DE713279C

DE713279C - Die Verwendung von Nickellegierungen fuer hoch beanspruchte Werkstuecke

Info

Publication number: DE713279C
Application number: DEH147380D
Authority: DE
Original assignee: Heraeus Vacuumschmelze AG
Current assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Priority date: 1936-04-25
Filing date: 1936-04-25
Publication date: 1944-04-19

Description

Die Verwendung von Nickellegierungen für hoch beanspruchte Werkstücke Es ist bekannt, daß Werkstoffe, die neben Nickel als Hauptbestandteil wechselnde Mengen an Chrom, Molybdän oder Wolfram sowie gegebenenfalls Eisen enthalten, in hartgewalztem Zustand bei Arbeitstemperaturen zwischen etwa 400 und 6oo' eine hohe Kriechfestigkeit besitzen.
Es sind ferner Kobalt-Chrom-Legierungen mit 20 bis 330A Chronn, 8o bis 670/0 Kobalt sowie gegebenenfalls bis 250/0 Eisen oder Nickel für bei hohen Temperaturen mechanisch hoch beanspruchte Maschinenteile bekannt.
Untersuchungen haben gezeigt, daß zur Herstellung von bei hohen Temperaturen mechanisch hoch beanspruchten Werkstücken zweckmäßig Werkstoffe verwendet werden, die als Hauptbestandteil Kobalt und Nickel in einer Gesamtmenge von 5o bis 70 °% enthalten, wobei der Kobaltgehalt mindestens 15 °/o beträgt. Wolfram, und Molybdän sind einzeln oder zusammen in Mengen von 2,5 bis 15 °/o vorhanden, der Chromgehalt bewegt sich zwischen i2 und 25 n/0. Außerdem können die Legierungen noch bis zu 30 °/o Eisen enthalten. Legierungen solcher Zusammensetzung sind an sich bekannt, doch wußte man' nicht, wie sie sich bei mechanischer Beanspruchung bei hoher Temperatur verhalten würden. Erst durch Versuche wurde gefunden, da.B sie sich einerseits durch ganz besonders hohe Werte der Kriechfestigkeit bei Temperaturen zwischen 400 und 6oo' C auszeichnen und vermutlich in diesem Bereich die günstigsten Werte der Warmfestigkeit aufweisen, die man überhaupt erreichen kann, und daß sie außerdem auch noch bei höheren Arbeitstemperaturen, das heißt solchen bis über goo' C, eine hohe Kriechfestigkeit besitzen. Infolgedessen sind sie beispielsweise für die Auslaßventile von Verbrennungsmotoren :geeignet, die in einem Temperaturbereich von 8oo bis goo' C arbeiten.
Die Erfindung erstreckt sich auf die Verwendung von Werkstoffen mit 5o bis 70 °/Q Kobalt und Nickel, aber mindestens 15 °/o Kobalt, 12 bis 25 % Chrom, 2,5 bis 15 °/ö Molybdän oder Wolfram, einzeln oder zusammen, o bis 3o°/0 Eisen zur Herstellung von bei Temperaturen oberhalb 6oo'' C mechanisch hoch beanspruchten Werkstücken, insbesondere Auslaßventilen hoch beanspruchter Verbrennungsmotore.
Besonders günstige Zusammensetzungen der gemäß der Erfindung zu verwendenden Legierungen sind: .i5 bis 17 °/o Chrom, 14 bis 16 °% Eisen, 5 bis 7'% Molybdän, 15 bis :27 °/o, insbesondere etwa 2 1 °/o, Kobalt, Rest Nickel neben üblichen Desoxydations- und Verarbeitungszusätzen, beispielsweise von Mangan und Silicium. Der Mangangehalt kann beispielsweise 1,5 °/a betragen, der Siliciumgehalt 0,5 %.
Die höchste Warmfestigkeit weisen d1 genannten Werkstoffe auf, nachdem sie @ördem Gebrauch bei Temperaturen geglizl@G worden sind, die die Gebrauchstemperatur überschreiten, beispielsweise bei ii5o bis 130o° C. Gegebenenfalls können die Werkstoffe auch im Gußzustand verwendet werden.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Legierungen übertreffen in der Kriechfestigkeit noch eine bisher als besonders gut gefundene Legierung aus 6o 0/0 Nickel, 15 % Chrom, 7 °/Q Molybdän und iS °% Eisen.
Gegenüber einer bekannten Legierung mit 2o % Chrom, 55 °% Kobalt und 25 % Nickel zeigt eine erfindungsgemäß zu verwendende Legierung, die 15,8 % Chrom, 2i,6 % Kobalt, 40 % Nickel, 16,2 % Eisen und 6,3 0% Molybdän enthält, beispielsweise bei 700° C eine um rund 6o % höhere Kriechgrenze.
Durch Kaltverformung können die erfindungsgemäß zu verwendenden Werkstoffe, die bis looo° C keine Umwandlungspunkte aufweisen, auf beträchtliche Härten (bis etwa 30o Brinell) gebracht werden. Dies ist wichtig für Ventile von Verbrennungsmotoren, deren Schäfte häufig im Zustande mangelhafter Schmierung in ihren Führungen laufen. Hoch geglüht zur Erreichung hoher Kriechfestigkeit, die besonders für den Ventilteller und dessen Hals erforderlich ist, ist der Schaft zu weich, um in seiner Führung halb trocken oder trocken zu laufen. Infolge der starken Härtbarkeit durch Kaltverformung kann man den Schaft in einer dünnen Oberflächenschicht durch Hämmern, Drücken, lY.ckpolieren oder Druckrollen härten und d@fnit wertvolle Laufeigenschaften unter 40 al"d.:ngelhafter Schmierung erzielen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Die Verwendung von @Verl;stoffen mit 5o bis 70 % Kobalt und 1,zickel, aber mindestens 15 % Kobalt, 12 bis 25 01, Chrom, 2,5 bis 15 % Molybd:in oder Wolfrain einzeln oder zusammen, o bis 3o 0;o Eisen zur Herstellung von bei Temperaturen oberhalb 60o° mechanisch. hoch beanspruchten Werkstücken, insbesondere Auslaßventilen hoch beanspruchter Verbrennungsmotore.
2. Verwendung von Werkstoffen aus 15 bis 27 % Kobalt, insbesondere etwa 21 °% Kobalt, 15 bis 17 0% Chrom, 1.4 bis 16 % Eisen, 5 bis 7 % Molvbdän, Rest Nickel zur Herstellung von bei Teinp; raturen oberhalb 60o° mechanisch hoch beanspruchten Werkstücken, insbesondere Auslaßventilen hoch beanspruchter Verbrennungsmotore.
3. Auslaßventile aus Werkstoffen gem:iß Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Auslaßventilen durch Vorglühen bei hoher Temperatur eine hohe Kriechgrenze und ihren Schäften oberflächlich durch Kaltverformung eine hohe Härte verliehen wird.