DE572024C

DE572024C - Warmbehandlung von Eisen-Beryllium-Legierungen

Info

Publication number: DE572024C
Application number: DES79273D
Authority: DE
Inventors: Dr Otto Dahl; Dr Georg Masing
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1927-04-13
Filing date: 1927-04-13
Publication date: 1933-03-09

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
9. MÄRZ 1933

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 18 c GRUPPE lso

Siemens & Halske Akt.-Ges. in Berlin-Siemensstadt*) Warmbehandlung von Eisen-Beryllium-Legierungen

Patentiert im Deutschen Reiche vom 13. April 1927 ab

Eisen-Beryilium-Legierungen sind an sich bekannt. Die Erfindung betrifft ein Verfahren, um Eisen-Beryllium-Legierungen mit einem Berylliumgehalt bis zu etwa 13 <y₀ in ihren mechanischen Eigenschaften zu verbessern, insbesondere ihre Härte nach dem Abschrecken zu steigern. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß von etwa 550 bis iooo⁰ C abgeschreckte oder an der Luft schnell abgekühlte Eisen-Beryllium-Legierungen mit bis zu etwa 13 o/_o Berylliumgehalt zur Steigerung ihrer Härte auf etwa 250 bis 500⁰C erhitzt werden. Das neue Verfahren ist nicht nur für binäre Eisen-

¹S Beryllium-Legierungen, sondern auch für solche Legierungen anwendbar, die noch andere Elemente, beispielsweise Nickel, Kupfer, Zinn, Aluminium, Silicium, Kohlenstoff, einzeln oder zu mehreren enthalten.

Auf der Zeichpung sind Kurvenbilder zur Erläuterung der Erfindung dargestellt. Die Eisen-Beryllium-Legierungen wurden durch Zusammenschmelzen der Komponenten, ,Gießen, Walzen, Ausglühen und langsame Abkühlung hergestellt.

Die Abb. 1 macht die durch das neue Ausscheidungshärtungsverf ahren eingetretene Steigerung der Härte von Eisen-Beryllium-Legierungen erkennbar. Als Ordinaten sind in die-

3" ser Abbildung die Härten in Brinellgraden und als Abszissen die Gehalte an Beryllium gewählt. Die voll ausgezogene Kurve« zeigt die Härte solcher Legierungen für die verschiedenen Berylliumgehalte, welche von iooo⁰ C abgeschreckt sind. Man erkennt, daß die Härten von etwa 190 Brinellgraden für Legierungen mit 1 0/0 Berylliumgehalt mit zunehmendem Berylliumgehalt zunächst ziemlich schnell und von einem Berylliumgehalt von etwa 5,5 o/_o ab langsamer ansteigen. Die gestrichelte Kurve b bezieht sich auf solche Legierungen, die von 1 ooo° C abgeschreckt und im Anschluß daran 1 Stunde lang bei 400⁰ C angelassen sind. In der Kurve b sind die sich für die verschiedenen Berylliumgehalte ergebenden größten Härten veranschaulicht. Wie ersichtlich, gelingt es, durch die angegebene Temperaturbehandlung "ζ. B. für Eisen-Beryllium-Legierungen mit 5 o/_o Berylliumgehalt eine Härte von etwa 650 Brinellgraden zu erzielen. Auch ist erkennbar, daß die angegebene Temperaturbehandlung auch für Berylliumgehalte von 4 0/0 an aufwärts zu sehr hohen Härten führt.

Es gibt im allgemeinen für jede Legierung eine besonders günstige Anlaßtemperatur, wie an Hand von Abb. 2 erkennbar ist. Diese Abbildung bezieht sich auf eine Eisen-Berylliumlegierung, welche 96 0/0 Eisen und 4 0/0 Beryllium enthält. Die Legierung ist zunächst von iooo⁰ C abgeschreckt worden, so daß ihre Härte (vgl. Abb. 1) etwa 320 beträgt.

*) Von dem Patentsxicher sind als die Erfinder angegeben worden:

Dr. Georg Masing in Berlin und Dr. Otto Dahl in Berlin-Wilmersdorf.

In Abb. 2 sind als Ordinaten wiederum die Härten und als Abszissen die Anlaßzeiten in Stunden aufgetragen. Wie durch die beigefügten Temperaturangaben erkennbar gemacht ist, führt ein hinreichend lange dauerndes Anlassen "der erwähnten Legierung auf 300⁰ C allmählich zu verhältnismäßig hohen Härten. Beim Anlassen auf 400⁰ C ergeben sich für die in Frage stehende Legierung die günstigsten Verhältnisse, weil in diesem Falle schon eine Anlaßzeit von 4 Stunden genügt, um eine Härte von etwa 620 Brinellgraden zu erhalten. Ein Anlassen der Legierung auf 500⁰ führt zu einer maximalen Härte von etwa 525 in einer Anlaßzeit von' etwa ι Yi Stunde.

Für solche Eisen-Beryllium-Legierungen, welche außer Eisen und Beryllium noch andere Elemente, z. B. Nickel, Kupfer, Zinn, Aluminium, Silicium, Kohlenstoff usw., einzeln oder zu mehreren enthalten, ergeben sich im wesentlichen ähnliche Kurven. Durch den Zusatz werden die Struktur der Legierungen und auch andere Eigenschaften geändert. Durch einen Nickelzusatz wird z. B. eine feinkörnigere Struktur erzielt.

Das neue Verfahren unterscheidet sich insofern grundsätzlich von der bekannten Wärmebehandlung der Konstruktionsstähle, als bei diesem bekannten Verfahren durch ,. das Abschrecken von höheren Temperaturen eine große Härte und Sprödigkeit der Stähle erreicht wird, die durch nachträgliches Anlassen auf niedrigere Temperaturen wieder gemildert wird. Im Gegensatz dazu hat die erste Erhitzung der Eisen-Beryllium-Legierungen auf höhere Temperaturen mit dem nachfolgenden Abschrecken oder der schnellen Abkühlung in Luft bei dem neuen Verfahren ausschließlich den Zweck, das Beryllium in Lösung zu bringen und in diesem Zustande zu erhalten. Das schnelle Abkühlen von diesen Temperaturen hat also zum wesentlichen Unterschied von der bekannten Wärmebehandlung von Konstruktionsstählen bei binären Eisen-Beryllium-Legierungen keinerlei Härtung zur Folge. Durch das anschließende Anlassen bei niedriger'liegenden Temperaturen wird eine überraschend hohe Härtesteigerung erreicht (Ausscheidungshärtung). Man kann also bei dem neuen Verfahren die erste Erhitzung und das Abschrekken als Vorbereitung für das eigentliche thermische Härtungsverfahren auffassen.

Das neue Verfahren läßt sich auch mit Erfolg anwenden für solche Legierungen, die außer Eisen und .Beryllium noch ein oder mehrere andere Elemente, wie insbesondere Nickel, Kupfer, Zinn, Aluminium, Silicium usw., enthalten. Unter Umständen erwies es sich als zweckmäßig, die Legierung vor dem Warmbehandlungsverfahren noch einer mechanischen Vorbehandlung, z. B. durch Walzen, oder Hämmern, zu unterwerfen. Die Ausscheidungshärtung tritt sowohl bei Gußlegierungen als auch bei gewalzten Legierungen auf.

Claims

Patentansprüche:.

1. Verfahren zur Warmbehandlung von Eisen-Beryllium-Legierungen mit bis zu etwa 13 o/g Beryllium, dadurch gekennzeichnet, daß die von etwa 550 bis ι ooo° C abgeschreckten oder an der Luft schnell abgekühlten Legierungen zur Steigerung ihrer Härte auf etwa 250 bis 500⁰ C angelassen werden.

2. Die Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 für solche Eisen-Beryllium-Legierungen, die noch andere Elemente, beispielsweise Nickel, Kupfer, Zinn, Aluminium, Silicium, Kohlenstoff, !einzeln oder zu mehreren enthalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen