DE608577C

DE608577C - Feuerbestaendige, bearbeitungsfaehige und einen hohen elektrischen Leitungswiderstand aufweisende, insbesondere zur Herstellung elektrischer Widerstaende geeignete Eisenlegierung

Info

Publication number: DE608577C
Application number: DEK133688D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1927-11-08
Filing date: 1927-11-08
Publication date: 1935-01-26

Description

Feuerbeständige, bearbeitungsfähige und einen hohen elektrischen Leitungswiderstand aufweisende, insbesondere zur Herstellung elektrischer Widerstände geeignete Eisenlegierung Die Erfindung betrifft eine feuerbeständige, bearbeitungsfähige und einen hohen elektrischen Leitungswiderstand aufweisende, insbesondere zur Herstellung elektrischer Widerstände geeignete Eisenlegierung mit bis 'zu o.3 5 % Kohlenstoff, 2 bis t 2 % Aluminium, t o bis 3 o % Chrom.
Es sind bereits Eisenlegierungen auf der Basis Aluminium-Chrom bekanntgeworden. Diese Legierungen zeigen jedoch noch nicht die Vereinigung der genannten Eigenschaften in genügendem Maße, um sie für den praktischen Betrieb brauchbar zu machen. Insbesondere läßt bei den bekannten Legierungen die Feuerbeständigkeit noch zu wünschen übrig.
Es sind ferner Legierungen bekanntgeworden, die Legierungsstoffe enthalten, welche für die Erreichung des Erfindungszweckes belanglos oder gar schädlich sind.
Es ist z. B: eine Eisenlegierung bekannt, die ,außer Kohlenstoff in Gehalten von mindestens 0,301'o auch Silicium, Chrom und Wolfram oder Molybdän in Mengen über r %, gegebenenfalls auch Mangan und Nickel, als Hauptbestandteil enthält. Dabei ist Nickel in Mengen von über 200;'o einlegiert. Ferner sollen kleinere Mengen anderer Metalle, wie Kobalt, der Legierung gegebenenfalls zugesetzt werden, ohne daß dadurch eine günstige Vereinigung der Eigenschaften, Feuerbeständigkeit, hoher elektrischer Leitungswiderstand und Verarbeitungsfähigkeit, in genügendem Maße erreicht wird.
Der als hoch anzusprechende Wolframgehalt oder das als Ersatzmittel dafür vörgeschlagene Molybdän sowie der verhältnismäßig hohe Kohlenstoffgehalt macht die bekannten Legierungen, besonders wenn die zuletzt genannten Bestandteile zusammen vorkommen, sowohl in kaltem als auch in warmem Zustand sehr schwer bearbeitbar, was die Möglichkeit ausschließt oder :erschwert, Drähte aus diesen Legierungen zuziehen. Das trifft auch zu, wenn @es sich darum handelt, Rohre durch Walzen und Ziehen anzufertigen oder Bleche auszuwalzen, aus denen Tiegel o. dgl. gepreßt werden sollen. Schließlich sind wegen des hohen Nickelgehalts die bekannten Legierungen .gegen die Einwirkung von Gasen, wie Kohlenoxyd, Schwefeldioxyd und Schwefelwasserstoff, nicht widerstandsfähig.- Sie lassen sich deshalb für viele Zwecke nicht verwenden, für welche die Legierung nach der Erfindung benutzt werden soll, z. B. als elektrisches Widerstandsmaterial in metallurgischen Öfen, in denen das zur Vermeidung von Entkohlung anwesende Kohlenoxyd die Legierung bei höheren Temperaturen nicht verändern darf.
Es ist auch schon bekannt, daß Legierungen aus Eisen und Aluminium oder aus Eisen, Chrom und Aluminium mit einem verhältnismäßig hohen Aluminiumgehalt, von z. B. wenigstens 8 bis i2%, auch bei höheren Temperaturen feuerbeständig sind und einen hohen elektrischen Leitungswiderstand, hesonders bei höheren Temperaturen, aufweisen. Derartige Legierungen lassen sich ferner, wenn der Aluminiumgehalt nicht zu hoch, z. B. nicht über i2%, ist, wenn auch unter Schwierigkeiten, beispielsweise durch Ziehen, Walzen usw., bearbeiten.
Es hat sich nun gezeigt, daß man eine Legierung, die genügend feuerbeständig und verarbeitungsfähig ist sowie einen hohen .elektrischen Leitungswiderstand hat, dadurch erreichen kann, daß man .einer Eisenlegierung mit bis zu 0,350/0 Kohlenstoff, 2 bis x20/6 Aluminium und io bis 300,o Chrom Kobalt in Mengen von 0,2 bis 30/0 zusetzt.
Außer den genannten Legierungsstoffen kann die Eisenlegierung auch noch Silicium und Mangan in kleinen, durch das Herstellungsverfahren bedingten Mengen enthalten.
Versuche haben -ergeben, daß durch einen Zusatz von Kobalt zu derartigen Legierungen die Feuerbeständigkeit um mehrere hundert Prozent, von der Steigerung des Leitungswiderstandes abgesehen, erhöht wird.
Es hat sich ferner ergeben, daß man infolge des Kohaltzusatzes den. Aluminiumgehalt beträchtlich herabsetzen darf. Schließlich wird durch den Kobaltzusatz, trotzdem er die anderen Eigenschaften steigert, die Verarbeitungsfähigkeit der Legierungen nicht verschlechtert.
Infolge der erwähnten günstigen Eigenschaften können die vorliegenden Legierungen für verschiedene Zwecke mit Vorteil verwendet werden. In vielen Fällen, in welchen nur die Feuerbeständigkeit von Bedeutung ist, kann man aus einer derartigen Legierung beispielsweise Glühtöpfe, Ofentrommeln u. dgl., in denen hohe Temperaturen im Betriebe vorkommen, herstellen. Die beste Verwendung findet die Legierung indessen als elektrischer Heizwiderstand. Bei diesem sind sowohl Hitzebeständigkeit wie ein hoher elektrischer Leitungswiderstand, besonders bei hohen Temperaturen, von wesentlicher Bedeutung.
Bisher verwendete man für einen derartigen Zweck als Widerstandsmaterial. meist eine Legierung, die hauptsächlich Nickel und Chrom oder Nickel, Chrom und Eisen in wechselnder Zusammensetzung, beispielsweise Nickel 62 bis 89%, Chrom i i bis 330/0 und Eisen o bis 230/0, enthält.
Diese Legierung besitzt einen hohen elektrischen Leitungswiderstand und hohe Feuerbeständigkeit, ist aber schwer zu bearbeiten, sowohl bei gewöhnlichen wie bei höheren Temperaturen, weshalb @es nur m einem besonderen Arbeitsverfahren und unter Schwierigkeiten in schwächere Abmessungen übergeführt werden kann: Diese Widerstände werden deshalb sowohl *wegen der Verarbeitung als ,auch wegen des hohen Preises der Metalle sehr teuer. Ferner ist diese Legierung wegen ihres hohen Nickelgehalts nicht widerstandsfähig genug gegen einige z. B. in Öfen oft vorkommende Gase, insbesondere Kohlenoxyd, Schwefeldioxyd und Schwefelwasserstoff.
Nach den bisher ausgeführten Versuchen scheint es für die Feuerbeständigkeit des, Materials von wesentlicher Bedeutung zu sein, daß es keinen stark ausgeprägten Umwandlungspunkt innerhalb des höheren, für die Verwendung in Frage kommenden Temperaturgebietes besitzt; innerhalb dessen also keine das Gefüge sprengende Umkristallisation eintritt. jede Umkristallisation bewirkt nämlich leicht ein Zersprengen des Materials, und zwar um so kräftiger, je öfter der Prozeß wiederholt wird.
Die bessere Feuerbeständigkeit der Legierung nach der Erfindung gegenüber den berannten Legierungen scheint darauf zurückzuführen zu sein, daß der Kobaltzusatz die Oxydhaut zähe macht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Feuerbeständige, bearbeitungsfähige und einen hohen :elektrischen Leitungswiderstand aufweisende, insbesondere zur Herstellung elektrischer Widerstände geeignete Eisenlegierung mit bis zu o,3 5 % Kohlenstoff, 2 bis 12 % Aluminium, i o bis 30% Chrom, gekennzeichnet durch einen Zusatz von Kobalt Von 0,2 bis 3%.
2. Eisenlegierung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch 5 % Aluminium, 16% Chrom.
3. Eisenlegierung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch 12% Aluminium und 20 bis 30% Chrom.