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Harte und korrosionsbeständige Legierungen Es sind harte und korrosionsbeständige
Legierunggen, insbesondere für die Herstellung von Schreibfederspitzen, bekanntgeworden,
die als Hauptbestandteile Elemente der Platingruppe enthalten und infolgedessen
sehr teuer sind. Man hat versucht, diesen Nachteil einfach dadurch zu beheb-en,
daß man den Gehalt an Platintnetallen auf :20 bis 40% begrenzte und das Fehlen.de
durch Wolfram, Molybdän und Metalle der Eisengruppe ersetzte. Die hierbei erhaltenen
Legierungen weisen zwar im allgemeinen die notwendige Härte und Verschleißfestigkeit
auf, sind aber vielfach gegen korrodierende Agenzien, insbesondere Chlor-Ionen,
nicht ausreichend beständia. Dasselbe -ilt in ver-Z> ZD stärktem Maße für Legierungen,
die neben Schwermetallen merkliche Mengen Kohlenstoff und Stickstoff enthalten.
Aus. diesem Grunde sind auch die meist mehr als i % C enthaltenen Stellite
überall dort unbrauchbar, wo es neben der Härte auf eine besonders hohe Korrosionsbeständigkeit
ankommt.
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Neben großer Härte und ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit müssen,
Legierungen, die sich für Schreibfederspitzen, Kompaßpinn-en, Spitzenlager u.
ä. eignen sollen, eine Reihe von Eigenschaften aufweisen,' die für die Verarbeitung
von Bedeutung sind. Hierher gehört eine gute Schweißbarkeit an die üblichen Trägermetalle,
insbesondere nichtrostende Stähle, ein deutlicher Farbunterschied
zwischen
dem harten Korn und dem Trägerm-etall, damit die Trennlinie der beiden beim Schleifprozeß
gut erkannt werden kann, und eine ausreichende Zartheit. Hierunter versteht man
eine zahlenmäßig nicht faßbare Eigenschaft harter Legierungen, die bewirkt, daß
die geschliffene Ober--fläche- stets glatt aussieht und der Schleifer da-s Ge-fühl
einer gleichmäßigen und willkürlich dosierbaren Abtragung durch den Schleifpräzeß
hat.
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Es wurde nun gefunden, daß Mehrstofflegierunglen des Chroms alle für
die Verarbeitung und Verwendung zu Schreibfederspitzen, Kompaßpinnen, Spitzenlager,
Grammophonnadeln u. ä. notwendig-en Eigenschaften, insbesondere Härte und
Säurefestigkeit, auf -weis-en, wenn ihre Zusammensetzung innerhalb des nachfolgend
umschriebenen Bereichs liegt: 5 bis 50 0/0 eines oder mehrere der
Metalle Tantal Vanadin, Niob, i bis 30 0/0 Wolfram und/oder Molybdän, I biS:20
% Kobalt, bis zu :zo/o Silicium, Bor, Beryllium, Aluminium, Gallium, Germanium,
einzeln oder zu mehreren, Rest 40 bis 70 0/0 Chrom.
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Diese Legierungen haben große Härte und Verschleißfestigkeit und gleichzeitig
eine hervorragende Beständigkeit gegen angreifende Agenzien, insbesondere Chlor-Ionen
enthaltende Lösungen, z. B. Füllfedertinte oder Meerwasser. Ihre Härt#e und Verschleißfestigkeit
ist ebenso groß wie die der früherverwandtenLegie.rungen mit seltenenPlatinmetallen
als Hauptbestandteil. Nach einer viele Monate dauernden Lagerung in Füllhaltertinte
bei 5ö bis So` C zeigen sie bei Betrachtung-» im Mikroskop weder eine
Anätzung der Oberfläche- noch Risse. Trotz ihrer hohen Härte und Verschleißfegtigkeit
sind sie verhältnismäßig zähe und von guter Zartheit beim Schleifen. Sie können
an alle als Trägermetalle üblichen Legierungen, z. B. nichtrostende Stähle, angeschweißt
werden, wobei es gleichgültig ist, ob die Schweißung mittels des elektrischen Lichtbogens,
durch Widerstandserhitzung oder in der Flamme vorgenommen wird.
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Im Hinblick auf die Vermeidung einer stark heterogenen Gefügeaushildung
der erfindungsgemäßen Legierungen empfiehlt es sich, nicht zu hohe Gehalte an Kobalt
zu verwenden. So -,ergeben sich besonders korrosionsbeständige Chromlegierungen
im oben beschriebenen Bereich, wenn der Kobaltgehalt zwischen i und io 1/o liegt.
Derartige Legierungen zeig-en eine hervorragend feinkörnige Struktur, die
sich auch auf die Zähigkeit und Polierfähigkeit günstig auswirkt.
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Es ist seit langem bekannt, daß- viele nichtrostende Stähle bei Erhitzung
auf Schweißtemperatur ihre Korrosionsbestä#digkeit verlieren; diese Erscheinung
wird durch Bildung von Chromkarbi,d erklärt. Es hat sich nun gezeigt ' daß
beim Anschweißen von Körnern der oben beschriebenen Legierungen an nichtrostende
Chromnickelstähle die Bildung von Chromkarbid im Stahl stark vermindert wird oder
unterbleibt. Infolgedessen be-# hält der Stahl seine Korrosionsbeständigkeit auch
an der sonst besonders anfällig-en Schweißnaht und in deren Nachbarschaft. Auch
aus dies-cm Grunde soll der Kohlenstoffgehalt der Legierungen zweckmäßig 0,03070
nicht übersteigen. Bei dem an das Schweißen sich anschließende Beschleifen von Korn
und Trägermetall heben sich Körner aus Legierungen nach dieser Erfindungder Farbe
nach gut von allen üblichen Trägermetallen, insbesondere nichtrostenden Stählen,
ab. Ihre Zartheit ist im ganzen angegebenen Bereich ausreichend, zum Teil aut.
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Als Beispiel für Legierungen nach der Erfindung können folgende Zusammensetzungen
dienen: L 55'/oCr, 15O/oTa, io%W, i8'/oCo, i%Be, I % B, 2. 45 0/0
Cr, io 1/o Ta, 30 0/0 W, 13 0/0 CO, i % Al,
i % B.
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Ersetzt man in diesen Legierungen beispielsweise 5 % Tantal
durch die gleiche Menge Niob oder Vanadin, so erhält man etwas zartere Legierung#en.
Durch teilweisen Ersatz des Wolframs durch Molybdän ergeben sich Legierungen, die
leichter schmelzbar sind, aber in ihren übrigen Eigenschaften keine Abweichungen
zeigen.
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Ersetzt man das in der Legierung vorhandene Wolfram oder Molybdän
ganz oder teilweise durch ein-es oder mehrere der Metalle Ruthenium, Rhodium, Palladium,
Osmium, Iridium, Platin, so erhält man gegebenenfalls Legierungen mit noch günstigerem
Schmelzverhalten. Das Anschweißen der Körner wird dabei sehr erleichtert, gleichgültig
welches Schweißverfahren benutzt wird. Die Zartheit wird ebenfalls verbessert. Im
Gegensatz zu bekanntgewordenen hart-en und säurebeständigen Legierung-en mit Zusätzen
von Platinmetallen treten bei den vorliegenden Legierungen keine neuen Phasen auf,
die die Korrosionsbeständigkeit beeinträchtigen. Durch den erfindungsgemäßen. Zusatz
von Platinmetallen ergeben sich beispielsweise Legierungen folgender Zusammensetzung:
3. 55'/oCr, iol/oTa, io%W, io%Pt, 14O/OCO, i % B, 4. 4o%Cr, 30%T&, io0/dIr,
iol/oRu, 81/oCo, 2 0/0 B.
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Die Legierungen nach der vorliegenden Erfindung unterscheiden sich
nach Eigenschaften, Zweckbestimmung und naturgemäß auch in ihrer Zusammensetzung
grund-sätzlich von den bekannten Chrom-Kobalt-Legierungen, die ebenfalls Wolfram,
Molybdän, Silicium, Beryllium, Bor und gegebenenfalls untergeo r»dnete Mengen, nämlich
bis zu 5 1/o Tantal enthalten und zur Herstellung von künstlichen
Ersatzteilen für das Innere des menschlicben Körpers dienen. Derartige Legierungen,
die im allgemeinen bis zu 400/0 Chrom und in der Hauptmenge Kobalt enthalten, müssen
lediglich beständig gegen Körpersäfte sein und unterliegen nicht den scharfen Korrosionsangriffen
wie die Werkstoffe für Schreibfederspitzen, Spitzenlager und durch Säureeinwirkung
beanspruchten Gegenstände. Legierungen auf Chrombasis für diese Zwecke, an die neben
der erhöhten Korrosionsbeständigkeit noch besondere Anforderungen hinsichtlich
Härte,
Bearbeitbarkeit und Schweißbarkeit gestellt werden müssen, ergeben sich lediglich
durch die Abstimmung der Legi-erungskomponenten aufeinander innerhalb der erfindungsgemäß
festgelegten Gehaltsgrenzen.