EP0761826A2 - Eisen modifizierte Phosphorbronze - Google Patents

Eisen modifizierte Phosphorbronze Download PDF

Info

Publication number
EP0761826A2
EP0761826A2 EP96202345A EP96202345A EP0761826A2 EP 0761826 A2 EP0761826 A2 EP 0761826A2 EP 96202345 A EP96202345 A EP 96202345A EP 96202345 A EP96202345 A EP 96202345A EP 0761826 A2 EP0761826 A2 EP 0761826A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
weight
production
seamless tubes
tubes according
deformation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP96202345A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0761826B1 (de
EP0761826A3 (de
Inventor
Dieter Dr. Sporer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Plansee SE
Original Assignee
Plansee SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Plansee SE filed Critical Plansee SE
Publication of EP0761826A2 publication Critical patent/EP0761826A2/de
Publication of EP0761826A3 publication Critical patent/EP0761826A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0761826B1 publication Critical patent/EP0761826B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/10Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C32/00Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
    • C22C32/001Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with only oxides
    • C22C32/0015Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with only oxides with only single oxides as main non-metallic constituents
    • C22C32/0026Matrix based on Ni, Co, Cr or alloys thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/05Mixtures of metal powder with non-metallic powder
    • C22C1/059Making alloys comprising less than 5% by weight of dispersed reinforcing phases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C19/00Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C33/00Making ferrous alloys
    • C22C33/02Making ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C33/0207Using a mixture of prealloyed powders or a master alloy
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/10Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of nickel or cobalt or alloys based thereon
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/24After-treatment of workpieces or articles
    • B22F2003/248Thermal after-treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10Processes characterised by the sequence of their steps

Definitions

  • the invention relates to a method for producing seamless tubes from materials that form a strongly elongated coarse grain structure by mechanical forming in combination with a recrystallizing heat treatment.
  • Such materials are dispersion-strengthened metals, metal alloys or intermetallic phases, which are used due to their excellent mechanical properties at high temperatures, in particular for thermally and mechanically highly stressed components.
  • An important group of these materials are the so-called ODS superalloys based on iron, nickel or cobalt, in which oxide particles are used as dispersoids.
  • the ODS superalloys extend the temperature range from heat-resistant materials to approximately 1350 ° C.
  • the materials have in common that they achieve their good high-temperature properties, in particular their good creep resistance, through the formation of an elongated coarse grain structure.
  • the materials have to be mechanically formed with a high degree of forming and have to be subjected to a subsequent annealing treatment for recrystallization. Due to this directional recrystallization, depending on the alloy and type of production, the materials show a rather pronounced directional dependence of the mechanical properties, for example the high-temperature creep resistance.
  • the best strength properties are always observed in the direction of the main forming direction, i.e. parallel to the structural extension. In the directions orthogonal to this main forming direction, these materials have so far only shown comparatively unfavorable strength values at high temperatures.
  • the greatest mechanical stress in the circumferential direction is present for pipes subjected to internal pressure.
  • the material tensions in the circumferential direction are twice as high as those in the longitudinal pipe direction.
  • the materials mentioned with an elongated coarse grain structure are appropriate if it is ensured that the high microstructure in the pipe circumferential direction is set in order to fully utilize the heat resistance potential of these materials.
  • seamless tubes made of the materials mentioned have been produced, for example, by deep hole drilling from bar stock or by hot extrusion with or without subsequent cold reduction, such as tube drawing or tube vocational step rolling.
  • the disadvantage of this method is, however, that the main forming direction lies in the axial direction of the tube and thus also the strong structural extension or structural orientation lies in this direction, which is associated with a relatively low strength in the most stressed circumferential direction of the tube.
  • the method severely restricts the tube formats that can be produced by means of the maximum available pressing forces of industrial extrusion presses, both upwards and downwards.
  • the main disadvantage of this method is, however, that only relatively thick-walled tubes can be produced, which, for reasons of heat conduction for tubes in tube bundle heat exchangers or simply because of the increased cost of materials, often does not allow technically or economically satisfactory tube production despite the optimized structure.
  • hot extrusion with or without a downstream cold processing process can be used to produce pipes with outside diameters between 25 and 40 mm and wall thicknesses between 2.5 and 5 mm.
  • the object of the present invention is to provide a method for the production of seamless tubes, in which a strongly elongated structure is oriented in the tube circumferential direction, which ensures good reproducibility of these microstructures in a simple manner and with which thin-walled tubes with wall thicknesses below 2.5 mm can be manufactured over a large diameter range.
  • the object is achieved according to the invention in that a cup-shaped or sleeve-shaped starting part is brought into the desired tube shape in the unrecrystallized state by pressure rolling in accordance with DIN 8583, T2 with a degree of deformation of at least 30% and the material is subjected to intermediate annealing between individual deformation steps or final annealing is coarse-grained recrystallized after completion of the forming.
  • the cup-shaped or tubular starting part is applied to a mandrel on a conventional spinning machine and the outer diameter is reduced by means of one or preferably several spinning rollers in one or more overflows.
  • the kinematics of the cylinder pressure rolling process is such that the material flow during the forming process takes place almost exclusively in the axial direction.
  • the tangential material flow material flow in the pipe circumferential direction
  • the tangential material flow must be reduced to a minimum by coordinating the dimensions of the starting part with the pressure rollers used and the number of overflows.
  • the tubes which are produced by the process according to the invention have an elongated coarse grain structure after the recrystallization annealing which runs in the tube circumferential direction. This is achieved by simple application of the cylinder pressure rolling within the known process limits without the use of additional or without complex optimization of individual process parameters, so that good reproducibility of the pipes is ensured by the process according to the invention.
  • the process according to the invention also offers the advantage that high cross-sectional reductions per pass rolling pass and also high overall cross-sectional reductions can be achieved without heating and without intermediate annealing steps. This was not to be expected especially when using the method with ferritic ODS materials, since these materials exhibit a brittle-ductile transition behavior, so that such materials normally have to be preheated to at least 60-100 ° for the forming, in order to be sure after the forming to result in crack-free parts.
  • the fact that the method according to the invention can be used for practically all materials at room temperature without the need to preheat the workpiece and mandrel requires economical production and excellent reproducibility of the tubes. The good reproducibility concerns both the good dimensional stability and the metallurgical quality with regard to the coarse grain structure stretched in the pipe circumferential direction after the recrystallization annealing.
  • intermediate annealing in the form of relaxation or relaxation annealing can also be inserted between individual deformation steps.
  • the method according to the invention is particularly advantageously applicable to materials in the form of metals, metal alloys or intermetallic phases which are solidified with oxide and / or nitride and / or carbide particles.
  • oxides of one or more metals from the group of yttrium, aluminum, lanthanum, cerium and zircon have proven themselves in particular as solidifying particles.
  • a variant of a material which can be used according to the invention is to form the solidifying particles in the material in such a way that reactive metallic additives are added to the material, which are converted into the corresponding oxide, nitride or carbide particles during processing of the material and / or during heat treatment .
  • iron-based alloys 6-30% by weight Cr, 0-10% by weight Al, 0-2% by weight Ti, 0-10% by weight Mo, 0-10% by weight W, 0-10% by weight Ta, 0.1-2% by weight of one or more oxides from the group Y, Al, La, Ce and Zr, and Fe as the balance and as nickel-based alloys those with the composition 6-38% by weight Cr, 0.1-7% by weight Al, 0-2% by weight Ti, 0-5% by weight Mo, 0-5% by weight W, 0-5% by weight Ta, 0.1-2% by weight of one or more oxides from group Y, Al, La, Ce and Zr, and Ni as the rest, in particular proven.
  • a hollow format was produced from an ODS alloy of the same composition as in Example 1 by mechanical alloying of the powder starting materials, hot isostatic pressing and subsequent conventional hole pressing.
  • This blank was then turned into a sleeve-shaped blank with an inner diameter of 60 mm and a wall thickness of 5 mm.
  • the blank obtained in this way has a fine-grained structure. It was formed by spinning in only three overflows from the initial wall thickness of 5 mm to an end wall thickness of 0.7 mm. This corresponds to an overall degree of deformation of 84% relative cross-sectional decrease, which was achieved without heating and without intermediate annealing.
  • the tube was then examined for cracks using both the dye penetration method and the eddy current test. The tube was subsequently recrystallized in air at 1380 ° C. for one hour.
  • the microstructure shown in FIG. 2 was formed.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung nahtloser Rohre aus Werkstoffen, die durch mechanische Umformung in Kombination mit einer rekristallisierenden Wärmebehandlung ein stark gestrecktes Grobkorngefüge ausbilden, wie beispielsweise dispersionsverfestigte Legierungen auf Eisen-, Nickel- oder Kobaltbasis. Erfindungsgemäß wird ein napf- oder büchsenförmiges Ausgangsteil in unrekristallisiertem Zustand durch Drückwalzen nach DIN 8583, T2 mit einem Umformgrad von mindestens 30 % in die gewünschte Rohrform gebracht. Durch eine Zwischenglühung zwischen einzelnen Verformungsschritten oder durch eine Endglühung nach Abschluß der Verformung wird der Werkstoff grobkörnig rekristallisiert.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung nahtloser Rohre aus Werkstoffen, die durch mechanische Umformung in Kombination mit einer rekristallisierenden Wärmebehandlung ein stark gestrecktes Grobkorngefüge ausbilden.
  • Derartige Werkstoffe sind dispersionsverfestigte Metalle, Metallegierungen oder intermetallische Phasen, die aufgrund ihrer hervorragenden mechanischen Eigenschaften bei hohen Temperaturen, insbesondere für thermisch und mechanisch hoch beanspruchte Bauteile verwendet werden. Eine wichtige Gruppe dieser Werkstoffe sind die sogenannten ODS-Superlegierungen auf Eisen-, Nickel- oder Kobaltbasis, bei denen als Dispersoide Oxidteilchen verwendet werden. Die ODS-Superlegierungen erweitern das Temperatureinsatzgebiet von hitzebeständigen Werkstoffen bis auf etwa 1350°C.
  • Allen diesen Werkstoffen ist gemeinsam, daß sie ihre guten Hochtemperatureigenschaften, insbesondere ihre gute Kriechfestigkeit, durch die Ausbildung eines langgestreckten Grobkorngefüges erreichen. Zur Ausbildung dieses Grobkorngefüges müssen die Werkstoffe mit einem hohen Umformgrad mechanisch umgeformt werden und einer anschließenden Glühbehandlung zur Rekristallisation unterzogen werden. Durch diese direktionale Rekristallisation zeigen die Werkstoffe je nach Legierung und Herstellungsart eine ziemlich ausgeprägte Richtungsabhängigkeit der mechanischen Eigenschaften, beispielsweise der Hochtemperatur-Kriechfestigkeit. Die besten Festigkeitseigenschaften werden immer in Richtung der Hauptumformrichtung, also parallel zur Gefügestreckung, beobachtet. In den Richtungen orthogonal zu dieser Hauptumformrichtung zeigen bisher auch diese Werkstoffe nur vergleichsweise ungünstige Festigkeitswerte bei hohen Temperaturen.
  • Bei innendruckbeaufschlagten Rohren liegt die größte mechanische Beanspruchung in Umfangsrichtung vor. Die Materialspannungen in Umfangrichtung sind doppelt so hoch wie jene in Rohrlängsrichtung. Für innendruckführende Rohre, die hohen Temperaturen ausgesetzt sind, bieten sich daher die genannten Werkstoffe mit einem gestreckten Grobkorngefüge dann an, wenn dabei sichergestellt ist, daß die hohe Gefügestreckung in Rohrumfangsrichtung eingestellt wird, um das Warmfestigkeitspotential dieser Werkstoffe voll auszunützen.
  • Bisher wurden nahtlose Rohre aus den genannten Werkstoffen beispielsweise durch Tieflochbohren aus Stangenmaterial oder durch Warmstrangpressen mit oder ohne anschließendes Kaltreduzieren, wie etwa das Rohrziehen oder Rohrpilgerschrittwalzen hergestellt. Der Nachteil dieser Verfahren liegt jedoch darin, daß die Hauptumformrichtung in axialer Richtung des Rohres liegt und damit auch die starke Gefügestreckung bzw. Gefügeorientierung in dieser Richtung liegt, was mit einer relativ geringen Festigkeit in der am höchsten beanspruchten Rohrumfangsrichtung verbunden ist.
  • In "Development of Ferritic ODS Tubes for Heat Exchangers Operating Above 1100°C", B. Kazimierzak, J. M. Prignon et al., "Structural Applications of Mechanical Alloying", ASM, Ohio (1990), Seiten 137 - 145 wird ein Heißstrangpreßverfahren zur Herstellung von nahtlosen Rohren aus ODS-Werkstoffen beschrieben, die die gewünschte hochgestreckte Gefügestruktur in Rohrumfangsrichtung zeigen.
    Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß dessen erfolgreiche Anwendung von einer Vielzahl von Parametern abhängt. Der Prozeß, vor allem die Temperaturführung, muß in sehr engen Grenzen kontrolliert werden, um die Kornstreckung in Umfangsrichtung in reproduzierbarer Weise zu erhalten. Dadurch wird das Verfahren aufwendig und teuer.
  • Darüberhinaus schränkt das Verfahren die erzeugbaren Rohrformate über die maximal zur Verfügung stehenden Preßkräfte industrieller Strangpressen sowohl nach oben als auch nach unten stark ein. Der wesentliche Nachteil dieses Verfahrens liegt aber darin, daß nur relativ dickwandige Rohre hergestellt werden können, was aus Wärmeleitungsgründen für Rohre in Rohrbündel-Wärmetauschern oder einfach aus Gründen des erhöhten Materialaufwandes trotz optimierter Gefügestruktur häufig keine technisch oder wirtschaftlich befriedigende Rohrfertigung erlaubt.
    Heute lassen sich über das Heißstrangpreßverfahren mit oder ohne nachgeschaltete Kaltverarbeitungsverfahren Rohre mit Außendurchmessern zwischen 25 und 40 mm bei Wandstärken zwischen 2,5 und 5 mm herstellen.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung nahtloser Rohre, bei denen ein stark gestrecktes Gefüge in Rohrumfangsrichtung orientiert ist, das auf einfache Weise eine gute Reproduzierbarkeit dieser Gefügestrukturen gewährleistet und mit dem auch dünnwandige Rohre mit Wandstärken unterhalb von 2,5 mm über einen großen Durchmesserbereich hergestellt werden können.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein napf- oder büchsenförmiges Ausgangsteil in unrekristallisiertem Zustand durch Drückwalzen nach DIN 8583, T2 mit einem Umformgrad von mindestens 30 % in die gewünschte Rohrform gebracht wird und der Werkstoff durch eine Zwischenglühung zwischen einzelnen Verformungsschritten oder durch eine Endglühung nach Abschluß der Umformung grobkörnig rekristallisiert wird.
  • Erfindungsgemäß wird das napf- oder rohrförmige Ausgangsteil auf einer konventionellen Drückmaschine auf einen Dorn aufgebracht und mittels einer oder vorzugsweise mehrerer Drückrollen in einem oder mehreren Überläufen im Außendurchmesser reduziert. Dadurch wird die Wandstärke verringert und gleichzeitig die Länge des Ausgangsnapfes bzw. der Ausgangsbüchse erhöht, wodurch ein rohrförmiger Körper entsteht. Auf diese Art und Weise sind Rohre mit Wandstärken zwischen 0,3 und 2,5 mm und Durchmessern im Bereich von 20 bis 450 mm herstellbar.
  • Die Kinematik des Zylinder-Drückwalzprozesses ist derart, daß der Materialfluß während der Umformung fast ausschließlich in axialer Richtung erfolgt. Um Teile mit möglichst maßgenauem Innendurchmesser zu erhalten muß der tangentiale Materialfluß (Materialfluß in Rohrumfangsrichtung) durch Abstimmung der Abmessungen des Ausgangsteiles auf die verwendeten Drückwalzen und die Anzahl der Überläufe auf ein Minimum reduziert werden.
  • Für den Fachmann völlig überraschend war es, daß es trotz der Tatsache, daß der Materialfluß beim Zylinder-Drückwalzen hauptsächlich in axialer Richtung erfolgt, die Rohre die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden, nach der Rekristallisationsglühung ein hochgestrecktes Grobkorngefüge aufweisen, das in Rohrumfangsrichtung verläuft. Dies wird durch einfache Anwendung des Zylinder-Drückwalzens innerhalb der bekannten Verfahrensgrenzen ohne Anwendung zusätzlicher oder ohne aufwendige Optimierung einzelner Verfahrensparameter erreicht, sodaß eine gute Reproduzierbarkeit der Rohre durch das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren bietet darüberhinaus den Vorteil, daß hohe Querschnittsreduktionen pro Drückwalzdurchgang sowie auch hohe Gesamtquerschnittsabnahmen ohne Anwärmung und ohne Zwischenglühungsschritte erreicht werden können. Dies war insbesondere bei Anwendung des Verfahrens bei ferritischen ODS-Werkstoffen nicht zu erwarten, da diese Werkstoffe ein spröd-duktil Übergangsverhalten zeigen, sodaß derartige Werkstoffe für die Umformung normalerweise stets auf mindestens 60 - 100° vorgewärmt werden müssen, um nach der Umformung mit Sicherheit rißfreie Teile zu ergeben. Dadurch, daß das erfindungsgemäße Verfahren praktisch bei allen Werkstoffen bei Raumtemperatur angewandt werden kann, ohne daß Werkstück und Drückdorn aufwendig vorgewärmt werden müssen, ergibt sich eine wirtschaftliche Herstellung und ausgezeichnete Reproduzierbarkeit der Rohre. Die gute Reproduzierbarkeit betrifft dabei sowohl die gute Maßhaltigkeit als auch die metallurgische Qualität im Hinblick auf das in Rohrumfangsrichtung gestreckte Grobkorngefüge nach der Rekristallisationsglühung.
  • Neben der Rekristallisationsglühung können zwischen einzelnen Verformungsschritten auch Zwischenglühungen in Form von Entspannungs- bzw. Erholungsglühungen eingelegt werden.
  • Besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren auf Werkstoffe in Form von Metallen, Metallegierungen oder intermetallischen Phasen anwendbar, die mit Oxid- und/oder Nitrid- und/oder Karbidteilchen verfestigt sind.
  • Als verfestigende Teilchen haben sich insbesondere die Oxide eines oder mehrerer Metalle aus der Gruppe Yttrium, Aluminium, Lanthan, Cer und Zirkon bewährt.
  • Eine Variante eines erfindungsgemäß einsetzbaren Werkstoffes ist es, die verfestigenden Teilchen im Werkstoff derart auszubilden, daß zum Werkstoff reaktive metallische Zusätze zugegeben werden, die während der Verarbeitung des Werkstoffes und/oder während einer Wärmebehandlung in die entsprechenden Oxid-, Nitrid- oder Karbidteilchen umgewandelt werden.
  • Als Metallegierungen haben sich insbesondere solche auf der Basis von Eisen, Nickel oder Kobalt bewährt.
    Als Eisenbasislegierungen haben sich jene mit der Zusammensetzung
    6 - 30 Gew.% Cr, 0 - 10 Gew.% Al, 0 - 2 Gew.% Ti,
    0 - 10 Gew.% Mo, 0 - 10 Gew.% W, 0 - 10 Gew.% Ta, 0,1 - 2 Gew.% von einem oder mehreren Oxiden aus der Gruppe Y, Al, La, Ce und Zr, sowie Fe als Rest und als Nickelbasislegierungen jene mit der Zusammensetzung 6 - 38 Gew.% Cr, 0,1 - 7 Gew.% Al,
    0 - 2 Gew.% Ti, 0 - 5 Gew.% Mo, 0 - 5 Gew.% W, 0 - 5 Gew.% Ta, 0,1 - 2 Gew.% von einem oder mehreren Oxiden aus der Gruppe Y, Al, La, Ce und Zr, sowie Ni als Rest, insbesondere bewährt.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen und Figuren näher erläutert:
  • Es zeigen:
  • Figur 1
    Querschliff von einzelnen Abschnitten des nach Beispiel 1 hergestellten Rohres in 16-facher Vergrößerung
    Figur 2
    Querschliff von einzelnen Abschnitten des nach Beispiel 2 hergestellten Rohres in 16-facher Vergrößerung
    BEISPIEL 1:
  • Aus einer ODS-Legierung mit der chemischen Zusammensetzung 19 Gew.% Cr, 5,5 Gew.% Al, 0,5 Gew.% Ti, 0,5 Gew.% Y2O3 und Rest Fe wurde in der Schrittfolge Mechanisches Legieren der Pulverausgangsstoffe, heißisostatisches Verdichten der Pulver, anschließende Warmumformung durch Rundschmieden, Aufbohren des geschmiedeten Zylinders und abschließendes Überdrehen der inneren und äußeren Mantelflächen, ein büchsenförmiger Rohling mit Innendurchmesser 60 mm und Wandstärke 5 mm angefertigt. Dieser Rohling wurde auf einer konventionellen 3-Rollen-CNC-Drückmaschine in nur zwei Überläufen bei gleichbleibendem Innendurchmesser von der Ausgangswandstärke auf eine Endwandstärke von 1,25 mm umgeformt. Das so hergestellte Rohr zeigte eine hervorragende Oberflächenqualität sowie Maßhaltigkeit. Es wurde anschließend ohne Befund mit dem Farbeindringverfahren auf Risse untersucht. Schließlich wurde das Rohr bei einer Temperatur von 1380 °C während einer Stunde rekristallisierend an Luft geglüht. Während dieser Glühung bildete sich eine sehr dünne und fest anhaftende Al2O3-Schicht aus. Eine metallographische Untersuchung des geglühten Rohres ergab ein grobkörniges Rekristallisationsgefüge mit hoher Gefügestreckung in Rohrumfangsrichtung entsprechend Figur 1.
  • BEISPIEL 2:
  • Aus einer ODS-Legierung derselben Zusammensetzung wie im Beispiel 1 wurde durch Mechanisches Legieren der Pulverausgangsstoffe, heißisostatisches Pressen und anschließendes konventionelles Lochpressen ein Hohlformat hergestellt. Aus diesem Rohling wurde in der Folge durch Überdrehen ein büchsenförmiger Rohling mit 60 mm Innendurchmesser und 5 mm Wandstärke hergestellt. Der so erhaltene Rohling zeigt eine feinkörnige Gefügestruktur. Er wurde durch Drückwalzen in nur drei Überläufen von der Ausgangswandstärke 5 mm auf eine Endwandstärke von 0,7 mm umgeformt. Dies entspricht einem Gesamtumformgrad von 84 % relativer Querschnittsabnahme, der ohne Anwärmung und ohne Zwischenglühen erreicht wurde.
    Das Rohr wurde anschließend ohne Befund sowohl mit dem Farbeindringverfahren als auch mit Wirbelstromprüfung auf Risse untersucht. In der Folge wurde das Rohr bei 1380 °C während einer Stunde rekristallisierend an Luft geglüht. Dabei bildete sich die in Figur 2 dargestellte Gefügestruktur aus.

Claims (7)

  1. Verfahren zur Herstellung nahtloser Rohre aus Werkstoffen, die durch mechanische Umformung in Kombination mit einer rekristallisierenden Wärmebehandlung ein stark gestrecktes Grobkorngefüge ausbilden,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ein napf- oder büchsenförmiges Ausgansteil in unrekristallisiertem Zustand durch Drückwalzen nach DIN 8583, T2 mit einem Umformgrad von mindestens 30 % in die gewünschte Rohrform gebracht wird und der Werkstoff durch eine Zwischenglühung zwischen einzelnen Verformungsschritten oder durch eine Endglühung nach Abschluß der Verformung grobkörnig rekristallisiert wird.
  2. Verfahren zur Herstellung nahtloser Rohre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff ein mit Oxid- und/oder Nitrid- und/oder Karbidteilchen verfestigtes Metall, Metallegierung oder intermetallische Phase verwendet wird.
  3. Verfahren zur Herstellung nahtloser Rohre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verfestigenden Teilchen Oxide eines oder mehrerer Metalle aus der Gruppe Yttrium, Aluminium, Lanthan, Cer und Zirkon sind.
  4. Verfahren zur Herstellung nahtloser Rohre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verfestigenden Teilchen aus reaktiven metallischen Zusätzen gebildet werden, die während der Verarbeitung des Werkstoffes und/oder während einer Wärmebehandlung in die entsprechenden Oxid-, Nitrid- oder Karbidteilchen umgewandelt werden.
  5. Verfahren zur Herstellung nahtloser Rohre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Metallegierung eine dispersionsverfestigte Legierung auf Basis Eisen, Nickel oder Kobalt verwendet wird.
  6. Verfahren zur Herstellung nahtloser Rohre nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung aus 6 - 30 Gew.% Cr, 0 - 10 Gew.% Al, 0 - 2 Gew.% Ti, 0 - 10 Gew.% Mo, 0 - 10 Gew.% W, 0 - 10 Gew.% Ta, 0,1 - 2 Gew.% von einem oder mehreren Oxiden der Metalle aus der Gruppe Y, Al, La, Ce und Zr, sowie Fe als Rest besteht.
  7. Verfahren zur Herstellung nahtloser Rohre nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung aus 6 - 38 Gew.% Cr, 0,1 - 7 Gew.% Al, 0 - 2 Gew.% Ti, 0 - 5 Gew.% Mo, 0 - 5 Gew.% W, 0 - 5 Gew.% Ta, 0,1 - 2 Gew.% von einem oder mehreren Oxiden der Metalle aus der Gruppe Y, Al, La, Ce und Zr, sowie Ni als Rest besteht.
EP96202345A 1995-08-28 1996-08-23 Verfahren zur Herstellung nahtloser Rohre aus ODS Werkstoffen Expired - Lifetime EP0761826B1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT457/95 1995-08-28
AT0045795U AT902U1 (de) 1995-08-28 1995-08-28 Verfahren zur herstellung nahtloser rohre
AT45795 1995-08-28

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP0761826A2 true EP0761826A2 (de) 1997-03-12
EP0761826A3 EP0761826A3 (de) 1998-10-28
EP0761826B1 EP0761826B1 (de) 2001-05-23

Family

ID=3491143

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP96202345A Expired - Lifetime EP0761826B1 (de) 1995-08-28 1996-08-23 Verfahren zur Herstellung nahtloser Rohre aus ODS Werkstoffen

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0761826B1 (de)
AT (2) AT902U1 (de)
DE (1) DE59606939D1 (de)
ES (1) ES2158234T3 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115055532A (zh) * 2022-05-30 2022-09-16 西北工业大学 一种兼具高强度和高塑性的钴铬基合金无缝管制备方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB629131A (en) * 1947-05-05 1949-09-13 Samuel James Everett Improvements relating to the production of elongated metal tubular parts
US4034588A (en) * 1970-05-11 1977-07-12 Columbiana Foundry Company Methods of piercing and enlarging elongate metal members such as seamless tubes
FR2443884A1 (fr) * 1978-12-15 1980-07-11 Vallourec Fabrication de tubes sans soudure de forts diametres
CH671583A5 (de) * 1986-12-19 1989-09-15 Bbc Brown Boveri & Cie
DE3832014C2 (de) * 1988-09-16 1994-11-24 Mannesmann Ag Verfahren zur Herstellung hochfester nahtloser Stahlrohre
JPH02217443A (ja) * 1989-02-16 1990-08-30 Sumitomo Metal Ind Ltd ごみ焼却廃熱ボイラ管用高クロム鋼
DE59007734D1 (de) * 1989-05-16 1995-01-05 Asea Brown Boveri Verfahren zur Erzeugung grober längsgerichteter Stengelkristalle in einer oxyddispersionsgehärteten Nickelbasis-Superlegierung.
EP0447858B1 (de) * 1990-03-20 1995-05-24 Asea Brown Boveri Ag Verfahren zur Erzeugung von längsgerichteten grobkörnigen Stengelkristallen in einem aus einer oxyddispersionsgehärteten Nickelbasis-Superlegierung bestehenden Werkstück
DE4014614A1 (de) * 1990-05-07 1991-11-14 Pm Hochtemperatur Metall Gmbh Superlegierung auf nickelbasis
DE4332132A1 (de) * 1993-09-17 1995-03-23 Mannesmann Ag Herstellverfahren für nahtlose Rohre aus Nichteisenmetallen, insbesondere Kupfer und Kupferlegierungen

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115055532A (zh) * 2022-05-30 2022-09-16 西北工业大学 一种兼具高强度和高塑性的钴铬基合金无缝管制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP0761826B1 (de) 2001-05-23
AT902U1 (de) 1996-07-25
EP0761826A3 (de) 1998-10-28
DE59606939D1 (de) 2001-06-28
ATE201456T1 (de) 2001-06-15
ES2158234T3 (es) 2001-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3314031B1 (de) Hochfestes und gut umformbares almg-band sowie verfahren zu seiner herstellung
DE60313065T2 (de) Dünne Produkte aus Beta- oder quasi Beta-Titan-Legierungen, Herstellung durch Schmieden
DE68916383T2 (de) Verfahren zur Herstellung eines plattierten Metallrohres.
DE69108295T2 (de) Verfahren zur Herstellung von korrosionsbeständigen nahtlosen Röhren aus Titanlegierung.
DE60224290T2 (de) Herstellung von metallrohren
DE102005027259B4 (de) Verfahren zur Herstellung von metallischen Bauteilen durch Halbwarm-Umformung
DE19536978A1 (de) Verfahren zur Herstellung schweißplattierter Stahlrohre
DE69806596T2 (de) Verfahren zur herstellung von aluminiumbändern durch rollen-bandgiessen
DE102019106209A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Hohlventils für Verbrennungsmotoren
DE102022112397A1 (de) Wertstromprozess zum profilieren und doppelschulterwerkzeug-rührreibschweissen von aluminiumblech zum bilden von fahrzeugstrukturschienen
EP3335820B1 (de) Verbundkörper und verfahren zu seiner herstellung
DE60202994T2 (de) Walz- oder extrusionsprodukte aus al-mn-legierung mit erhöhter korrosionsbeständigkeit
US5344508A (en) Flow forming of aluminum alloy products
DE3609074A1 (de) Verfahren zum herstellen von komposit-huellrohren fuer kernbrennstoffe sowie danach erhaltene produkte
EP0801139B1 (de) Bauteil
DE2138195A1 (de) Hochfester korrosionsbeständiger Stahl und Verfahren zu dessen Herstellung
EP0926251B1 (de) Verfahren zur Herstellung und Verwendung von einer Kupfer-Zinn-Titan-Legierung
DE69206696T2 (de) Verfahren zum Warmschmieden bei sehr hoher Temperatur
EP0761826B1 (de) Verfahren zur Herstellung nahtloser Rohre aus ODS Werkstoffen
WO1999022886A1 (de) Verfahren zum herstellen von nickel-titan-hohlprofilen
EP0013331A1 (de) Verfahren zum Herstellen von Profilen und die Verwendung eines Feinkornstahles für Profile
DE3507124A1 (de) Durch elektro-widerstandsschweissen geschweisstes oelbohrungsrohr und verfahren zu dessen herstellung
EP0227001B1 (de) Verfahren zum Herstellen von Werkzeugen
EP0735148A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Bauteiles mit aufgelöteten Folien aus ODS-Sintereisen-Legierungen und nach diesem Verfahren hergestelltes Bauteil
EP4140612B1 (de) Verfahren zur herstellung eines rohrproduktes aus stahl, insbesondere eines airbagrohrproduktes

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT DE ES FR GB IT SE

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): AT DE ES FR GB IT SE

17P Request for examination filed

Effective date: 19980923

17Q First examination report despatched

Effective date: 19991105

RTI1 Title (correction)

Free format text: METHOD FOR MANUFACTURING ODS SEAMLESS PIPES

GRAG Despatch of communication of intention to grant

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

GRAG Despatch of communication of intention to grant

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AT DE ES FR GB IT SE

REF Corresponds to:

Ref document number: 201456

Country of ref document: AT

Date of ref document: 20010615

Kind code of ref document: T

ITF It: translation for a ep patent filed
GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 20010523

REF Corresponds to:

Ref document number: 59606939

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20010628

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20010713

Year of fee payment: 6

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Payment date: 20010725

Year of fee payment: 6

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20010801

Year of fee payment: 6

Ref country code: DE

Payment date: 20010801

Year of fee payment: 6

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Payment date: 20010802

Year of fee payment: 6

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Payment date: 20010803

Year of fee payment: 6

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FG2A

Ref document number: 2158234

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: T3

ET Fr: translation filed
REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: IF02

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20020823

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20020823

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20020824

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20020824

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20030301

EUG Se: european patent has lapsed
GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20020823

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20030430

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FD2A

Effective date: 20030912

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES;WARNING: LAPSES OF ITALIAN PATENTS WITH EFFECTIVE DATE BEFORE 2007 MAY HAVE OCCURRED AT ANY TIME BEFORE 2007. THE CORRECT EFFECTIVE DATE MAY BE DIFFERENT FROM THE ONE RECORDED.

Effective date: 20050823