NO773167L - Legering for behandling av smeltet metall, saerlig for tilsetning av sjeldne jordartsmetaller - Google Patents
Legering for behandling av smeltet metall, saerlig for tilsetning av sjeldne jordartsmetallerInfo
- Publication number
- NO773167L NO773167L NO773167A NO773167A NO773167L NO 773167 L NO773167 L NO 773167L NO 773167 A NO773167 A NO 773167A NO 773167 A NO773167 A NO 773167A NO 773167 L NO773167 L NO 773167L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- alloy
- nickel
- rare earth
- iron
- earth metals
- Prior art date
Links
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 title claims description 35
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 title claims description 34
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 title description 16
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 97
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 97
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 84
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 76
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 41
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 40
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical group [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 14
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 6
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N praseodymium atom Chemical compound [Pr] PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims description 4
- 239000010953 base metal Substances 0.000 claims 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 claims 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 20
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 15
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 15
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 9
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 9
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 8
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 229910001122 Mischmetal Inorganic materials 0.000 description 5
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 5
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- UGKDIUIOSMUOAW-UHFFFAOYSA-N iron nickel Chemical compound [Fe].[Ni] UGKDIUIOSMUOAW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000161 steel melt Substances 0.000 description 4
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 3
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 3
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229910000623 nickel–chromium alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 150000004763 sulfides Chemical group 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- YPFNIPKMNMDDDB-UHFFFAOYSA-K 2-[2-[bis(carboxylatomethyl)amino]ethyl-(2-hydroxyethyl)amino]acetate;iron(3+) Chemical compound [Fe+3].OCCN(CC([O-])=O)CCN(CC([O-])=O)CC([O-])=O YPFNIPKMNMDDDB-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000617 Mangalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- QXZUUHYBWMWJHK-UHFFFAOYSA-N [Co].[Ni] Chemical compound [Co].[Ni] QXZUUHYBWMWJHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QFGIVKNKFPCKAW-UHFFFAOYSA-N [Mn].[C] Chemical compound [Mn].[C] QFGIVKNKFPCKAW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 cast iron Chemical compound 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000788 chromium alloy Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 210000001787 dendrite Anatomy 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010218 electron microscopic analysis Methods 0.000 description 1
- 229910001651 emery Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 239000003923 scrap metal Substances 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/007—Alloys based on nickel or cobalt with a light metal (alkali metal Li, Na, K, Rb, Cs; earth alkali metal Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Al Ga, Ge, Ti) or B, Si, Zr, Hf, Sc, Y, lanthanides, actinides, as the next major constituent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Description
"Legering for behandling av smeltet metall, særlig
for tilsetning av sjeldne jordartsmetaller".
Denne oppfinnelse angår legeringer,basert på nikkel, jern og et eller flere sjeldne jordartsmetaller, hvilke legeringer er særlig godt egnet for tilsetning av sjeldne jordartsmetaller til legeringssmelter.
Det er kjent at små mengder av et eller flere av de "lette" sjeldne jordartsmetaller cerium, lanthan, neodymium og praseodymium, herunder blandinger av disse metaller i form av mischmetall, kan anvendes til å forbedre egenskapene hos en lang rekke legeringer, f.eks. ved at de regulerer formen av sul-f idinneslutninger i legeringsstål, eller' til å forbedre nikkel-kromlegeringers oksydasjonsmbtstand. Mens gode resultater til en viss grad er blitt oppnådd med smelter i laboratoriemåle-stokk, har vanskeligheter gjort seg gjeldende ved tilsetning av meget små mengder, f.eks. 0,03%, av sjeldne jordartselementer til store, industrielle smeltecharger. Blant disse vanskeligheter er dårlig utbytte av og kontroll med tilsetningen av de sjeldne jordartsmetaller såvel som store kostnader. Det er derfor et behov for et mer effektivt og økonomisk middel for tilsetning av sjeldne jordartsmetaller til legeringssmelter.
Det ble nå funnet en legering inneholdende et eller flere sjeldne jordartsmetaller, ved hvilken de ovenfor nevnte vanskeligheter i alminnelighet avhjelpes, idet legeringen har spesielle brukskvaliteter innbefattende tilfredsstillende densitet og holdbarhet i fast tilstand og god dispergeringsevnebg blandbarhet i flytende tilstand. Den er derfor godt egnet til bruk som en tilsetningslegering når man ønsker å tilsette visse sjeldne jordartsmetaller til høytemperatur-legeringssmelter, så som stålsmelter, smelter av nikkélbaserte legeringer og andre legeringer med smeltepunkt (eller smelteområde) så høyt som 1371°C eller endog høyere, f.eks. 1538°C.
Oppfinnelsen tilveiebringer således en legering hvorav minst 90 vekt% består av nikkel, jern og et eller flere av de sjeldne jordartsmetaller cerium,, lanthan, neodymium og praseodymium i slike innbyrdes forhold at nikkelinnholdet, jerninnholdet og det samlede innhold av sjeldne jordartsmetaller representerer et punkt innen området ABCDA på det ternære diagram på tegningen,
- resten magnesium i en mengde på 0-4% og forurensninger.
På figuren omfatter området ABCDA. de ternære punkter innenfor (og innbefattende punktene på) en kontinuerlig linje gjennom punkt A, B, C og D. Disse punkter har .de ternære koordi-nater, angitt i prosent, som er vist i nedenstående tabell, hvor mengden av nikkel, jern og de sjeldne jordartsmetaller cerium, lanthan, praseodymium og neodymium (i det foreliggende betegnet RE) er beregnet - for hvert metall - som den prosentvise andel av den samlede vekt av nikkel, jern og RE-metall i legeringen, eksklusive eventuelle andre elementer som kan være til stede.
Ternære prosentvise andeler
(beregnet av den samlede vekt av Ni, Fe og RE)
Av tabellen vil det sees at legeringen har ternære andeler på 6-73% nikkel, 15-64% jern og 12-51% RE basert på den samlede vekt av nikkel, jern og RE, som utgjør minst 9 0% av legeringen. Da legeringen dessuten kan inneholde andre elementer i en mengde på til sammen opp til 10%, kan innholdet av nikkel, jern og sjeldne jordartsmetaller sies å være 5,5-73% nikkel, 13,5-64% jern og 11-51% sjeldne jordartsmetaller basert på den samlede vekt av alle elementer i legeringen. I begge tilfelle er det selvsagt vesentlig å korrelere nikkelinnholdet,' jerninnholdet og innholdet av sjeldne jordartsmetaller med hverandre (eksklusive de andre elementer som kan være til stede) i over-ensstemmelse med området ABCDA i det ternære diagram.
Regulering av nikkelinnholdet, jerninnholdet og innholdet av sjeldne jordartsmetaller på den ovenfor beskrevne måte gir i alminnelighet en legering som er lett å fremstille, er holdbar i fast form og kan anvendes for pålitelig og effektiv innføring av de sjeldne jordartsmetaller i smeltede legeringer, særlig jern-, nikkel-og koboltbaserté legeringer.
Det kan spesielt nevnes at legeringen hår gode smelte-og støpeegenskaper som gjør at den på tilfredsstillende måte kan fremstilles ved luft-induksjonssmelting; den.har også gode form-fyllings- og størkningsegenskaper, innbefattende resistens mot varmriss, slik at feilfritt, tett støpegods lett kan erholdes, f. eks. i former av jern.
Legeringens gode metallurgiske stabilitet og duktilitet gir den god holdbarhet; legeringen har ved vanlige temperaturer lang utmattingslevetid i sine ønskede former under transport, lagring og annen håndtering. Dette illustreres ved legeringens slagfasthet når den fra en høyde på eksempelvis ca. 1,5 m slippes ned på et betonggulv, og ved dens motstand mot avflakning, knusing eller annen desintegrering eller dekrepitering, f.eks. dekrepi-teringen av RE-nikkel-legeringer etter størkning.
Når legeringen anvendes som tilsetningslegering for innføring av sjeldne jordartsmetaller, viser den god disperge-ringseyne, idet den i alminnelighet har en densitet (etter i støping) ■ på 7,3-8,5 g/cm 3 og en smeltétemperatur (når legeringen er fullstendig smeltet) mellom 1093 og 1371°C.
Skjønt det vil sees av det ternære diagram at den del av linjen som definerer området ABCDA mellom punkt A og B og også C og D, ikke er rettlinjet, så ligger alle foretrukne legeringer ifølge oppfinnelsen innenfor det område som defineres av rette linjer mellom alle punktene A, B, C og D.
Det samlede innhold av nikkel, jern dg sjeldne jordartsmetaller må være minst 90% av legeringen dg er fortrinnsvis minst 95%.
Av de øvrige elementer som kan være til stede, er magnesium, som fordelaktig virker til å sikre hurtig og ensartet dispergering av legeringen når den tilsettes en smelte, og som dessuten kan ha andre gunstige virkninger, f.eks. regulering av sulfid-f ormen i stål til hvilken legeringen tilsettes. Mengder, opp til 4% magnesium kan anvendes; mer enn 4% kan resultere i. uønsket høy, muligens-eksplosiv, reaktivitet under tilsetningen av legeringen til høytemperatursmelter og har også én ugunstig virkning på densiteten og holdbarheten av legeringen. Fortrinns vis tilsettes minst 1% magnesium til legeringen, og en- optimal mengde, er 2-3%;
Andre elementer som ofte forekommer i mindre mengder som legeringsingredienser i returmetall eller skrap, spesielt,
når det gjelder stål eller andre jernbaserte legeringer, kan tolereres i legeringene ifølge oppfinnelsen i mengder som ikke virker ugunstig på legeringenes viktigste egenskaper, spesielt den gode dispergeringsevne og holdbarhet, eller på ugunstig måte påvirker smeltens (eller støpegodsets) ønskede egenskaper, dvs. den smelte til hvilken legeringene tilsettes. Disse elementer defineres i det foreliggende som innbefattet i uttrykket "forurens- . ninger",, og mengder av karbon opp til 2%, silicium opp til 5%
og mangan opp til 5% kan tolereres. Representative legeringer ifølge oppfinnelsen inneholder vanligvis 0 ,1-0,25% karbon, 0,1-0,5% mangan og/eller 0,1-0,5% silicium.
Når det gjelder andre forurensninger, nevnes at oksygen og nitrogen ikke ønskes i legeringene, men de kan være til stede, eventuelt som oksyder og nitrider,- i en samlet mengde på høyst 0,5%. Kalsium vil være uheldig i legeringene, og hvis det har tendens til å opptas fra råmaterialene ved fremstillingen av legeringene, bør innholdet ikke overstige 0,1%, og fortrinnsvis bør det være mindre enn 0,08%, f.eks. høyst 0,05%, av den størknede legering.
Legeringenes samlede innhold av andre elementer enn nikkel, jern og sjeldne jordartsmetaller må selvsagt være under 10%.
For oppnåelse av optimal dispergeringsevne. og holdbarhet anvendes et innhold av nikkel og sjeldne jordartsmetaller i legeringen på fortrinnsvis minst 65%.
En legering inneholdende 15-25% jern, 20-30% sjeldne jordartsmetaller og 2-3% magnesium, resten nikkel - bortsett fra forurensninger, er spesielt fordelaktig som et middel for tilsetning til^stål på et sent stadium, f.eks. i ovnen'like før tapping, eller til støpeøsen eller støpeformen, og for oppnåelse av sulfid- f orm-reguler ing .
En annen legering inneholdende 15-25% jern, 35-45% sjeldne.jordartsmetaller og opp til 4% magnesium, resten nikkel bortsett fra forurensninger,er spesielt fordelaktig som tilset-nihgsmiddel med høyt RE-innhold for tilsetning til stål og nikkelbaserte legeringer.
Den støpte legerings mikrostruktur er en peritektisk struktur som har et dendritisk gitter med betydelig volum, minst 10 volum% av en jernrik nikkel-jern-fase i fast oppløsning som gir den duktilitet som er vesentlig eller nødvendig for legeringenes rissmotstandsdyktighet.
Sammen med nikkeljernfasen inneholdt de støpte legeringer ifølge oppfinnelsen flere ytterligere etsefaser, som ved hjelp av elektronmikroskopisk analyse ble vist å være nikkel-rike faser inneholdende jern og sjeldne jordartsmetaller i forskjellige forhold.
Støpeblokker av legeringene kan oppdeles, eksempelvis ved hjelp av en smergelskive eller sag, til de ønskede størrelser for anvendelse som tilsetningsmiddel. I motsetning til enkelte andre tilsetnihgslegeringer som er sprø og som derfor har tendens til å sundbrytes til små partikler og finstoff under behandlingen oppviser "legeringene ifølge oppfinnelsen p.g.a. sin duktilitet og bruddmotstand en meget liten tendens til nedbryting med materialtap til følge under anvendelse og håndtering.
Typiske smelter til hvilke legeringene kan tilsettes med det formål å tilsette sjeldne jordartsmetaller, er smelter av jern, nikkel eller kobolt (eller blandinger derav) som i alminnelighet har smeltetemperaturer på ca. 1093°C eller derover. Under tilsetningen vil badet gjerne ha en temperatur på ca. 1149°C eller mer, men fortrinnsvis ikke over 1704°C, og legeringen kan hensiktsmessig slippes ned på smeltens overflate og smeiten holdes ved disse temperaturer inntil legeringen har gått i opp-løsning og er dispergert i smeiten. Om det ønskes kan badet om-røres, hvorved dispergeringen lettes. Fordelaktig tilsettes legeringen i størrelser på 25,4 mm diameter eller større, f.eks. 102 mm, hvilket begunstiger retensjonen og dispergeringen i badet. Deretter kan badet, med eller uten ytterligere desoksydasjon . eller annen behandling i henhold til vanlig praksis for den aktuelle smelte, tappes i en støpeøse og støpes i former.. Alter-nativt kan smeiten støpes direkte. Legeringene kan tilsettes til bad smeltet ved hvilken som helst vanlig metode, innbefattende luft- eller vakuumsmelting og induksjons- eller lysbuesmelting.
De følgende eksempler vil ytterligere belyse, oppfinnelsen ...
EKSEMPEL I
En luftinduksjonssmelte av en legering (nr. 1) nominelt inneholdende 38% sjeldne jordartsmetaller, 24% jern og resten nikkel (38%) ble fremstilt ved smelting av elektrolytisk nikkel og "Armco"-jern og tilsetning av mischmetall (inneholdende 48% cerium, 33% lanthan, 14% neodymium, 5% praseodymium) når smeltetemperaturen nådde 1538°C. Mischmetallet ble tilsatt som stykker kuttet fra en 25 mm tykk slabb, idet denne form for tilsetning ble funnet mest hensiktsmessig for god utnyttelse av de sjeldne jordarter og for unngåelse av unødig dannelse av dross. Leire/- grafitt-digler ble foretrukket p.g.a. deres motstand mot angrep ved høy .temperatur. Den smeltede legering viste god formfyllings-evne ved 1371°C. Etter at mischmetallet var tilsatt til nikkel-jern-smelten, ble legeringen støpt som små barrer i støpejerns-former.. Tilfredsstillende feilfrie slagfaste barrer ble erholdt uten skadelig porøsitet eller varmriss. Barrene viste god holdbarhet og ingen dekrepitering ved lagring i 30 dager ved 38°0 i en atmosfære med 98% relativ fuktighet. Kjemisk analyse (normali-sert til 100%) av prøver av den støpte legering viste at den inneholdt tilsammen 37,9% av de sjeldne jordartsmetaller cerium, •lanthan, neodymium og praseodymium, 23,8% jern, 37,7% nikkel 0,1% karbon, 0,4% oksygen, 0,1% silicium; densiteten umiddelbart.
3 etter støpingen var 7,82 g/cm , og smeltetemperaturen var ca.'1249°C.
Mikrografisk undersøkelse av en prøve av legering nr. 1 i den støpte tilstand viste at mikrostrukturen besto av nikkel-jerndendritter og tre forskjellige étsefaser identifisert som (Ni, Fe)5RE, (Ni,Fe)7RE2og (Ni,Fe)3RE.
En smelte (A) av et karboh-mangan-stål inneholdende 0,10% karbon, 1,25% mangan, 0,25%' silicium, 0,01% fosfor og 0,02% svovel ble oppvarmet til 1593°C, beroliget (tettet) med aluminium og behandlet med en tilsetning av 0,1% RE-metall ved at man slapp ned i smeiten støpte stykker av legering nr. 1 som veide ca. 0,25% av stålsmelten. Tilsetningslegeringen disper-gertes hurtig og rolig i stålsmelten•(A) uten synlig reaksjon. Ca. 5 minutter etter tilsetningen ble stålsmelten utstøpt i en ■ form. Kjemisk analyse av det størknede stål viste at stålet som var behandlet med tilsetningslegering nr. 1, inneholdt 0,026% mischmetall, 0,11% nikkel, 0,007% aluminium og 0,007% oksygen. Mikrografisk undersøkelse viste at. tilsetningen var gunstig for sulfid-form-regulering.
EKSEMPEL II
En smelte av en legering (nr. 2) nominelt inneholdende 27% sjeldne jordartsmetaller, 21% jern og resten nikkel (52%)
ble fremstilt og støpt, under anvendelse av råmaterialer og støpe-ripraksis som i eksempel I, hvorved det erholdtes barrer av tilsetningslegeringen. Legering nr. 2 ble ved kjemisk analyse vist
å inneholde 27,1% RE-metaller, 20,8% jern, 51,7%.'nikkel, 0,1% karbon, 0,2% oksygen, 0,1% silicium; den hadde én densitet.etter støpingen på 8,03 g/cm^ og en smeltetemperatur på ca. 1260°C.
I en typisk test ble en 907 kg smelte (B) av en nikkel-kromlegering inneholdende 78% nikkel, 14% krom og 7% jern oppvarmet til 1510°C og behandlet ved denne temperatur med en 1,4 kg tilsetning av legering nr. 2, idet man lot en barre av legering nr. 2 falle ned i smeiten. Smeiten ble holdt ved behandlingstempera-turen i ca, 5 minutter etter tilsetningen og deretter støpt og størknet i smigodsformer, hvorved det erholdtes barremetall inneholdende 0,05% eller mer RE-metall dispergert i den størknede- legering av smelte B. Behandlingen hadde en gunstig virkning på nikkelkromlegeringens oksydasjonsmotstand.
EKSEMPEL III
En smelte av en legering (nr.'3) nominelt inneholdende 26,3% sjeldne jordartsmetaller, 32,5% jern og resten nikkel ble fremstilt og støpt, under anvendelse av råmaterialer og støperi-praksis som i eksempel I, hvorved det erholdtes barrer av tilsetningslegeringen. /Analyse viste at legeringen inneholdt 26,3% RE-metaller, 32,5% jern, 40,9% nikkel, 0,1.% oksygen, 0,1% silicium; den hadde'en densitet etter støpingen på 7,86 g/cm 3 og en smeltetemperatur på ca. 1330°C.
I en typisk test ble en 907 kg smelte (C) av et lav-. legert, høyfasthetsstål inneholdende 0,1% karbon, 1%.mangan, 0,3% silicium, 0,5% nikkel, 0,5% krom.og 0,02% svovel oppvarmet til 1593°C og behandlet ved denne temperatur med en tilsetning av legering nr. 3, idet man lot eh3,4 kg barre av legering nr. 3 falle ned i smeiten. Smeiten ble holdt ved behandlingstempera-turen i ca. 5 minutter etter tilsetningen og ble så støpt og størk-net i smigodsformer til barrer med et innhold av RE-metall på 0,03% dispergert i den størknede legering av smelte C.
EKSEMPEL IV
Et illustrerende eksempel på et magnesiumholdig tilsetningsmiddel inneholdende RE-metall er en støpt legering inneholdende 2,5% magnesium, 25% sjeldne jordartsmetaller, 20% jern, 0,1% karbon, 0,1% oksygen, 0,1% silicium og resten nikkel (legering nr. 4) fremstilt ved smelting av nikkel og jern, tilsetning av RE-metallet som mischmetall, nedsenking.av magnesium i smeiten ved 1427°C og støping i støpejernsformer, hvorved det erholdtes 3,4 kg barrer av legeringen.
En 9070 kg smelte (D) av et legeringsstål inneholdende 0,1% karbon, 1% mangan, 0,3% silicium, 0,25% molybden og 0,03% niob ble desoksydert med silicium, innstilt på 1621°C, tappet i en øse, desoksydert med aluminium og deretter behandlet med en 34 kg tilsetning av legering nr. 4, som ble tilsått ved at man lot ti 3,4 kg barrer av legeringen falle ned i smeiten. Etter tilsetningen lot man smeiten stå i ca. 10 minutter, hvoretter
den ble støpt og størknet i smigodsformer til barrer inneholdende 0,03% eller mer RE-metaller dispergert i den faste legering av smelte D. Behandlingen forbedret reguleringen av sulfid-formen ved å forebygge dannelse av langstrakte sulfidinneslutninger under varmvalsing.
Oppfinnelsen-kommer særlig til anvendelse for inkorpo-rering av sjeldne jordartsmetaller i stål og nikkelbaserte legeringer. Videre er oppfinnelsen generelt anvendbar hvor man ønsker å inkorporere sjeldne jordartsmetaller i jern og stål, f.eks. støpejern, bløtt stål, lavlegert stål eller rustfritt stål såvel som nikkelbaserte legeringer, koboltbaserte legeringer og andre metaller og legeringer med lignende eller høyere densitet og smeltetemperatur.
Claims (8)
1. Legering, hvorav minst 90 vekt% består av nikkel, jern og et eller flere av de sjeldne jordartsmetaller cerium, lanthan, neodymium og praseodymium i slike innbyrdes forhold at nikke.l-innholdet, jerninnholdet og det samlede innhold av sjeldne jord
artsmetaller representerer et punkt innen området ABCDA på det ternære tegningsdiagram, og hvor resten er magnesium i en mengde på 0-4%.og forurensninger.
2. Legering ifølge krav 1, karakterisert ved at minst 95% består av nikkel, jern og sjeldne jordartsmetaller.
3. Legering ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den inneholder minst 1% magnesium.
4. Legering ifølge krav 3, karakterisert ved åt den inneholder 2-3% magnesium.
5. Legering ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at nikkelinnholdet pluss innholdet av sjeldne jordartsmetaller er minst 65%.
6. Legering ifølge krav 1, karakterisert ved at den inneholder 15-25% jern, 20-30% sjeldne jordartsmetaller og 2-3% magnesium, resten, bortsett fra forurensninger, nikkel.
7. Legering ifølge krav 1, karakterisert ,
ved at den inneholder 15-25% jern, 35-45% sjeldne jordartsmetaller og opp til 4% magnesium, resten, bortsett fira forurensninger, nikkel.
8. Hvilken som helst av de beskrevne legeringer 1-4.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/723,886 US4121924A (en) | 1976-09-16 | 1976-09-16 | Alloy for rare earth treatment of molten metals and method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO773167L true NO773167L (no) | 1978-03-17 |
Family
ID=24908111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO773167A NO773167L (no) | 1976-09-16 | 1977-09-14 | Legering for behandling av smeltet metall, saerlig for tilsetning av sjeldne jordartsmetaller |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4121924A (no) |
| JP (1) | JPS5337521A (no) |
| CA (1) | CA1082005A (no) |
| DE (1) | DE2741345A1 (no) |
| ES (1) | ES462378A1 (no) |
| FR (1) | FR2364972A1 (no) |
| GB (1) | GB1530549A (no) |
| NO (1) | NO773167L (no) |
| SE (1) | SE7710326L (no) |
| ZA (1) | ZA775224B (no) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5810454B2 (ja) * | 1980-02-07 | 1983-02-25 | 住友特殊金属株式会社 | 永久磁石合金 |
| US4612164A (en) * | 1984-11-01 | 1986-09-16 | Inco Alloys International, Inc. | Nickel copper alloys with enhanced malleability and improved sulfide distribution |
| GB8605878D0 (en) * | 1986-03-10 | 1986-04-16 | Johnson Matthey Plc | Casting transition metal alloy |
| US5188711A (en) * | 1991-04-17 | 1993-02-23 | Eveready Battery Company, Inc. | Electrolytic process for making alloys of rare earth and other metals |
| US5888665A (en) * | 1995-06-07 | 1999-03-30 | California Institute Of Technology | LaNi5 is-based metal hydride electrode in Ni-MH rechargeable cells |
| US5656388A (en) * | 1995-06-07 | 1997-08-12 | California Institute Of Technology | Metal hydrides as electrode/catalyst materials for oxygen evolution/reduction in electrochemical devices |
| JP2955662B1 (ja) * | 1998-09-29 | 1999-10-04 | 工業技術院長 | 三元系水素吸蔵合金およびその製造方法 |
| CN101599545B (zh) * | 2009-07-29 | 2010-11-03 | 钢铁研究总院 | RE-Mg-Ni型金属氢化物二次电池用储氢合金及其制备方法 |
| FR2988720B1 (fr) * | 2012-03-27 | 2014-03-14 | Servier Lab | Nouveau procede de synthese de l'ivabradine et de ses sels d'addition a un acide pharmaceutiquement acceptable |
| RU2547376C1 (ru) * | 2013-11-21 | 2015-04-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Лигатура для титановых сплавов |
| RU2633678C1 (ru) * | 2016-12-21 | 2017-10-16 | Акционерное общество "ЕВРАЗ Ванадий Тула" | Способ получения лигатуры ванадий-марганец-кремний |
| CN107574337B (zh) * | 2017-08-03 | 2019-07-23 | 上海交通大学 | 一种Ni-Al-RE三元共晶合金及其制备方法 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB190316853A (en) * | 1903-07-31 | 1904-05-26 | Carl Freiherr Auer Vo Welsbach | Manufacture of Metallic Alloys having Pyrophoric Action and their application to the purposes of Ignition and Illumination. |
| GB190916210A (en) * | 1908-09-23 | 1910-01-27 | Kunheim And Company | Improvements in Metallic Alloys. |
| US2841488A (en) * | 1952-02-06 | 1958-07-01 | Int Nickel Co | Nodular cast iron and process of making same |
| US2850381A (en) * | 1952-08-01 | 1958-09-02 | American Metallurg Products Co | Process and alloy for adding rare earth elements and boron to molten metal baths |
| US2829973A (en) * | 1953-04-09 | 1958-04-08 | Magnesium Elektron Ltd | Magnesium base alloys |
| US2771359A (en) * | 1955-03-24 | 1956-11-20 | Beryllium Corp | Rare earth master alloys |
| US2810640A (en) * | 1955-04-28 | 1957-10-22 | American Metallurg Products Co | Master alloys containing rare earth metals |
| US3189445A (en) * | 1956-12-31 | 1965-06-15 | Vincent P Calkins | Binary nickel base alloys |
| AT222375B (de) * | 1958-02-14 | 1962-07-25 | Treibacher Chemische Werke Ag | Verwendung von Cer- (Mischmetall-) Eisenlegierungen zur Herstellung von Zündsteinen nach dem Strangpreßverfahren |
| FR1429743A (fr) * | 1965-04-02 | 1966-02-25 | Treibacher Chemische Werke Ag | Procédé de traitement de métaux fondus et nouveaux produits ainsi obtenus |
| BE728414A (no) * | 1968-04-01 | 1969-07-16 | ||
| US3801311A (en) * | 1973-01-24 | 1974-04-02 | Int Nickel Co | Method of introducing rare earth metals into addition alloys |
| US3980468A (en) * | 1973-11-01 | 1976-09-14 | Cabot Corporation | Method of producing a ductile rare-earth containing superalloy |
| US3894867A (en) * | 1974-01-09 | 1975-07-15 | Us Navy | Incendiary alloys existing as a dispersion of incendiary particles in a non-incendiary atmospheric attack-resistant matrix |
| US3949351A (en) * | 1974-06-03 | 1976-04-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Variable delay line |
-
1976
- 1976-09-16 US US05/723,886 patent/US4121924A/en not_active Expired - Lifetime
-
1977
- 1977-03-31 CA CA275,228A patent/CA1082005A/en not_active Expired
- 1977-08-29 ZA ZA00775224A patent/ZA775224B/xx unknown
- 1977-09-09 GB GB37645/77A patent/GB1530549A/en not_active Expired
- 1977-09-14 NO NO773167A patent/NO773167L/no unknown
- 1977-09-14 FR FR7727736A patent/FR2364972A1/fr not_active Withdrawn
- 1977-09-14 DE DE19772741345 patent/DE2741345A1/de not_active Withdrawn
- 1977-09-15 SE SE7710326A patent/SE7710326L/xx unknown
- 1977-09-15 ES ES462378A patent/ES462378A1/es not_active Expired
- 1977-09-16 JP JP11151577A patent/JPS5337521A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES462378A1 (es) | 1978-06-01 |
| US4121924A (en) | 1978-10-24 |
| GB1530549A (en) | 1978-11-01 |
| CA1082005A (en) | 1980-07-22 |
| DE2741345A1 (de) | 1978-03-23 |
| JPS5337521A (en) | 1978-04-06 |
| ZA775224B (en) | 1978-07-26 |
| SE7710326L (sv) | 1978-03-17 |
| FR2364972A1 (fr) | 1978-04-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2230797C2 (ru) | Способ измельчения зерна стали, сплав для измельчения зерна стали и способ получения сплава для измельчения зерна | |
| US4140555A (en) | Nickel-base casting superalloys | |
| CN106312000A (zh) | 立式连铸生产齿轮钢用18CrNiMo7‑6连铸圆坯方法 | |
| NO773167L (no) | Legering for behandling av smeltet metall, saerlig for tilsetning av sjeldne jordartsmetaller | |
| CN104060157A (zh) | 一种过共晶高铬白口铸铁及其制备方法 | |
| Zhang et al. | Effects of cooling rate and isothermal holding on the characteristics of MnS particles in high-carbon heavy rail steels | |
| CN114032461B (zh) | 一种高强度低屈强比高耐蚀海工用高氮钢及其制备方法 | |
| CN104651729B (zh) | 工程机械斗齿用钢及斗齿的制备方法 | |
| CN110423928B (zh) | 一种高强度阻燃镁合金 | |
| CN115896634A (zh) | 一种耐高温有色金属压铸成型模具钢材料及其制备方法 | |
| Guo et al. | The effect of phosphorus, sulphur and silicon on segregation, solidification and mechanical properties of cast Alloy 718 | |
| US3876422A (en) | Elongated leaded steel casting | |
| CN109609822B (zh) | 一种半固态成型铝合金及其制备方法 | |
| CN111518990B (zh) | 一种控制易切削钢中合金元素均匀分布的方法 | |
| US10465258B2 (en) | Grain refinement in iron-based materials | |
| US2693414A (en) | Methods of casting titanium stabilized steel | |
| CN106399771B (zh) | 一种钢液镁处理用缓释镁合金的制备方法 | |
| CN104404361B (zh) | 一种d型石墨铸铁及其生产方法 | |
| Kopyciński et al. | The influence of iron powder and disintegrated steel scrap additives on the solidification of cast iron | |
| SU1726546A1 (ru) | Способ рафинировани алюминиевых сплавов от железа | |
| US3540882A (en) | Metal refining agent consisting of al-mn-ca alloy | |
| RU2270266C2 (ru) | Лигатура для модифицирования и легирования сплавов | |
| SU1617031A1 (ru) | Лигатура дл стали | |
| JPH04120225A (ja) | Ｔｉ―Ａｌ系合金の製造方法 | |
| Janerka et al. | Various aspects of application of silicon carbide in the process of cast iron Melting |