CH498199A - Korrosionsbeständige Kobalt-Chrom-Wolfram-Legierungen - Google Patents

Description

  
 



  Korrosionsbeständige Kobalt-Chrom-Wolfram-Legierungen
Nach einem vorbekannten, doch nicht zum Stand der Technik gehörenden Vorschlag kann die Korrosionsbe   ständigkeit    von Hartlegierungen auf Co-Cr-W-Basis durch Zusatz von Cu und Mo verbessert werden. So weist z. B. eine Legierung mit folgender Zusammensetzung eine besonders hohe Korrosionsbeständigkeit bei praktisch unverminderter Verschleissfestigkeit auf:
2,2-2,5%C, 30-32% Cr,
13-20% W, 39-47%Co,    je 0-1    %   MQ      und Si,       0,=6       /o      Cu      und    0-6% Mo,   insbesondere   
2,2 %C, 30 % Cr, 14   Ole    W,
46% Co, 4%Mo, 2% Cu und je 0-1    /o    Mn und Si.



   Bei Legierungen innerhalb der angeführten Analysengrenzen handelt es sich um Hartlegierungen mit hoher Verschleissfestigkeit, doch können auch Hartlegierungen mit mittlerer Verschleissfestigkeit durch Zusatz von Kupfer und gegebenenfalls Molybdän korrosionsbeständig gemacht werden. Ihr Legierungsbereich liegt innerhalb folgender Grenzen:
0,7-2,2% C, 0-2% Si,
0-1% Mn, 25-35% Cr,
3-12,9% W, 0,2-6% Cu,    0-60/0 Mo,    Rest Co.



   Ein besonderer Vorteil gegenüber den hochverschleissfesten Typen ist der, dass sie sich ohne Vorwärmung des Grundwerkstoffes rissfrei aufschweissen lassen. Auch bei dieser Sorte von Legierungen wird die Korrosionsbeständigkeit durch Zusatz von Cu und Mo ohne Einbusse der Verschleissfestigkeit erhöht. Weiter konnte gefunden werden, dass sowohl bei den Legierungen mit hoher als auch bei denen mit mittlerer Verschleissfestigkeit eine weitere Steigerung der Korrosionsbeständigkeit durch den Zusatz von Nickel erreicht werden kann.



   Aufbauend auf die oben beschriebene kupfer- und molybdänhaltigen Legierungen mit etwa 2,0 % C, 0-1 % Si, 0-1 % Mn, 30 % Cr, 14 % W, 46 % Co, 4    /o    Mo und 2    /o    Cu wurden zwei weitere Legierungen mit hoher Verschleissfestigkeit erschmolzen, die bei entsprechender Absenkung des Kobaltgehaltes 10 % bzw. 20 % Nickel enthalten. Die Zusammensetzung der untersuchten Legierungen ist in Tafel 1 wiedergegeben.



      Tatell    Chemische Zusammensetzung von Hartlegierungen mit   Kupfer,      Molybdän    und Nickel Schmelze C Si Mn   Cr    W Ni Co 1) Mo Cu Fe Nr.



  1 2,30 0,42 0,32 28,46 14,70 9,7 37,66 3,39 1,85 0,20 2 2,26 0,46 0,32 28,00 16,15 19,3 27,90 3,30 2,11 0,20 1) als Rest berechnet  
Durch den Ersatz von Kobalt durch Nickel werden die Härtewerte bei Raumtemperatur nur wenig vermindert, etwa von 5455 RC bei der nickelfreien Legierung, auf 52-54 RC bei der Legierung 1 mit 10 % Nickel und auf 50-52 RC bei der Legierung 2 mit 20 % Nickel. Mit einer nennenswerten Verminderung der Verschleissfestigkeit durch den Ersatz von Kobalt durch Nickel ist daher nicht zu rechnen.



   An den Legierungen 1 und 2 wurden wieder im gegossenen und geschweissten Zustand in 10 %oiger Salz-, 20 %iger Schwefel- sowie in 30 %iger Salpetersäure bei Raum- und Siedetemperatur Gewichtsverlustbestimmungen durchgeführt, deren Ergebnisse in Tafel 2 zusammengestellt sind.



   Tafel 2 Gewichtsverluste in   glm2h    in   SaS,    Schwefel- und Salpetersäure der Legierungen in Tafel 1 im gegossenen und geschweissten Zustand Angriffs- Versuchs- Leg. 1 in Tafel 1 Leg. 2 in Tafel 2 mittel temp. gegoss. geschw. gegoss. geschw.



  10%   HCI    Raumtemp. 0,34 0,56 0,31 0,69
Siedetemp. 87 96 65 85 20%   HnS04    Raumtemp. 0,09 0,09 0,04 0,08
Siedetemp. 1,94 1,55 1,70 1,57 30%   HNOs    Raumtemp. 0,02 0,01 0,03 0,01
Siedetemp. 1,44 1,16 3,62 2,24
Vergleicht man diese Gewichtsverluste mit denen der in Tafel 3   zusammengefassten      nickelfreien    Legierungen, so zeigt es sich, dass durch den Nickelzusatz eine weitere Zunahme der Korrosionsbeständigkeit erreicht wird. Im Durchschnitt gerechnet, nehmen die Gewichtsverluste sowohl in Salzsäure als auch in Schwefelsäure durch den Zusatz von 10 bzw. 20 % Nikkel um das 2-3-fache ab.



   Tafel 3    loprozentige    Salzsäure 20prozentige Schwefelsäure Leg. Gehalt an Raumtemp. Siedetemp. Raumtemp. Siedetemp.



  Nr. Mo Cu gegoss. geschw. gegoss. geschw. gegoss. geschw. gegoss. geschw.



  3 - 3,5 0,6 0,9 258 255 0,08 1,5 7,6 1,7 4 3,4 2,3 1,2 0,8 234 257 0,02 0,03 6,0 2,4 5 3,1 4,1 0,7 0,7 211 310 0,13 0,2 2,2 9,4 6 4,8 5,5 1,4 0,9 212 234   0,012    0,4 4,7 5,3 7 6,7 3,4 3,2 0,7 207 229 0,04   0,3    3,8 4,2
Der Unterschied in der Korrosionsbeständigkeit der Legierungen mit 10 und 20 % Nickel selbst ist nur gering. Für die praktische Verwendung korrosionsbeständiger kupfer- molybdän- und nickelhaltiger Hartlegie   urngen    käme somit eine Legierung mit einer Sollzusammensetzung von: 2,2 % C, 0-1 % Si,   0-1 0/0    Mn, 30 % Cr, 14    /0    W, 10 % Ni, 36 % Co, 4    /o    Mo und   2 o. % Cu als günstigste Legierung in Frage.   



   Bei Ni-Gehalten unter 10 % ist die korrosionshemmende Wirkung geringer, doch gleichfalls vorhanden.



   Ein ähnlich günstiger Effekt durch Zusatz von Ni konnte bei den Legierungen mittlerer Verschleissfestigkeit erzielt werden. Die Analysengrenzen derartiger Hartlegierungen liegen zwischen
0,7-2,2% C, 0-2% Si, 0-1% Mn,
25-35 % Cr,   3-12,9 0/o W,      0-100/0 Ni,       0-6 0/o Mo,      0,2-6  /o Cu,    0-1%Fe, Rest Co.



   Als besonders vorteilhaft hat sich eine Legierung mit folgender Zusammensetzung erwiesen:
1,2%C, 1,1% Si, 0,15% Mn,
30 0/oCr, 4 0/oW, 7 0/oNi,
3,3% Mo, 1,6% Cu, 0-1% Fe, Rest Co.



   Dass dieser Hartlegierungstyp mit mittlerer Verschleissfestigkeit (weniger C und weniger W) gegenüber  einem   Hartlegierungstyp    mit hoher Verschleissfestigkeit (mit höheren Gehalten an C und W) die gleich gute Korrosionsbeständigkeit aufweist, falls Cu, Mo und Ni zulegiert wird, ergibt sich aus der Gegenüberstellung der Gewichtsverluste in Salzsäure und Schwefelsäure der beiden wie folgt zusammengesetzten Legierungen: a) Legierung für mittlere Verschleissfestigkeit:
1,20%C, 1,0% Si, 0,09% Mn,
27,7% Cr, 4,9% W, 6,0% Ni,
3,43 Mo, 1,48% Ca, 0,35% Fe, Rest Co.



  b) Legierung mit hoher   Verschleissfestigkeit:   
2,23% C, 1,28% Si, 0,08%Mu,
27,1% Cr, 13,5% W, 6,1% Ni,
3,53% Mo, 1,50% Ca, 0,7% Fo, Rest Ca Gewichtsverluste in   gim2    in Sala-, Schwefel- und   Salpe    tersäure der Legierungen a) und b) Angriffsmittel Versuchstemp. Legierung a   Legierung b   
1% H2SO4 Raumtemps, 0,01 0,01
Siedetemp. 0,53 0,59 20%   HS.,O4    Raumtemp. 0,015 0,018
Siedetemp. 1,20 1,15 10% HC1 Raumtemp. 0,75 0,83    Siedetemp.    135 142
Der Vergleich der Gewichtsverluste für beide Legierungen zeigt, dass bei der Legierung a) mit mittlerer Verschleissfestigkeit durch Zusatz von Molybdän, Kupfer und Nickel eine gleich gute Korrosionsbeständigkeit erreicht werden kann, wie bei der Legierung b), die zum hochverschleissfesten Legierungstyp zählt.

 

   Gegenstand der Erfindung   sind    daher korrosionsbe- Stäadige Leglarungen mit
0,7%-2,5% C, 0-2% Si, 0-1 % Mn,
25-35 % Cr, 3-20% W, 0-6% Mo,
0,2-6% Cu, 0-20% Ni, 0-0,7% Fe, Rest Co 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Korrosionsbeständige Co-Cr-W-Legierung mit 0,7-2,5% C, 0-2% Si, 0-1% Mn, 25-35% Cr.

   3-20% W, 0-6% Mo, 0,2-0,6% Cu, his 20% Ni, 0-0,7% Fe, Rest Co, UNTERANSPRÜCHE 1. Korrosionsbeständige Co-Cr-W-Legierung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet dass sie 2,2-2,5% C, 30-32% Cr, 13-20% W, 0-1% Mn, 0-1 0/o Si, 0,2-6% Cu, 0-6 0/o Mo, bis 20% Ni, 0-0,7 % Fe, Rest Co enthält.

   2. Korrosionsbeständige Co-Cr-W-Legierung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie 0,7-2,2% C, 0-2 0/0 Si, 0-1% Mn, 25-35 0/0 Cr, 3-12,9% W, 0-6% Mo, 0,2-6% Ou bis 10% Ni, 0-0,7 % Fe, Rest Co enthält.

   3. Korrosionsbeständige Co-Cr-W-Legierung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus 2,2% C, 30% Cr, 14% W, 36% Co, 4% Mo, 2% Cu,. 0-1% Si, 10% Ni, 0-1% Mo und 0-0,7% Fe besteht.

   4. Korrosionsbeständige Co-Cr-W-Legierung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie 1,2% C, 1,1% Si, 0,15% Ma, 30% Cr, 4% W, 7% Ni, 3,3 % Mo, 1,6 % Cu, 0-0,7 % Fe, Rest Co enthält.