NO127318B - - Google Patents

Description

Nikkel-jern-legering.

Det er kjent at visse magnetiske nikkel- jern-legeringer er særlig nyttige for fremstilling av indikeringsinstrumenter som f. eks. magnetiske fartsmålere, som er nesten fullstendig uavhengig av variasjoner i temperaturen over usedvanlig vide temperaturområder. Disse legeringer inneholder ca. 29 til ca. 31 % nikkel og vanligvis meget mindre mengder av krom. De inneholder også alltid små mengder av kullstoff og silicium. Legeringene er i besittelse av en negativ temperaturkoeffisient for magnetisk permeabilitet som er i alt vesentlig konstant over et temperaturom-råde lavere enn Curie punktet, og dette område er vanligvis av størrelsesordenen 100° C. Den martensitiske omdannelsestemperatur, dvs. den ved hvilken der fin-ner sted en faseforandring fra gamma til alfa kan være innenfor eller under dette område. I praksis krever spesifikasjonene for slike legeringer en bestemt Curie temperatur og en lav martensitisk omdannelsestemperatur.

Ved fremstillingen av disse legeringer støter man på betydelige vanskeligheter når der skal fremstilles legeringer som alltid oppviser de ønskede egenskaper, dvs. Curie-punktet varierer i betraktelig grad fra en smelte til en annen, slik at en legering som etter fremstillingen skulle tilfredsstille de krevde spesifikasjoner dog ikke gjør dette.

Oppfinneren har oppdaget at uregel-messigheter i legeringens egenskaper for en stor del forårsakes av variasjoner i kullstoff- og silicium-innholdet og særlig i det førstnevnte. Kullstoff har i alminnelighet vært betraktet som et element som nød-vendigvis er tilstede og som er harmløst i mengder opp til f. eks. 0,25 %. Kullstoffinnholdet i legeringene som vanligvis anvendes er da også ca. 0,2 %, skjønt det kan variere fra dette prosenttall ved mengder som man har betraktet som ubetydelige, men som er av stor viktighet. Silicium-innholdet i legeringene har i alminnelighet også vært omkring 0,2 %.

Da oppfinneren har oppdaget betyd-ningen av mindre variasjoner i kullstoffinnholdet, har han søkt å nedsette disse variasjoner til et minimum. I praksis er kullstoffinnholdet imidlertid vanskelig å kontrollere innenfor snevre grenser, særlig hvis legeringen fremstilles ved smeltning. Hvis man bare reduserer kullstoff-innholdet, økes den martensitiske omdannelsestemperatur slik at legeringen reversibelt taper sin høye permeabilitet ved lave tem-peraturer som den ofte vil bli utsatt for under bruken. Hvis på den annen side jern-mengden reduseres i øyemed å nedsette omdannelsestemperaturen, så økes auto-matisk mengden av nikkel og hermed økes Curie punktet med det resultat at man igjen ikke er istand til å tilfredsstille spesi-fikasjonskravene.

Oppfinneren har nå funnet at omdannelsestemperaturen kan opprettholdes ved det ønskede lave nivå og Curie-punktet i legeringene kan kontrolleres slik at legeringene kan re-produseres uten noen vesentlig vanskelighet. For å oppnå dette opprettholdes legeringen i alt vesentlig fri for kullstoff og silicium, og der innføres i den visse mengder av kobber, molybden eller mangan, nemlig fra 0,6 til 6 % kobber, fra 1 til 10 % molybden og fra 0,6 til 6 % mangan. Disse elementer tjener til å redu-sere omdannelsestemperaturen og variasjoner i mengden av elementene medfører variasjoner i Curie-punktet, som er meget mindre enn de variasjoner som frembrin-ges av kullstoffet og silicium.

For legeringer som skal brukes som temperaturkompensatorelement i indikeringsinstrumenter som magnetiske fartsmålere og elektriske motormålere, er de foran nevnte egenskaper av avgjørende betydning, idet det for slike kompensator-elementer kreves en negativ temperaturkoeffisient av magnetisk permeabilitet, som er i alt vesentlig konstant over et vidt område, og som selv er så stor som mulig. For-uten dette skal legeringene ha en bestemt Curie-temperatur, og en lav martensitisk omdannelsestemperatur. En høy mot-standsevne kreves ikke, og heller ikke en høy magnetisk permeabilitet.

I henhold til det foran anførte går oppfinnelsen ut på at det for temperatur-kompensaturelementet brukes en legering som inneholder fra 28,4—32,5 % nikkel, en eller flere av elementene kobber, molybden og mangan i slike mengder at 2 Cu % + 1,2 Mo % + 2 Mn % er mellom 1,2 og 12, og hvor kullstoffmengden ikke overskrider 0,03 %, og siliciuminnholdet ikke overskrider 0,03 %, mens resten, bortsett fra forurensninger, består av jern.

Det foretrekkes å anvende enten kobber eller molybden eller begge heller enn mangan i legeringen. Mangan oxyderes så lett at det er vanskelig å regulere den mengde som den ferdige legering skal inneholde, og det reduseres legeringens korrosjonsmotstandsevne.

Med sikte på med sikkerhet å oppnå de ønskede resultater, fremstilles legeringene som inneholder molybden eller kobber eller begge ved hjelp av pulvermetall-urgiske fremgangsmåter.

Legeringer som inneholder mangan skal fremstilles ved smeltning under en inert atmosfære.

Oppfinneren har funnet at Curie-temperaturen Øc og omdannelsestemperaturen 0A ved hvilke austenitten omdannes ved avkjøling, bestemmes omtrentlig av ligningene: 0(. = A, + 70 Ni — 48 Mn — 22 Mo + 40 Cu og

0A = A2 — 54 Ni — 90 Mn — 36 Mo — 36 Cu

Verdien av konstantene A, og A2 i disse ligninger beror på mengdene av tilfeldige forurensninger som skriver seg fra råmate-rial-kildene og fra fremstillingsmetoden. Konstantene kan således bestemmes for en spesiell fremgangsmåte som anvendes for fremstillingen og koeffisienten for nikkel og mangan, molybden og kobber vil da gjøre det mulig å fremstille en hvilken som helst legering som tilfredsstiller de krevede spesifikasjoner.

Da ligningene for temperaturene inneholder fire variabler i innholdet av elementene, er det klart et legeringsområde som vil være i besittelse av ethvert spesielt sett verdier for Øu og 0A. Andre faktorer som f. eks. korrosjonsmotstandsevne, omkost-ninger og råmaterialenes tilgjengelighet kan på denne måte anvendes når legeringens sluttsammensetning skal fastsettes. Når der ble anvendt en pulvermetallurgisk fremgangsmåte, viste det seg at konstantene A, og A., var — 1900 resp. 1580. Hvis det derfor er ønskelig å fremstille en legering for hvilken Øc og 0A tilsvarer 140° F og — 160° F, kan ligningene omskrives: 140 = —1900 + 70 Ni—48 Mn—22 Mo+40 Cu og —160 = 1580—54 Ni—90 Mn—36 Mo—36 Cu. Antas det at der kreves en rimelig god korrosjonsmotstandsevne er det ønskelig å ha et rimelig høyt molybdeninnhold, f. eks. 3 % og ikke noe mangan. Dette fører til to samtidige ligninger: 70 Ni + 40 Cu = 2106 54 Ni + 36 Cu = 1632

og løsningen av disse er 29,3 % nikkel og 1,4 % kobber. Sluttlegeringen skal derfor inneholde 29,3 % Ni, 3,0 % Mo, 1,4 % Cu og resten jern. Der kreves varmebehandling for å gjøre legeringene austenitiske, men forutsatt at avkjølingshastigheten ikke er meget lang, som f. eks. lengere enn seks timer for å avkjøle til 200° C, så er varme-behandlingen ikke av kritisk betydning.

Claims (3)

1. Bruk av en legering inneholdende 28,4—32,5 % nikkel, en eller flere av elementene kobber, molybden og mangan i slike mengder at 2 Cu % + 1,2 Mo % + 2 Mn % er mellom 1,2 og 12, og hvor kullstoffmengden ikke overskrider 0,03 % og siliciuminnholdet ikke overskrider 0,03 %, mens resten, bortsett fra forurensninger, består av jern som temperaturkompensatorelement i indikeringsinstrumenter som magnetiske fartsmålere og elektriske motormålere.

2. Legering i henhold til påstand 1, karakterisert ved at den inneholder både kobber og molybden, men er fri for mangan.

3. Legering i henhold til påstand 1 eller 2, fremstilt ved hjelp av pulvermetall-urgiske fremgangsmåter.