NO115605B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til bearbeidelse av en legering som inneholder 53,5 - 56,5 vektprosent nikkel og resten titan.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte til bearbeidelse av en legering som

inneholder 53,5—56,5 vektprosent nikkel, fortrinnsvis omkring 55,1 vektprosent nikkel, og

resten titan, bortsett frå forurensninger.

De på det nærmeste støkiometriske nikkel-titan-legeringer og deres enestående egenskaper

er utførlig beskrevet i U.S patent 3 174 851. Ved

mange anvendelser ville det imidlertid være øn-skelig å fremstille disse legeringer med høyere

flytestyrke, men forsøk med sikte på å oppnå

økning av flytestyrken ved konvensjonelle metoder, såsom Varmebehandling, er falt dårlig ut,

sannsynligvis på grunn av den kjensgjerning at

legeringen i det vesentlige består av en eneste

fase.

Hensikten med oppfinnelsen er derfor å

skaffe en på det nærmeste støkiometrisk nikkel-titan-legering med forbedret flytestyrke uten

nevneverdig nedsettelse av bearbeidbarheten og seighéten.

Hensikten med oppfinnelsen er oppnådd ved at legeringen koidbéarbeides ved en temperatur under dens kritiske temperatur. Derved fås en flytestyrke over 7 000 kp/cm<2>, én forlengelse over 7 pst., en strekk-bruddstyrke over 11 200 kp/ cm<2>, et forhold styrke til spesifikk vekt over 1020 x 103 cm og en magnetisk permeabilitet på i det vesentlige én.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives

nærmere ved noen eksempler.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er ba-sert på den oppdagelse at bearbéidet TiNi går over i en martensitisk tilstand, hvor overgangen ér diffusjonsløs. Legeringens evne til å gå over i martensitt-tilstand er temperaturavhengig, og den maksimale temperatur, ved hvilken denne overgang kan finne sted, kalles den kritiske temperatur. Den kritiske temperatur som er en funk- sjon av legeringssammensetningen, kan lett be-stemmes ut fra en dempningskurve, og noen typiske sammensetninger med de tilsvarende tilnærmede kritiske temperaturer fremgår av tabell 1.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen for styrkeøkning av TiNi består først og fremst ved at legeringsbearbeidelsen skjer under legeringens kritisk temperatur, dvs. den temperatur, ved hvilken legeringen går over i martensitisk tilstand. Tiden for styrkeøkningen er temperaturavhengig, dvs. jo større temperaturforskjellen mellom arbeidstemperaturen og den kritiske temperatur er, desto hurtigere skjer styrkeøk-ningen. Til de fleste formål vil det være å fore-trekke at arbeidstemperaturen holdes minst 20 —30° C under den kritiske temperatur, og for å sikre at den minste ønskede temperaturforskjell opprettholdes, må den temperaturstigning som vanligvis forårsakes av friksjon, tas i betrakt-ning. Det skal imidlertid bemerkes at så lenge arbeidstemperaturen holdes under den kritiske temperatur, vil temperaturvariasjoner som stam-mer fra friksjon, ikke i vesentlig grad påvirke prosessen.

Legeringen kan bearbeides ved en hvilken som helst av de gjengse, kjente metoder, blant hvilke kan nevnes senksmiing, valsing, trekking, ekstrudering, smiing, eksplosiv formgivning, strekking, planvalsing m. v. Fortrinnsvis utføres denne bearbeidelse som en del av den samlede prosess for fremstilling av legeringen frem til dens endelige struktur.

Graden av den bearbeidelse som legeringen utsettes for vil avhenge av den ønskede styrke og hårdhet, således at større bearbeidelse gir større styrke. Det skal imidlertid bemerkes at der er en øvre grense for den bearbeidelsesgrad som legeringen kan underkastes, og hvis den overskrides, vil der oppstå kantrevner og lokale sprengninger. Stort sett har det vist seg at legeringen ikke bør bearbeides ut over 20 til 25 pst. arealreduksjon ved runde emner og det samme med hensyn til tykkelsesreduksjon ved plane emner, idet en overskridelse vil resultere i en merkbar nedsettelse av duktiliteten uten en der-til svarende styrkeøkning.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen oppnås en ny legering som kombinerer meget høy styrke, høy hårdhet, høy slagstyrke eller selghet, god trekkforlengelse eller duktilitet, korrosjonsmotstand, lav spesifikk vekt og umagne-tisk stabilitet. Legeringen som bearbeides ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, oppnår fortrinnsvis en flytestyrke på 8 400 til 14 000 kp/ cm<2>, en total forlengelse på 7 til 20 pst., et forhold styrke til spes. vekt på 1320 . IO<3>til 2030 . IO<3>cm, en strekk-bruddstyrke mellom 8 400 og 18 300 kp/cm<2>og en magnetisk permeabilitet på i det vesentlige én.

Eksempel 1:

En 3 660 . 914 . 11,9 mm plate av TiNi med 55,1 vektprosent Ni med titan som den vesentlige rest, ble utglødet ved 800° C i vakuum og ovnkjølt for eliminering av virkningen av tid-ligere bearbeidelse.

Platen ble derpå anbragt i flytende nitrogen i 20 min. for å sikre at legeringen var under sin kritiske temperatur og at den ville holde seg under dens kritiske temperatur under den på-følgende valsing. Mengden eller graden av det tilførte arbeide, uttrykt ved tykkelsesreduksjon, er angitt nedenfor sammen med de tilsvarende egenskaper.

Foruten den høye styrke og duktilitet målt ved flytespenning henholdsvis forlengelse hadde legeringen en magnetisk permeabilitet på i det vesentlige én og en høy korrosjonsmotstand og slagseighet.

Eksempel 2:

En tråd av TiNi med 55,1 vektprosent Ni med en diameter på 1,5 mm, ble utglødet og kjølt som beskrevet i eksempel 1 og derpå trukket gjennom koniske dyser. Mengden av tilført arbeide uttrykt ved arealreduksjonen er sammen med de tilsvarende egenskaper angitt i tabell III.

Legeringen hadde en magnetisk permeabilitet på i det vesentlige én og en høy slagseighet og kor-rosj onsmotstand.

Legeringene som er bearbeidet ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen har mange kon-struktive anvendelser, da de kombinerer de meget ønskelige egenskaper som styrke, seighet, duktilitet, korrosjonsmotstand og magnetisk permeabilitet av vesentlig ensartethet. Det høye forhold styrke til spes. vekt gjør disse legeringer særlig verdifulle ved anvendelser, hvor forhol-det mellom materialets vekt og styrke er av vesentlig betydning, såsom for raketthylstere og romfartøykomponenter. Disse legeringers høye styrke og korrosjonsmotstand, spesielt i mari-time omgivelser, gjør dem velanvendelige til støydempede skipskonstruksjoner, selvom noe av deres vibrasjonsdempende egenskap er ofret til fordel for en forbedret styrke. Legeringen vil også finne anvendelse i panserlignende materia-ler for å motstå kuleanslag.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan utføres ved de gjengse bearbeidelsesmetoder og har bl. a. den fordel at den til forskjell fra van-lige slip-bearbeidelses-herdeprosesser (den prosess ved hvilken dislokasjoner beveger seg i et metall som deformeres) og dislokasjonsbearbei-delses-herdeprosesser ikke innvirker merkbart på duktilitet og seighet, og til forskjell fra overgangen fra austenitt til martensitt i stål, innvirker den ikke på legeringens umagnetiske egenskaper.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte til bearbeidelse av en legering som inneholder 53,6 til 56,5 vektprosent nikkel, fortrinnsvis omkring 55,1 vektprosent nikkel og resten titan, bortsett fra forurensninger, karakterisert ved at legeringen koldbearbeides ved en temperatur under dens kritiske temperatur.

2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at bearbeidelsestempera-turen er minst 20° C, fortrinnsvis minst 30° C under den kritiske temperatur.