosionsbeständigkeit aufweist, die in einer stark korrosiven Umgebung wie z. B kochendes konzentriertes Chlor, anwendbar ist, und haben diese in den japanischen Patentanmeldungen Nr. 62-33735 und 62-33736 zum Patent angemeldet. Alle diese Legierungen sind amorphe Nickellegierungen. Wegen des hohen Siedepunktes ist konzentrierte Phosphorsäure bei hohen Temperaturen besonders korrosiv, wie dies bereits oben beschrieben wurde; und es wird keine ausreichende Korrosionsbeständigkeit erzielt, wenn die Legierung nicht selbst die Fähigkeit hat, einen stabilen Schutzfilm zu bilden.
- Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben weitere Untersuchungen durchgeführt, wobei sie die verschiedenen Eigenschaften amorpher Legierungen prüften. Das Ergebnis war, daß sie die Verfügbarkeit neuer amorpher Nickellegierungen zusätzlich zu den in den vorstehenden japanischen Patentanmeldungen Nr. 53-57120, 61-210143, 62-33735 und 62- 33736 offenbarten Legierungen feststellten, wobei die neuen amorphen Nickellegierungen durch Bildung eines stabilen Schutzfilm selbst in einer stark korrosiven Säure, die hinsichtlich ihrer oxidierenden Fähigkeit schwach ist, wie z. B. konzentrierte Phosphorsäure hoher Temperatur eine hohe Korrosionsbeständigkeit aufweisen und mit der japanischen Patentanmeldung Nr. 61-225435 und der japanischen Patentanmeldung Nr. 61-225436 zum Patent angemeldet wurden.
- Die Erfinder der vorliegenden Erfindung setzten ihre Studien über die Korrosionsbeständigkeit amorpher Legierungen weiter fort; das Ergebnis war die Vollendung der vorliegenden Erfindung, indem sie zusätzlich zu den in den obengenannten japanischen Patentanmeldungen Nr. 61-255435 und Nr. 61-225436 offenbarten Legierungen amorphe Nickellegierungen fanden, die selbst in konzentrierter Phosphorsäure durch Kombination verschiedener Elemente eine hohe Korrosionsbeständigkeit aufweisen.
- Nach einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine amorphe Legierung auf Nickelbasis bereit, die im wesentlichen aus
- 10 - 40 Atom-% Ta,
- mindestens 5 Atom-% Mo,
- insgesamt 25 -50 Atom-% Ta, Mo und wahlweise Cr;
- 0 bis weniger als 10 Atom-% P, und
- einem Ausgleich an Nickel
- besteht.
- Nach einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine amorphe Legierung auf Nickelbasis bereit, die im wesentlichen aus:
- mindestens 1 Atom-% Ta;
- mindestens 5 Atom-% Mo;
- insgesamt 15 - 30 Atom-% Ta, Mo und wahlweise W;
- insgesamt 10 - 23 Atom-% mindestens eines der Elemente P, B und Si; sowie
- einem Ausgleich an Nickel
- besteht.
- Die amorphen Legierungen, die nach verschiedenen Verfahren zur Herstellung amorpher Legierungen durch extra schnelles Abkühlen und Verfestigung von geschmolzenen Legierungen der obengenannten chemischen Zusammensetzungen oder durch Abscheiden mittels Vakuumzerstäubung verfügbar sind, sind einphasige Legierungen, in denen die obigen Elemente gleichmäßig gelöst sind. Daher wird ein sehr gleichmäßiger Schutzfilm der eine hohe Korrosionsbeständigkeit gewährleistet, an irgendeiner der amorphen Nickellegierungen der vorliegenden Erfindung hergestellt.
- Ein Metallmaterial schmilzt in konzentrierter Phosphorsäure hoher Temperatur, die eine schlechte oxidierende Fähigkeit hat, leicht. Um in einer derartigen Umgebung ein Metallmaterial zu verwenden, ist es daher notwendig, dem Metall die Fähigkeit zur Herstellung eines stabilen Schutzfilms zu verleihen. Dies wird durch Herstellung einer Legierung, die wirksame Elemente in erforderlichen Mengen enthält, erreicht. Im Fall eines kristallinen Metalls führt allerdings der Zusatz verschiedener Legierungselemente in großen Mengen oft zu einer mehrphasigen Struktur, die verschiedene chemische Eigenschaften aufweist; dann kann die gewünschte Korrosionsbeständigkeit nicht erreicht werden. Die Erzeugung einer chemischen Ungleichförmigkeit ist für die Korrosionsbeständigkeit nachteilig.
- Im Gegensatz dazu ist die amorphe Legierung der vorliegenden Erfindung eine gleichmäßige feste Lösung und enthält gleichmäßig wirksame Elemente in erforderlichen Mengen, die fähig sind, einen stabilen Schutzfilm zu bilden. Es wird ein gleichmäßiger Schutzfilm erzeugt, dieser verleiht einer derartigen amorphen Nickellegierung eine ausreichend hohe Korrosionsbeständigkeit.
- Die Bedingung, die von einem Metallmaterial zu erfüllen ist, um konzentrierte Phosphorsäure hoher Temperatur, die eine schwache Oxidationskraft hat, auszuhalten, besteht insbesondere darin, daß es die Fähigkeit zur Ausbildung eines stabilen Schutzfilmes hat, der auf dem Material in einer nicht-oxidierenden Atmosphäre gleichmäßig produziert wird. Dies wird mittels der chemischen Zusammensetzungen der erfindungsgemäßen Legierungen erreicht; und die Tatsache, daß eine Legierung eine amorphe Struktur hat, erlaubt die Herstellung einer Legierung mit einer komplizierten chemischen Zusammensetzung in Form einer einphasigen festen Lösung und gewährleistet die Bildung eines gleichmäßigen Schutzfilms.
- Im folgenden werden die Gründe der Limitierung der chemischen Zusammensetzung in der vorliegenden Erfindung beschrieben.
- Ni ist ein Element, das die Basis der erfindungsgemäßen Legierungen darstellt, das in Gegenwart von Mo und wahlweise Cr in einer vorbestimmten Gesamtmenge mit Ta eine amorphe Struktur bildet, und das auch in Gegenwart von P eine amorphe Struktur bildet. Ni unterstützt die Wirkungen von Ta, Mo, Cr und W, die für die Korrosionsbeständigkeit verantwortlich sind.
- Ta, Mo, Cr (und auch W) sind Elemente, die für Korrosionsbeständigkeit durch Bildung eines Schutzfilms verantwortlich sind. Wenn der Gesamtgehalt an Ta, Mo und wahlweise Cr 25 bis 50 Atom-% ist, kann eine Metall-Metall- Legierung derselben mit Ni eine amorphe Struktur bilden. Der Gesamtgehalt an Ta, Mo und wahlweise Cr ist daher nach dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung auf 25 bis 50 Atom-% spezifiziert.
- P ist ein wirksames Element, das die Bildung eines Schutzfilms aus Ta, Mo, Cr oder W unterstützt. Da allerdings der Zusatz von P zu der Metall-Metall-Legierung in einer großen Menge es schwierig macht, eine amorphe Struktur zu erhalten, beträgt der P-Gehalt gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung nicht mehr als 10 Atom-%.
- In einer Ni-P-Legierung produziert andererseits ein hoher Gehalt an P eine amorphe Struktur als Metall-Halbmetalllegierung. Allerdings hemmt der Zusatz von überschüssigem P die Bildung einer amorphen Struktur etwas. Zum Zweck der Herstellung einer amorphen Struktur ist der P-Gehalt nach dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung daher auf einen Bereich zwischen 10 und 23 Atom-% beschränkt. Da eine amorphe Metall-Halbmetall-Legierung, die P in ausreichender Menge wie oben enthält, eine hohe Fähigkeit zur Bildung eines Schutzfilms aufweist, kann die Legierung des zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung selbst in stark korrosiver konzentrierter Phosphorsäure hoher Temperatur eine ausreichende Korrosionsbeständigkeit haben, wenn die Gesamtmenge an Mo und W (optionales Element) mit Ta in einer Menge von mindestens 1 Atom-% mindestens 15 Atom-% beträgt.
- In Fall einer Metall-Halbmetall-Legierung macht der Zusatz von überschüssigem Mo, W oder Ta es schwierig, eine amorphe Struktur zu erzielen. Die Gesamtmenge an Mo und W mit Ta in einer Menge von 1 Atom-% ist daher nach dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung auf bis zu 30 Atom-% spezifiziert.
- B und Si sind Elemente, die für die Bildung einer amorphen Struktur in Gegenwart von Ni wirksam sind und P ersetzen können. Um allerdings den Effekt von P bei der Förderung der Bildung eines Schutzfilms nicht zu vermindern, ist es nicht wünschenswert, daß P durch eins oder mehrere der Elemente B und Si in einer Gesamtmenge von über 7 Atom-% ersetzt wird.
- Zur Herstellung der erfindungsgemäßen amorphen Legierung kann irgendeins der üblicherweise verwendeten Verfahren zur Herstellung einer amorphen Legierung angewendet werden, einschließlich des Verfahrens eines extra schnellen Abkühlens und Verfestigen einer flüssigen Legierung; jene der Bildung einer amorphen Legierung durch die Gasphase und jenes der Zerstörung der Langzeitstruktur eines Feststoffs durch Ioneninjektion.
- Ein Gerät zur Herstellung der amorphen Legierung gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt. In Fig. 1 wird der durch die gestrichelte Linie eingeschlossene Teil evakuiert und dann mit Inertgas gefüllt. In dieser Fig. ist 2 ein Siliziumdioxidrohr, das eine vertikale Düse 3 an seiner unteren Spitze hat, das Rohmaterial 4 und das Inertgas zur Verhinderung der Oxidation des Rohmaterials 4 können durch eine Einlaßöffnung 1, die sich an der Spitze des Siliziumdioxidrohrs 2 befindet, eingeleitet werden. Um das Siliziumdioxidrohr 2 ist ein Heizofen 5 installiert, um das oben erwähnte Rohmaterial 4 zu erhitzten. Vertikal unter der Düse 3 ist eine mit hoher Geschwindigkeit rotierende Walze 7 angebracht und sie wird durch einen Motor 6 in Rotation versetzt. Bei der Herstellung einer amorphen Legierung wird das Rohmaterial 4, das eine vorgeschriebene chemische Zusammensetzung hat, in das Siliziumdioxidrohr 2 eingefüllt, zunächst wird dann die Apparatur bis zu einem Vakuum von etwa 10&supmin;&sup5; Tor evakuiert, das Rohr wird dann mit Inertgas gefüllt.
- Danach wird das Rohmaterial 4 in dem Heizofen 5 erhitzt und geschmolzen, das resultierende geschmolzene Metall wird mittels komprimiertem Inertgas auf die äußere periphere Oberfläche der Walze 7, die durch Wirkung des Motors 6 bei einer hohen Geschwindigkeit von 1000 bis 1000 Upm rotiert, gespritzt. Die Anwendung dieses Verfahrens erlaubt die Herstellung der amorphen Legierung der vorliegenden Erfindung als eine lange Folie, die beispielsweise eine Dicke von 0,1 mm, eine Breite von 10 mm und eine Länge von mehreren Metern hat.
- Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die eine Apparatur für die Herstellung der amorphen Legierung der vorliegenden Erfindung erläutert. In Fig. 1 ist: 1: Rohmaterialeinlaßöffnung, 2: Siliziumdioxidrohr, 3: Düsenabschnitt, 4: Rohmaterial, 5: Heizofen, 6: Motor und 7: mit hoher Geschwindigkeit rotierende Walze.
- Rohmaterial-Metalle wurden vermischt, um so die in Tabelle 2 angegebenen chemischen Zusammensetzungen zu erhalten; und in einem Argonboden-Schmelzofen wurden Rohmateriallegierungen hergestellt. Diese Legierungen wurden in Argon-Atomosphäre erneut geschmolzen und durch Anwendung des Ein- Walzenverfahrens, das in Fig. 1 gezeigt ist, extra schnell gekühlt und zu Folien aus amorpher Legierung verfestigt, wobei die Folien eine Dicke von 0,01 bis 0,05 mm, eine Breite von 1 bis 3 mm und eine Länge von 3 bis 20 m haben. Die Bildung einer amorphen Struktur wurde mittels Röntgendiffraktion bestätigt. Die Oberflächen dieser Legierungsproben wurden in Cyclohexan bis zu Siliziumcarbid- Papier Nr. 1000 geschliffen. Dann wurden die Legierungsproben auf eine bestimmte Länge zugeschnitten, in etwa 63%ige P&sub2;O&sub5;- Lösung bei 160ºC und in eine 72%ige P&sub2;O&sub5;-Lösung bei 200ºC für einen Zeitraum von 7 bis 10 Tagen eingetaucht; das Gewicht vor und nach dem Eintauchen wurde mit einer Mikrowaage gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 3 aufgeführt. TABELLE 2 Chemische Zusammensetzung von Legierungen (Atom-%) Erfinderischer Aspekt Erster Probe Nr. Zweiter TABELLE 3 Beispiele für die Korrosionsgeschwindigkeit (g/hm²) der erfindungsgemäßen Legierungen in Phosphorsäurelösung Probe Nr.
- Die Korrosionsgeschwindigkeit der erfindungsgemäßen amorphen Legierungen ist sehr gering. Als Ergebnis von Analysen der Legierungsoberfläche durch Anwendung der Röntgenstrahl- Photoelektronen-Spektrometrie nach dem Immersionstest der erfindungsgemäßen Legierung wurde gefunden, daß ein Schutzfilm aus hydratisiertem Oxid von konzentriertem Ta und Mo oder hydratisiertem Oxyhydroxid auf der Legierung produziert worden war und es stellte sich heraus, daß dies der Grund für die hohe Korrosionsbeständigkeit der erfindungsgemäßen Legierung war.
- Die erfindungsgemäße amorphe Nickellegierung ist, wie bereits oben detailliert beschrieben, in hohem Maße korrosionsbeständig, da sie durch Bildung eines stabilen Schutzfilms selbst in stark korrosiver Umgebung, die mangelhafte oxidierende Fähigkeit, wie z. B. Phosphorsäure hoher Temperatur nicht korrodiert.
- Da irgendeine der normalerweise angewendeten bekannten Techniken zur Herstellung einer amorphen Legierung auf die Herstellung der erfindungsgemäßen Legierung anwendbar ist, ist es nicht notwendig, eine spezielle Apparatur zu verwenden, wodurch eine ausgezeichnete praktische Nutzbarkeit der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird.
Claims (2)
1. Amorphe Legierung auf Nickelbasis, im wesentlichen
bestehend aus:
10 - 40 Atom-% Ta,
mindestens 5 Atom-% Mo,
insgesamt 25 - 50 Atom-% Ta, Mo und wahlweise Cr;
0 bis weniger als 10 Atom-% P, und
einem Ausgleich an Nickel.
2. Amorphe Legierung auf Nickelbasis, im wesentlichen
bestehend aus:
mindestens 1 Atom-% Ta;
mindestens 5 Atom-% Mo;
insgesamt 15 - 30 Atom-% Ta, Mo und wahlweise W;
insgesamt 10 - 23 Atom-% mindestens eines der
Elemente P, B und Si; sowie
einem Ausgleich an Nickel.
Applications Claiming Priority (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62111466A JPS63277735A (ja) | 1987-05-07 | 1987-05-07 | りん酸型燃料電池用セパレ−タ− |
JP62111467A JPS63277736A (ja) | 1987-05-07 | 1987-05-07 | りん酸型燃料電池用セパレ−タ− |
JP62111465A JPS63277734A (ja) | 1987-05-07 | 1987-05-07 | りん酸型燃料電池用セパレ−タ− |
JP62113939A JPS63277737A (ja) | 1987-05-11 | 1987-05-11 | りん酸型燃料電池用セパレ−タ− |
JP62129286A JPS63293135A (ja) | 1987-05-26 | 1987-05-26 | りん酸型燃料電池用セパレ−タ− |
JP62134367A JP2547020B2 (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | 高耐食アモルファスニッケル合金 |
JP62134368A JP2569331B2 (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | 高温濃硫酸用高耐食アモルファスニッケル合金 |
PCT/JP1988/000449 WO1988008885A1 (en) | 1987-05-07 | 1988-05-07 | Highly corrosion-resistant amorphous alloy |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3853190D1 DE3853190D1 (de) | 1995-04-06 |
DE3853190T2 true DE3853190T2 (de) | 1995-08-24 |
Family
ID=27565786
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3853190T Expired - Lifetime DE3853190T2 (de) | 1987-05-07 | 1988-05-07 | Hochkorrosionsbeständige amorphe legierung. |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0314805B1 (de) |
KR (1) | KR940004900B1 (de) |
DE (1) | DE3853190T2 (de) |
FI (1) | FI98074C (de) |
WO (1) | WO1988008885A1 (de) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2937580B2 (ja) * | 1991-10-16 | 1999-08-23 | 功二 橋本 | 高耐食アモルファス合金 |
CA2126136C (en) | 1994-06-17 | 2007-06-05 | Steven J. Thorpe | Amorphous metal/metallic glass electrodes for electrochemical processes |
CA2287648C (en) * | 1999-10-26 | 2007-06-19 | Donald W. Kirk | Amorphous metal/metallic glass electrodes for electrochemical processes |
KR100682730B1 (ko) * | 1999-12-29 | 2007-02-15 | 주식회사 포스코 | 하역기용 와이어 이탈방지장치 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4133681A (en) * | 1978-01-03 | 1979-01-09 | Allied Chemical Corporation | Nickel-refractory metal-boron glassy alloys |
JPS5950031B2 (ja) * | 1978-04-28 | 1984-12-06 | 新日本製鐵株式会社 | 太陽放射エネルギ−の吸収特性にすぐれた材料およびその製造方法 |
JPS6043896B2 (ja) * | 1978-04-28 | 1985-10-01 | 新日本製鐵株式会社 | 太陽熱の直接吸収材及びその製造方法 |
JPS55125248A (en) * | 1979-03-23 | 1980-09-26 | Toshiba Corp | Pointer material |
US4496635A (en) * | 1980-04-09 | 1985-01-29 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Amorphous metal alloy and composite |
US4410490A (en) * | 1982-07-12 | 1983-10-18 | Marko Materials, Inc. | Nickel and cobalt alloys which contain tungsten aand carbon and have been processed by rapid solidification process and method |
JPH0615706B2 (ja) * | 1985-03-14 | 1994-03-02 | 三井造船株式会社 | 高耐食アモルフアス合金 |
DE3616008C2 (de) * | 1985-08-06 | 1994-07-28 | Mitsui Shipbuilding Eng | Hochkorrosionsbeständige, glasartige Legierung |
US4692305A (en) * | 1985-11-05 | 1987-09-08 | Perkin-Elmer Corporation | Corrosion and wear resistant alloy |
US5598976A (en) * | 1992-12-04 | 1997-02-04 | Goldstar Co., Ltd. | Spray arm pulsation device of a dish washer |
-
1988
- 1988-05-07 WO PCT/JP1988/000449 patent/WO1988008885A1/ja active IP Right Grant
- 1988-05-07 EP EP88903960A patent/EP0314805B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1988-05-07 KR KR1019890700011A patent/KR940004900B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1988-05-07 DE DE3853190T patent/DE3853190T2/de not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-01-04 FI FI890031A patent/FI98074C/fi not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI890031A0 (fi) | 1989-01-04 |
DE3853190D1 (de) | 1995-04-06 |
KR940004900B1 (ko) | 1994-06-04 |
KR890701786A (ko) | 1989-12-21 |
EP0314805B1 (de) | 1995-03-01 |
FI890031A (fi) | 1989-01-04 |
FI98074B (fi) | 1996-12-31 |
WO1988008885A1 (en) | 1988-11-17 |
EP0314805A1 (de) | 1989-05-10 |
FI98074C (fi) | 1997-04-10 |
EP0314805A4 (en) | 1993-03-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3885584T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von austenitischem rostfreien Stahl mit ausgezeichneter Seewasserbeständigkeit. | |
DE69620998T2 (de) | Oxidationsbeständige molybdänlegierung | |
DE3616008C2 (de) | Hochkorrosionsbeständige, glasartige Legierung | |
DE69126902T2 (de) | Austenitischer Stahl mit verbesserten Spannungsrisskorrosionsbeständigkeitscharakteristiken, Verfahren zu seiner Herstellung sowie dessen Verwendung | |
DE2500846A1 (de) | Amorphe eisen-chrom-legierungen | |
DE1952877A1 (de) | Gusslegierung auf Nickelbasis | |
DE3035433C2 (de) | Verwendung einer glasartigen Legierung | |
DE3608656C2 (de) | Verwendung einer glasartigen Tantal-Nickel-Legierung | |
DE69802824T2 (de) | Austenitisches rostfreies stahlblech mit guter schweissbarkeit im gusszustand | |
DE3020844A1 (de) | Hochwarmfeste, sowohl gegen neutroneninduziertes schwellen, als auch gegen korrosion in fluessigem natrium resistente, austenitische eisen-nickel-chrom-legierungen | |
DE2940970C2 (de) | ||
DE3853190T2 (de) | Hochkorrosionsbeständige amorphe legierung. | |
DE2215607A1 (de) | Alpha/beta - titanlegierung | |
DE69007853T2 (de) | Ausscheidungshärtende Einkristallegierung auf Nickelbasis. | |
DE2322159C3 (de) | Verfahren zur Herstellung eines geschmolzenen Behandlungsbades zur Erzeugung einer Vanadin-, Niob- oder Tantalcarbidschicht auf der Oberfläche von mindestens 0,05 Gewichtsprozent Kohlenstoff enthaltenden Werkstücken aus Eisen, Eisenlegierungen oder Sintercarbid | |
DE2417920C3 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Chromcarbidschicht auf der Oberfläche eines Gegenstandes aus Eisen, einer Eisenlegierung oder Hartmetall | |
DE2527425A1 (de) | Gerichtet verfestigte eutektische legierungen auf nickelbasis | |
DE60311803T2 (de) | Kupferlegierung, die exzellente Korrosionsbeständigkeit und Entzinkungsbeständigkeit aufweist, und eine Methode zu deren Herstellung | |
DE19962585C2 (de) | Korrosionsbeständige Titanlegierung und daraus bestehende Komponenten | |
DE2029963A1 (de) | Ni ekel-Legierung | |
DE69705574T2 (de) | Amorphe Legierung auf Edelmetallbasis mit plastischer Verformbarkeit, die als Baumaterial für Elektrolyseanoden anwendbar ist | |
DE2357159C3 (de) | Anwendung der kathodischen Abscheidung einer harten, Chromcarbid und/oder Chromborid enthaltenden Schicht aus einem Schmelzbad auf Gegenstände aus Sintercarbid | |
DE2320455A1 (de) | Verfahren zur waermebehandlung von superlegierungen | |
DE2029964A1 (de) | Nickel-Legierung | |
DE69220324T2 (de) | Hochfeste Legierung auf Aluminumbasis mit hoher Zähigkeit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8364 | No opposition during term of opposition |