DE841645C - Schweissbare und hochwarmfeste kobalthaltige Hartlegierungen - Google Patents

Description

• Schweißbare und hochwarmfeste kobalthaltige Hartlegierungen Schweißbare Hartmetalle, wie sie unter den Handelsbezeichnungen Celsit, Percit und Stellit bekannt sind, enthalten im allgemeinen 0,8 bis 30/0 Kohlenstoff, 0,3 bis 3,50/0 Silicium, 23 bis 32% Chrom, 2 bis 30% Wolfram, bis etwa 2% Eisen und als Rest Kobalt. Der hohe Kobaltgehalt dieser Legierungen in Verbindung mit den karbidbildenden Elementen Chrom und Wolfram verleiht ihnen eine außergewöhnliche Härte auch bei höheren Temperaturen, weshalb sie als Legierungen mit guter Rotgluthärte anzusprechen sind. Da sie aber mit Rücksicht auf ihren zwischen 65 und 4o% liegenden Kobaltgehalt erhebliche Mengen an Kobalt erfordern und Kobalt, das aus dem Ausland bezogen werden muß, und schwer zu beschaffen ist, wurde versucht, den Kobaltgehalt durch Einführung eines Ersatzmetalls herabzusetzen. Hierfür kommt in erster Linie Eisen in Betracht. Obwohl die Schweißeigenschaften und die Härte bei Raumtemperatur durch Verminderung des Kobaltgehaltes nicht beeinflußt werden, tritt bei Legierungen mit größeren Mengen von Eisen ein erhebliches Absinken der Warmhärte ein. Selbst bei Legierungen, deren Kobaltgehalt noch über 3o% beträgt, ist die Härte bei 6oo° C um 45 bis 500/0 geringer als bei Raumtemperaturen, während bei praktisch eisenfreien Legierungen die Härte bei der gleichen Temperatur nur um etwa 28% niedriger liegt als bei Raumtemperatur. Eine weitere Verminderung des Kobaltgehaltes führt zu einem noch stärkeren Absinken der Härte in der Wärme.
• Die eingangs angeführten schweißbaren Legierungen sind jedoch wichtig, denn sie werden z. B. zum Panzern von Ventilkegeln fürFlugzeugmotoren benötigt. Es ist daher sehr wünschenswert, Legierungen zu schaffen, die im wesentlichen auch ihre Eigenschaften in der Wärme trotzdem behalten, wenn ihr Kobaltgehalt weitgehendst eingeschränkt ist.
• Auf Grund planmäßiger Versuche wurde vorerst festgestellt, daß bei Verminderung des Kobaltgehaltes und Erhöhung des Eisengehaltes auch dann, wenn nennenswerte Mengen des dem Kobalt nahestehenden Elementes Nickel zugesetzt werden, eine Verbesserung der Eigenschaften in der Wärme nicht erzielt werden kann und im Gegenteil der Zusatz von Nickel, der zwar eine Stabilisierung des Gefüges bewirkt, die Warmhärte verschlechtert, und daß auch eine Erhöhung des Wolframgehaltes nicht zum Ziele führt. Überraschenderweise wurde aber gefunden, daß durch den Zusatz bestimmter Mengen von Molybdän Legierungen erhalten werden können, die trotz einer wesentlichen Verminderung des Kobaltgehaltes nahezu die gleichen Eigenschaften in der Wärme besitzen, als die praktisch eisenfreien Legierungen.
• Bei solchen Legierungen liegen die Grenzen der einzelnen Legierungselemente innerhalb der nachstehend angeführten Bereiche: 0,8 bis 2,90/0 Kohlenstoff, 0,3 bis 3,5% Silicium, 23 bis 32% Chrom, 2 bis 30% Wolfram und i bis 15% Molybdän. Der Eisengehalt beträgt dabei mindestens 350/0 bis höchstens 6o% des Gehaltes an Kobalt, das in einer zur Ergänzung der Legierungsanteile auf i oo % erforderlichen Menge vorhanden ist.
• Als besonders wirtschaftlich und geeignet haben sich Legierungen von folgender Zusammensetzung erwiesen: o,8 bis i,8% Kohlenstoff, 0,3 bis 3,5% Silicium, 23 bis 32,0% Chrom, 2,o bis io,o%Wolfram, 3,0 bis 8,o% Molybdän, Rest Eisen und Kobalt, wobei der Eisengehalt mindestens 50% und höchstens 8o% des Kobalts beträgt.
• Das Schaubild enthält die Ergebnisse der Warmhärteprüfungen an fünf Legierungen von nachstehender Zusammensetzung:

  0/0 0/0 0/0 0/0 0/0

  C .... 1,42 1,43 1,46 1,38 i,6o

  Si .... 1,43 2,80 2,18 1,81 2,55

  M11 .... 0,47 0,93 0,83 0,35 0,44

  Cr .... 27,45 24,70 25,85 28,08 25,30

  W .... 5,16 5,31 4,80 6,17 4,80

  Mo .... - 4,68 4,68 - -

  Fe .... 1,07 27,16 41,80 28,91 47,33

  Co .... Rest Rest Rest Rest Rest

  Aus dem Schaubild ist zu erkennen, da.B der, Zusatz von Molybdän die Warmhärte bei den eisenreichen und kobaltarmen Legierungen auf einer Höhe erhält, die der von praktisch eisenfreien hochkobalthaltigen Legierungen entspricht.
• Durch die gewonnene Erkenntnis, daß durch einen Zusatz von Molybdän zu eisenhaltigen kobaltärmeren Hartlegierungen diesen dieselben Eigenschaften in der Wärme verliehen werden können, wie sie die praktisch eisenfreien hochkobalthaltigen Hartlegierungen aufweisen, wird es möglich, mit verhältnismäßig geringen Zusätzen an Kobalt das Auslangen zu finden und die wirtschaftlichen Bedürfnisse an solchen Legierungen zu befriedigen.
• Die Schweißeigenschaften der erfindungsgemäßen molybdänlegierten Hartlegierungen mit Eisenzusatz und vermindertem Kobaltgehalt zeigen keinen Abfallgegenüber den praktisch eisenfreien hochkobalthaltigen Zusammensetzungen.
• Der Zusatz von Molybdän als teilweiser oder gänzlicher Ersatz des Wolframs ist bei für die Herstellung von Schneidwerkzeugen bestimmten eisenreichen kobalthaltigen Hartlegierungen mit hohen Kohlenstoffgehalten und Kupferzusatz bereits bekannt, jedoch wurde seine Wirkung dabei, ebenso wie die eines Vanadinzusatzes als Verschlechterung der für diese Hartlegierungen erforderlichen Eigenschaften angesehen.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Hochwarmfeste kobalthaltigeHartlegierungen für Schweißzwecke mit o,8 bis 2,9% Kohlenstoff, 0,3 bis 3,5% Silicium, 23 bis 32% Chrom, 2 bis 30% Wolfram und Rest Kobalt, das durch Eisen im Ausmaß von mindestens 35'/o und höchstens 6o % des Kobaltgehaltes ersetzt ist, gekennzeichnet durch einen Zusatz von i bis 15% Molybdän, durch welchen die Erhaltung der den praktisch eisenfreien hochkobalthaltigen Hartlegierungen von sonst gleicher Zusammensetzung eigenen Warmhärte bewirkt wird.
2. 2. Hochwarmfeste kobalthaltige Hartlegierungen für Schweißzwecke nach Anspruch i mit o,8 bis i,8% Kohlenstoff, 0,3 bis 3,5% Silicium, 23 bis 32% Chrom, 2 bis io% Wolfram und Rest Kobalt, das durch Eisen im Ausmaß von mindestens 5o% und höchstens 8o% des Kobaltgehaltes ersetzt ist, gekennzeichnet durch einen Zusatz von 2 bis 8% Molybdän.