DE1224944B - Process for dispersion hardening of refractory alloys based on molybdenum, tungsten, niobium, tantalum or chromium - Google Patents
Process for dispersion hardening of refractory alloys based on molybdenum, tungsten, niobium, tantalum or chromiumInfo
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Description
Verfahren zur Dispersionshärtung von hochschmelzenden Legierungen auf Molybdän-, Wolfram-, Niob-, Tantal- oder Chrombasis Die Warmfestigkeit von hochlegierten Stählen kann bekanntlich durch Ausscheidung feinverteilter Metallcarbidteilchen verbessert werden.Process for dispersion hardening of refractory alloys based on molybdenum, tungsten, niobium, tantalum or chromium The high-temperature strength of high-alloyed It is known that steels can be produced by the precipitation of finely divided metal carbide particles be improved.
Man kann auch die Warmfestigkeit hochschmelzender Legierungen auf Molybdän-, Wolfram-, Niob-, Tantal- oder Chrombasis durch Ausscheidung feinverteilter Carbidteilchen verbessern. Damit Carbidteilchen ausgeschieden werden können, muß man jedoch die Legierung vorher auf die Lösungstemperatur bringen, um wenigstens einen Teil des Kohlenstoffes in Lösung zu bringen. Anschließend wird dann der gelöste Kohlenstoff in Form von feinverteiltem Carbid ausgefällt. Falls jedoch eine zu große Kohlenstoffmenge gelöst worden ist, verbleibt in der Legierung gelöster Kohlenstoff. Dieser in der Legierung gelöste Kohlenstoff wirkt sich jedoch nun nachteilig auf die Dehnbarkeit bei niedrigen Temperaturen aus.You can also measure the high-temperature strength of high-melting alloys Molybdenum, tungsten, niobium, tantalum or chromium base through the precipitation of finely divided Improve carbide particles. So that carbide particles can be separated out, must However, you bring the alloy beforehand to the solution temperature in order to at least to bring some of the carbon into solution. Then the solved one is then Carbon precipitated in the form of finely divided carbide. But if it's too big If the amount of carbon has been dissolved, carbon remains dissolved in the alloy. However, this carbon dissolved in the alloy now has a disadvantageous effect expandability at low temperatures.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dessen Hilfe man eine Dispersionshärtung von bochschmelzenden Legierungen auf Molybdän-, Wolfram-, Niob-, Tantal- oder Chrombasis mit mehr als 0,05 °/o, besonders mehr als 0,10/, Kohlenstoff, durchführen kann, ohne daß die Dehnbarkeit der Legierung bei niedrigen Temperaturen darunter leidet.The invention is now based on the object of creating a method with the aid of which dispersion hardening of molybdenum, tungsten, niobium, tantalum or chromium-based alloys with more than 0.05%, especially more than 0, can be achieved , 10 /, carbon, without impairing the ductility of the alloy at low temperatures.
Diese Aufgabe wird nun gelöst durch ein Verfahren zur Dispersionshärtung von hochschmelzenden Legierungen auf Molybdän-, Wolfram-, Niob-, Tantal-oder Chrombasis mit mehr als 0,05 °/o, besonders mehr als 0,10/, Kohlenstoff, mittels feinverteilter Metallcarbidteilchen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Legierungen nach einer gegebenenfalls vorausgehenden Glühung bei 1371 bis 2204°C einer Alterungsglühung von 1 bis 50 Stunden bei 982 bis 1538°C bis zur Ausfällung feinverteilter Metallearbide in dem Gefüge der Legierungen unterzogen werden, worauf die Legierungen abschließend auf ihre Endabmessungen verformt werden.This object is now achieved by a method for dispersion hardening of high-melting alloys based on molybdenum, tungsten, niobium, tantalum or chromium with more than 0.05%, especially more than 0.10 % carbon, by means of finely divided metal carbide particles , which is characterized in that the alloys, after an optional preliminary annealing at 1371 to 2204 ° C, are subjected to aging annealing for 1 to 50 hours at 982 to 1538 ° C until finely divided metal arbides precipitate in the structure of the alloys, whereupon the alloys are finally subjected be deformed to their final dimensions.
Die in Grad Celsius angegebenen Temperaturwerte entsprechen genau den in der Prioritätsanmeldung in Grad Fahrenheit auf 100°F genau angegebenen Temperaturwerten.The temperature values given in degrees Celsius correspond exactly the temperature values specified in degrees Fahrenheit to the nearest 100 ° F in the priority application.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß eine Alterung zu einem bestimmten Zeitpunkt während der Verarbeitung bewirkt, daß zusätzlich zu den gewöhnlich während der .weiteren Verarbeitung ausgefällten Carbiden weitere Carbide ausgefällt werden, so daß der Kohlenstoff, der üblicherweise in Lösung bleibt und eine geringe Dehnbarkeit bewirkt, nicht nur beseitigt wird, sondern sogar vorteilhaft ausgenutzt wird. Auf diese Weise wird also die Legierung verfestigt und gleichzeitig die .Dehnbarkeit verbessert. Der Zeitpunkt für die Alterung während der Verarbeitung, auf den oben hingewiesen wurde, liegt vor der endgültigen Verformung, z. B. dem Auswalzen, der Verarbeitung im Gesenk od. dgl. Soll beispielsweise ein Gegenstand unmittelbar nach dem Vergießen abschließend verformt werden, dann wird die Alterung in der Gußform vorgenommen. Wird ein Gegenstand zunächst vergossen, dann stranggepreßt, geschmiedet und abschließend im Gesenk verarbeitet, dann wird vor der Verarbeitung im Gesenk gealtert. Soll der Gegenstand aus der Legierung abschließend zu einer Folie ausgewalzt werden, dann wird vor dem Auswalzen gealtert. Auf diese Weise regelt die Erfindung den Kohlenstoffgehalt der hochschmelzenden Legierungen am vorteilhaftesten.The invention is based on the knowledge that aging leads to a specific point in time during processing causes in addition to the usual During the further processing, precipitated carbides precipitated further carbides be, so that the carbon that usually remains in solution and a small Extensibility causes, is not only eliminated, but even used to advantage will. In this way, the alloy is strengthened and, at the same time, the ductility improved. The timing for aging during processing on the above was pointed out, is before the final deformation, e.g. B. rolling, the Processing in the die or the like. Should, for example, an object immediately after are finally deformed after potting, then aging in the mold performed. If an object is first potted, then extruded, forged and finally processed in the die, then before processing in the die aged. Should the object from the alloy finally be rolled out into a foil then it is aged before rolling out. In this way the invention regulates the carbon content of the refractory alloys is most advantageous.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Molybdänlegierung oder eine Wolframlegierung 5 bis 50 Stunden erfindungsgemäß gealtert, damit ein Überaltern verhindert wird, das die Festigkeit bei hohen Temperaturen beeinträchtigt, wobei eine Temperatur von 1.316 bis 1538'C angewendet, wird. Werden Niob- oder Tantallegierungen gealtert, dann werden Temperaturen von 1093 bis 1371°C und Glühzeiten von 1 bis 10 Stunden angewendet, während bei Chromlegierungen Temperaturen von 982 bis 1260°C und Glühzeiten von 1 bis 10 Stunden .angewendet werden.In a preferred embodiment, a molybdenum alloy is used or a tungsten alloy aged 5 to 50 hours according to the invention, with it Prevents overaging, which affects the strength at high temperatures, a temperature of 1,316 to 1538'C is used. Will Niobium- or tantalum alloys are aged, then temperatures of 1093 to 1371 ° C and Annealing times of 1 to 10 hours are used, while with chromium alloys temperatures from 982 to 1260 ° C and annealing times from 1 to 10 hours.
Die Temperaturen für das Glühen derartiger Legierungen zur erfindungsgemäßen Lösung des Kohlenstoffes liegen vorzugsweise in den nachstehend genannten Bereichen: Bei Molybdän- und Wolframlegierungen 1760 bis 2204°C, bei Tantallegierungen 1649 bis 2204°C, bei Nioblegierungen 1649 bis 1927°C und bei Chron-legierungen 1371 bis 1649°C. Werden höhere als die angegebenen Glühtemperaturen angewendet, dann wird mehr Kohlenstoff gelöst, als in der nachfolgenden Behandlung vorteilhaft ausgefällt werden kann.The temperatures for the annealing of such alloys for the invention Solution of the carbon are preferably in the following ranges: For molybdenum and tungsten alloys 1760 to 2204 ° C, for tantalum alloys 1649 up to 2204 ° C, for niobium alloys 1649 to 1927 ° C and for chromium alloys 1371 to 1649 ° C. If higher than the specified annealing temperatures are used, then dissolved more carbon than precipitated advantageously in the subsequent treatment can be.
Die nachstehende Tabelle I führt die Zusammensetzung einiger Molybdänlegierungen
als Beispiele an, die in Verbindung mit der Erfindung untersucht worden sind.
Ein Vergleich der Angaben für die erfindungsgemäß zu behandelnden Legierungen II, III und IV der Tabelle II, die entweder gealtert wurden oder nicht, zeigt, daß die Wärmebehandlung nach der Erfindung eine erheblich verbesserte Dehnbarkeit bei niedrigen Temperaturen liefert. Derartige Legierungen sind besonders geeignet für die erfindungsgemäße Alterung.A comparison of the data for those to be treated according to the invention Alloys II, III and IV of Table II, either aged or not, shows that the heat treatment according to the invention significantly improved ductility delivers at low temperatures. Such alloys are particularly suitable for aging according to the invention.
Die Legierungen II und III, die sich besonders für die Wärmebehandlung der Erfindung eignen, weisen eine deutlich erkennbare, vorteilhafte Wirkung der Alterung auf. Die Legierung IV ist eine einzigartige und ungewöhnliche Legierung, da sie bei Zimmertemperatur sowie bei 1649°C eine gute Festigkeit und eine gute Dehnbarkeit besitzt, wobei in bezug auf die Festigkeit kein Unterschied besteht, ob sie erfindungsgemäß gealtert wurde oder nicht. Die Angaben für die Legierung IV der Tabelle II zeigen andererseits, daß die Dehnbarkeit durch die erfindungsgemäße Wärmebehandlung noch verbessert werden kann. Die Legierungen II und III werden stärker durch die Wärmebehandlung nach der Erfindung beeinflußt. Wie durch die Behandlungen gemäß B-2 und C-3 erwiesen, besitzen sie eine angemessene Festigkeit bei niedrigeren Temperaturen und eine gute Dehnbarkeit nach der erfindungsgemäßen Wärmebehandlung. Gleichzeitig ist ihre Festigkeit bei hohen Temperaturen durch die Alterung nach der Erfindung verbessert worden.The alloys II and III, which are particularly suitable for heat treatment of the invention, have a clearly recognizable, advantageous effect of the Aging on. Alloy IV is a unique and unusual alloy, because they have good strength and good strength at room temperature as well as at 1649 ° C Possesses extensibility, with no difference in terms of strength, whether or not it has been aged in accordance with the invention. The specifications for the alloy IV of Table II on the other hand show that the extensibility by the inventive Heat treatment can still be improved. Alloys II and III are getting stronger influenced by the heat treatment according to the invention. How through the treatments As shown in B-2 and C-3, they have adequate strength at lower ones Temperatures and good ductility after the heat treatment according to the invention. At the same time, their strength at high temperatures is reduced by aging of the invention has been improved.
Die Angaben der Tabelle II zeigen somit die Wirkung einer entsprechenden Alterung, die den Überschuß an gelöstem Kohlenstoff in Form von Carbiden vor der abschließenden Verarbeitung einer Legierung mit einem verhältnismäßig hohen Kohlenstoffgehalt ausfällt, so daß er sich nicht nachteilig auf die Dehnbarkeit bei niedrigen Temperaturen auswirken kann. Die Beispiele der Tabelle II, in denen eine Alterung vor der abschließenden Verarbeitung im Gesenk vorgenommen wurde, beweisen diesen Erfolg.The data in Table II thus show the effect of a corresponding one Aging, the excess of dissolved carbon in the form of carbides before final processing of an alloy with a relatively high carbon content fails so that it does not adversely affect the ductility at low temperatures can affect. The examples of Table II, in which an aging before the final Processing in the die prove this success.
Als Ergebnis der Alterung nach der Erfindung erhält man einen feinen Niederschlag eines Carbids im Gefüge der verarbeiteten Legierung. Für die zweite Verarbeitung (im Gesenk und bei Entspannungsglühen) können also Legierungen mit einem anderen Gefüge als bisher mit Hilfe der üblichen Verfahren geliefert werden. Die Alterung während des Verfahrens ergibt einen sehr großen Volumenanteil von ausgefällten Carbiden, der sich nach der endgültigen Verarbeitung vorteilhaft auswirkt. Ein Vergleich einer Legierung mit einem verhältnismäßig hohen Kohlenstoffgehalt, die erfindungsgemäß gealtert wurde, mit einer Legierung, die nicht in dieser Weise behandelt wurde, zeigt, daß die gealterte Legierung erheblich dehnbarer ist und gleichzeitig eine vergleichbare Festigkeit aufweist. Diese Tatsache beruht auf dem größeren Anteil an ausgefällten Carbiden und dem geringeren Anteil an gelöstem Kohlenstoff. Die Angaben der Tabelle II sind der Beweis hierfür.As a result of aging according to the invention, a fine one is obtained Precipitation of a carbide in the structure of the processed alloy. For the second Processing (in the die and with stress relief annealing) can also include alloys a different structure than before with the help of the usual methods. The aging during the process results in a very large proportion of the volume of precipitated Carbide, which has a beneficial effect after the final processing. A comparison an alloy with a relatively high carbon content, according to the invention has been aged with an alloy that has not been treated in this way shows that the aged alloy is considerably more ductile and at the same time one has comparable strength. This fact is due to the larger proportion of precipitated carbides and the lower proportion of dissolved carbon. the The information in Table II is evidence of this.
Die erfindungsgemäße Alterung wirkt sich nicht in gleicher Weise auf Legierungen mit einem geringeren Kohlenstoffgehalt aus, d. h. einem Kohlenstoffgehalt von weniger als 0,05 Gewichtsprozent. Wie die Legierung V der Tabelle II zeigt, besitzt eine Legierung, die der Legierung I mit dem Unterschied gleicht, daß der Kohlenstoffgehalt von 0,14 auf 0,010/, erniedrigt ist, nach dem Ausglühen oder Altern bei 1427°C (E-1) eine geringere Festigkeit und Dehnbarkeit als eine Legierung, die bei 1927°C (E-2) geglüht wurde. Bei Legierungen mit einem höheren Kohlenstoffgehalt bewirkt eine höhere Temperatur beim Glühen nach E-2, daß mehr Kohlenstoff gelöst wird, so daß die Festigkeit nicht gemindert, sondern erhöht wird, aber die Dehnbarkeit bei niedrigen Temperaturen verringert wird. Das gilt aber nicht für die Legierung V mit einem geringen Kohlenstoffgehalt, da dieser geringe Kohlenstoffanteil der somit nicht erfindungsgemäß zu behandelnden Legierung V nicht zu der Schwierigkeit führt, die durch die Erfindung bewältigt wird.The aging according to the invention does not have the same effect on alloys with a lower carbon content, ie a carbon content of less than 0.05 percent by weight. As alloy V of Table II shows, an alloy which is similar to alloy I with the difference that the carbon content is reduced from 0.14 to 0.010 / , after annealing or aging at 1427 ° C (E-1) a lower strength and ductility than an alloy that was annealed at 1927 ° C (E-2). In the case of alloys with a higher carbon content, a higher temperature in the annealing according to E-2 causes more carbon to be dissolved, so that the strength is not reduced but increased, but the ductility at low temperatures is reduced. However, this does not apply to the alloy V with a low carbon content, since this low carbon content of the alloy V, which is thus not to be treated according to the invention, does not lead to the difficulty which is overcome by the invention.
Claims (4)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US1224944XA | 1962-09-28 | 1962-09-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1224944B true DE1224944B (en) | 1966-09-15 |
Family
ID=22403026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEG38805A Pending DE1224944B (en) | 1962-09-28 | 1963-09-27 | Process for dispersion hardening of refractory alloys based on molybdenum, tungsten, niobium, tantalum or chromium |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1224944B (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1290727B (en) * | 1963-09-17 | 1969-03-13 | Du Pont | Process for the production of high strength niobium alloys |
-
1963
- 1963-09-27 DE DEG38805A patent/DE1224944B/en active Pending
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| None * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1290727B (en) * | 1963-09-17 | 1969-03-13 | Du Pont | Process for the production of high strength niobium alloys |
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