Nickel-Chromlegierung. Die Erfindung bezieht sich auf eine Nickel-Chrtimlegierung. Derartige Legierungen wurden seit langem benutzt und erwiesen sieb besonders brauchbar zufolge ihrer Be ständigkeit gegen Korrosion und Zerstörung bei hohen Temperaturen. Sie eignen sich für Heizelemente wegen ihres hohen elektrisehen Widerstandes und ihrer ausgezeichneten Oxy dationsbeständigkeit.
In der Regel enthalten die Legierungen mindestens 60 % Nickel und 10 % oder mehr Chrom. In manchen Fällen war Eisen in einer Menge bis <RTI
ID="0001.0025"> zu 15 % zu- gegen, während in andern Fällen der Eisen gehalt auf einem viel niedrigeren Prozentsatz gehalten wurde.
Das Schmieden oder Walzen von Blöcken aus solchen Legierungen ist oft schwierig. Durch sorgfältige Überwachung der Schmel zung und durch Anwendung geeigneter Des oxydationsmittel kann die Schmiedbarkeit der Legierungsblöcke um ein beträchtliches Mass verbessert werden, aber selbst unter den sorgfä?tigst überwachten Bedingungen entsteht eine gewisse Schwierigkeit zufolge des Auf tretens von Rissen und andern Fehlstellen im Block während der Heissbearbeitung.
Um ein Produkt hoher Qualität zu erhal ten, ist es häufig notwendig, den teilweise ausgeschmiedeten Block abzuschleifen, um solche Fehlstellen- zu beseitigen.
Es wurde nun gefunden, dass eine ver besserte Reissbearbeitbarkeit den Nickel- Chromlegierungen durch Zufügen von Niob in vergleichsweise geringen Mengen, beispiels- weise von etwa 0,40 %, erteilt werden kann. Eine gewisse Verbesserung tritt ein, wenn der Niobgehalt nur 0,
20 % beträgt, und es ist nicht notwendig, mehr als 2 % Niob zu- zusetzen. Die Gründe, warum das Niob die Heissbearbeitbarkeit der Legierungen verbes sert, sind nicht genau bekannt, obgleich be obachtet worden ist,
dass die niobhaltigen Blöcke nicht in einem so grossen Masse Lun- kerbildung aufweisen wie die nicht niob- haltigen, selbst wenn die Legierungen in anderer Weise geschmolzen und in gleicher Weise desoxydiert worden sind. Der Niob- zusatz bewirkt eine ausgesprochene Korn verfeinerung, wodurch zweifelsohne die Heiss- bearbeitbarkeit des Metalles beeinflusst wird.
Wie in der nachstehenden Tabelle I ersicht lich, zeigen die niobhaltigen Legierungen einen höheren Grad von Duktilität und Zähigkeit im heiss gewalzten Zustand, was besagt, dass die Niob enthaltenden Legierun gen an sich eine geringere Neigung zur Riss- bildung aufweisen, wenn sie heiss oder kalt deformiert werden.
EMI0002.0012
Diese Verbesserungen wurden erzielt ohne Beeinträchtigung der Widerstandsfähigkeit gegen Korrosion oder Oxydation bei erhöhten Temperaturen.
Die Prüfungen haben gezeigt, dass Niob enthaltende Legierungen angenähert die gleiche niedrige Oxydationsgeschwindig- keit aufweisen, wenn sie in Luft auf 1050 bis 1150 0 C erhitzt werden, wie die Legie rungen, die unter den gleichen Bedingungen hergestellt wurden, jedoch kein Niob enthal ten. Dies wird durch die Angaben der nach stehenden Tabelle Il erwiesen.
EMI0002.0017
<I><U>Ta</U>belle <SEP> II</I>
<tb> Metall <SEP> Zusammensetzung <SEP> (Rest <SEP> Eisen) <SEP> Gewichtsverlust <SEP> der
<tb> Probe <SEP> wObrend
<tb> No. <SEP> 73 <SEP> <B>819.</B> <SEP> bel
<tb> Cr <SEP> I <SEP> /o <SEP> Ni <SEP> I <SEP> o% <SEP> Mn <SEP> I <SEP> % <SEP> Si <SEP> I <SEP> % <SEP> C <SEP> I <SEP> /o <SEP> Nb <SEP> 1150 <SEP> C <SEP> In <SEP> Luft
<tb> 7 <SEP> 13 <SEP> 74.2 <SEP> 1.85 <SEP> 0.07 <SEP> 0.05 <SEP> - <SEP> 1.5<B>1</B>
<tb> 2 <SEP> 12.7 <SEP> 77.9 <SEP> 2.11 <SEP> 0.22 <SEP> 0.06 <SEP> 0.43 <SEP> 1.65
<tb> 3 <SEP> 12.6 <SEP> 74.8 <SEP> 2.01 <SEP> 0.32 <SEP> 0.05 <SEP> 1.11 <SEP> 2.19
<tb> 4 <SEP> 12.2 <SEP> 74.4 <SEP> 1.95 <SEP> 0.29 <SEP> 0.06 <SEP> 2.02 <SEP> 1.73 Die Erfindung umfasst mithin eine Nickel- Chromlegierung,
welche neben Nickel 10 bis 30 % Chrom, 0,2 bis 2 0,/o Niob und Eisen in einer Menge von nicht über 15 % enthält. Die Legierung kann noch zufällige Verun reinigungen und restliche Desoxydationsmittel enthalten.
Der Chromgehalt beträgt vorzugs- weise zwischen 15 und 25 % und der Eisen- gehalt weniger als 5 0/0. Die Nickel-Chromlegierung gemäss der Erfindung kann vor Zusatz des Niobs mit Mangan oder Silizium oder mit andern Des oxydationsmitteln, wie z. B. Kalzium, Alu minium, Zirkon oder Titan desoxydiert wer den.
Restliche Desoxydationsmittel ausser Silizium und Mangan sollten zweckmässig etwa l0/0 nicht übersteigen; der Mangan- gehalt beträgt vorzugsweise weniger als 3% und der Siliziumgehalt vorzugsweise weniger als 10/0. Die niedrigen Prozentgehalte an Phos phor und Schwefel und andern zufälligen Verunreinigungen, die in handelsüblichen Le gierungen dieser Art gewöhnlich vorkommen, können in der Legierung gemäss der Erfin dung ebenfalls zugegen sein.
Nickel-chromium alloy. The invention relates to a nickel-chromium alloy. Such alloys have long been used and shown to be particularly useful due to their resistance to corrosion and destruction at high temperatures. They are suitable for heating elements because of their high electrical resistance and their excellent oxidation resistance.
Usually the alloys contain at least 60% nickel and 10% or more chromium. In some cases iron was up to <RTI
ID = "0001.0025"> on the other hand to 15%, while in other cases the iron content was kept at a much lower percentage.
Forging or rolling ingots from such alloys is often difficult. By carefully monitoring the melt and using suitable deoxidizers, the forgeability of the alloy ingots can be significantly improved, but even under the most carefully monitored conditions, there is some difficulty due to the appearance of cracks and other defects in the ingot during the Hot machining.
In order to obtain a high quality product, it is often necessary to grind the partially forged block in order to eliminate such defects.
It has now been found that the nickel-chromium alloys can be better machined by adding niobium in comparatively small amounts, for example of about 0.40%. A certain improvement occurs when the niobium content is only 0,
20%, and it is not necessary to add more than 2% niobium. The reasons why the niobium improves the hot workability of the alloys are not exactly known, although it has been observed that
that the niobium-containing blocks do not have so much voids as the non-niobium-containing blocks, even if the alloys have been melted in another way and deoxidized in the same way. The addition of niobium causes a marked refinement of the grain, which undoubtedly influences the hot workability of the metal.
As can be seen in Table I below, the niobium-containing alloys show a higher degree of ductility and toughness in the hot-rolled condition, which means that the niobium-containing alloys per se have a lower tendency to crack when they are hot or cold be deformed.
EMI0002.0012
These improvements have been achieved without compromising the resistance to corrosion or oxidation at elevated temperatures.
The tests have shown that alloys containing niobium have approximately the same low oxidation rate when they are heated to 1050 to 1150 ° C. in air as the alloys that were produced under the same conditions but do not contain niobium. This is proven by the information in Table II below.
EMI0002.0017
<I> <U> Ta </U> belle <SEP> II </I>
<tb> metal <SEP> composition <SEP> (remainder <SEP> iron) <SEP> weight loss <SEP> der
<tb> sample <SEP> working
<tb> No. <SEP> 73 <SEP> <B> 819. </B> <SEP> bel
<tb> Cr <SEP> I <SEP> / o <SEP> Ni <SEP> I <SEP> o% <SEP> Mn <SEP> I <SEP>% <SEP> Si <SEP> I <SEP>% <SEP> C <SEP> I <SEP> / o <SEP> Nb <SEP> 1150 <SEP> C <SEP> In <SEP> air
<tb> 7 <SEP> 13 <SEP> 74.2 <SEP> 1.85 <SEP> 0.07 <SEP> 0.05 <SEP> - <SEP> 1.5 <B> 1 </B>
<tb> 2 <SEP> 12.7 <SEP> 77.9 <SEP> 2.11 <SEP> 0.22 <SEP> 0.06 <SEP> 0.43 <SEP> 1.65
<tb> 3 <SEP> 12.6 <SEP> 74.8 <SEP> 2.01 <SEP> 0.32 <SEP> 0.05 <SEP> 1.11 <SEP> 2.19
<tb> 4 <SEP> 12.2 <SEP> 74.4 <SEP> 1.95 <SEP> 0.29 <SEP> 0.06 <SEP> 2.02 <SEP> 1.73 The invention therefore comprises a nickel-chromium alloy,
which, in addition to nickel, contains 10 to 30% chromium, 0.2 to 20% niobium and iron in an amount not exceeding 15%. The alloy can still contain incidental impurities and residual deoxidizing agents.
The chromium content is preferably between 15 and 25% and the iron content less than 5%. The nickel-chromium alloy according to the invention can, before the addition of niobium, with manganese or silicon or with other deoxidants, such as. B. calcium, aluminum, zirconium or titanium deoxidized who the.
Remaining deoxidizing agents apart from silicon and manganese should expediently not exceed about 10/0; the manganese content is preferably less than 3% and the silicon content is preferably less than 10/0. The low percentages of phosphorus and sulfur and other incidental impurities that usually occur in commercial alloys of this type can also be present in the alloy according to the invention.