NO338387B1 - Fremgangsmåte for fremstilling av mineralull, koboltbaserte legeringer til bruk for dette samt andre anvendelser - Google Patents

Fremgangsmåte for fremstilling av mineralull, koboltbaserte legeringer til bruk for dette samt andre anvendelser Download PDF

Info

Publication number
NO338387B1
NO338387B1 NO20025548A NO20025548A NO338387B1 NO 338387 B1 NO338387 B1 NO 338387B1 NO 20025548 A NO20025548 A NO 20025548A NO 20025548 A NO20025548 A NO 20025548A NO 338387 B1 NO338387 B1 NO 338387B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
alloy
cobalt
weight
tantalum
temperature
Prior art date
Application number
NO20025548A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20025548D0 (no
NO20025548L (no
Inventor
Jean-Luc Bernard
Patrice Berthod
Christophe Liebaut
Original Assignee
Saint Gobain Isover
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 Saint Gobain Isover filed Critical Saint Gobain Isover
Publication of NO20025548D0 publication Critical patent/NO20025548D0/no
Publication of NO20025548L publication Critical patent/NO20025548L/no
Publication of NO338387B1 publication Critical patent/NO338387B1/no

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/04Manufacture of glass fibres or filaments by using centrifugal force, e.g. spinning through radial orifices; Construction of the spinner cups therefor
    • C03B37/047Selection of materials for the spinner cups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/08Bushings, e.g. construction, bushing reinforcement means; Spinnerettes; Nozzles; Nozzle plates
    • C03B37/095Use of materials therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C19/00Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/07Alloys based on nickel or cobalt based on cobalt
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Fibers (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Spinning Or Twisting Of Yarns (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av mineralull ved fibrering av en smeltet mineralblanding, ved bruk av verktøy fremstilt av en koboltbasert legering med en mekanisk høytemperaturstyrke i et oksyderende medium som smeltet glass, samt også koboltbaserte legeringer som kan benyttes ved høye temperaturer, særlig for fremstilling av gjenstander for fremstilling og/eller varmomdanning av glass eller annet mineralmateriale, for eksempel maskinkomponenter for fremstilling av mineralull.
En fibreringsteknikk kalt indre sentrifugering består i å la flytende glass kontinuerlig dryppe ned i en enhet av deler som dreies med meget høy rotasjonshastighet rundt sin vertikale akse. En masterdel kalt "spinneskive", mottar glasset mot en av sine vegger kalt "båndet" som er gjennomhullet av hull gjennom hvilke glasset passerer på grunn av sentrifugalkraftens virkning for å unnslippe derfra på alle sider i form av smeltede filamenter. En ringbrenner som befinner seg over det utvendige av spinnerskiven og som produserer en nedoverrettet gassblest som slikker den ytre vegg av båndet, avbøyer disse filamenter nedover under samtidig trekking. Filamentene "størkner" så i form av
glassull.
Spinnerskiven er et fibreringsverktøy som er utsatt for høy belastning termisk (varmesjokk ved stans og start og dannelse ved stadig bruk av en temperaturgradient over delen), mekanisk (sentrifugalkraft og erosjon på grunn av gjennomløp av glass) og også kjemisk (oksydasjon og korrosjon på grunn av det smeltede glass samt på grunn av de varme gasser som avgis fra brenneren rundt spinnerskiven). De vesentlige forringelsesmodi er: deformasjon av de vertikale vegger på grunn av varmkryp, horisontal eller vertikal sprekking, eller slitasje av fibreringsmunningene på grunn av erosjon, noe som ganske enkelt krever at komponentene erstattes. Bestanddelene i materialet må derfor motstå det ovenfor angitte i et produksjonstidsrom langt nok til å forbli kompatibelt med de tekniske og økonomiske krav som stilles til prosessen. For dette formål søkes det materiale som viser en viss duktilitet, en viss krypstyrke og samtidig korrosjons- og/eller oksydasjonsresistens.
Et konvensjonelt materiale for fremstilling av disse verktøy er en superlegering basert på nikkel og krom, "armert" med krom- og wolframkarbider, som kan benyttes opp til en maksimaltemperatur på rundt 1000 til 1050°C.
For å fibrere glass ved høyere temperatur og særlig for fremstilling av mineralull fra meget viskøse glass som basalt, har det vært foreslått å benytte superlegeringer basert på kobolt idet dette er et ildfast element (smeltepunkt lik 1495 °C) som gir matriksen i legeringen en høyere iboende mekanisk høytemperaturstyrke enn en nikkelbasert matriks.
Disse legeringer inneholder alltid krom for oksydasjonsresistens og generelt også karbon og wolfram for å oppnå en armeringseffekt som forårsakes av precipiteringen av karbider. De inneholder også nikkel i fast oppløsning idet nikkel stabiliserer det flatesentrerte, kubiske krystallgitter for kobolt ved alle temperaturer.
Således beskriver WO-A-99/16919 en koboltbasert legering med forbedrede mekaniske høytemperaturegenskaper, i det vesentlige omfattende de følgende elementer (i vekt-% av legeringen):
idet resten består av kobolt og uunngåelige urenheter hvorved molforholdet tantal:karbon ligger i størrelsesorden 0,4 til 1.
Valget av karbon- og tantalandelene er ment, i legeringen, å danne et tett, men diskontinuerlig nettverk av intergranulære karbider som i det vesentlige består av kromkarbider i Cr7C3- og (Cr,W)23C6-former og av tantalkarbider TaC. Dette valg gir legeringen forbedrede mekaniske høytemperaturegenskaper og oksydasjonsresistens og tillater at et smeltet glass kan fibreres ved en temperatur på 1080 °C.
Gjenstanden for foreliggende oppfinnelse var å muliggjøre fibrering av glass eller et tilsvarende materiale også ved ennu høyere temperaturer for å arbeide innen et mer variert område av sammensetninger for mineralmaterialer.
I denne forbindelse er gjenstanden for foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for fremstilling av mineralull ved indre sentrifugering der en strøm av smeltet mineralmateriale helles på en fibreringspinneskive hvis perifere kant er gjennomhullet av et stort antall munninger gjennom hvilke filamenter av smeltet materiale unnslipper og trekkes til ull ved innvirkning av en gass, kjennetegnet ved at temperaturen i mineralmaterialet i spinnerskiven er minst 1100 °C og at fibreringsspinneskiven er fremstilt av en koboltbasert legering omfattende de følgende elementer i vekt-% av legeringen):
idet resten er kobolt og uunngåelige urenheter, hvorved molforholdet tantal:karbon er minst 0,3.
Denne fremgangsmåte er spesieltkarakterisert vedbruk av en legering som er meget rikt på tantal sammenlignet med de kjente legeringer. I en slik legeringssammensetning gjør den intragranulære og intergranulære armering i det vesentlige bruk av tantal som er til stede særlig på korngrensene i form av karbidet TaC.
Meget overraskende er det funnet at disse legeringer viser utmerkede mekaniske egenskaper ved høye temperaturer på rundt 1200 til 1300 °C, noe som tillater at de motstår de meget høye belastninger som legges på ved sentrifugeringsteknikken ved fibrering på tross av nærværet av meget aggressive oksyderende media (glass, varm luft).
Dette skyldes at foreliggende oppfinnere har vært i stand til å observere at, for fibreringstemperaturer helt opp til 1150-1200 °C og høyere, er den mekaniske styrke den overveiende faktor i levetiden for spinnerskiven. Selv om andre legeringer og særlig de ifølge WO-A-99/16919 har utmerket resistens mot oksydasjon og korrosjon på grunn av glass, har deres mekaniske egenskaper vist seg å være utilstrekkelige over 1100 °C og særlig over 1150 °C og har forårsaket at spinnerskiven hurtig ødelegges.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen karakteriseres ved bruken av legeringer med et godt kompromiss mellom mekanisk styrke og oksydasjonsresistens over 1100 °C og fortrinnsvis over 1150 °C. Dette kompromiss oppnås ved bruk av legeringer hvis intergranulære områder er rike på tantalkarbidprecipitater som har et høyt smeltepunkt og som oppfyller en mekanisk armeringsfunksjon ved å forhindre intergranulær kryp ved meget høy temperatur. Det høye tantalinnhold som er til stede i legeringen har videre en betydelig virkning på oksydasjonsoppførselen: i matriksen kan tantal som er til stede i fastoppløsning eller i form av fine intergranulære karbider (TaC) danne oksyder (Ta205) som blander seg med det selvpassiferende overflatesjikt av kromoksyd
(Cr203) hvortil de ytterligere gir kohesjon og binding med henblikk på legeringen;
ved korngrensene oksyderes de intergranulære tantalkarbider nær overflaten av spinnerskiven og danner Ta205og der clustere av Ta205danner "plugger" som forhindrer penetrering av det aggressive medium (flytende glass, varme gasser) inn i de intergranulære rom.
Legeringen som oppnås på denne måte forblir stabil ved høye temperaturer på grunn av den begrensede faststoffoppløselighet av TaC ved 1200-1300 °C.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gjør det derfor mulig å fibrere glass eller en tilsvarende smeltet mineralkomponent med en likvidustemperatur Tiiq på rundt 1100 °C eller høyere og mer spesielt 1140 °C eller høyere.
Generelt kan disse smeltede mineralblandinger fibreres innen et temperaturområde (for den smeltede blanding som kommer inn på spinnerskiven) på mellom Tliq og Tlog2;5der Tlog2;5er den temperatur ved hvilken den smeltede blanding har en viskositet på IO<2,5>poise (dPa.s). For å fibrere over 1150 °C er de tilsvarende blandinger ifølge oppfinnelsen fortrinnsvis de hvis Tiiq er minst 1140 °C.
Foretrukket blant disse mineralblandinger er blandinger som inneholder en signifikant mengde jern idet disse er mindre korrosive med henblikk på bestanddelsmetallet i fibreringskomponentene.
Således benytter fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen med fordel en oksyderende mineralblanding og særlig en som er oksyderende med henblikk på krom, i stand til å reparere eller rekonstituere det beskyttende Cr203-oksydsjikt som danner overflaten. For dette formål er blandinger inneholdende jern i det vesentlige i ferriform (oksydet Fe203), særlig med et molforhold jern Iljern EI, uttrykt ved forholdet FeO:(FeO + Fe203) på rundt 0,1 til 0,3 og særlig 0,15 til 0,20, foretrukket.
Fortrinnsvis inneholder mineralblandingen et høyt innhold av jern som tillater en hurtig rekonstituering av kromoksydet, med etjernoksydinnhold (kalt "totalt jern"-innhold, tilsvarende det totale jerninnholdet konvensjonelt uttrykt i form av ekvivalent Fe203) på minst 3 %, fortrinnsvis minst 4 % og særlig rundt 4 til 12 % og spesielt minst 5 %. Innenfor redoksområdet ovenfor tilsvarer dette et innhold av jern EI alene (Fe203) på minst 2,7 % og fortrinnsvis minst 3,6 %.
Slike blandinger er kjente, særlig fra WO-99/56525 og omfatter fortrinnsvis de følgende bestanddeler:
Andre sammensetninger har vist seg å være spesielt egnet for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.
Disse karakteriseres ved de følgende vekt-%-andeler:
idet MgO er mellom 0 og 5 % og fortrinnsvis mellom 0 og 2 % når R20 < 13,0 %.
Fortrinnsvis omfatter mineralullblandingen bestanddelene ovenfor i de følgende
vekt-%-andeler:
Blandingene kan inneholde opp til 2 eller 3 % forbindelser som anses som ikkeanalyserte urenheter slik de er kjent for denne type blandinger.
På grunn av kombinasjonen av et høyt aluminiumoksydinnhold på mellom 16 og 27 %, fortrinnsvis større enn 17 % og/eller fortrinnsvis mindre enn 25 %, særlig mindre enn 22 %, for en sum av nettverkdannere, silisiumdioksyd og aluminiumoksyd, på mellom 57 og 75 %, innhold av alkali (R2O: soda og pottaske) på mellom 10 og 17 %, med MgO mellom 0 og 5 % og særlig mellom 0 og 2 % når R20 < 13,0 %, har blandingene den bemerkelsesverdige evne at de er fibrerbare over et meget vidt temperaturområde og videre gir de oppnådde fibre en biooppløselighet ved sure pH-verdier. Avhengig av den spesielle utførelsesform er alkaliinnholdet fortrinnsvis større enn 12 %, særlig større enn 13,0 % og sogar 13,3 %, og/eller fortrinnsvis mindre enn
15 % og særlig mindre enn 14,5 %.
Dette sammensetningsområde viser seg å være spesielt fordelaktig da det har vært mulig, tvert imot den gjengse mening, å observere at viskositeten i det smeltede glass ikke synker signifikant når man øker alkaliinnholdet. Den bemerkelsesverdige effekt gjør det mulig å øke differansen mellom temperaturen tilsvarende viskositeten for fibrering og likvidustemperaturen for fasen som krystalliserer, og derved betydelig å forbedre fibreringsbetingelsene og særlig gjøre det mulig å fibrere en ny familie biooppløselige glass ved indre sentrifugering.
I henhold til en utførelsesform har blandingene jernoksydinnhold på mellom 5 og 12 % og særlig mellom 5 og 8 %, noe som kan tillate at mineralullteppene viser brannmotstandsevne.
Fortrinnsvis tilfredsstiller disse blandinger forholdet:
(Na20 + K20)/A1203 < 0,5, fortrinnsivs (Na20 + K20)/A1203 < 0,6,
særlig (Na20 + K20)/A1203 < 0,7, som synes å begunstige oppnåelsen av en temperatur tilsvarende viskositeten for fibrering som ligger over likvidustemperaturen.
I henhold til en variant har blandingene ifølge oppfinnelsen fortrinnsvis et limeinnhold mellom 10 og 25 %, særlig større enn 12 %, fortrinnsvis større enn 15 % og/eller fortrinnsvis mindre enn 23 % og særlig mindre enn 20 %, sogar mindre enn 17 %, kombinert med et magnesiumoksydinnhold på mellom 0 og 5 %, fortrinnsvis mindre enn 2 % magnesiumoksyd og særlig mindre enn 1 % magnesiumoksyd og/eller et magnesiumoksydinnhold større enn 0,3 % og særlig større enn 0,5 %.
I henhold til en ytterligere variant er magnesiumoksydinnholdet mellom 5 og 10 % for et limeinnhold mellom 5 og 15 %, og fortrinnsvis mellom 5 og 10 %.
Tilsetning av P205, som er en eventualitet, ved innhold på mellom 0 og 3 % og særlig større enn 0,5 % og/eller mindre enn 2 %, kan tillate at biooppløseligheten økes ved nøytral pH-verdi. Eventuelt kan blandingen også inneholde boroksyd som kan tillate at de termiske egenskaper for mineralullen økes, særlig ved en tendens til å redusere den termiske konduktivitetskoeffisient i den radiative komponent og også å øke biooppløseligheten ved nøytral pH-verdi. Eventuelt kan Ti02også inkluderes i blandingen, for eksempel i mengder opp til 3 %. Andre oksyder som BaO, SrO, MnO, Cr203og Zr02, kan være til stede i blandingen, hver i mengder opp til rundt 2 %.
Differansen mellom temperaturen tilsvarende en viskositet på IO<2,5>poises (desipascal.sekund), angitt som Tiog2,5og likvidus for den krystalliserende fase, angitt som Tiiq, er fortrinnsvis minst 10 °C for disse blandinger. Differansen, Tiog2,5- Tiiq, definerer "arbeidsområde" for blandingen ifølge oppfinnelsen, det vil si det temperaturområde innen hvilket det er mulig med fibrering, spesielt ved indre sentrifugering. Denne differanse er fortrinnsvis minst 20 eller 30 °C helst mer enn 50 °C og aller helst mer enn 100 °C.
Foreliggende oppfinnelse kan utføres på forskjellige fordelaktige måter avhengig av valget av legeringssammensetning.
Nikkel som er til stede i legeringen i form av en fastoppløsning som et element for stabilisering av krystallstrukturen for kobolt, benyttes innen det vanlige område med andeler rundt 6 til 12 %, fortrinnsvis 8 til 10 vekt-% av legeringen.
Krom bidrar til den iboende mekaniske styrke i matriksen hvori elementet delvis er til stede i fast oppløsning men også i form av karbider, særlig av Cr23C6typen, findispergert i kornene der de gir resistens mot intragranulær kryp. Krom kan også bidra til intergranulær armering av legeringen i form av karbider av Cr7C3- eller Cr23C6-typen, til stede på korngrenseflatene, noe som forhindrer korn-over-korn-slipp. En varmebehandling som er forklart i detalj nedenfor tillater at Cr7C3-karbidene omdannes til Cr23C6-karbider som er mer stabile ved høye temperaturer. Krom bidrar til korrosjonsresistens som forløper for kromoksyd som danner et beskyttende sjikt på den overflate som er eksponert til det oksyderende medium. En minimumsmengde krom er nødvendig for å danne og å opprettholde dette beskyttende sjikt. Et for høyt krominnhold er imidlertid ugunstig for den mekaniske styrke og seigheten ved høy temperatur fordi et slikt innhold vil resultere i en for høy stivhet og en for lav duktilitet som er inkompatibel med høytemperaturbelastningene.
Generelt vil krominnhold i en legering som kan benyttes ifølge oppfinnelsen være fra 23 til 34 vekt-%, fortrinnsvis rund 26 til 32 vekt-% og helst rundt 28 til 30 vekt-%.
Tantal er til stede i fast oppløsning i koboltmatriksen og tantal er et tungt atom som lokalt forvrenger krystallgitteret og forhindrer eller sogar blokkerer dislokasjonsbevegelsen når materialet underkastes en mekanisk belastning og bidrar derved til matriksens iboende styrke. Elementet er videre sammen med karbon i stand til å danne TaC-karbider som er til stede først som en fin dispersjon innen kornene der de forhindrer intragranulær kryp og sekundært på korngrensene der de gir intergranulær armering, eventuelt komplettert av kromkarbider.
Tantalinnholdet er fortrinnsvis 4,2 til 10 %, aller helst 4,5 til 10 % og spesielt 5 til 10 %. Mengden tantal er mer fordelaktig rundt 5,5 til 9 % og helt spesielt rundt 6 til 8,5 vekt-%.
Karbon er en vesentlig bestanddel av legeringen og er nødvendig for å danne metallkarbidprecipitater. Karboninnholdet bestemmer direkte mengden karbider som er til stede i legeringen. Innholdet er minst 0,2 % for å oppnå den minimale ønskede armering men er begrenset til høyst 1,2 % for å forhindre at legeringen blir hård og vanskelig å maskinbearbeide på grunn av en for høy densitet av armeringer. Mangelen på duktilitet i legeringen med slike innhold forhindrer den fra å kunne motstå, uten sprekking, en pålagt belastning (for eksempel av termisk opprinnelse) og fra å motstå sprekkpropagering i tilstrekkelig grad.
Fortrinnsvis er karboninnholdet rundt 0,3 til 1,1 vekt-% og helst rundt 0,35 til 1,05
vekt-%.
I henhold til oppfinnelsen blir sammensetningen i legeringen justert slik at det er til stede en signifikant mengde tantalkarbider på grenseflatene. I en foretrukken utførelsesform er legeringssammensetningen slik at alle intergranulære karbider er tantalkarbider. Dette kan oppnås ved å velge et tantalinnhold som er høyt nok til å skifte karbiddannelsesreaksj onene til fordel for TaC-dannelse.
For dette formål velges tantal- og karboninnholdene fortrinnsvis slik at Ta:C molforholdet er lik større enn 0,9 og fortrinnsvis rundt 1 til 1,2.
TaC, tantalkarbidene, er bemerkelsesverdig stabile ved høye temperaturer og oppfinnerne har observert, i metallografiske snitt, at strukturen i disse karbider så å si ikke påvirkes ved eksponering til en høy temperatur på rundt 1300 °C.
Kun en lett "oppløsning" av TaC-karbidene som sannsynligvis starter fra Ta og C i matriksen, kan observeres, uten konsekvens for de mekaniske egenskaper. Således garanterer en legering hvis intergranulære armering kun består av TaC-tantalkarbider for perpetuiteten av armeringen under ekstreme driftsbetingelser ved meget høye temperaturer.
Tantalkarbidene bidrar også til oksydasjonsmotstandsevnen for legeringen under slike betingelser da de ved partiell oksydasjon til Ta205-partikler på korngrenseflatene danner clustere som virker som plugger og som forhindrer penetrering av det oksyderende medium inn i materialet. Det oksyderende materiale holdes ved overflaten av verktøyet der man ser at det beskyttende kromoksydsjikt bibeholder sin gode adhesjon til basislegeringen på grunn av dannelsen i overflateområdet av spinnerskiven av Ta205som favoriserer binding av Cr203til legeringen.
Således oppnås det en effektiv og varig armering som derved gjør det mulig å benytte kun et meget lavt karboninnhold som ikke forringer maskinbearbeidbarheten for materialet.
I denne utførelsesform er karboninnholdet fortrinnsvis rundt 0,3 til rundt 0,55 % og helst rundt 0,35 til 0,5 vekt-% av legeringen.
Disse heller lave karboninnhold gjør det mulig å oppnå en intergranulær precipitert armeringsfase som er tilstrekkelig tett men som ikke er kontinuerlig, og som derfor er inkonduktiv for sprekkpropagering ved grenseflatene.
I en noe mindre foretrukken utførelsesform er legeringssammensetningen slik at de intergranulære karbider ikke bare omfatter tantalkarbider men at disse også er til stede i en heller stor mengde. Dette kan oppnås ved å velge et relativt høyt karboninnhold slik at andelen av TaC med henblikk på alle intergranulære karbider gir den ønskede mengde av tantalkarbid.
For dette formål er det fordelaktig å velge karboninnholdet til å være rundt 0,8 til 1,2 % og fortrinnsvis rundt 0,9 til 1,1 % og aller helst rundt 0,95 til 1 %.
Med slike karboninnhold er det intergranulære karbidnettverk meget tett men viser seg ikke å være skadelig for anvendelse ved høye temperaturer, over 1150 °C. Dette fordi over denne temperatur har noe av M23C6-karbidene en tendens til å gå i oppløsning i fast oppløsning slik at den intergranulære, precipiterte fase gradvis blir diskontinuerlig og aktivt gjør sprekkpropagering vanskelig.
Et tantal:karbon Ta:C-molforhold på mindre enn 0,9 kan således gå helt ned til 0,3 og fortrinnsvis 0,35 idet andelen av TaC blant alle intergranulære karbider er rundt 50 volum-% mens resten består av karbider av M23C6-typen der M i det vesentlige er krom.
Fortrinnsvis er Ta:C-molforholdet rundt 0,35 til rundt 0,45.
På tross av nærværet av M23C6-karbidene som også er mindre stabile ved høy temperatur forblir den intergranulære armering effektiv ved 1200-1300 °C på grunn av nærværet av en tilstrekkelig mengde TaC som er intakt eller oksydert til Ta205. Videre utgjør nærværet av krom ved korngrenseflaten en kilde for kromdiffusjon som er nyttig for korrosjonsresistensen.
Wolfram kan eventuelt være til stede i legeringen i spinnerskiven. Dette er da i fast oppløsning i matriksen der elementet forbedrer den iboende mekaniske styrke ved en effekt hvorved koboltkrystallgitteret forvrenges. Det kan også sammen med krom understøtte dannelse av intergranulære M23C6-karbider (som henvises til som (Cr,W)23C6) der Ta:C-molforholdet er mindre enn 0,9.
For begge utførelsesformene ovenfor er det imidlertid klart at nærvær av wolfram kan ha en skadelig virkning på den mekaniske styrke for legeringen.
Dette fordi det er funnet at legeringer inneholdende wolfram har en mikrostruktur som avdekker dannelsen av en ny intergranulær fase bestående av en av TCP (Topologically Close Compact) faser, sigma CoCr- fasen, som sprøgjør legeringen. Denne fase dannes på grunn av en eksessivt høy konsentrasjon av elementer som antas å gå i oppløsning i det krystalliserte kobolt. Fordi legeringene ifølge oppfinnelsen allerede erkarakterisert veden relativt høy andel av tantal vil ytterligere nærvær av wolfram sammen med krom, nikkel og karbon, tvinge noen av elementene i matriksen til binding ved korngrensen eller sogar i matriksen. Videre har det vært mulig å vise at efter å eksponere legeringene inneholdende wolfram til meget høye temperaturer rundt 1300 °C resulterer den lokale kjemiske sammensetning på autektisk måte i en korngrensesmelting. I fravær av wolfram vil smeltepunktet ved korngrensen være høyere og denne lokale smelting vil ikke observeres ved 1300 °C, som en konsekvens observeres slik smelting ikke og korngrensene forblir intakte også ved 1300 °C.
Således benytter en foretrukken fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen en wolframfri legering eller en legering i det vesentlige fri for wolfram idet det skal være klart at en mindre mengde wolfram kan tolereres i størrelsesorden spormengder av en metallisk urenhet slik det generelt tillates i metallurgisk forstand. Denne legering er spesielt foretrukket for meget høye arbeidstemperaturer, særlig når mineralblandingen kommer mot spinnerskiven ved en temperatur på minst 1150 °C, helt spesielt hvis mineralblandingen har en likvidustemperatur på 1140 °C eller høyere. Denne legering viser imidlertid også interessante mekaniske egenskaper ved en lavere temperatur i størrelsesorden 1000 °C på spinnerskiven, særlig en forbedret krypresistens som tillater nye fibreringsbetingelser hva angår dimensjonene for spinnerskiven eller rotasjonshastigheten for skiven. I en meget foretrukken prosess er den wolframfrie prosess utelukkende armert eller forsterket med tantalkarbid og lider kun av en lett modifikasjon av densiteten av intergranulær forsterkning.
Legeringen kan inneholde andre standardbestanddeler eller uunngåelige urenheter. Generelt omfatter den: silisium som et deoksyderende middel for det smeltede metall under smelting og støping av
legeringen i en mengde mindre enn 1 vekt-%;
mangan som også er et deoksyderende element i en mengde mindre enn 0,5 vekt-%;
zirkonium for å fange uønskede elementer som svovel eller bly, i en mengde mindre enn 0,1 vekt-%; jern i en mengde eventuelt opp til 3 vekt-% uten å forringe materialets egenskaper;
hvorved den kumulative mengde av andre elementer som innføres som urenheter sammen med de vesentlige bestanddeler i legeringen ("uunngåelige urenheter") fortrinnsvis representerer mindre enn 1 vekt-% av legeringens sammensetning.
Legeringene ifølge oppfinnelsen inneholder fortrinnsvis intet B, Hf, Y, Dy, Re eller andre sjeldne jordarter.
Blant de ovenfor beskrevne legeringer er noen også gjenstand for oppfinnelsen.
Særlig er en gjenstand for oppfinnelsen en koboltbasert legering med mekanisk høytemperaturstyrke i et oksyderende medium som også inkluderer krom, nikkel, tantal og karbon, og som kjennetegnes ved at den ikke inneholder wolfram og at den i det vesentlige består av de følgende elementer der andelene er angitt i vekt-% av legeringen:
idet resten består av kobolt og uunngåelige urenheter, og Ta:C-molforholdet er minst 0,3.
Denne legering ifølge oppfinnelsen karakteriseres i det vesentlige ved et høyt tantalinnhold og fraværet av wolfram. Dette gjør det mulig å danne armerende faser som er precipitert eller befinner seg i fast oppløsning, som hovedsakelig er basert på tantal og som sikrer høy styrke ved høy temperatur.
Krom-, nikkel- og karboninnholdet kan velges til å ligge innenfor de foretrukne områder som antydet ovenfor.
Tantalinnholdet er fortrinnsvis særlig 4,2 til 10 % og aller helst 4,5 til 10 %.
Fortrinnsvis er Ta:C-molforholdet lik større enn 0,9; fortrinnsvis er det rundt 1 til 1,2. Karboninnholdet er derfor fortrinnsvis fra 0,3 til 0,55 % og fortrinnsvis rundt 0,35 til 0,5 vekt-%.
Som en variant er karboninnholdet rundt 0,8 til 1,2 %, fortrinnsvis 0,9 til 1 % og helst rundt 0,95 til 1 %. Ta:C-molforholdet er så fordelaktig fra 0,3 til 0,5 og fortrinnsvis fra 0,35 til 0,45.
Disse wolframfrie legeringer er spesielt egnet for å gjennomføre en prosess ved høy temperatur, minst 1150 til 1200 °C, men de kan selvfølgelig også benyttes ved mer standardprosesser for fremstilling av mineralull der spinnerskiven oppvarmes til en temperatur rundt 900 til 1100 °C.
Gjenstand for oppfinnelsen er også en annen koboltbasert legering med mekanisk høytemperaturstyrke i et oksyderende medium, også omfattende krom, nikkel, tantal og karbon, kjennetegnet ved at den i det vesentlige består av de følgende elementer i vekt-%-andeler av legeringen:
idet resten består av kobolt og uunngåelige urenheter og Ta:C-molforholdet er minst 0,3, fortrinnsvis minst 0,35 og helst fra 0,35 til 0,5.
Krom-, nikkel-, tantal- og karboninnholdet kan velges til å ligge innen de fordelaktige områder som antydet ovenfor.
Legeringene som kan benyttes ifølge oppfinnelsen, når de ikke inneholder noen høyt reaktive elementer som B, Hf og sjeldne jordarter, inkludert Y, Dy eller Re, kan meget lett tildannes ved konvensjonell smelting og støping ved bruk av standardhjelpemidler, særlig induktiv smelting, i det minste delvis inert atmosfære, og støping i en sandform.
Disse legeringer inneholdende en viss andel wolfram er mindre foretrukket enn de tidligere legeringer da de gjør det mulig i stedet å arbeide rundt 1100 til 1150 °C. Som tidligere kan de selvfølgelig også benyttes i prosesser der verktøyet oppvarmes til en temperatur på 900 til 1100 °C.
Efter støping kan en spesiell mikrostruktur med foredel oppnås ved en totrinns varmebehandling som særlig gjør det mulig å omdanne M7C3-type karbidene til M23C6-karbider:
en oppløsningsfase som omfatter utglødning ved en temperatur på 1100 til
1250 °C og særlig 1200 til 1250 °C, særlig i et tidsrom på mellom 1 og 4 timer og fordelaktig rundt 2
timer; og
en karbidprecipiteringsfase som omfatter utglødning ved en temperatur på 850 til 1050 °C, særlig
rundt 1000 °C, i et tidsrom eventuelt fra 5 til 20 timer og fortrinnsvis rundt 10 timer.
Foreliggende oppfinnelse vedrører også en gjenstand, særlig en gjenstand som kan benyttes spesielt for fremstilling eller varmomdanning av glass, fremstilt av en legering ifølge det ovennevnte, særlig ved støperiarbeide.
Gjenstand for foreliggende oppfinnelse er også en fremgangsmåte for fremstilling av en gjenstand som angitt over, kjennetegnet ved at den omfatter støping av den smeltede legering i en egnet form og en varmebehandling av den støpte gjenstand omfattende et første utglødningstrinn ved en temperatur på 1100 til 1250 °C og et andre utglødningstrinn ved en temperatur på 850 til 1050 °C.
Denne prosess kan inkludere et første avkjølingstrinn, efter støpeoperasjonen og/eller efter en første varmebehandlingsfa.se, og efter varmebehandlingen.
De mellomliggende og/eller siste avkjølingstrinn kan gjennomføres for eksempel ved luftkjøling, særlig med temperaturen vendende tilbake til omgivelsestemperatur.
Prosessen kan videre inkludere et hamringstrinn efter støpetrinnet.
Legeringene som utgjør gjenstanden for oppfinnelsen kan benyttes for å fremstille alle typer komponenter som belastes mekanisk ved høy temperatur og/eller fremstilles for arbeid i en oksyderende eller korrosiv omgivelsese. Gjenstand for oppfinnelsen er også slike gjenstander fremstilt fra en legering ifølge oppfinnelsen, særlig ved smelteriarbeide.
Blant slike anvendelser skal det særlig nevnes fremstilling av gjenstander som kan benyttes for fremstilling eller varmomdanning av glass, for eksempel fibreringsspinneskiver for fremstilling av mineralull.
Selv om oppfinnelsen særlig er beskrevet innen konteksten fremstilling av mineralull kan den anvendes på glassindustrien generelt for å fremstille ovner, spinnedyser eller føderkomponenter eller tilbehør, særlig for fremstilling av tekstilglassgarn og glassvarer.
I tillegg til glassindustrien kan oppfinnelsen finne anvendelse ved fremstilling av et meget vidt spektrum av gjenstander der disse må vise høy mekanisk styrke i en oksyderende og/eller korrosiv omgivelse, særlig ved høy temperatur.
Generelt kan disse legeringer benyttes for å fremstille en hvilken som helst type fast eller bevegelig komponent fremstilt av en ildfast legering som tjener til drift eller kjøring av en
høytemperaturvarmebehandlingsovn (som arbeider over 1100 °C), en varmeveksler eller en reaktor for den kjemiske industri. Således kan de for eksempel være varmevifteblader, brennerstøtter, de kan også benyttes for å fremstille en hvilken som helst type motstandsoppvarmingselementer ment for å arbeide i en varm, oksyderende atmosfære, og å fremstille turbinkomponenter som benyttes i motorene og maskinene i landbaserte, sjøgående eller luftbårede fartøyer, eller en hvilken som helst annen anvendelse ikke rettet mot kjøretøyer, for eksempel i kraftverk.
Således er en gjenstand for oppfinnelsen anvendelse i en oksyderende atmosfære og ved en temperatur på minst 1100 °C av en gjenstand fremstilt av en koboltlegering omfattende de følgende elementer i vekt-% av legeringen:
idet resten består av kobolt og uunngåelige urenheter og at tantal:karbon-molforholdet er minst 0,3.
Oppfinnelsen skal illustreres nærmere ved de følgende eksempler under samtidig henvisning til figurene 1 til 7 der: figur 1 viser et mikrografi av strukturen av en legering ifølge oppfinnelsen;
figur 2 er en graf som illustrerer dennes legeringsmekaniske egenskaper;
figurene 3 og 4 viser mikrografier av strukturen av en sammenligningslegering;
figurene 5 og 6 er grafer som sammenligner de mekaniske egenskaper for forskjellige legeringer; og figur 7 viser et mikrografi av strukturen av en annen legering benyttet ifølge oppfinnelsen.
EKSEMPEL 1
Ved bruk av induktiv smelteteknikk i en inert atmosfære (særlig under argon) ble det fremstilt en smeltet charge med følgende sammensetning som så ble formet ved enkel støping i en sandform:
idet resten er kobolt.
Støpeoperasjonen ble fulgt av en varmebehandling omfattende en oppløsningsbehandlingsfase i 2 timer ved 1200 °C og en sekundær karbidprecipiteringsfase i 10 timer ved 1000 °C, idet hver av disse temperaturopphold ble avsluttet ved luftavkjøling ned til omgivelsestemperatur.
Mikrostrukturen for den oppnådde legering, påvist ved optisk eller elektronmikroskopi ved bruk av konvensjonelle metallografiske teknikker og eventuelt røntgenmikroanalyse, består av en koboltmatriks med en flatesentrert, kubisk struktur, stabilisert ved nærværet av nikkel og omfattende, i fast oppløsning, krom og tantal, med karbidprecipitater til stede i kornene og ved korngrenseflatene. Denne struktur kan sees i figur 1 som viser legeringen sett i en skanderende elektronmikroskopi (MEB) med en forstørrelse på 250: korngrensene som ikke synes i mikrografiet med den benyttede forstørrelse, er antydet ved tynne linjer 1. Innen kornene som defineres av korngrensene 1 består den intragranulære fase av fine sekundære karbider 2 av Cr23C6- og TaC-typen precipitert enhetlig i matriksen og synlige i form av små flekker. Ved korngrensene er det en tett men diskontinuerlig intergranulær fase som utelukkende består av tantalkarbider (TaC) 3 som fremtrer som godt separerte øyer av generelt langstrakt form.
Denne mikrostruktur skyldes tantal:karbon-molforholdet i legeringens sammensetning som nemlig er lik 1,07.
Den termiske stabilitet for denne mikrostruktur ble påvist ved følgende behandling:
en legeringsprøve som var underkastet den ovenfor nevnte oppløsnings- og precipiteringsvarmebehandling ved utglødning, ble oppvarmet i 5 timer ved en temperatur på 1300 °C hvorefter den ble quenchet i vann for å fryse mikrostrukturen.
Strukturen i prøven ble undersøkt ved SEM med en forstørrelse på 250. Denne undersøkelse viste at strukturen i korngrensen kun var lite påvirket ved varmebehandlingen: ingen smeltestart av legeringen og de fremdeles tallrike TaC karbider ble observert.
De mekaniske høytemperaturstyrkeegenskaper for legeringen ble evaluert i en trepunkts bøyekrypresistenstest ved forskjellig temperatur (1200, 1250, 1300 °C) under forskjellige belastninger (21 MPa, 31 Mpa, 45 Mpa). Testene ble utført på et parallellepipedisk prøvestykke med bredde 30 mm og tykkelse 3 mm og der belastningen ble utøvet midtveis mellom bærerne som befant seg 37 mm fra hverandre, underkastet hver av de antydede temperaturer i suksesjon for de tre belastninger i økende rekkefølge. Andre måleserier ble gjennomført under en konstant belastning ved variabel temperatur. Resultatene er oppsummert i figur 2 som i samme graf viser deformasjonen (i um) for prøvestykket som en funksjon av tiden (i timer) for hver test. Tabell 1 gir hellingen for trepunktskrypkurvene ved den temperatur og den belastning som var lagt på og tiden under belastningen.
Legeringen viste utmerkede krypegenskaper ved 1200 og 1250 °C og sogar betydelig krypresistens ved 1300 °C under den pålagte belastning.
Oksydasjonsresistensegenskapene ble evaluert i termogravimetriske tester ved 1200 °C og det ble oppnådd en parabolisk oksydasjonskonstant Kp på 96,5.IO"<12>g<2>.cm"<4>.s"<x>og en parabolisk fordampingskonstant på Kv på3,96.10-<19>g.cm<-2>s<->x.
De mekaniske styrkeegenskaper for legeringen ved lavere temperatur under høy belastning ble bedømt i trepunkts bøyekrypresistenstester ved 1000 °C under en belastning på 103 Mpa og resultatene er angitt nedenfor i lys av sammenligningseksemplene.
Evnen hos denne legering for anvendelse ved konstruksjon av et verktøy for omforming av smeltet glass ble bedømt ved anvendelse for fremstilling av mineralull. En fibreringspinneskive med diameter 200 mm og av konvensjonell form ble fremstilt ved støping og varmebehandling som ovenfor, og derefter benyttet under industrielle betingelser for fibrering av et glass med den nedenfor angitte sammensetning idet temperaturen i spinnerskiven var mellom 1150 og 1210 °C.
Dette er et relativt oksyderende glass sammenlignet med et konvensjonelt glass på grunn av det høye jerninnhold og en redoks på 0,15. Likvidustemperaturen er 1140 °C.
Spinnerskiven ble benyttet med en produksjonsutgang på 2,3 metriske tonn per dag inntil det ble besluttet å stanse den efter at spinnerskiven ble ansett som nedbrutt, påvist ved synlig skade eller ved at kvaliteten på de fremstilte fibre ikke var høy nok. Temperaturen i mineralblandingen som kom til spinnerskiven var rundt 1200 til 1240 °C. Temperaturen for metallet langs spinnerskiveprofilen var mellom 1160 og 1210 °C. Levetiden (i timer) for spinnerskiven ble målt til 390 timer.
Under fibreringstesten ble spinnerskiven underkastet mange varmesjokk ved stans og ny oppstart cirka femten ganger uten at det opptrådte sprekker. Dette viser den gode duktilitet for legeringen ved 1100-1200
°C.
Den lange motstandstid for spinnerskiven skyldes den gode krypresistens for legeringen ved 1200 °C under moderat belastning (de mekaniske tilstander skyldtes geometrien av spinnerskiven).
Kombinasjonen av legeringen i eksempel 1 og et glass som var gjort mindre korrosivt ved nærvær av jern gjorde betingelsene gunstige for fremstilling av mineralull ved meget høy temperatur.
SAMMENLIGNINGSEKSEMPEL 1
For sammenligningsforhold ble det fremstilt en legering i henhold til WO-99/16919 og den ble testet under de samme betingelser idet legeringen hadde følgende sammensetning:
idet resten utgjorde kobolt.
Med et Ta:C-forhold på 0,51 viste mikrostrukturen for denne legering, illustrert i figur 3, nærværet ved korngrensene av rundt 50 % (Cr,W)23C6 karbider (synlige ved 4 i form av tynne, eutektiske områder) og 50 % TaC-karbider (vist ved 3).
Den termiske stabilitet for mikrostrukturen for denne legering ved meget høy temperatur er dårligere enn den for eksempel 1 slik det vises i figur 4 som viser SEM-mikrografiet av en prøve av legeringen fra sammenligningseksempel 1 efter 5 timer ved 1300 °C og vannquenching.
Man kan se at de intergranulære karbider, inkludert tantalkarbidene, er forsvunnet og at flytende (smeltede) områder 5 opptrådte ved 1300 °C og som størknet igjen ved quenching.
Ved krypstyrketester ble det verifisert at den mekaniske styrke for sammenligningslegeringen ved høy temperatur er mindre enn den til legeringen i eksempel 1. Disse resultater er samlet i grafen i figur 5 som viser sammenlignede resultater av krypresistens ved 1200 °C under 31 Mpa, og i grafen i figur 6 som viser sammenlignede resultater for krypresistens ved 1000 °C under 103 Mpa, samt i tabell 1.
1200 °C oksydasjonsresistensegenskaper, evaluert ved termogravisk analyse, er: Kp = 92,4.10"<12>g<2>.cm"<4>.s"<x>ogKv<=>4,86.10"9 g.cm-2.s-x.
SAMMENLIGNINGSEKSEMPEL 2
Figurene 5 og 6 og tabell 1 viser også høytemperaturmekaniske egenskaper for en annen sammenligningslegering av en annen type, nemlig en ODS-type superlegering som har en matriks bestående av nikkel-krom og som er armert eller forsterket med en oksydfase som yttriumoksyd.
Disse høyytelseslegeringer kan ikke oppnås ved støping men ved en komplisert teknologi omfattende pulvermetallurgi ved å produsere en mekanisk legering ved mekanisk syntese av metall- og kerampulveret, sintring under trykk, kompleks termomekanisk bearbeiding og varmebehandling ved meget høy temperatur, altså en meget omkostningsbelastet fremstilling.
Kvaliteten som ble testet i sammenligningseksempel 2 er MA 758 fra SPECIAL METALS.
Det skal påpekes at ODS-legeringen fra sammenligningseksempel 2 har en meget bedre krypresistens enn koboltlegeringen i sammenligningseksempel 1, hellingen for krypkurven ved 1200 °C er 15 ganger større når det gjelder den koboltbaserte sammenligningslegering.
Legeringen i eksempel 1 forblir underlegen ODS-legeringen, har en krypkurvehelling ved 1200 °C som er 2 til 3 ganger større, men dette utgjør en betydelig forbedring i forhold til legeringen ifølge sammenligningseksempel 1.
Det observeres en tilsvarende forskjell i oppførsel ved 1000 °C.
EKSEMPEL 2
En ytterligere legering ifølge oppfinnelsen ble fremstilt som i eksempel 1 og egenskapene bedømt på samme måte idet legeringen hadde følgende sammensetning:
idet resten er kobolt.
Dens mikrostruktur er tilsvarende den til legeringen i eksempel 1 med en intergranulær fase utelukkende bestående av tantalkarbider TaC med et Ta:C-molforhold lik 1,13.
Resultatene av de mekaniske styrkeprøver er gitt i figur 5 og i tabell 1.
EKSEMPEL 3
Nok en legering ifølge oppfinnelsen ble fremstilt som i eksempel 1 og egenskapene ble bedømt på samme måte idet legeringen hadde følgende sammensetning:
idet resten bestod av kobolt.
Dens mikrostruktur skiller seg fra legeringene i eksemplene 1 og 2 ved nærværet ved korngrensene, i tillegg til den samme mengde tantalkarbider, av CR23C6-kromkarbider. De høye karboninnhold gir en høy densitet for karbider hvori fordelingen er cirka 50 % Cr23C6 for 50 % TaC fordi Ta:C-molforholdet er lik 0,39.
Resultatene av de mekaniske styrkeprøver er gitt i figur 5 og i tabell 1.
EKSEMPEL 4
Nok en legering inneholdende wolfram ble benyttet og denne hadde følgende sammensetning:
idet resten bestod av kobolt.
Denne legerings mikrostruktur, illustrert i figur 7 som er et bilde oppnådd i et skanderende elektronmikroskop, avdekker et heller tett intergranulært nettverk av eutektiske tantalkarbider (TaC) 6 med den faste koboltoppløsning. Når mikrostrukturen observeres i optisk mikroskop, efter egnet metallografisk etsing, synes det som om det er forskjellige typer MC-karbider til stede, sannsynligvis på grunn av wolfram bidrar til dannelsen av disse karbider.
Mikrostrukturen viser klart en fase 7 i form av dispergerte, kompakte arealer som er rike på kobolt og på krom i så og så like andeler, bestående av en av TCP (Topologically Close Compact) fasene, sigma CoCr-fasen som er kjent for å gjøre legeringen sprø.
Disse faser opptrer ikke i mikrostrukturen i legeringen i eksempel 1 på tross av en meget lik sammensetning hvis wolfram er fraværende. I dette eksempel 4 synes nærværet av 5,6 % wolfram i tillegg til de 28 % krom, 8 % nikkel og 6 % tantal, å forårsake at det totale innhold av elementer som går i fast oppløsning overskrider en slags oppløselighetsgrense.
Oksydasjonsresistensen ved 1200 °C for denne legering ble evaluert ved termogravisk analyse: de oppnådde verdier var Kp = 190.10"12g<2>.cn<r4.>s<->x og Kv = 4,17.10"<9>g.cm^.s-1.
I en 3 punkts bøyekrypresistenstest ved 1200 °C under en belastning på 31 Mpa hadde denne legering en kryphastighet på rundt 7 til 8 um/time, noe som er noe mindre godt enn legeringene i eksemplene 1 til 3 men en markert forbedring i forhold til legeringen i sammenligningseksempel 1.
Disse egenskaper betyr at legeringen kan benyttes i en oksyderende atmosfære opp til temperaturer rundt 1100 til 1150°C.

Claims (24)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av mineralull ved indre sentrifugering der en strøm av smeltet mineralmateriale helles på en fibreringsspinnerskive hvis perifere kant er gjennomhullet av et stort antall munninger gjennom hvilke filamenter av smeltet materiale unnslipper og trekkes til ull ved innvirkning av en gass,karakterisert vedat temperaturen i mineralmaterialet i spinnerskiven er minst 1100 °C og at fibreringspinnerskiven er fremstilt av en koboltbasert legering omfattende de følgende elementer i vekt-% av legeringen:
idet resten er kobolt og uunngåelige urenheter hvorved molforholdet tantal: karbon er minst 0,3.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat mineralblandingen har en jern III innhold uttrykt som Fe203, på minst 3 vekt-%, fortrinnsvis minst 5 vekt-%.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat mineralblandingen omfatter de følgende bestanddeler i vekt-%:
idet MgO er mellom 0 og 5 % og særlig mellom 0 og 2 % når R20 < 13,0 %.
4. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisertv e d at sammensetningen av legeringen i spinnerskiven inkluderer fra 5,5 til 9 vekt-% tantal.
5. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisertved at blandingen i legeringen i spinnerskiven har et Ta: C-molforhold lik eller større enn 0,9.
6. Fremgangsmåte ifølge krav 5,karakterisert vedat sammensetningen for legeringen i spinnerskiven inkluderer fra 0,3 til 0,55 vekt-% karbon.
7. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av krav 1 til 4,karakterisertved at sammensetningen i legeringen inkluderer fra 0,8 til 1,2 vekt-% karbon.
8. Fremgangsmåte ifølge krav 7,karakterisert vedat sammensetningen i legeringen i spinnerskiven har et Ta:C-molforhold på rundt 0,3 til 0,5.
9. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de foregående krav,karakterisertv e d at sammensetningen for legeringen i spinnerskiven er wolframfri.
10. Fremgangsmåte ifølge krav 9,karakterisert vedat det smeltede mineralmaterialet har en likvidustemperatur rundt 1140 °C eller høyere.
11. Koboltbasert legering med mekanisk høytemperaturstyrke i et oksyderende medium som også inkluderer krom, nikkel, tantal og karbon,karakterisert vedat den ikke inneholder wolfram og at den i det vesentlige består av de følgende elementer der andelene er angitt i vekt-% av legeringen:
idet resten består av kobolt og uunngåelige urenheter og Ta:C-molforholdet er minst 0,3.
12. Legering ifølge krav 11,karakterisert vedat andelen av elementene ligger i følgende områder:
13. Legering ifølge krav 11 eller 12,karakterisert vedat tantal :karbon-molforholdet er minst 0,9.
14. Legering ifølge krav 13,karakterisert vedat karboninnholdet er rundt 0,3 til 0,55 %.
15. Legering ifølge krav 11 eller 12,karakterisert vedat karboninnholdet er rundt 0,8 til 1,2%.
16. Legering ifølge krav 11 eller 12,karakterisert vedat Ta:C-molforholdet er rundt 0,3 til 0,5.
17. Koboltbasert legering med mekanisk høytemperaturstyrke i et oksyderende medium, også omfattende krom, nikkel, tantal og karbon,karakterisert vedat den i det vesentlige består av de følgende elementer i vekt-%-andeler av legeringen:
idet resten er kobolt og uunngåelige urenheter og at Ta:C-molforholdet er minst 0,3 og fortrinnsvis minst 0,35 og helst rundt 0,35 til 0,5.
18. Gjenstand, særlig en gjenstand som kan benyttes spesielt for fremstilling eller varmomdanning av glass, fremstilt av en legering ifølge et hvilket som helst av kravene 11 til 17, særlig ved støperiarbeide.
19. Gjenstand ifølge krav 18,karakterisert vedat den er oppnådd ved støperiarbeide.
20. Gjenstand ifølge krav 19,karakterisert vedat den er underkastet en varmebehandling efter at legeringen ble støpt.
21. Gjenstand ifølge krav 19,karakterisert vedat den har undergått en smiingsoperasjon efter at legeringen var støpt.
22. Gjenstand ifølge et hvilket som helst av kravene 18 til 21,karakterisertv e d at den består av en fibrerende spinnerskive for fremstilling av mineralull.
23. Fremgangsmåte for fremstilling av en gjenstand ifølge krav 20,karakterisertv e d at den omfatter støping av den smeltede legering i en egnet form og en varmebehandling av den støpte gjenstand omfattende et første utglødningstrinn ved en temperatur på 1100 til 1250 °C og et andre utglødningstrinn ved en temperatur på 850 til 1050 °C.
24. Anvendelse i en oksyderende atmosfære og ved en temperatur på minst 1100 °C av en gjenstand fremstilt av en koboltbasert legering omfattende de følgende elementer i vekt-% av legeringen:
Zr mindre enn 0,1 %, idet resten består av kobolt og uunngåelige urenheter og at tantal:karbon-molforholdet er minst 0,3.
NO20025548A 2000-05-23 2002-11-19 Fremgangsmåte for fremstilling av mineralull, koboltbaserte legeringer til bruk for dette samt andre anvendelser NO338387B1 (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0006583A FR2809387B1 (fr) 2000-05-23 2000-05-23 Procede de fabrication de laine minerale, alliages a base de cobalt pour le procede et autres utilisations
PCT/FR2001/001590 WO2001090429A1 (fr) 2000-05-23 2001-05-23 Procede de fabrication de laine minerale, alliages a base de cobalt pour le procede et autres utilisations

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO20025548D0 NO20025548D0 (no) 2002-11-19
NO20025548L NO20025548L (no) 2002-11-19
NO338387B1 true NO338387B1 (no) 2016-08-15

Family

ID=8850524

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20025548A NO338387B1 (no) 2000-05-23 2002-11-19 Fremgangsmåte for fremstilling av mineralull, koboltbaserte legeringer til bruk for dette samt andre anvendelser

Country Status (27)

Country Link
US (2) US20040050114A1 (no)
EP (1) EP1287174B1 (no)
JP (1) JP4991077B2 (no)
KR (1) KR100781181B1 (no)
CN (1) CN1210423C (no)
AR (1) AR035335A1 (no)
AT (1) ATE296902T1 (no)
AU (2) AU6400701A (no)
BR (1) BR0111092B1 (no)
CA (1) CA2410309C (no)
CZ (1) CZ304717B6 (no)
DE (1) DE60111216T2 (no)
DK (1) DK1287174T3 (no)
ES (1) ES2243501T3 (no)
FR (1) FR2809387B1 (no)
HR (1) HRP20020928B1 (no)
HU (1) HU228380B1 (no)
IS (1) IS2193B (no)
NO (1) NO338387B1 (no)
NZ (1) NZ522176A (no)
PL (1) PL196192B1 (no)
PT (1) PT1287174E (no)
RU (1) RU2255131C2 (no)
SK (1) SK286499B6 (no)
UA (1) UA78681C2 (no)
WO (1) WO2001090429A1 (no)
ZA (1) ZA200208481B (no)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2862662B1 (fr) * 2003-11-26 2007-01-12 Saint Gobain Isover Alliage refractaire et procede de fabrication de laine minerale
FR2924442B1 (fr) * 2007-11-30 2010-02-26 Saint Gobain Isover Alliage refractaire, assiette de fibrage et procede de fabrication de laine minerale
CN102161567B (zh) * 2011-03-04 2012-12-26 山东鑫海科技股份有限公司 利用矿热电炉冶炼镍合金熔融废渣显热生产矿棉纤维的方法
RU2567913C1 (ru) * 2014-09-24 2015-11-10 Общество с ограниченной ответственностью "СМП - Механика" Фильерный питатель
FR3042187B1 (fr) * 2015-10-08 2023-08-25 Saint Gobain Isover Fibres minerales
KR102696121B1 (ko) * 2017-02-28 2024-08-20 생-고벵 세바 섬유-형성 플레이트를 위한 합금
ES2953659T3 (es) * 2017-03-14 2023-11-15 Vbn Components Ab Aleaciones basadas en cobalto con alto contenido de carbono
JP6509290B2 (ja) 2017-09-08 2019-05-08 三菱日立パワーシステムズ株式会社 コバルト基合金積層造形体、コバルト基合金製造物、およびそれらの製造方法
ES2913751T3 (es) * 2017-11-20 2022-06-06 Stm Tech S R L Aleación a base de cobalto con una alta resistencia a altas temperaturas, hiladora para la producción de fibras minerales que comprende dicha aleación y procedimiento para la producción de fibras minerales que usa una hiladora de este tipo
EP3677697A1 (en) * 2019-01-07 2020-07-08 Siemens Aktiengesellschaft Co-alloy for additive manufacturing and method
WO2020179081A1 (ja) * 2019-03-07 2020-09-10 三菱日立パワーシステムズ株式会社 コバルト基合金製造物
WO2020179083A1 (ja) 2019-03-07 2020-09-10 三菱日立パワーシステムズ株式会社 コバルト基合金製造物およびその製造方法
KR102436200B1 (ko) * 2019-03-07 2022-08-26 미츠비시 파워 가부시키가이샤 열교환기
KR102422684B1 (ko) 2019-03-07 2022-07-20 미츠비시 파워 가부시키가이샤 코발트기 합금 제조물, 해당 제조물의 제조 방법, 및 코발트기 합금 물품
WO2020179082A1 (ja) 2019-03-07 2020-09-10 三菱日立パワーシステムズ株式会社 コバルト基合金粉末、コバルト基合金焼結体およびコバルト基合金焼結体の製造方法
KR102436209B1 (ko) * 2019-03-07 2022-08-26 미츠비시 파워 가부시키가이샤 코발트기 합금 제조물 및 코발트기 합금 물품
CN113582536B (zh) * 2021-08-20 2023-08-01 山东鲁阳节能材料股份有限公司 一种可溶性矿物纤维毯的制备方法及制备系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3933484A (en) * 1974-05-31 1976-01-20 Owens-Corning Fiberglas Corporation Cobalt-base alloy
WO1999016919A1 (fr) * 1997-09-29 1999-04-08 Isover Saint-Gobain Alliage a base de cobalt, article realise a partir de l'alliage et son procede de fabrication

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3366478A (en) * 1965-07-21 1968-01-30 Martin Marietta Corp Cobalt-base sheet alloy
JPS60224732A (ja) * 1984-04-19 1985-11-09 Mitsubishi Metal Corp Co基耐熱合金
JPS60224731A (ja) * 1984-04-19 1985-11-09 Mitsubishi Metal Corp Co基耐熱合金
US4668265A (en) * 1985-06-18 1987-05-26 Owens-Corning Fiberglas Corporation Corrosion resistant cobalt-base alloy and method of making fibers
JPS6240392A (ja) * 1985-08-16 1987-02-21 Nippon Steel Corp 鋼帯巾方向差厚電気メツキ方法
US4904290A (en) * 1988-09-30 1990-02-27 Owens-Corning Fiberglas Corporation Cobalt based alloys with critical carbon content for making and using in glass fiber production
FR2668470B1 (fr) * 1990-10-29 1992-12-24 Saint Gobain Isover Procede et dispositif de production de fibres par centrifugation interne et application au fibrage de certains verres.
JPH06240392A (ja) * 1992-12-21 1994-08-30 Mitsubishi Materials Corp 耐摩耗性のすぐれたCo基合金製ガラス繊維成形スピナー
JPH07509287A (ja) * 1993-02-05 1995-10-12 イソベール・サン ー ゴバン 溶融無機材料の遠心により繊維を製造するための,単結晶コーティングとして造型されたスピンナおよびその製造方法
FR2778399A1 (fr) * 1998-05-06 1999-11-12 Saint Gobain Isover Composition de laine minerale
FR2783516B1 (fr) * 1998-09-17 2000-11-10 Saint Gobain Isover Composition de laine minerale
FR2806402B1 (fr) * 2000-03-17 2002-10-25 Saint Gobain Isover Composition de laine minerale

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3933484A (en) * 1974-05-31 1976-01-20 Owens-Corning Fiberglas Corporation Cobalt-base alloy
WO1999016919A1 (fr) * 1997-09-29 1999-04-08 Isover Saint-Gobain Alliage a base de cobalt, article realise a partir de l'alliage et son procede de fabrication

Also Published As

Publication number Publication date
EP1287174A1 (fr) 2003-03-05
ES2243501T3 (es) 2005-12-01
PL358176A1 (en) 2004-08-09
AU2001264007B2 (en) 2005-05-05
KR20030001516A (ko) 2003-01-06
DE60111216D1 (de) 2005-07-07
NO20025548D0 (no) 2002-11-19
WO2001090429A1 (fr) 2001-11-29
BR0111092A (pt) 2003-04-08
ZA200208481B (en) 2004-03-11
IS2193B (is) 2007-01-15
EP1287174B1 (fr) 2005-06-01
BR0111092B1 (pt) 2009-05-05
US20070292303A1 (en) 2007-12-20
FR2809387B1 (fr) 2002-12-20
UA78681C2 (uk) 2007-04-25
FR2809387A1 (fr) 2001-11-30
HUP0302040A2 (hu) 2003-09-29
CN1430681A (zh) 2003-07-16
HRP20020928A2 (en) 2005-02-28
AU6400701A (en) 2001-12-03
SK16272002A3 (sk) 2003-05-02
RU2255131C2 (ru) 2005-06-27
JP2003535970A (ja) 2003-12-02
CA2410309A1 (fr) 2001-11-29
NZ522176A (en) 2005-05-27
JP4991077B2 (ja) 2012-08-01
ATE296902T1 (de) 2005-06-15
DE60111216T2 (de) 2006-04-27
PL196192B1 (pl) 2007-12-31
US20040050114A1 (en) 2004-03-18
SK286499B6 (sk) 2008-11-06
KR100781181B1 (ko) 2007-12-03
AR035335A1 (es) 2004-05-12
IS6597A (is) 2002-10-28
HRP20020928B1 (en) 2011-07-31
CZ304717B6 (cs) 2014-09-10
PT1287174E (pt) 2005-10-31
CN1210423C (zh) 2005-07-13
HU228380B1 (en) 2013-03-28
NO20025548L (no) 2002-11-19
DK1287174T3 (da) 2005-10-03
CA2410309C (fr) 2010-11-09
US8398791B2 (en) 2013-03-19
HUP0302040A3 (en) 2010-12-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8398791B2 (en) Process for manufacturing mineral wool, cobalt-based alloys for the process and other uses
CN112771187A (zh) 纤维板用合金
AU749803B2 (en) Cobalt based alloy, article made from said alloy and method for making same
KR102696121B1 (ko) 섬유-형성 플레이트를 위한 합금
JP5461418B2 (ja) 耐火合金、繊維形成板、および鉱物ウールを製造する方法
KR101231759B1 (ko) 내화 합금과 광물면 제조 방법
US20030221756A1 (en) Cobalt based alloy, article made from said alloy and method for making same

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees