CH263074A - Legierung. - Google Patents

Legierung.

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CH263074A
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Corporation Westingho Electric
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Westinghouse Electric Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C19/00Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C22C19/051Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
    • C22C19/055Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being at least 20% but less than 30%

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Description


  Legierung.    Die vorliegende Erfindung bezieht sich  auf eine Legierung, insbesondere auf eine  solche, welche eine hohe Kriech- und Bruch  festigkeit, sowie eine hohe Oxydationswider  standsfähigkeit bei hohen Temperaturen be  sitzt.  



  Es sind verschiedene Legierungen im  Handel zugänglich, welche auf mit Titan ge  härteter Nickelbasis aufgebaut sind und her  vorragende physikalische Eigenschaften bei  Temperaturen von etwa 650 C besitzen. Vor  kurzem hat sich die Notwendigkeit gezeigt.,  ähnliche Legierungen zu erzeugen, welche  geschmiedet     und    maschinell bearbeitet wer  den können und vergleichbare physikalische  Eigenschaften bei hohen Temperaturen im  Bereiche von 730 bis     800 C    aufweisen.  



  Mit, vorliegender Erfindung ist die Schaf  fung einer verbesserten Metallegierung  möglich, welche sich schmieden oder sonst  wie bearbeiten lässt und     ausseheidungshärt-          bar    ist. Diese     Legierung    kann eine gute Wi  derstandsfähigkeit gegen Kriechen und eine  hohe Bruchfestigkeit bei hohen Tempera  turen aufweisen.  



  Die     erfindungsgemässe    Metallegierung ist  dadurch gekennzeichnet, dass sie 32 bis 42  Nickel, 10 bis 23     %    Kobalt, 16 bis 25  Chrom, 3 bis<B>19%</B> Eisen, 2 bis 4     %    Titan, 2  bis<B>10%</B> mindestens eines weiteren     Metalles     der 6. Gruppe des periodischen Systems der  Elemente, ferner 0,1 bis 1     %    Aluminium, 0,5    bis 3     %    Mangan und 0,5 bis 2     %    Silicium  enthält.  



  Es wurde festgestellt, dass Legierungen  von hitzebeständigem Typus herbestellt wer  den können, wobei diesen die gewünschte  Oxydationswiderstandsfähigkeit, hohe Festig  keit, gute Kriechwiderstandsfähigkeit und  Geschmeidigkeit bei hohen Temperaturen von  650 bis 800  C durch eine Ausscheidungshär  tung verliehen werden kann.

   Im allgemeinen  bestehen die innerhalb des Rahmens der Er  findung fallenden Legierungen aus Nickel,  Kobalt, Chrom, Titan,     Molybdän    und Eisen  mit geringen Mengen an     Mangan,    Silicium  und Aluminium, wobei diese Legierungen  durch     Ausscheidung    gehärtet werden können,  indem sie bei hohen Temperaturen einer     Lö-          sungsglühung,    und hierauf bei etwas niedri  gerer Temperatur einer Alterung unterworfen  werden, um ihnen die bei hohen Tempera  turen erwünschten Eigenschaften zu     ver-          verleihen.     



  Die     Mengenverhältnisse    der Bestandteile  der Legierung können etwas schwanken     Lind     liegen im allgemeinen im Bereiche von 32 bis  42 Gewichtsprozent Nickel, 10 bis 23 Ge  wichtsprozent Kobalt, 16 bis 25 Gewichts  prozent Chrom, 3 bis 19 Gewichtsprozent  Eisen, 2 bis 5 Gewichtsprozent     Molybdän,    2  bis 4 Gewichtsprozent Titan, 0,5 bis 3 Ge  wichtsprozent Mangan, 0,5 bis 2,0     Gewichts-          prozent     0,

  1     bis    1 Gewichtsprozent  Aluminium     und    nicht mehr als 1 Gewichts-           prozent    an weiteren Elementen     (Verunreini-          gungen    und     Desoxydationsmittel).     



  Es wurde oben angegeben, dass der Mo  lybdängehalt 2 bis<B>57,</B> betragen     kann;    man  kann aber das     Molybdän    durch Wolfram in  einer Menge von 4 bis 10 % ersetzen. In der  Praxis wird man bei Verwendung von Wolf  ram vorzugsweise' eine äquivalente Menge       Wolfram    an Stelle bloss eines Teils des Mo  lybdängehaltes verwenden, so dass die erhal  tene     Legierung        Molybdän    und Wolfram zu  sammen     aufweist.     



  Als bevorzugt gilt eine Legierung fol  gender     Zusammensetzung:    32 bis 42%     Nik-          kel,    17 bis 23     %    Kobalt, 17 bis 21     %    Chrom,  2 bis 4% Titan, 2 bis     3,5%        Molybdän,    0,6 bis  <B>0,8%</B> Mangan, 0,6 bis<B>0,9%</B> Silicium, 0,1 bis  0,4% Aluminium, während der Rest aus  Eisen mit nicht mehr als 1 % der üblichen  Verunreinigungen besteht.

   Legierungen aus  36 bis 38 % Nickel, 19 bis 21 % Kobalt, 17 bis  19 % Chrom, 15 bis 18 % Eisen, 3 %     Molyb-          dän,   <B>2,7%</B> Titan, 0,6 bis<B>0,8%</B> Mangan, 0,6  bis<B>0,9%</B> Silicium und<B>0,3%</B>     Aliuninium    be  sitzen ausserordentlich günstige Eigen  schaften, wenn sie in der nachfolgend be  schriebenen Weise einer Ausscheidungshär  tung unterzogen werden.  



  Im allgemeinen erfolgt die auf die Legie  rungen anwendbare Ausscheidungshärtung  durch Abschrecken der Legierungen von  einer     Lösungsglühtemperatur    zwischen 950  und 1200 C, bei welcher Temperatur sie  während 1 Minute bis 8 Stunden behandelt  werden können, und durch     Alternlassen    bei  einer Temperatur zwischen 700 und<B>870'C</B>  während 4 bis 50 Stunden. Die     Lösungsglüh-          temperatur    und die     Alterungstemperatur     hängen in einem     gewissen    Masse von der Zu  sammensetzung der Legierung und von den  der Legierung zu verleihenden     Eigenschaften     ab.  



  Es sei bemerkt, dass der     Titangehalt    den  massgebenden Faktor zur Verleihung der  ausscheidungshärtenden Eigenschaften dar  stellen dürfte, obzwar der     Molybdängehalt     scheinbar mit dem Titan zur Erreichung der       Ausscheidungshärtung        zusammenwirkt.    Bei    der Herstellung der Legierung wird man  vorzugsweise das Titan in Form eines     koh-          lenstofffreien        Ferrotitans        verwenden,    welches  einen aussergewöhnlich niedrigen Aluminium  gehalt als Verunreinigung aufweist.

   Ein sol  ches     Ferrotitan    ist im Handel erhältlich, so  dass die     Erzeugung    der vorliegenden Legie  rung mit einem niedrigen Aluminiumgehalt  möglich ist.  



  Der Aluminiumgehalt soll nicht mehr als  <B>17,</B> betragen, um eine gute Geschmeidigkeit  bei einer bestimmten Kriech- oder Bruchfe  stigkeit zu erreichen. Es wurde ferner fest  gestellt, dass im Hinblick darauf, dass Alu  minium chemisch sehr aktiv ist, bei einem  Aluminiumgehalt der Legierung von mehr  als 1 % das Aluminium bei der Darstellung  der Legierungen den Nachteil mit sich bringt,  dass die Eigenschaften der Legierungen nicht  oder nur schwierig verbessert werden können.  Bei einem Aluminiumgehalt von weniger als  1%, zweckmässig von 0,1 bis 0,4%, erreicht  man sehr leicht die     gewünschten    Eigen  schaften der Legierungen.  



       Molybdän    wird ebenfalls zur Erreichung  einer gewissen Geschmeidigkeit der Legie  rung zugesetzt. Bei zunehmendem     Molybdän-          gehalt    von 2 % aufwärts wird beobachtet,  dass die erhaltene Legierung eine zuneh  mende Widerstandsfähigkeit gegen Heiss  formen aufweist, so dass     5/001'        Molybdän    als  Höchstgehalt betrachtet werden kann, wel  cher der Legierung noch mit Vorteil     zugesetzt     werden kann.  



  Gute Eigenschaften werden erreicht mit  einem Nickelgehalt von 32 bis     42/001,    einem       Kobaltgehalt    von 10 bis 231w, und einem  Eigengehalt von 3 bis 19     %.    Man wird jedoch  vorzugsweise den     Kobaltgehalt    zwischen 17       und    23 ,wo und den Eisengehalt zwischen 13  und<B>19,070</B> halten. In jenen Fällen, in denen  der     Kobaltgehalt    dem untern Grenzwert von       10/-0        nahekommt,    wird man den     Molybdän-          gehalt        zweckmässigerweise    gegen     dessen    obere  Grenze von 5 % verschieben.

   Verwendet man       Ferrochrom    bei der     Erzeugung    der     Legie-          rung,    so erhält man meist einen Eisengehalt  von 13 bis     1970,    während     bei.    Verwendung      von reinem Chrom in der Beschickung der  Eisengehalt, in der erzielten Legierung bis auf  3     %    sinken kann, ohne sieh auf die physika  lischen Eigenschaften der Legierung schäd  lich auszuwirken.  



  Der oben angegebene Gehalt an Chrom,  Silicium und Mangan scheint mit dem     Molyb-          dängehalt    zusammenzuwirken, um ein Über  altern der Legierung bei Betriebstempera  turen von 800  C zu verhindern, wie dies    weiter unten beschrieben sein wird, wobei  zu verstehen ist., dass das Chrom, Silicium  und Mangan in ihren Maximalmengen vor  zugsweise nur dann verwendet werden, wenn  der     Molybdängehalt    den oben angegebenen  untern     CTrenzwert    erreicht.  



  In der folgenden Tabelle I werden einige  bevorzugte Legierungen, deren     Zusammen-          setzung    im oben angegebenen Bereiche liegt,  aufgezählt:  
EMI0003.0008     
  
    <I>Tabelle <SEP> I.</I>
<tb>  Gehalt <SEP> in <SEP> Gewichtsprozenten:

  
<tb>  Nr. <SEP> Ni <SEP> Co <SEP> Gr <SEP> Mo <SEP> Ti <SEP> Al <SEP> 8i <SEP> Mn <SEP> Fe
<tb>  KB832 <SEP> 42 <SEP> 18,1 <SEP> 18,5 <SEP> 2,98 <SEP> 2,31 <SEP> 0,59 <SEP> 0,56 <SEP> 0,77 <SEP> 13,9
<tb>  Kb1000 <SEP> 37 <SEP> 20 <SEP> 18,0 <SEP> 3,1.6 <SEP> 2,52 <SEP> 0,24 <SEP> 0,93 <SEP> 0,7 <SEP> 17,0
<tb>  KB1024 <SEP> 37 <SEP> 20 <SEP> 17,9 <SEP> 2,8 <SEP> 2,68 <SEP> 0,30 <SEP> 0,72 <SEP> 0,65 <SEP> 17,0
<tb>  R99 <SEP> 37 <SEP> 20 <SEP> 17,9 <SEP> 3,03 <SEP> 2,99 <SEP> 0,25 <SEP> 0,65 <SEP> 0,72 <SEP> 17,0
<tb>  R100 <SEP> 37 <SEP> 20 <SEP> 18,1 <SEP> 2,96 <SEP> 3,23 <SEP> 0,36 <SEP> 0,69 <SEP> 0,7 <SEP> 16,9       Die in dieser Liste angegebenen Legierun  gen wurden einer ausscheidungshärtenden  Behandlung zur Entwicklung ihrer Eigen  schaften unterworfen.

   Sämtliche     Legierungen     wurden einer     Lösungsglühung    bei 1150  C  während 1 Stunde unterworfen und hierauf  in Öl abgeschreckt, worauf sie einen mini  malen Härtegrad von 150 bis 180     DPH    auf  wiesen und sich leicht in die gewünschte  Form von Werkstücken, wie z. B. Schaufeln  für Gasturbinen und Motoren mit Rückstoss  antrieb, verarbeiten liessen.  



       DPH    bezieht sich auf die sog.      Vickers          Diamantpyramiden-Ilärteprobe ,    welche eine  sog. Standard-Methode zum Messen der Härte  von ausserordentlich harten Metallen ist     und     darin besteht, dass diese letzteren einem     St.an-          dard-Druck    während einer     standardisierten     Dauer mit einem pyramidenförmigen Dia  manten unterworfen werden. Die Diagonale       des    erzielten Einschnittes wird unter einem  Mikroskop gemessen und der     Vickers-Härte-          wert    von einer Umrechnungstabelle abge  lesen.  



  Bei der     Alterungsbehandlung    der Legie  rungen dieser Erfindung wurde festgestellt,  dass die maximale Härte dadurch erreicht    werden kann, dass die Legierungen bei der  niedrigeren     Alterungstemperatur    während  langer Zeit gealtert werden, dass jedoch bes  sere     Krieehbruchfestigkeiten    unter Einbusse  an Härte erzielt werden können, wenn die  Legierungen während einer kürzeren Zeit  spanne bei einer nahe am obern Grenzwert  oder am obern Grenzwert liegenden Tempe  ratur gealtert werden.  



  Um die beim Altern einiger der oben ge  nannten Legierungen erhaltenen physika  lischen Eigenschaften besser zu verstehen, sei  bemerkt, dass für die wichtigsten Anwendun  gen, für welche die erfindungsgemässen Le  gierungen in Frage kommen, eine Lebens  dauer des Gegenstandes bei hoher Tempe  ratur von 100 Stunden als hinreichend  betrachtet wird und dass die     Konstrukteure     der Ansicht sind, dass eine plastische Deh  nung bis zu     1,11,1'    der Länge der Gegenstände  während dieser Zeitspanne toleriert werden  kann.  



  Auf dieser Basis und zur Angabe der mit  der neuen Legierung erhältlichen Eigen  schaften wird die Kriechwiderstandsfähigkeit  im nachfolgenden als jene Belastung defi  niert, bei welcher nach     7.00    Stunden eine      1     %        ige    plastische Dehnung eingetreten ist.  Gleicherweise wird die Kriechfestigkeit als  die Belastung definiert, welche nach 100  Stunden einen Bruch zur Folge hat, wäh  rend die Bruchdehnung als die plastische       Dehnung    der Legierung definiert wird, wel  che bei dieser Belastung dem Bruch nach  <B>100</B> Stunden eben vorangeht.  



  Unter Bezugnahme auf die folgende Ta  belle     II    sei bemerkt, dass in allen Fällen die       Legierungen    während 20 Stunden bei der  angegebenen     Alterungstemperatur    gealtert  wurden, worauf sie auf ihre Härte geprüft       wurden.    Einige der Legierungen wurden    hierauf während 20 Stunden bei der ange  gebenen Prüftemperatur stabilisiert, wobei  die Härtewerte nach der Stabilisierungs  behandlung in jenen Fällen eingetragen sind,  in denen eine Stabilisierungsbehandlung  erfolgte. Im Falle des Probestückes R99A  wurde die gealterte Legierung während 20  Stunden bei 730  C, anstatt der Prüftem  peratur von 650 C, stabilisiert.

   Die Prüf  temperaturen, die Kriechwiderstandsfähigkeit  (Last bei<B>17,</B> Dehnung nach 100 Stunden),  die     Kriechbruchfestigkeit        und    Bruchdeh  nung und der Härtegrad nach der Prüfung  werden in -dieser Tabelle aufgezählt.

    
EMI0004.0010     
  
    <I>Tabelle <SEP> IL</I>
<tb>  Alterungs- <SEP> Härte <SEP> - <SEP> DPH
<tb>  Nr. <SEP> temp. <SEP> o <SEP> C <SEP> gealtert <SEP> stabilisiert <SEP> nach <SEP> der
<tb>  Prüfung
<tb>  KB <SEP> 832 <SEP> 815 <SEP> 290 <SEP> 326 <SEP> 342
<tb>  KB <SEP> 832 <SEP> 815 <SEP> 290 <SEP> 322 <SEP> 334
<tb>  KB <SEP> 832 <SEP> 815 <SEP> 290 <SEP> - <SEP> 270
<tb>  KBl000 <SEP> 760 <SEP> 296 <SEP> 344 <SEP> 338
<tb>  KB1000 <SEP> 760 <SEP> 305 <SEP> 318 <SEP> 318
<tb>  KB1000 <SEP> 760 <SEP> 300 <SEP> 265 <SEP> 249
<tb>  KB1024 <SEP> 815 <SEP> 282 <SEP> 324 <SEP> 334
<tb>  1(B1024 <SEP> 815 <SEP> 280 <SEP> 326 <SEP> 312
<tb>  KB1024 <SEP> 815 <SEP> 276 <SEP> - <SEP> 252
<tb>  KB1024 <SEP> 815 <SEP> 274 <SEP> 210 <SEP> 203
<tb>  R99A <SEP> 815 <SEP> 295 <SEP> 339 <SEP> 358
<tb>  R99B <SEP> 815 <SEP> 296 <SEP> 33<B>1</B> <SEP> 333
<tb>  R99c <SEP> 815 <SEP> 299 

  <SEP> - <SEP> 290
<tb>  R99A <SEP> 785 <SEP> 322 <SEP> 366 <SEP> 374
<tb>  R99B <SEP> 785 <SEP> 324 <SEP> - <SEP> 345
<tb>  R99c <SEP> 785 <SEP> 328 <SEP> - <SEP> 302       
EMI0005.0001     
  
    Kriechwiderstands- <SEP> Kriechbruch- <SEP> Bruch  Nr. <SEP> Prüf-Temp. <SEP>   <SEP> C <SEP> fähigkeit <SEP> bei <SEP> 1 /o <SEP> festigkeit <SEP> dehnung
<tb>  Dehnung <SEP> kg/cm$ <SEP> kg/cm' <SEP> in <SEP>  /o
<tb>  KB <SEP> 832 <SEP> 650 <SEP> 4540 <SEP> 4940 <SEP> 3
<tb>  KB <SEP> 832 <SEP> 730 <SEP> 2890 <SEP> 2980 <SEP> 3
<tb>  KB <SEP> 832 <SEP> 815 <SEP> 1575 <SEP> 1730 <SEP> 10
<tb>  KB1000 <SEP> 650 <SEP> 4970 <SEP> 5060 <SEP> 2,

  0
<tb>  KB1000 <SEP> 730 <SEP> 3020 <SEP> 3270 <SEP> 12
<tb>  KB1000 <SEP> 815 <SEP> 1145 <SEP> 1500 <SEP> 37
<tb>  KB1024 <SEP> 650 <SEP> 4800 <SEP> 5220 <SEP> 8
<tb>  KB1.024 <SEP> 730 <SEP> 3l20 <SEP> 3360 <SEP> 12
<tb>  KB1024 <SEP> 815 <SEP> 1500 <SEP> l870 <SEP> 30
<tb>  KB1024 <SEP> 870 <SEP> 850 <SEP> 1045 <SEP> 35
<tb>  R99A <SEP> 650 <SEP> 4860 <SEP> 5180 <SEP> 1,5
<tb>  R99B <SEP> 730 <SEP> 3440 <SEP> 3560 <SEP> 2,3
<tb>  R99C <SEP> 815 <SEP> 1785 <SEP> 2050 <SEP> 19
<tb>  R99A <SEP> 650 <SEP> - <SEP> 5l60 <SEP> 0,4
<tb>  R99B <SEP> 730 <SEP> 3320 <SEP> 3460 <SEP> 1,3
<tb>  R99C <SEP> 8l.5 <SEP> 1665 <SEP> 1950 <SEP> 14,0       Aus den in der Tabelle     1I    für die Probe  stücke     R99A,    R99B und R99C angegebenen  Prüfwerten,

   welche Probestücke die Zusam  mensetzung der Legierung R99 der Tabelle I  aufweisen, ist ersichtlich, dass die drei Probe  stücke, welche bei<B>785'</B> C gealtert wurden,  eine geringere Bruchdehnung aufweisen als  jene Legierungen, welche bei<B>8151</B> C gealtert  wurden, ohne eine Zunahme der Kriechwider  standsfähigkeit zu erreichen. Die gleiche  Beobachtung wurde in manchen andern Bei  spielen gemacht, weshalb die Legierungen  zweckmässig bei 815  C oder mehr gealtert  werden unter nachfolgender Stabilisierungs  behandlung während 20 Stunden oder mehr,  bei einer Temperatur, welche zweckmässig       zwischen    700 und 760  C liegt.

   Die Kombi  nation der     Alterungsbehandlung    oberhalb  <B>785'</B> C und die beschriebene Stabilisierungs  behandlung ergeben eine ausgesprochene  Erhöhung der Bruchdehnung und der       Kriecbbruchfestigkeit    der so behandelten  Legierungen.  



  Bei der Durchführung der ausscheidungs  härtenden Behandlung ist für die     Lösungs-          glühung    der Legierung auf die letztendliche  Verwendung der Legierung Rücksicht     zu     nehmen. Wird beispielsweise die Legierung    für einen Zweck verwendet, bei welchem zu  folge     Kriechens    oder Bruchs eine Betriebs  störung zu befürchten ist, so hat sich eine       Lösungsglühung    zwischen 1100 und<B>1200'C</B>  während etwa 1 Stunde zur Erzeugung einer  richtigen Korngrösse, welche im wesentlichen  der Korngrösse von Nr. 2 bis 5     ASTM,    d. h.  32 bis 256 Körner pro mm=, entspricht, als  wirksam erwiesen.

   Eine solche Korngrösse  erhöht die Widerstandsfähigkeit der Legie  rung gegen Kriechen oder Bruch.  



  Ist anderseits eine Betriebsstörung auf  Grund von Wechselspannungen zu befürch  ten, so sollte die Legierung zweckmässig eine  feine Korngrösse, welche zwischen Nr. 5 und  Nr. 8     ASTM,    d. h. 256 und 2048 Körner pro  mm=, liegt, besitzen, obgleich dadurch eine  gewisse Einbusse an Kriechwiderstandsfähig  keit bei     81-5'C    zugunsten einer höheren Er  müdungsfestigkeit bei niedrigeren Tempera  turen von 650 bis<B>700"C</B> in Kauf genommen  werden muss.

   Eine solche feine Korngrösse  kann dadurch erhalten werden, dass die     Lö-          sungsglühung    zwischen 980 und<B>1150'C</B>  stattfindet, wobei die Dauer der Behandlung  sich umgekehrt zur Temperatur verhält und  bei niedriger Temperatur etwa 1 Stunde bis           zu    etwa 5     Minuten    bei höherer Temperatur  beträgt. Dabei ist eine Alterung bei einer  Temperatur     zwischen    730 und 870  C vor  teilhaft.  



  Die angewandte     Lösungsglühtemperatur     ist     ebenfalls    abhängig vom     Titangehalt.    Bei  einer Betriebstemperatur von 650  C     wurde     festgestellt, dass der     zulässige    Minimalwert  der     Bruehdehiiung    für eine 100stündige Le  bensdauer etwa 3     %    betragen sollte, da die  erfindungsgemässen     Legierungen    bei niedri  geren Werten gegenüber Beanspruchung sehr       empfindlich    werden.

   Die     Prüfungen    haben  gezeigt, dass bei Anwendung     einer        Lösungs-          glühung    von     1150 'C        die    maximal zulässige  Härte     zur    Erreichung der     erforderlichen          Bruchdehnung    bei etwa 290     DPH    liegt und  zwar bei einem Maximum von<B>2,9%</B> Titan  bei einer Alterung der Legierung bei 815 'C,  wobei die erzielte Legierung eine Kriech  bruchfestigkeit von 1970     kg/cm2    bei     815'C     aufweist.

   Enthält die     Legierung    2,3 bis 2,9  Titan, so wird sie     zweckmässig    einer     Lö-          sungsglühung    bei 1150"C unterworfen und  bei 815  C gealtert. Wird der Betriebsbedin  gungen wegen eine     Lösungsglühung    bei  980  C     erforderlich,    so kann der     Titangehalt     bis auf 4 % erhöht werden, während bei  einer     Lösungsglühimg    bei 1200  C der Titan  gehalt     auf    2     %        gesenkt    werden kann, um Le  gierungen von gewünschten Eigenschaften zu  erreichen. .  



       Erfolgt    die     Lösungsglühung    bei einer  Temperatur zwischen 980     und    1150  C, so  kann man gute Kriech-     -Lund    Festigkeitseigen  schaften erhalten, wenn die Legierung     bis    zu  3 % Titan enthält und bei einer Temperatur       zwischen    700 und 770  C gealtert     wird,

      so  fern die bis zu 3     %    Titan enthaltenden Le  gierungen von der niedrigeren     Lösungsglüh-          temperatur    abgeschreckt und die bis zu     21/2     Titan enthaltenden Legierungen von der     Lö-          sungsglühtemperatur    von 1150  C abge  schreckt werden. Bei der soeben beschrie  benen     AlterLmgsbehandlung    wird festgestellt,  dass     eine    weitere Stabilisierung bei einer nie  drigeren.

   Temperatur,     wie    weiter oben be  schrieben     wurde,    im     Zusammenhang    mit    der höheren     Adterungsbehandlung    oberhalb  785  C, nicht nötig ist, um die erforderlichen  Kriech- und Festigkeitseigenschaften zu er  reichen.  



  Die beschriebenen Legierungen werden  nicht überaltert, wenn sie während etwa 1000  Stunden Betriebstemperaturen von 815,  C       unterworfen    werden, sofern der     Molybdän-          gehalt    in der Nähe von 5     %    liegt. Liegt der       Molybdängehalt    beim Wert von 2     %    oder nä  hert er sich diesem untern Wert, so besteht  Neigung in ausgesprochenem Masse     zier     Überalterung.

   Dieser Neigung kann mit Er  folg begegnet werden, indem man den  Chrom-, Silicium-     imdloder        Mangangehalt     auf die oben erwähnten obern     Grenzwerte    auf  Kosten des Nickelgehaltes nach Massgabe der  Verringerung des     Molybdängehaltes    erhöht.  



  Die erfindungsgemässen Legierungen     eignen     sich für die Herstellung der verschiedensten  Typen von Gegenständen, welche gute     Oxy-          dations-    und Kriechwiderstandsfähigkeit bei  hohen Temperaturen von 650 bis 81.5  C  erheischen. Ein besonderes Beispiel von sol  chen Gegenständen sind Schaufeln für Gas  turbinen und Düsenantriebe.

   Sie eignen sich  ebenfalls für permanente Formen     zum    Gie  ssen von Kupferlegierungen oder als Dorn  bei der Herstellung von nahtlosen Röhren  oder     ass        Schmiedegesenkteile.    Eine spezielle       Anwendung    der Legierung besteht in der Be  nützung derselben     zur    Herstellung von Mo  toren für Höchsttemperaturen und im     be-          sondern    von Rotoren, -bei welchen die Schau  feln aus dem Umfangsteil derselben heraus  gearbeitet sind.  



  Bei der     Herstellung    dieser Gegenstände  kann die     Legierung    in Form von Knüppeln  leicht in die ungefähre Form des herzustel  lenden Gegenstandes geschmiedet werden.  Die     Lösungsglühtmg    wird hierbei     ailf    das  geschmiedete Werkstück angewandt     und,          falls    eine maschinelle Bearbeitung notwendig  ist, wird das     lösiinggeglühte,    geschmiedete  Werkstück vorzugsweise vor der     Alterungs-          behandlimg    maschinell bearbeitet.

   Falls das  Werkstück durch maschinelle Bearbeitung  anstatt durch eine Schmiedeoperation ge-      formt wird, so ist es vorteilhaft, die     Lösungs-          glühung    vor der maschinellen Behandlung  vorzunehmen. In den meisten Fällen wird die  endgültige Bearbeitung des Werkstückes vor  der     Alterungsbehandlung    vorgenommen.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRüCHE: I. Metallegierung, dadurch gekennzeichnet, dass sie 32 bis 42 % Nickel, 10 bis 23 % Ko balt, 16 bis 25 % Chrom, 3 bis 19 % Eisen, 2 bis 4 % Titan, 2 bis<B>10%</B> mindestens eines weiteren Metalls der 6. Gruppe des perio dischen Systems der Elemente, ferner 0,1 bis 1 % Aluminium,<B>0,5</B> bis 3 % Mangan und 0,5 bis 2 % Silicium enthält. Il.
    Verfahren zur Herstellung einer Legie rung nach Patentansprtteh I, dadurch ge kennzeichnet, dass die gegossene und fest ge wordene Legierung von einer Temperatur zwischen 950 und 1200 C abgeschreckt und hierauf bei einer Temperatur zwischen 700 und 870 C gealtert wird. UI\TTERAN SPRüCIIE 1. Legierung naeli Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass sie 2 bis 5 % Mo lybdän enthält. 2. Legierung nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, class sie 4 bis<B>10%</B> Wolfram enthält. 3.
    Legierung nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus 36 bis 38 % Nickel, 19 bis 21 % Kobalt, 17 bis 19 % Chrom, 15 bis 18 % Eisen, etwa 2,7,-, Titan, etwa 3 % Molybdän, etwa 0,3 % Aluminium, 0,6 bis 0,8 % Mangan und 0,6 bis 0,9 % Silicium besteht. 4.
    Legierung nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus 32 bis 42 % Nickel, 17 bis 23 Kobalt, 17 bis 21 % Chrom, 2 bis 3,5 % Mo- lybdän, 2 bis 4 % Titan, 0,1 bis 0,4 % Alu minium, 0,6 bis<B>0,8%</B> Mangan, 0,6 bis 0,9 Silicium und als Rest aus Eisen besteht. 5. Verfahren nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass die Legierung nach einer Alterungsbehandlung oberhalb 785 C einer Stabilisierungsbehandlung bei einer Temperatur zwischen 700 und 760'C während mindestens 20 Stunden unterworfen wird. 6.
    Verfahren nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass die Legierung von einer Temperatur zwischen 1.100 und<B>1200'C</B> abgeschreckt und bei einer Temperatur zwi schen 700 und 870 C gealtert wird, so dass die Legierung eine im wesentlichen gleichför mige Korngrösse von 32 bis 256 Körnern pro mm= enthält. 7. Verfahren nach Patentanspruch II, da durch gekennzeichnet, dass die Legierung von einer Temperatur zwischen 980 und<B>1150'C</B> abgeschreckt und bei einer Temperatur zwi schen 730 und 870 C gealtert wird, so dass die Legierung eine im wesentlichen gleichför mige Korngrösse von 256 bis 2048 Körnern pro mm= enthält.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2805945A (en) * 1949-01-28 1957-09-10 Straumann Reinhard Mainspring composed of nickel base alloys
US2842439A (en) * 1954-10-01 1958-07-08 Gen Electric High strength alloy for use at elevated temperatures

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