NO130412B - - Google Patents

Description

Nikkel-jernlegeringer.

Det er kjent at visse magnetiske nikkel-jernlegeringer når de foreligger i fullstendig austenitisk tilstand er i besit-telse av en negativ temperatur-koeffisient for magnetisk permeabilitet, som er i alt vesentlig konstant over et temperaturom-råde lavere enn Curie-punktet, og dette området er vanligvis av størrelsesorden 100° C. Legeringene er derfor særlig nyt-tige ved fremstilling av måleinstrumenter, som f. eks. magnetiske speedometere, som er nesten fullstendig uavhengige av variasjoner i temperaturen over et bredt tem-peraturområde. Da legeringene skal fore-ligge i fullstendig austenitisk tilstand når de anvendes må den martensitiske omvandlingstemperatur, dvs. den ved hvilken der finner sted en faseforandring fra gamma til alfa, være innenfor eller lavere enn det området det her dreier seg om. I praksis krever spesifikasjonen for slike legeringer en bestemt Curie-temperatur, og en lav martensitisk omvandlingstemperatur.

Legeringene som det her dreier seg om inneholder ca. 29 til 31 pst. nikkel og vanligvis meget mindre mengder av krom. De inneholder også alltid små mengder av kullstoff og silisium.

Ved fremstillingen av disse legeringer støter man på en betydelig vanskelighet med hensyn til å fremstille legeringer av vedholdende eller konsistente egenskaper, dvs. Curiepunktet varierer betraktelig fra en smelte til en annen, slik at en legering som skal tilfredsstille den krevede spesifikasjon ofte ikke gjør dette.

Vi har oppdaget at uregelmessigheter i egenskapene av legeringene for en stor

del forårsakes av variasjoner i kullstoff og silisiuminnholdet, særlig i førstnevnte. Kullstoff har i alminnelighet vært betraktet som et element som nødvendigvis er tilstede og som er harmløst i mengder opptil f. eks. 0,25 pst. Kullstoffinnholdet i legeringene er således vanligvis ca. 0,2 pst., skjønt det kan variere fra denne verdi med mengder som er blitt betraktet som ubetydelige, men som i virkeligheten har vist seg å være av stor betydning. Silisium-innholdet i legeringene har også i alminnelighet vært ca. 0,2 pst.

Idet oppfinnerne har oppdaget betyd-ningen av mindre variasjoner i kullstoffinnholdet, har de forsøkt å nedsette disse variasjoner. I praksis er imidlertid kullstoffinnholdet vanskelig å regulere innenfor snevre grenser, særlig hvis legeringen fremstilles ved smeltning. Hvis man bare reduserer kullstoffinnholdet så økes den martensitiske omvandlingstemperatur, slik at legeringen taper sin høye permeabilitet ved lave temperaturer som den ofte vil bli utsatt for under bruken. Hvis man på den annen side reduserer mengden av jern, i øyemed ytterligere å senke omvandlingstemperaturen, så økes automatisk mengden av nikkel, og herved økes Curie-punktet med det resultat at man atter igjen ikke er istand til å tilfredsstille mange spesifikasjoner.

Oppfinnerne har funnet at omvandlingstemperaturen kan holdes ved det øn-skete lave nivå og Curie-punktet i legeringene kan reguleres så at dette kan repro-duseres uten noen vesentlig vanskelighet. For å oppnå dette anvendes et nikkel-innhold fra 23 til 28 pst., og det innføres i legeringen fra 6 til 11 pst. kobber, og legeringen holdes i alt vesentlig fri for kullstoff og silisium. Kobberet tjener til å redusere omvandlingstemperaturen, og variasjoner i mengden av kobber medfører variasjoner i Curie-punktet, som er meget mindre enn de variasjoner som frembrin-ges av kullstoff og silisium.

For legeringer som skal brukes som temperaturkompensatorelement i indikeringsinstrumenter som magnetiske fartsmålere og elektriske strømleveringsmålere eller motormålere, er de foran nevnte egenskaper av avgjørende betydning, idet det for slike kondensatorelementer kreves en negativ temperaturkoefficient av magnetisk permeabilitet, som er i alt vesentlig konstant over et vidt område, og som selv er så stor som mulig. Foruten dette skal legeringene ha en bestemt Curle-temperatur og en lav martensitisk omdannelses-temperatur. En høy motstandsevne kreves ikke, og heller ikke en høy magnetisk permeabilitet.

I henhold til det foran anførte går opp-finnelsen ut på at det ved slike kompensa-torelementer brukes en legering som inneholder fra 23 til 28 pst. nikkel, fra 6 til 11 pst. kobber, kullstoff i mengde ikke overskridende 0.03, og silisium i en mengde ikke overskridende 0.03 pst., mens resten (bortsett fra forurensninger) består av jern.

Kullstoff- og silisium-innholdet i legeringene skal hver ikke være mere enn 0.03 pst., og fortrinsvis mindre enn 0.02 pst. Resten av legeringen, bortsett fra forurensninger, utgjøres av jern.

For å oppnå de mest konsistente re-sultater, fremstilles legeringene ved hjelp av den pulver-metallurgiske fremgangs-måte.

Oppfinnerne har funnet at Curie-temperaturen bestemmes av ligningen: Øu = A + 40 Ni + 22 Cu hvor nikkel-kobberinnholdet er uttrykt som vektsprosent.

Verdien av konstanten A i denne lig-ning beror på mengdene av tilfeldige forurensninger, som stammer fra råmateriale-kilden, og fra fremstillingsprosessen. Konstanten kan således fastlegges for en spe-siell produksjonsmåte, og koeffieientene for nikkel og kobber vil da gjøre det mulig at der kan fremstilles en hvilken som helst legering til en bestemt spesifikasjon..

Hvis legeringen skal forbli austenitisk ved temperaturer ned til —62° C, er det nødvendig at jerninnholdet ikke skal være større enn 68° C.

Varmebehandling kreves for å gjøre legeringene austenitiske, men forutsatt at avkjølingshastigheten ikke er meget lang-som, f. eks. lengere enn 6 timer for å av-kjøle til 200° C, er varmebehandlingen ikke av kritisk betydning ved legeringer som ikke inneholder mere enn 10 pst. kobber. I legeringer med mere enn 10 pst. kobber foreligger det en tendens til å danne en annen fase, slik at legeringen ikke lenger er fullstendig austenitisk. Denne tendens kan elimineres hvis varmebehandlingen omfatter opphetning ved 800° C eller høy-ere i en tid av i det minste en kvart time med påfølgende hurtig kjøling til rom-temperatur.

Det skal gjøres oppmerksom på at oppfinneren i et tidligere forslag, norsk patent nr. 98791, gjør bruk av lignende legeringer av en noe annen sammenset-ning for det samme formål. Disse legeringer inneholder nikkel i en mengde av 28.4 til 32.5 pst., og med en eller flere av ele-mentene kobber, molybden og mangan i slike mengder at 2 pst. Cu + 1.2 pst. Mo + 2 pst. Mn er mellom 1.2 og 12.

Claims (2)

1. Bruk av en legering som inneholder fra 23 til 28 pst. nikkel, fra 6 til 11 pst. kobber, kullstoff i mengde ikke overskridende 0.03 pst. og silisium i en mengde ikke overskridende 0.03 pst., mens resten (bortsett fra forurensninger) består av jern, som temperaturkompensatorelement i indikeringsinstrumenter som magnetiske fartsmålere og elektriske strømleverings-målere.

2. Legering i henhold til påstand 1, fremstilt ved en pulver-metallurgisk ar-beidsmåte.