DE631985C - Legierung fuer Gegenstaende, die sowohl gute Verarbeitbarkeit als auch hohe Hitzebestaendigkeit besitzen muessen - Google Patents

Description

• Legierung für Gegenstände, die sowohl gute Verarbeitbarkeit als auch hohe Hitzebeständigkeit besitzen müssen Es sind Legierungen bekanntgeworden, die aus 5 bis 30()/0 Chrom, o, i bis i i, 5 % Aluihinium, Rest Eisen bestehen und die für Heizdrähte von elektrisch beheizten vifen benutzt worden sind. Die Legierungen zeichnen sich dadurch aus, daß sie bei höheren Temperaturen benutzt werden können als Chromnickel. Bei Aluminiumgehalten über i 2 % läßt die Verarbeitbarkeit sehr zu Wünschen übrig, weil von dieser Grenze ab ein - neues Strukturelement auftritt, so daß bei i 2 % Aluminium und darüber nur noch die Anwendung in gegossenem Zustand in Betracht kommt. Es ist vorgeschlagen worden, solchen Legierungen mit über 120;o Aluminium kornverfeinernde Elemente zuzusetzen, um die Festigkeit zu steigern und die Bildung von Rissen in den Gußstücken möglichst zu vermeiden. Zu diesem Zweck ist die Verwendung von Titan, Zirkon, Kobalt, Nickel, Wolfram, Bor, Magnesiuriz und anderen Elementen vorgeschlagen worden. Es hat sich nun gezeigt, daß die Mehrzahl dieser Elemente zwar im Gußzustand kornverfeinernd wirkt, aber ---amf die Hitzebeständigkeit der Legierungen verschlechternd einwirkt, weil durch den Zusatz der meisten dieser Elemente die dichte, verhältnismäßig festhaftende Schicht aus Aluminiumoxyd und Chromoxyd beeinflußt wird und eine pulverige, leicht abbröckelnde Oxydschicht erhalten wird.
• Auf Grund zahlreicher Versuche hat sich nun gezeigt, daß es möglich ist, die Lebensdauer und die. Hitzebeständigkeit von walzbaren Chrom-Aluminium-Eisen-Legierungen mit weniger als i20% Aluminiumgehalt wesentlich zu verbessern, wenn man zu diesen Legierungen Erdalkalimetalle. zusetzt, z. B. Beryllium, Magnesium, Calcium, Strontium oder Barium. Die Tatsache, daß ein Element im Gußzustand kornverfeinernd wirkt und damit der Rißbildung beim Gießen und Walzen entgegenwirkt, sagt nichts darüber aus, wie das Gefüge nach Verarbeitung durch Walzen, Ziehen u. dgl. und nach längerer Erhitzung auf hohe Temperaturen aussieht. Zu erwarten war, daß beim längerem Gebrauch bei hohen Temperaturen infolge Diffusionswirkung das Zusatzelement nach der Oberfläche diffundiert und dort laufend wegoxydiert wird, so daß dadurch im Innern des Heizleiters oder eines anderen auf hohe Temperatur zu erhitzenden Gegenstandes sich infolge Verarmung an dem Zusatzelement ein grobes Gefüge ausbildet und damit die Hitzebeständigkeit herabgesetzt wird. , Wider Erwarten tritt dies bei Zusatz von Erdalkalimetallen nicht ein, was vielleicht darauf zurückzuführen ist, daß das Erdalkalimetall ` nicht als solches hornogen-g@löst ist, sondern eitle intermetallische Verbindung bildet, lix:#, nicht zur Diffusion neigt: ' ' Y ringe Mengen an Aluminium und mindestens 2o% Nickel enthalten, die bei niedrigen Temperaturen korrosionsbeständig sein und beispielsweise den korrodierenden Wirkungen von Säuren widerstehen sollten. Von einem Einfluß des Magnesiums auf die' Hitzebeständigkeit war jedoch auch im Zusammenhang mit solchen Legierungen nichts bekannt.
• Ein Gehalt an Elementen, wie Magnesium und Calcium, hat nun weiter den großen Vorteil, daß die gebildete Oxydhaut Mischkristalle mit den Oxyden dieser Elemente zu bilden imstande ist, die sehr hohe Schmelztemperaturen haben, jedenfalls wesentlich 'höhere als die Gemenge von Chromoxyd, Aluminiumoxyd und Oxyden der Schwermetalle.
• Der Einfluß von Gehalten an Erdalkalimetallen auf die Farbe des sich bildenden Oxydes ist deutlich zu erkennen. Gibt man z. B. einer Legierung von 3oojo Chrom, 50/6 Aluminium, Rest Eisen außerdem einen Gehalt von o,2 bis o, 5 % Calciüm, so entsteht nach Glühung bei hoher Temperatur ein Oxyd, welches wesentlich weißer ist als das der calciumfreien Legierung. Hierin drückt sich unmittelbar das Fehlen der Schwermetalloxyde in der Oxydhaut aus.
• Durch einen Gehalt an Erdalkalimetallen wird nun im übrigen die Lebensdauer wesentlich gesteigert; so erreichte z. B. eine Probespirale aus einer Legierung von 28,85% Chrom, 5,55% Aluminium und o,620/0 Silicium bei - 1200° eine Lebensdauer von 22,5 Stunden, während dieselbe Legierung unter denselben Verhältnissen unter Zusatz von 0,50/0 Calcium eine Lebensdauer von 35 Stunden hat. -- Es kann in gewissen Fällen zweckmäßig sein, daß die Legierung verschiedene Erdalkalimetalle gleichzeitig enthält, z. B. Magnesium und Calcium. Diese Verhältnisse richten sich in erster Linie nach den Erfahrungen der, verschiedenen Betriebe, da das Zusetzen der stark oxydablen Erdalkalimetalle zweckmäßig in der Pfanne bzw. im Gießstrahl "folgt. Magnesium. 'Ein; =geringer Gejialt an Nickel, der dadurch gleichzeitig r in"*,. die Legierung hereinkommt, sclradet@-nicjit und ist als Verunreinigung anzusehen. .
• Die Menge des zuzusetzenden Erdalkalimetalles ist im allgemeinen gering, z. B. nur so groß, daß die Fertiglegierung o,2 oder o, 5 % enthält. Oberhalb eines Gehaltes von 2 % Erdalkalirnetall werden die Verarbeitungsschwierigkeiten wieder größer.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Die Verwendung einer Legierung mit o,1 bis ii,5% Aluminium, 5 bis 30% Chrom, o, o 5 bis 2% Erdalkalimetallen, Rest Eisen mit geringen Gehalten an Mangan und Silicium zur Herstellung von Gegenständen, die sowohl gute Verarbeitbarkeit als auch hohe Hitzebeständigkeit besitzen müssen.
2. 2. Die Verwendung einer Legierung mit den im Anspruch i genannten Gehalten an Aluminium, Chrom, Erdalkalimetallen, Mangan und Silicium sowie mit einem geringen Gehalt an Nickel, Rest Eisen für den im Anspruch i genannten Zweck.
3. 3. Verfahren zur Herstellung der nach Anspruch i und 2 zu verwendenden Legierung, dadurch gekennzeichnet, daß die ErdalkalimeWle in Form von Vorlegierungen,wie Nickel- Calcium, Nickel-Magnesium oder Calcium-Silicium, zugegeben werden. q.. Verfahren nach Anspruch 3 zur Herstellung der nach Anspruch i und 2 zu verwendenden Legierungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusätze der Erdalkalimetalle kurz vor dem Gießen in die Gießpfanne bzw. in den Gießstrahl erfolgen.