DE654977C

DE654977C - Verwendung von berylliumhaltigen Legierungen aus Metallen der Eisengruppe zur Herstellung hochwertiger Werkstuecke

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Publication number: DE654977C
Application number: DE1930654977D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1929-04-09
Filing date: 1930-02-27
Publication date: 1938-01-05
Also published as: US1945679A

Description

Verwendung von berylliumhaltigen Legierungen aus Metallen der Eisengruppe zur Herstellung hochwertiger Werkstücke Die nachstehend beschriebene Erfindung gibt Werkstoffe ,an, die für die Herstellung von solchen Gegenständen besonders geeignet sind, die gleichzeitig hohe Härte, Elastizität und Korrosionsbeständigkeit besitzen müssen. Für derartig beanspruchte Gegenstände finden erfindungsgemäß Legierungen Anwendung, die aus einem Metall der Eisengruppe, aus o,5 bis i, 5 % Beryllium und aus mehr als 1,5 bis 250;10 von Metallen der Chromgruppe bestehen. Die Metalle der Chromgruppe sind: Chrom, Molybdän, Wolfram, Uran, die der Eisengruppe: Eisen, Nickel Kobalt. Den Legierungen kann Kupfer bis zu i o @Io zugegeben sein.
Es können auch mehrere Metalle der Eisengruppe, nämlich Eisen und Nickel, nebeneinander vorhanden sein; dann muß aber der Chromgehalt auf io bis z50to begrenzt werden, und es muß mindestens o, 5 0%o Kupfer vorhanden sein. Ferner können die Legierungen .aus o bis 20 0/0 Eisen, i o bis -o % Chrom, o bis iooiö. Kupfer, o,5 bis 1,5% Beryllium, mehr ,als 5 bis zu 15 % Molybdän oder Wolfram oder Molybdän neben Wolfram, Rest Nickel, bestehen.
Es wurde gefunden, daß diese Legierungen einerseits gegen Säuren und andere chemische Mittel außerordentlich widerstandsfähig sind und andererseits eine hohe Elastizität und hohe Härte besitzen, so daß sie für verschiedene Zwecke der chemischen Industrie sowie beispielsweise auch für Federn verwendet werden können.
Federn wurden bisher üblich aus wärmebehandeltem Stahl hergestellt; aber dieser ist nicht säurebeständig. Es ist bekannt, daß Berylliumlegierungen, die Metalle der Eisengruppe, aber keine Metalle der Chromgruppe enthalten, eine verhältnismäßig hohe Festigkeit besitzen. Über die Korrosionsbeständigkeit dieser Legierungen war jedoch nichts bekannt und erst recht nicht über die von solchen, die zusätzlich noch Metalle der Chromgruppe enthalten; bei letzteren Legierungen war auch nichts über die Festigkeit bekannt.
Weiterhin sind früher gelegentlich Berylliumlegierungen mit den Grundbestandteilen Nilekel, Kobalt, Eisen, Kupfer vorgeschlagen worden, die jedoch keine Metalle der Chromgruppe enthalten sollten. Es ist bekannt, daß derartige chromfreie Legierungen durch eine Wärmebehandlung weitgehend gehärtet werden können. Solche Legierungen besitzen aber keine nennenswerte größere Korrosionsbeständigkeit als das ihren Hauptbestandteil bildende Grundmetall. Ferner muß in diesen Legierungen der Berylliumgehalt mindestens 1,5 o;ö betragen, um ihnen eine Brinellhärte von etwa q.oo zu erteilen: bei niedrigeren Berylliumgehalten ist die Elastizität nicht so gut wie diejenige von Stahl. Infolge des hohen Berylliumpreises und des erforderlichen verhältnismäßig hohen- Berylliumgehaltes ,,."° die wirtschaftliche Verwendung solcher, ` gierungen innerhalb enger Grenzen, beschr4@ Schließlich ist bekannt, daß eine Reihe, von Legierungen, beispielsweise Chrom-Nickel-Legierung@en und Molybdän-Chröm-Nickel-Legierungen; dein Angriff gewisser Säuren widersteht. Diese Legierungen besitzen aber nicht die erforderlichen mechanischen Eigenschaften, und es war nicht von vornherein zu übersehen, ob durch den Zusatz von Beryllium nicht die chemische Widerstandsfähigkeit nachteilig beeinflußt würde.
Den vorstehend erwähnten Legierungen gegenüber bietet die Verwendung von Berylliumlegierüngen, die gleichzeitig Metalle der Eisengruppe und Metalle der Chromgruppe enthalten, wesentliche Vorteile, da sie, wie vorstehend :erwähnt, befriedigende mechanische Eigenschäften mit ausreichender chemischer Widerstandsfähigkeit verbinden, und zwar selbst dann, wenn der Berylliumgehält verhältnismäßig niedrig ist. Ein besonders geringer Berylliumgehalt ist ausreichend, wenn bis zu zo o'o des Grundmetalls dieser Legierungen durch Kupfer ersetzt sind. Beispielsweise weist .eine Legierung aus i 5 0i'o Chrom; io o,0 Molybdän, 8 % -Kupfer, 0,75010 Beryllium und 66,2250110 Nickel im wärmebehandelten Zustand eine Brinellhärte von 430 auf und ist gegen den Angriff von Salpetersäure hochbeständig bei gleichzeitig guter Beständigkeit gegen Salzsäure.
Die Wärmebiehändlung,, der die Legierungen nach der Erfindung zwecks Erreichung höchster Härte und Elastizität unterworfen werden müssen, entspricht denen, die bei den v ergutbaren Aluminium-I%upf er-Magnesium-Legierungen, bei Silicium-Kupfer-Nickel-Legierungen usw. bereits früher bekanntgeworden sind: Sie besteht darin, daß man die Legierung in den Zustand einer nahezu völlständigeli festen Lösung durch Erhitzen auf cgoo bis i i oo° für x/" bis 2 Stunden überführt, wobei sich die Glühdauer nach der Zusammensetzung richtet, von dieser Temperatur rasch abkühlt ,(abschreckt) und die Legierung auf 25o bis 6oo° anläßt. Auf dieser niedrigen Temperatur wird die Legierung je nach der Zusammensetzung und dem erwünschten Härtegrad 2 bis 24 Stunden gehalten.
Da bereits ein geringer Berylliumgehalt von 0,750/0 jede Legierung erheblich verteuert, sei nachstehend ein Verfahren zur Herstellung von erfindungsgemäß zur Verwendung kommenden Berylliumlegierungen beschrieben: Zunächst wird Berylliumchromat (De Cr04) nach einem der bekannten Verfahren zur Herstellung von Metallchromaten hergestellt, leeckmäßig, indem man bestimmte Mengen t"nl Berylliumhydroxyd mit eine; äquivalenten enge :einer wäßrigen Lösung von mischt und eindampft. Dieses Chromat wird dann mit einer passenden Menge Nickeloxydul und Aluminiumpulver vermengt. Beispielsweise kann man auf 12 5 Teile Berylliumchromat 75 Teile Nickeloxydul und i65 `rede pulverisiertes Aluminium verwenden. Ein solches Gemisch gibt nach Entzündung etwa i-oTeil@e einer Vorlegierung, die etwa 5o0;0 Nickel, etwa q. % Chrom und etwa 7 0,`0 Beryllium enthält, wobei der Rest aus Oxyden und aus Aluminium besteht. Diese so erhaltene Vorlegierung stellt ein billigeres Ausgangsmaterial für das Beryllium dar als das Metall, das durch Elektrolyse erhalten worden ist, und die Legierung kann leicht in eine Charge eingeführt werden, die nach Schmelzen und Gießen einen vorgeschriebenen Berylliumgehalt besitzen soll. Bei der Herstellung der Vorlegierung kann das Nickeloxydul ganz oder teilweise durch Eiseiloxyd, Kobaltoxyd oder durch Mischung dieser beiden ersetzt werden; um eine Vorlegierung zu erzielen, die mehr Bestandteile enthält, falls dies für die Zusammensetzung der endgültigen Legierung erwünscht ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verwendung von Legierungen, bestehend aus einem Metall der Eisengruppe, o, 5 bis i, 5 % Beryllium, o bis i o @'o Kupfer und mehr als 1,5 bis 25 0,ö von Metallen der Chromgruppe für Gegenstände, die ;gleichzeitig hohe Härte, Elastizität und Korrosionsbeständigkeit besitzen müssen.
2. Die Verwendung von Legierungen mit o bis 2o pjo Eisen, io bis 2ö o.o Chrom, o bis io Ojp Kupfer, o,5. bis i,5 @'o Beryllium, mehr als 5 bis zu 15 0'o Molybdän und/oder Wolfram, Rest Nickel für den im Anspruch i angegebenen Zweck.
3. Die Verwendung von Legierungen mit o bis 2o 0;ö Eisen, io bis 2o °,'o Chrom, o,5 bis i o % Kupfer, o,5 bis i , 5 0,io Beryllium, Rest Nickel für den im Anspruch i angegebenen Zweck. q.: Verwendung der in Anspruch i bis 3 genannten Legierungen, die ',i,, bis 2 Stunden auf goo bis i ioo° erhitzt, von dieser Temperatur abgeschreckt und 2 bis 2q. Stunden auf 25o bis 6oo' angelassen sind, für Gegenstände, die gleichzeitig hohe Härte, Elastizität und Korrosionsbeständigkeit besitzen müssen.