DE68919672T2 - Anwendung von einer zweiphasigen eisen-mangan-aluminium-kohlenstofflegierung mit hoher dämpfungsfähigkeit. - Google Patents
Anwendung von einer zweiphasigen eisen-mangan-aluminium-kohlenstofflegierung mit hoher dämpfungsfähigkeit.Info
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Zweiphasenlegierung aus Fe-Mn- Al-C, die ein starkes Dämpfungsvermögen besitzt.
- Bislang schuf man α-γ-Zweiphasenlegierungen, indem man einem Fe-Ni-Cr-Legierungssytem Molybdän und Cobalt zusetzte. Dadurch sollten Legierungen erhalten werden, die sowohl eine bessere Korrosionsbeständigkeit unter Belastung zeigen als auch eine bessere Beständigkeit gegenüber einer Versprödung durch Wasserstoff besitzen. Keine dieser Legierungen war jedoch auf ein hohes Dämpfungsvermögen abgestellt. Die Gußeisen sind Werkstoffe auf Eisenbasis, die wegen ihres hohen Dämpfungsvermogens eingesetzt werden. Bei Graugußeisen ist der Graphit der am wichtigste Faktor in bezug auf die Absorption einer Schwingungswelle mit hoher Frequenz. Gußeisen ist im allgemeinen jedoch nicht bearbeitbar, so daß es für Anwendungen, die eine hohe Dämpfung verlangen, von begrenzten Wert ist.
- Die Erfindung stellt eine Ferrit-Austenit-Zweiphasenlegierung für Anwendungen zur Verfügung, die ein hohes Dämpfungsvermögen verlangen; diese Legierung hat eine Zusammen-Setzung, die aufweist: 10 bis 45 Gew.% Mangan, 4 bis 15 Gew.% Aluminium, bis zu 12 Gew.% Chrom, 0,01 bis 0,7 Gew.% Kohlenstoff und gegebenenfalls 0 bis 4,0 Gew.% Molybdän, 0 bis 4,0 Gew.% Kupfer, 0 bis 2,0 Gew.% Nickel, 0 bis 3,5 Gew.-% Niob, bis zu 500 ppm Bor, bis zu 0,2 Gew.% Stickstoff, 0 bis 3,5 Gew.% Titan, 0 bis 2,0 Gew.-% Cobalt, 0 bis 3,5 Gew.% Vanadium, 0 bis 3,5 Gew.% Wolfram, 0 bis 2,0 Gew.% Zirkonium und bis zu 2,5 Gew.-% Silicium, wobei der Rest Eisen und Verunreinigungen ist und die Zusammensetzung derart ist, daß die Ferritphase der Legierung 25 bis 75 Vol.% der Legierung umfaßt und der Rest im wesentlichen Austenit ist und die Legierung ein Dämpfungsvermögen hat, das etwa den gleichen Wert wie duktiles Eisen hat.
- Zum besseren Verständnis der Erfindung und um zeigen, wie sie verwirklicht werden kann, wird nunmehr auf die Beispiele und die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen. Es zeigt:
- Fig. 1 die Dämpfungsvermögenskurve für eine erfindungsgemäße Legierung; und
- Fig. 2 die Dämpfungsvermögenskurve für duktiles Eisen.
- In den Legierungen aus Fe-Mn-Al-C sind Mangan und Kohlenstoff γ-Phasenbildner, und Aluminium ist ein α-Phasenbildner. Durch geeignetes Steuern der Zusammensetzung können die Legierungen aus Fe-Mn-Al-C so gestaltet werden, daß sie vollständig in γ-Phase sind, z.B. Fe-29Mn-7Al-1C. Die Verringerung von Mangan oder Kohlenstoff oder beidem und die Erhöhung von Aluminium kann das Auftreten der α-Phase fördern und die Legierung zu einem α+γ-Zweiphasenstahl machen. Der Volumenanteil der α-Phase kann durch Änderung der Menge an Mangan oder Aluminium oder Kohlenstoff oder anderen Ferrit bildenden Elementen geregelt werden.
- Dieses Beispiel zeigt die Wirkung der Elemente-Zusammensetzungen auf die Änderung des α-Volumenanteils bei auf Fe-Mn- Al-C-basierenden Legierungen. Mangan und Kohlenstoff sind Stabilisatoren für die Austenitphase, und Aluminium ist ein Ferritphasenbildner. Die Wirkung des Kohlenstoffgehaltes auf den Ferritanteil der auf Fe-Mn-Al-C basierenden Legierungen ist in Tabelle I gezeigt, in der die chemische Zusammensetzung von Aluminium und Mangan im wesentlichen konstant ist und der Kohlenstoffgehalt von 0,5 auf 0,11 Gew.-% abnimmt. Mit der Abnahme des Kohlenstoffgehalts nehmen die Volumenanteile der Ferritphase der Legierungen von 0 auf 36% zu. Mit der Änderung des Gehalts an Mangan, Kohlenstoff und Aluminium werden die Volumenanteile der Ferritphase und der ausgeglichenen γ-Phase geregelt, so daß sie 25 bis 75% betragen. In diesem Bereich des Ferritanteils wurde bei der auf Fe-Mn-Al-C basierenden Legierung immer ein hervorragendes Dämpfungsvermögen gefunden. Tabelle I
- Dieses Beispiel zeigt das gute Dämpfungsvermögen der auf Fe-Mn-Al-C basierenden α+γ-Zweiphasenlegierungen, das im Vergleich zu duktilem Gußeisen gemessen und bestimmt wurde. Die Versuchsprobe der Erfindung enthielt 19,7Mn-5,84Al- 5,74Cr-0,19C. Der Ferritvolumenanteil beträgt etwa 65% und ist mit der γ-Phase ausgeglichen. Die Kurven des Dämpfungsvermögens der Versuche zum Dämpfungsvermögen der auf Fe-Mn- Al-C basierenden Legierung und des biegsamen Gußeisens sind in den Fig. 1 und 2 gezeigt. Es ist ersichtlich, daß das Dämpfungsvermögen dieser beiden Legierungen nahezu äquivalent ist.
- Dieses Beispiel zeigt die gute Umformbarkeit der auf Fe-Mn- Al-C basierenden α+γ-Zweiphasenlegierungen. Die in Tabelle II aufgeführten Legierungen wurden zu einem Rohblock gegossen; dem Diffusionstempern bei 1200ºC unterzogen, getrennt und bei 1200ºC warmgeschmiedet, bei 1150ºC weiter getempert und entzundert. Die Legierungen wurden zu einem 2,0 mm dicken Band kaltgewalzt und getempert. Die Prozentsätze des Ferritvolumens dieser Bänder wurden gemessen und sind in Tabelle III aufgeführt. Die mechanischen Eigenschaften dieser getemperten Bänder sind ebenfalls in Tabelle III aufgeführt. Es ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäßen Legierungen eine gute Umformbarkeit und hervorragende mechanische Eigenschaften haben. Tabelle II Legierung andere Tabelle III Probe Nr. 0,2% Dehngrenze (ksi) Bruchspannung Dehnung (ksi) Dehnung % Härte (Rb) Ferrit %
- 1 ksi = 6,895 MPa
Claims (1)
1. Verwendung einer Ferrit-Austenit-Zweiphasenlegierung
in Anwendungen, die ein hohes Dämpfungsvermögen
verlangen, wobei diese Legierung eine Zusammensetzung
aufweist, die 10 bis 45 Gew.% Mangan, 4 bis 15 Gew.%
Aluminium, bis zu 12 Gew.% Chrom und 0,01 bis 0,7
Gew.% Kohlenstoff umfaßt und gegebenenfalls 0 bis 4,0
Gew.% Molybdän, 0 bis 4,0 Gew.% Kupfer, 0 bis 2,0
Gew.% Nickel, 0 bis 3,5 Gew.% Niob, bis zu 500 ppm
Bor, bis zu 0,2 Gew.% Stickstoff, 0 bis 3,5 Gew.%
Titan, 0 bis 2,0 Gew.% Cobalt, 0 bis 3,5 Gew.%
Vanadium, 0 bis 3,5 Gew.% Wolfram, 0 bis 2,0 Gew.% Zirkon
und bis zu 2,5 Gew.% Silicium enthält, wobei der Rest
Eisen und Verunreinigungen ist und die Zusammensetzung
derart ist, daß die Ferritphase der Legierung 25 bis
75 Vol.% der Legierung umfaßt, der Rest im
wesentlichen Austenit ist und die Legierung ein
Dämpfungsvermögen mit etwa dem gleichen Wert wie duktiles Eisen
hat.
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