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Vergütung von Nickel-Erdalkali- oder Nickel-Lithium-Legierungen Das
Hauptpatent bezieht sich auf ein Verfahren zum Vergüten von Nickel-Erdalkali-oder
Nickel-Lithium-Legierungendurch schnelle Abkühlung dieser Legierungen von hohen
Temperaturen, z. B. 105o° C, und durch eine künstliche Alterung bei niedriger liegenden
Temperaturen, z. B. bei 50o° C.
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Gemäß der Erfindung wird das Verfahren nach dem Hauptpatent auf solche
Nickel-Erdalkali- oder Nickel-Lithium-Legierungen angewendet, die einen Gehalt von
Kohlenstoff zwischen o,oz bis 1 % aufweisen. Diese Legierungen können außer Nickel,
Kohlenstoff und Erdalkalimetall bzw. Lithium noch Zusätze an einem oder mehreren
anderen Elementen enthalten. Ihre Alterungsfähigk eit wird besonders dann verbessert,
wenn ein Zusatz von Silicium, von Chrom oder von Chrom und Eisen vorhanden ist.
Es zeigte sich, daß man bei den erwähnten Legierungen durch die Anwendung von schwach
kohlenstoffhaltigem Nickel und Einschmelzen unter Luftabschluß eine außerordentlich
kräftige Alterung erzielen konnte, während beim Einschmelzen unter Luftzutritt sich
infolge Herausfrischens des Kohlenstoffs eine Alterung überhaupt nicht oder nur
in ganz geringem Maße bewirken ließ. Beispielsweise altert leineNickel-Magnesium-Legierung,
welche 1,8 % Magnesium und o,oz % Kohlenstoff, Rest Nickel, enthält, um
32 % über den Ausgangswert, wohingegen eine Legierung mit nur o,69 0/ö Magnesium,
aber o,ao % Kohlenstoff, Rest Nickel, um 155 % über den Ausgangswert altert, nämlich
von 129 auf 33o Brinell-Grade. Es sei noch darauf hingewiesen, daß kohlenstoffhaltiges
Nickel durch Alterung praktisch nicht vergütbar ist, trotzdem Nickel bei 130o' C
0,57 % Kohlenstoff in fester Lösung aufnimmt und bei Zimmertemperatur nur o,17 0/0.
Erst wenn man im Sinne der Erfindung .ein Erdalkalimetall oder Lithium, insbesondere
Magnesium, als weitere Legierungskomponente benutzt, kann man eine Alterung erreichen,
die auch unterhalb von 0,17 % Kohlenstoff bei hinreichendem Zusatz von Erdalkalimetall,
besonders von Magnesium oder auch von Lithium, äußerst kräftig ist.
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Die Gehalte an Kohlenstoff und Magnesium sind einander zugeordnet,
so daß ein gewisser I,s'-ohlenstoffgehalt einen bestimmten Magnesiumzusatz zur Erzielung
einer Maximalhärte voraussetzt. Mit dem Kohlenstoffgehalt geht man normal nicht
über 0,4 %, Es können aber Legierungen mit maximal 1 p!o Kohlenstoff
noch
sehr gut gealtert werden, wenn der Magnesiumgehalt angepaßt wird. Mit dem Magnesiumgehalt
geht man normal nicht über o,8 %, doch gelingt es bis zu i,8 % Mg noch, eine kräftige
Alterung zu erzielen, vorausgesetzt, daß auch hier der Kohlenstoffgehalt angepaßt
wird. Eine günstige Zusammensetzung hat beispielsweise folgende Legierung: Magnesiumgehalt
o,69 %, Kohlenstoffgehalt o,io %, Rest Nickel. Diese Legierung hat im gewalzten
Zustand nach dem Abschrecken von 105o° eine Härte von 121 Brinell und eine Festigkeit
von 59 kg/mm`= bei 38 0;o Dehnung. Nach 2¢stfindigem Altern bei 5oo° stieg die Festigkeit
auf tob kg/mm- bei io % Dehnung.
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Die günstigste Abschrecktemperatur liegt bei iioo', doch werden schon
bei 750° Effekte erzielt, und die Steigerung der Temperatur auf 135o° liefert auch
noch brauchbare Ergebnisse. Die günstigste Alterungstemperatur liegt bei 5oo' bei
einer Einwirkungszeit von 2¢ Stunden, doch konnten schon bei 38o' .gewisse Wirkungen
erzielt werden. Geht man über 5oo', so muß die Alterungszeit abgekürzt werden. Die
Vorgänge sind von der Ausscheidungshärtung ähnlicher Legierungen her bekannt.
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Es wurde untersucht, in welcher Hinsicht gewisse Zusätze die Magnesium--Nickel-Kohlenstoff-Legierungen
beeinflussen können. Es zeigte sich, daß insbesondere die kupferhaltigen Nickellegierungen,
unter anderem das sogenannte Monelmetall, in ähnlicher Weise durch Alterung vergütbar
sind, sofern Kohlenstoff und Magnesium zugesetzt werden. Eine Monellegierung mit
27 0;o Kupfer und o,2 % Kohlenstoff und o,8 % Magnesium. Rest Nickel, gab im abgeschreckten
Zustand eine Härte von i 59 Brinell, nach der Alterung eine solche von 345 Brinell.
Diese Legierungen altern bei 500', doch empfiehlt es sich, die Abschrecktemperatur
etwas zu ermäßig en.
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Andere Zusätze, wie Chrom, Kobalt, Eisen, Mangan, Vanadium, Titan,
Tantal, Molybdän, Wolfram, Silicium, Bor, Zinn, Cer, Aluminium, Zink, stören die
Alterung in keinerlei Weise. Es konnte, insbesondere bei Zusatz von Silicium, sogar
eine leichte Verbesserung der Alterungsfähigkeit erzielt werden. Verschiedene von
den genannten Metallen, insbesondere Tantal, Molybdän, Chrom, Silicium und Wolfram,
wirken günstig auf die Korrosionsbeständigkeit dieser Legierungen ein. Von Bedeutung
ist insbesondere die Nickel-Chrom-und Nickel-Chrom-Eisen-Legierwig, die durch Magnesium
und Kohlenstoffzusatz kräftig alterungsfähig wird. An Stelle von Magnesium kann
man auch andere Erdalkalimetalle oder Lithium anwenden.