DE1258608B - Mechanically formable iron-aluminum alloy with a relatively high aluminum content - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. CL:Int. CL:

C 22 cC 22 c

Deutsche Kl.: 40 b-39/02German class: 40 b-39/02

Nummer: 1258 608Number: 1258 608

Aktenzeichen: C 35243 VI a/40 bFile number: C 35243 VI a / 40 b

Anmeldetag: 8. März 1965Filing date: March 8, 1965

Auslegetag: 11. Januar 1968Open date: January 11, 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine mechanisch formbare, feinkörnige Eisen-Aluminium-Legierung mit 18 bis 31 % Aluminium, das teilweise durch Silicium oder Beryllium ersetzt sein kann, und geringfügigen Verunreinigungen bindenden Zusätzen nach Patentanmeldung C 29215 VIa/40b vom 21.2.1963.The invention relates to a mechanically formable, fine-grained iron-aluminum alloy with 18 to 31% aluminum, which can be partially replaced by silicon or beryllium, and insignificant Additives binding impurities according to patent application C 29215 VIa / 40b of February 21, 1963.

Eisen-Alumülium-Legierungen mit den angegebenen Aluminiumgehalten sind wegen ihrer relativ geringen Dichten und Neutronenabsorption sowie ihrer höhen Festigkeit und Oxidationsbeständigkeit von großem Interesse.Iron-aluminum alloys with the specified Aluminum content is due to their relatively low densities and neutron absorption as well as their heights Strength and resistance to oxidation of great interest.

Mechanisch bearbeitbare Eisen-Aluminium-Legierungen bzw. Formteile mit 18 bis 31 Gewichtsprozent Al waren bis zum Zeitpunkt der Anmeldung des Hauptpatents unbekannt. Wie dem Handbuch der Sonderstahlkunde von Houdremont (1956, Bd. II, S. 1201 bis 1204) und einem Aufsatz von Lih 1 und Stickler im »Archiv für das Eisenhüttenwesen« (Bd. 31, Heft 1 [1960], S. 47 bis 57) zu entnehmen ist, treten bei Eisen-Aluminium-Legierungen bei Aluminiumgehalten oberhalb von etwa 10 Gewichtsprozent Verarbeitungsschwierigkeiten auf, die mit steigendem Al-Gehalt sehr stark zunehmen, und in beiden genannten Abhandlungen über das System Eisen—^Aluminium, dessen Zweistoffschaubild zwar für den gesamten Mischungsbereich angegeben ist, sind daher keine Werte für mechanische Eigenschaften von Legierungen mit einem Gehalt über etwa 17 Gewichtsprozent Al enthalten.Mechanically workable iron-aluminum alloys or molded parts with 18 to 31 percent by weight Al were up to the time of registration of the Main patent unknown. As in the Houdremont Handbook of Special Steel Studies (1956, Vol. II, pp. 1201 to 1204) and an article by Lih 1 and Stickler in the "Archives for the Ironworks" (Vol. 31, Issue 1 [1960], pp. 47 to 57) can be found, occur in iron-aluminum alloys processing difficulties in the case of aluminum contents above about 10 percent by weight, which increase very sharply with increasing Al content, and in both of the above-mentioned treatises on the System iron - ^ aluminum, the two-component diagram of which is given for the entire range of mixtures are therefore not values for mechanical properties of alloys with a content above about Contains 17 weight percent Al.

Es wird im Gegenteil festgestellt, daß Legierungen mit mehr als 16% Al nicht mehr wirtschaftlich spanabhebend bearbeitet werden konnten und die mechanische Prüfung von Legierungen mit 17,1 % Al keine eindeutigen Ergebnisse mehr lieferte, da viele Proben bereits beim Einspannen ausbrachen.On the contrary, it is found that alloys with more than 16% Al are no longer economical Could be machined and the mechanical testing of alloys with 17.1% Al no longer delivered clear results, as many specimens broke out as soon as they were clamped.

Nach der Hauptpatentanmeldung werden nun mechanisch formbare Eisen-Aluminium-Legierungen mit Al-Gehalten über 18°/₀ erzielt, und zwar durch Einführung geringer Mengen (normalerweise unter 1 % und vorzugsweise 0,5 %) von zusätzlichen Elementen, die das Einfangen oder Binden von versprödend wirkenden Verunreinigungen erleichtern sollen (wobei das Eisen vorzugsweise derart gewählt wird, daß sein Gehalt an Verunreinigungen so gering wie möglich ist und daß insbesondere sein Kohlenstoffgehalt unter 1000 ppm liegt), und ein Gefüge, das der Phase Fe—Al entspricht und genügend feinkörnig ist. Als Zusatzelemente wurden unter anderem Yttrium und die Seltenen Erden genannt.According to the main patent application, mechanically formable iron-aluminum alloys with Al contents above 18 ° / ₀ are now obtained by introducing small amounts (normally below 1% and preferably 0.5%) of additional elements which facilitate the capture or binding to facilitate embrittling impurities (the iron is preferably chosen so that its content of impurities is as low as possible and in particular that its carbon content is below 1000 ppm), and a structure that corresponds to the Fe-Al phase and sufficiently fine-grained is. Yttrium and rare earths were named as additional elements.

Erfindungsgemäß wird nun eine Legierung vorgeschlagen, mit einem im Vergleich zur Hauptpatentanmeldung feineren Korn vom Gußzustand an und Mechanisch formbare Eisen-Aluminium-Legierung mit relativ hohem AluminiumgehaltAccording to the invention, an alloy is now proposed with a grain that is finer from the as-cast state onwards than in the main patent application Mechanically formable iron-aluminum alloy with a relatively high aluminum content

Zusatz zur Anmeldung: C 29215 VI a/40 b —
Auslegeschrift 1251 039Addition to registration: C 29215 VI a / 40 b -
Interpretation document 1251 039

Anmelder:Applicant:

Commissariat ä l'Energie Atomique, ParisCommissariat a l'Energie Atomique, Paris

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. R. Beetz und Dipl.-Ing. K. Lamprecht, Patentanwälte,Dipl.-Ing. R. Beetz and Dipl.-Ing. K. Lamprecht, Patent attorneys,

8000 München 22, Steinsdorfstr. 108000 Munich 22, Steinsdorfstr. 10

Als Erfinder benannt:
Gerard Cabane,Named as inventor:
Gerard Cabane,

Fontenay-aux-Roses, Seine-et-Oise;
Pierre Mouturat, Grenoble, Isere;
Jean-Frangois Petit, Montelimar, Drome;
Gerard Sainfort, Grenoble, Isere;
Marc Salesse, Gif-sur-Yvette, Seine-et-Oise
(Frankreich)Fontenay-aux-Roses, Seine-et-Oise;
Pierre Mouturat, Grenoble, Isere;
Jean-Frangois Petit, Montelimar, Drome;
Gerard Sainfort, Grenoble, Isere;
Marc Salesse, Gif-sur-Yvette, Seine-et-Oise
(France)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Frankreich vom 17. März 1964 (967 787)France of March 17, 1964 (967 787)

einer besseren Bearbeitbarkeit durch die Festlegung des Gehaltes an Zusätzen von Yttrium oder Seltenen Erden (insbesondere von Lanthan) auf einen besonders geeigneten Wert.a better machinability by defining the content of additives of yttrium or rare Earth (especially lanthanum) to a particularly suitable value.

Gemäß der Erfindung wird eine mechanisch formbare Eisen-Aluminium-Legierung vorgeschlagen mit einer Korngröße von unter 20 μ, bestehend aus 18 bis 31% Aluminium, das teilweise durch Silicium oder Beryllium ersetzt sein kann, 0,4 bis 4% Seltenen Erden, insbesondere Yttrium, Rest weitgehend reines Eisen, nach Patentanmeldung C 29215 VI a/40 b.According to the invention, a mechanically formable iron-aluminum alloy is proposed with a grain size of less than 20 μ, consisting of 18 to 31% aluminum, which is partly replaced by silicon or Beryllium can be replaced, 0.4 to 4% rare earths, especially yttrium, the remainder being largely pure Iron, according to patent application C 29215 VI a / 40 b.

Wenn die Legierung für die Anwendung im kerntechnischen Bereich bestimmt ist, wird das Zusatzelement selbstverständlich aus der Gruppe derjenigen Elemente ausgewählt, die den kleinsten Einfangsquerschnitt für Neutronen haben: In diesem Fall sollte im allgemeinen Yttrium eingesetzt werden. In denIf the alloy is intended for use in the nuclear field, the additional element becomes naturally selected from the group of those elements that have the smallest capture cross-section for neutrons: in this case should generally yttrium can be used. In the

709 718/348709 718/348

3 43 4

übrigen Fällen kann man zum Zweck der Wirtschaft- die Phase Fe—Al bis zu einem Aluminiumgehalt von lichkeit Mischungen der Seltenen Erden vom »Misch- 31 Gewichtsprozent) unterschiedlichen Phase an den metall«-Typ verwenden. Die obere Grenze für den Korngrenzen. Beim Zieh- oder Strangpressen richten AI-Gehalt entspricht dem Auftreten einer Ausschei- sich diese Ausscheidungen in Ziehrichtung aus unter dung der Phase FeAl₂. 5 Bildung von Bahnen oder Adern, deren Stärke mit demIn other cases, for the sake of economy, the Fe — Al phase can be used up to an aluminum content of mixtures of rare earths of the "mixed (31 percent by weight) different phase to the metal" type. The upper limit for the grain boundaries. In the case of drawing or extrusion, Al content corresponds to the occurrence of a precipitate, these precipitates in the drawing direction under formation of the FeAl ₂ phase. 5 Formation of paths or veins, the strength of which increases with the

Ein Zusatz von yttrium zu aluminiumhaltigen Gehalt an Seltenen Erden zunimmt. Diese Ausschei-Eisenlegierungen ist aus der USA.-Patentschrift düngen hemmen oder verhindern eine Vergröberung 3 027 252 bekannt; es handelt sich jedoch bei diesen des Korns.An addition of yttrium to the aluminum-containing rare earth content increases. These reject iron alloys is from the USA patent. Inhibit fertilization or prevent coarsening 3,027,252 known; however, it is those of the grain.

Legierungen um Legierungen auf Eisen-Chrom-Basis Bei Zusatz von Lanthan wird dabei die Ausschei-Alloys around alloys based on iron-chromium If lanthanum is added, the separation

mit relativ hohem Chromgehalt (zwischen 20 und io dung einer Zusammensetzung Fe—Al—La beobachtet. 95 Gewichtsprozent), die nur 0,5 bis 4%, optimal 3 % Diese Ausscheidung ist zwar spröde, die mechanischen Aluminium und etwa gleiche Mengen (0,5 bis 5%) Eigenschaften der Legierung sind jedoch verbessert. Yttrium enthalten und bei denen die Aluminium- und Es besteht die Möglichkeit, daß die günstige Wirkung Yttriumzusätze die Oxydationsbeständigkeit bei hohen des Lanthans in diesem besonderen Fall nicht allein Temperaturen und die Bearbeitbarkeit verbessern 15 auf eine Verkleinerung des Korns zurückzuführen ist, sollen. Die Verhältnisse dieser vollkommen anders- sondern auch darauf, daß die Matrix selbst infolge artigen Legierung scheinen nicht ohne weiteres auf das einer Reinigung durch die Ausscheidung oder durch erfindungsgemäße System übertragbar zu sein, da aus das Lanthan duktiler wird.with a relatively high chromium content (between 20 and io formation of a composition Fe — Al — La observed. 95 percent by weight), which is only 0.5 to 4%, optimally 3%. This excretion is brittle, the mechanical one However, aluminum and about equal amounts (0.5 to 5%) properties of the alloy are improved. Yttrium contain and where the aluminum and there is a possibility that the beneficial effect Yttrium additives do not only increase the oxidation resistance at high levels of lanthanum in this particular case Improving temperatures and machinability 15 is due to a reduction in the grain size, should. The proportions of this completely different - but also on the fact that the matrix itself as a result like alloy do not seem readily to that of a purification through precipitation or through system according to the invention to be transferable, since the lanthanum is more ductile.

dem Verhalten von stark chromhaltigen Eisenlegierun- Die kornverkleinernde Wirkung bleibt bei Wärmegen kaum auf die Eigenschaften von chromfreien 90 behandlungen, die selbst bis zu hohen Temperaturen Eisenlegierungen mit relativ hohem Aluminiumgehalt vorgenommen werden können, erhalten. So führt ein geschlossen werden kann. lstündiges Aufheizen auf 1150⁰C zu keiner merklichenthe behavior of strongly chromium Eisenlegierun- The kornverkleinernde effect remains at Wärmegen hardly treatments on the properties of chrome-free 90 that can be made even to high temperatures iron alloys with a relatively high aluminum content is obtained. So leads one can be closed. noticeable lstündiges heating to 1150 ⁰ C to no

Im übrigen sind außer Yttrium und den Seltenen Vergröberung der durch die Ausscheidungen stabili-Erden zahlreiche kornverfeinernde Zusätze bekannt, sierten Kristallkörner.Apart from yttrium and the rare species, the coarsening of the stabilized earths caused by the precipitations is also present numerous grain-refining additives known, sated crystal grains.

von denen jedoch der größte Teil bei der Zugabe zu 25 Diese Stabilisierung bringt einen besonders bemereiner Eisen-Aluminium-Legierung mit hohem Alu- · kenswerten Vorteil bei Schweißvorgängen; das Schweiminiumgehalt nur eine sehr geringe Wirkung ausübt. ßen von Eisen-Aluminium-Legierungen mit hohem Demgegenüber wurde festgestellt, daß die Zugabe Aluminiumgehalt (beispielsweise mit 40 Atomprozent einer geringen Menge an Yttrium oder den Seltenen Al) nach klassischen Verfahren, wie durch Lichtbogen-Erden eine krasse .Verminderung der Korngröße 30 schweißen in Argonatmosphäre, ist zwar möglich, hervorruft und zu einer parallellaufenden Verbesserung jedoch hat die Schweißzone dann eine Gußstruktur, der Möglichkeiten der mechanischen Bearbeitung die sehr viel spröder ist als die Grundlegierung. Man führt. . kann nun zwar ein Aufschmelzen der Legierung ver-of which, however, the greater part when added to 25 This stabilization brings a particularly remarkable benefit Iron-aluminum alloy with high aluminum-worthy advantage in welding processes; the sulfur content has very little effect. of iron-aluminum alloys with high In contrast, it was found that the addition aluminum content (for example with 40 atomic percent a small amount of yttrium or the rare Al) according to classic processes, such as arc earth A sharp reduction in grain size 30 welding in an argon atmosphere is possible, causes and a parallel improvement, however, the welding zone then has a cast structure, the possibilities of mechanical processing which is much more brittle than the base alloy. Man leads. . a melting of the alloy can now

Die Zusätze werden während des Schmelzvorganges meiden, wenn man die Schweißverbindung durch hinzugefügt, und zwar wie das Aluminium in vorteil- 35 Diffusion im festen Zustand herbeiführt; um jedoch die hafter Weise durch Einbringen in das geschmolzene Oxydschicht zu durchbrechen und eine gute Schweiß-Eisen. Treten bis zur Erstarrung des Barrens Verluste verbindung zu gewährleisten, ist es notwendig, die zu auf, so ist es notwendig, die Zusätze entsprechend vereinigenden Teile für einige Minuten auf wenigstens höher zu dosieren, um den gewünschten Endgehalt 1100°C aufzuheizen. Diese Behandlung führt bei den zwischen 0,5 und 4 Gewichtsprozent zu erreichen. 40 nach den Beispielen der HauptpatentanmeldungThe additives will be avoided during the melting process when the welded joint is through added, namely how the aluminum advantageously induces diffusion in the solid state; around the more liable way to break through by introducing in the molten oxide layer and a good welding iron. Step up to the solidification of the bar to ensure losses connection, it is necessary to on, so it is necessary to leave the additives appropriately unifying parts on for a few minutes at least dose higher in order to heat up the desired final content of 1100 ° C. This treatment results in the to achieve between 0.5 and 4 percent by weight. 40 according to the examples of the main patent application

Wird das Gießen und Erstarren, wie in der Haupt- erhaltenen Legierungen zu einer bedeutenden Verpatentanmeldung beschrieben, durchgeführt, erzielt gröberung des Korns, während bei Legierungen mit man eine merkliche Verringerung der mittleren Korn- einem Gehalt an Seltenen Erden von 0,4 bis 4% das größen sowie die sich daraus ergebenden Vorteile. Bei feine Korn und die mit diesem Zustand verbundenen gleichen Schmelzbedingungen ist beispielsweise die 45 guten Eigenschaften erhalten bleiben.
Korngröße im rohen gegossenen Zustand bei Zugabe Schließlich behält die Legierung gemäß der vor-If the casting and solidification are carried out as described in the main alloys obtained for an important patent application, the grain becomes coarser, while alloys with a noticeable reduction in the average grain - a rare earth content of 0.4 to 4% the size and the resulting advantages. In the case of fine grains and the same melting conditions associated with this state, for example, the good properties are retained.
Grain size in the as-cast state upon addition Finally, the alloy retains according to the

von 1 % Lanthan oder Yttrium um einen Faktor von liegenden Erfindung ihre verbesserte Bearbeitbarkeit etwa 10 verringert. Daraus resultiert eine geringere und die besseren mechanischen Eigenschaften auch Sprödigkeit und eine Verbesserung der Bearbeitbarkeit nach einem Zieh- oder Strangpressen bei.
des rohen Barrens, so daß eine spanabhebende 501% lanthanum or yttrium reduces their improved machinability by a factor of about 10. This results in lower and better mechanical properties, including brittleness, and an improvement in machinability after drawing or extrusion.
of the raw bar, so that a cutting 50

Bearbeitung bei normalen Temperaturen möglich ist, B e i s ρ i e 1 1Machining at normal temperatures is possible, B e i s ρ i e 1 1

wobei die Qualität dieser Gegenstände mindestens _TT „ _x . . _T where the quality of these objects is at least _TT “ _x . . _T

ebenso gut ist wie die der Gegenstände, die, wie im _B ^??^ einer Legierung mit Lanthan, deren _ Beispiel 2 der Hauptpatentanmeldung beschrieben, bei Bruchdehnung bei Zug mit normaler Geschwindigkeit 400°C bearbeitet wurden. ₅₅ und bei Umgebungstemperatur nach der Verformungis just as good as that of the objects which, as in _B ^ ?? ^ an alloy with lanthanum, whose _ Example 2 of the main patent application described, were processed with elongation at break under tension at normal speed of 400 ° C. ₅₅ and at ambient temperature after deformation

. Das kleine Korn bleibt während der Verformung zur bei 11% hegt. The small grain remains at 11% during the deformation

Herstellung von Rohkörpern erhalten, insbesondere Die Zusammensetzung der Legierung war imProduction of raw bodies obtained, in particular The composition of the alloy was in

wenn nach der Umhüllung durch Zieh- oder Strang- wesentlichen der im Beispiel 1 der Hauptpatentpressen bei erhöhten Temperaturen verformt wird. anmeldung angegebenen vergleichbar, jedoch wurdeif after the coating by drawing or extrusion essentially that in example 1 of the main patent presses is deformed at elevated temperatures. registration specified comparable, however, was

Der mittlere Korndurchmesser ist nach einem 60 im vorliegenden Fall Lanthan zugegeben. Die zu Zieh- oder Strangpressen bei 950°C kleiner als 20 μ, vergießende Masse wurde ausgehend von 3 kg Eleker beträgt im allgemeinen 10 μ. trolyteisen, 0,960 kg 99,99 %ig^em Aluminium undThe mean grain diameter is added after a 60 in the present case lanthanum. The mass to be cast or extruded at 950 ° C less than 20 μ, starting from 3 kg Eleker is generally 10 μ. trolyte iron, 0.960 kg 99.99% ig ^em aluminum and

Man kann die Verringerung der Korngröße und das 40 g Lanthan hergestellt.
Ausbleiben einer Körnvergröberung bei der Verfor- . _.One can reduce the grain size and produce 40 g of lanthanum.
No coarsening of the grain in the defor-. _.

mung etwa folgendermaßen erklären: Der Zusatz von S₅ ^a) Schmelzen und GießenExplain as follows: The addition of S ₅ ^a ) Melting and pouring

wenigstens 0,4% an Metallen der Seltenen Erden führt ^: Die Bedingungen beim Schmelzen und Gießen !bei der Abkühlung nach dem Vergießen zur Aus- entsprachen denjenigen der Hauptpatentanmeldung, scheidung einer zweiten, von der Matrixphase (das ist d. h., das Eisen wurde geschmolzen und auf eineat least 0.4% of rare earth metals leads to ^: The conditions for melting and casting! for cooling after casting to the same as those of the main patent application, separation of a second, from the matrix phase (that is, the iron was melted and on a

Temperatur von 1600⁰C unter Vakuum gebracht. Aluminium und Lanthan wurden gleichzeitig zugegeben, die Temperatur wurde auf 1450⁰C gesenkt und das Schmelzgemisch in eine auf 62O⁰C vorgeheizte Gußform gegossen. Schließlich wurde die Abkühlungsgeschwindigkeit auf etwa 50°C/Std. begrenzt. Bred temperature of 1600 ⁰ C under vacuum. Aluminum and lanthanum were added simultaneously, the temperature was lowered to 1450 ⁰ C and pouring the molten mixture into a mold preheated to 62O ⁰ C mold. Finally, the cooling rate was increased to about 50 ° C / hour. limited.

Das Vergießen im Vakuum führte zu einem Verlust an Lanthan, das bei der Analyse des Barrens nur in Mengen von 0,7 Gewichtsprozent gefunden wurde neben üblichen Spurenmengen an Kohlenstoff, Stickstoff, Phosphor und Schwefel.Potting in a vacuum resulted in a loss of lanthanum, which when the bar was analyzed only in Amounts of 0.7 percent by weight were found in addition to the usual trace amounts of carbon, nitrogen, Phosphorus and sulfur.

b) Herstellung von Halbzeugenb) Manufacture of semi-finished products

Die Herstellung von Halbzeug kann eine Reihe von Vorgängen umfassen, die denjenigen des Beispiels 2 der Hauptpatentanmeldung (in dem das Strangpressen eines umhüllten Blocks bei 95O⁰C beschrieben wurde) ähnlich sind.The manufacture of semifinished products can comprise a number of processes which are similar to those of Example 2 of the main patent application (in which the extrusion of a covered block at 95O ⁰ C was described).

Der Barren wurde gegebenenfalls auf einer Drehbank mit einem sehr harten Werkzeug bearbeitet bzw. zugerichtet. Das bearbeitete Teil wurde dann mit einer Stahlhülle einer Dicke von einigen Millimetern umgeben. Der so erhaltene ummantelte Block wurde in einer Presse stranggepreßt und die Stahlhülle anschließend beispielsweise durch chemisches Auflösen in einer Lösung von 50% Wasser und 50% Salpetersäure entfernt.If necessary, the ingot was machined or machined on a lathe with a very hard tool. mangled. The machined part was then covered with a steel shell a few millimeters thick surround. The jacketed block thus obtained was extruded in a press and the steel jacket then, for example, by chemical dissolution in a solution of 50% water and 50% nitric acid removed.

Wie bereits weiter oben allgemein angegeben wurde, war es dabei nicht mehr nötig, die Legierung bei der Bearbeitung auf der Drehbank auf 400⁰C zu halten.As already stated in general above, it was no longer necessary to keep ^{the alloy at 400 ° C. during machining on the lathe.}

c) Kaltbearbeitungc) cold working

Der Zustand der Oberfläche des so erhaltenen stranggepreßten Produktes war besser als derjenige des Produktes nach Beispiel 2 der Hauptpatentanmeldung. Darüber hinaus konnte es in der Kälte bearbeitet werden, und diese (bereits bei der Legierung nach Beispiel 2 der Hauptpatentanmeldung mögliche) Behandlung war hier durch die nach dem Strangpressen bei 10 μ liegende geringere Korngröße noch erleichtert.The surface condition of the extruded product thus obtained was better than that of the Product according to example 2 of the main patent application. In addition, it could be worked on in the cold and this (already possible with the alloy according to example 2 of the main patent application) treatment was made easier by the smaller grain size of 10 μ after extrusion.

Das bearbeitete Teil konnte ohne nennenswerte Vergröberung des Korns einer lstündigen Wärmebehandlung bei 115O⁰C unterzogen werden.The machined part could be subjected to ^{a heat treatment at 115O 0} C for one hour without any appreciable coarsening of the grain.

Das stranggepreßte Produkt zeigte nach einer lstündigen Behandlung bei 800⁰C mit nachfolgender langsamer Abkühlung (30°C/Std.) die folgenden charakteristischen Eigenschaften:The extruded product showed after a lstündigen treatment at 800 ⁰ C followed by slow cooling of the following characteristics (30 ° C / hr.)

Zugfestigkeittensile strenght ElastizitätsElasticity BruchdehnungElongation at break Temperaturtemperature grenzeborder (bei normaler
Deformations-(with normal
Deformation (kg/mm²)(kg / mm ² ) (kg/mm²)(kg / mm ² ) geschwindig
keit)swiftly
speed) CQCQ 85 bis 9585 to 95 33 bis 4033 to 40 (Vo)(Vo) 2020th 100100 3232 1111 200200 7373 3535 1616 400400 3535 3434 3030th 600600 7575

niedrigeren Kosten und einer kürzeren Bearbeitungszeit sehr viel leichter spanabhebend bearbeitet werden können.Much easier to machine at lower costs and shorter machining times can.

Beispiel 2Example 2

Der Eisen- und Aluminiumgehalt dieser Legierung war der gleiche wie bei der Legierung nach Beispiel 1, der Endgehalt an Lanthan lag jedoch bei 3,75 Gewichtsprozent; die nacheinanderfolgenden Schritte (Schmelzen, Gießen, Herstellen des Halbzeugs, Kaltbearbeiten) waren die gleichen. Das stranggepreßte Produkt zeigte bei 2O⁰C die folgenden Kennwerte:The iron and aluminum content of this alloy was the same as in the alloy according to Example 1, but the final lanthanum content was 3.75 percent by weight; the successive steps (melting, casting, production of the semi-finished product, cold working) were the same. The extruded product showed the following characteristics ^{at 2O 0 C:}

Zugfestigkeit 66 kg/mm^a Tensile strength 66 kg / mm ^a

Elastizitätsgrenze 58 kg/mm⁸ Elastic limit 58 kg / mm ⁸

Bruchdehnung 1 %Elongation at break 1%

Die Dehnbarkeit der Legierung war infolge der Erhöhung des Lanthangehaltes stark vermindert, die Elastizitätsgrenze lag dagegen bedeutend höher.The ductility of the alloy was greatly reduced as a result of the increase in the lanthanum content The elastic limit, on the other hand, was significantly higher.

Beispiel 3Example 3

Der Eisen- und Aluminiumgehalt war der gleiche wie im Beispiel 1; das Lanthan wurde jedoch durch Yttrium mit einem Endgehalt von etwa 0,4% ersetzt. Die Herstellungsschritte blieben die gleichen wie im Beispiel 1, das Endprodukt zeigte folgende charakteristischen Eigenschaften:The iron and aluminum content was the same as in Example 1; the lanthanum was however through Yttrium replaced with a final content of about 0.4%. The manufacturing steps remained the same as in Example 1, the end product showed the following characteristic properties:

3030th Temperaturtemperature Zugfestigkeittensile strenght Elastizitäts
grenzeElasticity
border BruchdehnungElongation at break CQCQ (kg/mm²)(kg / mm ² ) (kg/mm²)(kg / mm ² ) (⁰Io)( ⁰ Io) 2020th 8484 2929 1010 3535 200200 9191 2929 1515th 400400 7272 3232 3535 600600 4141 3838 6565

Das vorstehende Beispiel zeigt bei Vergleich mit den Beispielen der Hauptpatentanmeldung, daß die Eisen-Aluminium-Legierungen gemäß der Erfindung mit einem Aluminiumgehalt, der über 18 Gewichtsprozent hinausgeht, bei verringertem Werkzeugverschleiß,The above example shows, when compared with the examples of the main patent application, that the iron-aluminum alloys according to the invention with an aluminum content that exceeds 18 percent by weight, with reduced tool wear,

Beispiel 4Example 4

Der Eisen- und Aluminiumgehalt war der gleiche wie in den vorangehenden Beispielen; ebenso blieben die Herstellungsschritte unverändert; der Yttriumgehalt betrug 3,15%· Das erhaltene Produkt zeigte bei 20⁰C die folgenden Kennwerte:The iron and aluminum content was the same as in the previous examples; the manufacturing steps also remained unchanged; the yttrium content was 3.15% · The obtained product showed at 20 ⁰ C the following characteristics:

Zugfestigkeit 80 kg/mm² Tensile strength 80 kg / mm ²

Elastizitätsgrenze 55,8 kg/mm² Elastic limit 55.8 kg / mm ²

Bruchdehnung 2%Elongation at break 2%

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Mechanisch formbare Eisen-Aluminium-Legierung mit einer Korngröße von unter 20 μ, bestehend aus 18 bis 31% Aluminium, das teilweise durch Silicium oder Beryllium ersetzt sein kann, 0,4 bis 4% Seltenen Erden, insbesondere Yttrium, Rest weitgehend reines Eisen, nach Patentanmeldung C29215VIa/40b. Mechanically formable iron-aluminum alloy with a grain size of less than 20 μ, consisting of from 18 to 31% aluminum, which can be partially replaced by silicon or beryllium, 0.4 to 4% rare earths, especially yttrium, the remainder largely pure iron, according to patent application C29215VIa / 40b. In Betracht gezogene Druckschriften:Considered publications: USA.-Patentschrift Nr. 3 027 252;U.S. Patent No. 3,027,252; Archiv für das Eisenhüttenwesen, 31. Jahrgang, Heft 1, Januar 1960, S. 47 bis 57;Archives for the Ironworks, Volume 31, Issue 1, January 1960, pp. 47 to 57; E. Houdremont, Handbuch der Sonderstahlkunde, 1956, 2. Bd., S. 1200 bis 1204.E. Houdremont, Handbuch der Sonderstahlkunde, 1956, 2nd volume, pp. 1200 to 1204. 709 718/348 12.67 © Bundesdruckerei Berlin709 718/348 12.67 © Bundesdruckerei Berlin