-
Verwendung von Silber-Palladium-Gold-Legierungen für hochsäurebeständige
Gegenstände Die Erfindung betrifft die Verwendung von goldarmen Silber-Palladium-Gold-Legierungen
für Zwecke, bei denen nicht nur eine Korrosionsfestigkeit im üblichen Sinne, sondern
eine erhöhte Beständigkeit gegen den Angriff von starken und/oder konzentrierten
Säuren, gegebenenfalls auch bei erhöhten Temperaturen, gefordert wird. Solchen besonders
verschärften Korrosionsbedingungen sind vor allem Apparaturen und Apparateteile
für die chemische Technik ausgesetzt, für die die erfindungsgemäße Verwendung der
obengenannten Legierungen insbesondere in Betracht kommt.
-
Gegenstände, die verschärften Korrosionsansprüchen ausgesetzt sind,
sind bisher im allgemeinen aus Edelmetallen oder aus Legierungen mit hohen Gehalten
an Edelmetallen, insbesondere Gold, hergestellt worden. Beispielsweise wurden für
solche Zwecke Legierungen aus 7o0/, Gold und 300/, Silber herangezogen, die
zwar auf Grund des hohen Gehaltes an wertvollem und teuerem Edelmetall auch hinsichtlich
der Korrosion durch Säuren den darstellenden Ansprüchen genügen, aber andere nachteilige
Eigenschaften aufweisen, die ihre Verwendbarkeit für viele Zwecke der chemischen
Technik einschränken oder in manchen Fällen sogar ausschließen.
-
Durch einen neuen Vorschlag ist es bekanntgeworden, für derartige
Zwecke Legierungen einzusetzen, die neben Palladium und Silber mindestens 20 °/o,
im allgemeinen 2o bis 65 °/o, Gold enthalten. Der Anwendung dieser Legierungen lag
die. Erkenntnis zugrunde, daß die Säurebeständigkeit der Legierungen im System Gold-Silber-Palladium
in einem begrenzten
Konzentrationsbereich einen sprunghaften Anstieg
erfährt und sich nicht gleichmäßig etwa mit der Zunahme des Goldgehaltes ändert.
-
Es wurde nun gefunden, daß sich überraschenderweise durch den Zusatz
von geringen Mengen des im Vergleich zu den anderen Legierungsbestandteilen verhältnismäßig
unedlen Metalls Chrom zu Silber-Palladium-Gold-Legierungen das Grenzgebiet der hohen
Säurebeständigkeit nach geringeren Goldgehalten verschiebt, so daß sich Legierungen
mit 15 bis 5o % Palladium, nur 5 bis 20 % Gold, o,65 bis 8 °/o Chrom,
Rest 3o bis 7o °(o Silber erfindungsgemäß als Werkstoff für solche Gegenstände,
insbesondere Apparaturen und Apparateteile in der chemischen Technik, verwenden
lassen, die im Betrieb dem Angriff von starken bzw. konzentrierten Säuren, insbesondere
Mineralsäuren, gegebenenfalls auch bei erhöhten Temperaturen, ausgesetzt sind. Es
war in keiner Weise vorauszusehen, daß Legierungen, denen unter beträchtlicher Herabsetzung
des Goldgehaltes Chrom zugesetzt wird, eine gleich hohe Säurebeständigkeit aufweisen
würden wie goldreichere Palladium-Silber-Gold-Legierungen oder auch die bisher für
solche Zwecke gebräuchlichen Gold-Silber-Legierungen mit etwa 7o °/o Gold.
-
Die Säurebeständigkeit der erfindungsgemäß verwendbaren Legierungen
findet unter anderem in der Messung der jährlichen Dickenabnahme bei Korrosionsversuchen
in 2o°!°iger Salzsäure bei iio° ihren Ausdruck. Es hat sich gezeigt, daß innerhalb
der oben angegebenen Legierungszusammensetzung sich unter diesen Bedingungen Werte
ergeben, die im allgemeinen in der Größenordnung von bzw. unterhalb 5 ,u pro Jahr
liegen, wie aus der nachstehenden Zusammenstellung der Ergebnisse an einer Reihe
von Legierungen hervorgeht.
Ähnliche Ergebnisse zeigen auch Korrosionsversuche unter den gleichen scharfen Bedingungen
in anderen korrodierenden Medien, so daß die oben bezeichneten Legierungen als praktisch
völlig beständig gegen heiße und kalte Mineralsäuren, wie Salzsäure und Schwefelsäure,
und in weitem Umfange sogar gegen die stark oxydierend wirkenden Säuren oder Säuregemische
angesehen werden dürfen. Sie gleichen in bezug auf diese Eigenschaften durchaus
den bekannten Gold-Silber-Legierungen mit hohem Goldgehalt und übertreffen bei weitem
solche Legierungen mit gleichem Goldanteil.
-
Im Hinblick auf das Verhältnis zwischen Korrosionsbeständigkeit und
Goldaufwand liegen die günstigsten Zusammensetzungen der erfindungsgemäß verwendbaren
Silber-Palladium-Gold-Legierungen im Bereich von 15 bis 5o °/o Palladium, i0 bis
i5 % Gold, o,5 bis 2 °/o Chrom, Rest 3o bis 7o °/o Silber.
-
Die beschriebenen Legierungen sind infolge ihres Chromgehaltes aushärtbar
und lassen sich mit mechanischen Eigenschaften herstellen, die allen diesbezüglichen
Ansprüchen bei ihrer Verwendung, insbesondere im chemischen Apparatebau, im vollen
Umfange gerecht werden. Ein besonderer Vorteil kann darin gesehen werden, daß durch
Veränderung der Legierungszusammensetzung innerhalb des geschützten Bereiches in
einfacher Weise eine Anpassung der mechanischen Eigenschaften an den jeweiligen
Verwendungszweck erreicht werden kann. Im allgemeinen steigt die Härte und damit
die Festigkeit mit zunehmendem Chromgehalt bei allen Palladiumgehalten an, und zwar
um so stärker, je höher der Goldgehalt gewählt wird. Auch bei Erhöhung des Palladiumgehaltes
zeigt die Härte der Legierungen eine steigende Tendenz bei gleichen Chromgehalten,
die besonders bei den höher chromhaltigen Legierungen in Erscheinung tritt. Bei
diesen Legierungen gestaltet sich die Wirkung einer Aushärtung besonders günstig,
während die Aushärtung bei niedrigeren Chromanteilen nur zu einer verhältnismäßig
geringen Erhöhung der Härte führt, besonders dann, wenn die Goldgehalte an der oberen
Grenze liegen.
-
Legierungen mit 59 °/o Silber, 30 °/o Palladium, io 0/(,Gold und i
°/o Chrom zeigen nach dem Abwalzen um 4o °/a und Homogenisieren bei iooo° eine Brinellhärte
von 8o, die durch Aushärtung bei 6oo° auf 138 ansteigt. Bei einer Legierung mit
36 °/o Silber, 40 % Palladium, 2o °/p Gold und 4 % Chrom beträgt die Walzhärte 42
und steigt nach .Aushärtung auf 22o Brinell, während die entsprechende Legierung
mit nur i % Chrom und 39 O/, Silber eine Walzhärte von 76 Brinell aufweist, die
sich durch Aushärtung nur um 8 bis io Brinelleinheiten erhöht.
-
Die beschriebenen chromhaltigen Silber-Palladium-Gold-Legierungen
sind gemäß der vorliegenden Erfindung auf Grund ihrer hohen Beständigkeit und der
verschärften Korrosionsbedingungen, ihrer günstigen mechanischen Eigenschaften und
ihrer guten Verarbeitbarkeit überall dort mit Vorteil zu verwenden, wo höchste Säurebeständigkeit
neben optimalen mechanischen Eigenschaften verlangt wird. Sie kommen daher insbesondere
für den Apparaturbau in der chemischen Technik in Betracht, beispielsweise zum Bau
von in Säuren arbeitenden Rührwerksteilen, für Schieber, Ventilarmaturen oder Förderelemente,
die, wie etwa Säurepumpen, Einspritz- oder Verteilerdüsen, dem Angriff durch strömende
Säuren ausgesetzt sind. Auch für größere Apparate, wie Kessel oder Rohre, die unter
der Einwirkung konzentrierter und/oder heißer Säuren stehen, haben sich die erfindungsgemäßen
Legierungen bestens bewährt.
-
Die erfindungsgemäße Anwendung der chrom- j haltigen Silber-Palladium-Gold-Legierungen
kann derart
erfolgen, daB die betreffenden Apparate oder Apparateteile
vollständig aus den Legierungen hergestellt werden. Besondere Vorteile ergeben sich
jedoch, wenn als Baustoff ein anderer geeigneter Werkstoff benutzt wird und nur
die dem Säureangriff ausgesetzten Stellen oder Teile aus den hochsäurefesten Legierungen
hergestellt werden. Solche Auflagen können als Auskleidungen in Form von dünnen
Blechen in zweckentsprechender Stärke lose auf den Grundwerkstoff aufgelegt oder
durch Löten, Plattieren oder Nieten mit ihm verbunden werden. Die Verwendung der
hochsäurefesten Legierungen als Plattierauflage ist im Hinblick auf eine weitere
Einsparung von wertvollen Edelmetallen von ganz besonderer Bedeutung. Die wirtschaftlichen
Vorteile bei der erfindungsgemäßen Verwendung der chromhaltigen Silber-Palladium-Gold-Legierung
treten besonders deutlich beim Vergleich der Metallkosten in Erscheinung, die z.
B. bei Blechen in gleichen Abmessungen aus einer Legierung mit 59 % Silber,
30 °/o Palladium, io °/o Gold und i °/o Chrom gegenüber einer Gold-Silber-Legierung
mit 6o °/o Gold um 78 °/o und gegenüber einer höher goldhaltigen Palladium-Gold-Silber-Legierung
um etwa 45 % gesenkt werden können.