DE1301584B

DE1301584B - Verfahren zum Herstellen einer Legierung aus handelsueblich reinem Iridium

Info

Publication number: DE1301584B
Application number: DE1966I0030047
Authority: DE
Inventors: Taylor Brian; Jones Michael William
Original assignee: Inco Ltd
Current assignee: Inco Ltd
Priority date: 1965-02-16
Filing date: 1966-02-12
Publication date: 1969-08-21
Also published as: GB1051224A; NL6601824A

Description

In der Patentschrift 1257437 ist eine Iridium-Legierung vorgeschlagen worden, die aus handelsüblich reinem Iridium mit insgesamt 0,1 bis 0,5% Titan und/oder Zirkonium besteht. Es wurde festgestellt, daß eine solche Legierung die guten Eigenschäften des Iridiums besitzt und in Form von Blechen oder Band zäher ist und auch leichter geschweißt werden kann als handelsüblich reines Iridium.

Der wesentliche Grund für die Verbesserung der Schweißbarkeit liegt darin, daß die Legierung eine Rekristallisationstemperatur von 1200 bis 1300° C besitzt, während die Rekristallisationstemperatur handelsüblich reinen Iridiums bei 800° C liegt. Die höhere Rekristallisationstemperatur führt dazu, daß die Legierung beim Walzen zu Blech ein faseriges Gefüge behält, das gute Kanten beim Schneiden ergibt.

Die fraglichen Legierungen werden nach dem älteren Vorschlag durch Schmelzen von Iridium in einem Zirkoniumoxidtiegel unter Argon hergestellt, wobei zu dem geschmolzenen Iridium ein gesinterter Preßling aus einer Mischung von Iridium- und Zirkoniumoder Titanpulver in der erforderlichen Menge gegeben und der Tiegel alsdann über den Schmelzpunkt des in ihm befindlichen Metalls erneut erhitzt wird. Beim Schmelzen strich zwar ein Argonstrahl über die Badoberfläche, doch reichte dieser nicht aus, die umgebende Luft zu entfernen.

Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, die eingangs genannten Legierungen unter völligem Ausschluß von Sauerstoff zu erschmelzen. Demnach muß das Schmelzen im Vakuum oder unter reiner Argonatmosphäre bzw. unter einem anderen inerten Gas in einem geschlossenen Schmelzgefäß erfolgen. Es wurde festgestellt, daß auf diese Weise Legierungen erschmolzen werden können, die nicht nur eine hohe Rekristallisationstemperatur, sondern auch eine verbesserte Zugfestigkeit besitzen. Außerdem ergab sich, daß gleichzeitig auch der Gehalt an Zirkonium und/ oder Titan bis auf 0,005% gesenkt werden konnte, wobei die hervorragenden Eigenschaften der Legierung jedoch erhalten blieben. Das Zirkonium ist dem Titan vorzuziehen, und es sollte handelsüblich reinem Iridium in einer solchen Menge zugegeben werden, daß die Legierung 0,01 bis 0,3% Zirkonium enthält.

So wird beispielsweise Iridiumpulver zusammen mit einigen Stücken Zirkoniumdraht in einer der erstrebten Analyse entsprechenden Gewichtsmenge in einem gegenüber der Atmosphäre abgeschlossenen Ofen unter Argon geschmolzen. Vor dem Einschmelzen der Legierungsbestandteile wird eine Tablette aus Titan oder Zirkonium im Ofen erschmolzen, die als Fangstoff dient. Die Legierung kann vorteilhaft bei Unterdruck im wassergekühlten Herd eines Ofens erschmolzen werden, um einen Block zu erzielen, der anschließend bei 1500° C zur Beseitigung des Gußgefüges geschmiedet werden kann. Nach dem Schmieden kann der Block bei 1500⁰C zu Blech einer Dicke von 2,5 mm sowie anschließend bei 1100° C auf die erforderliche Dicke ausgewalzt werden.

Um die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile darzutun, wurde eine Legierung A mit 0,3 % Zirkonium entsprechend dem älteren Vorschlag erschmolzen, während Legierungen B, C und D mit 0,3 %, 0,1% und 0,01% Zirkonium nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden. Die bei Versuchen ermittelten mechanischen Eigenschaften der vorgenannten Legierungen sind in der Tabelle zusammen mit den Werten von reinen Iridiumproben aufgeführt, die unter Argon in derselben Weise erschmolzen wurden wie die Legierungen B, C und D. Bei den Untersuchungen wurde die Zugfestigkeit von 0,50 mm dicken Blechen sowohl im Walzzustand als auch nach einem Glühen bei 1100 und 1500° C ermittelt. Mit der Glühtemperatur von 1500° C wurde bei allen Versuchslegierungen die Rekristallisationstemperatur überschritten, während im Fall einer über 1100° C liegenden Rekristallisierungstemperatur das Erhitzen auf diese Temperatur beispielsweise beim Walzen unter der Rekristallisationstemperatur blieb. Außerdem wurden die Legierungen A und B auch Belastungsversuchen bei 1150° C unterworfen, wobei die Bruchlast für eine Lebensdauer von 100 Stunden ermittelt wurde. Die dabei ermittelten Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt.

	Walz	Zugfestigkeit	Glühen	Zeitstand
	zustand	Glühen	bei	festigkeit
Legie	kp/mm²	bei	1500° C	nach 100 Stunden
rung	94,5		kp/mm²	bei 1150° C
	157,5		29,1	in kp/mm²
A	144,9	1100° C	64,6	26,8
B	137	kp/mm²	44,0	53,5
C	115	94,5	40,9	37,8
D		157,5	44,0	23,6
Reines	132,3		6,3
Iridium
	118
	45,7

Die Rekristallisationstemperatur der Legierung A nach dem älteren Vorschlag liegt bei 1200° C. Die Zugfestigkeit dieser Legierung beim Erhitzen auf 1100° C wurde nicht ermittelt, dürfte jedoch etwa bei 95 kp/mm² liegen. Die Rekristallisationstemperaturen der Legierungen B, C und D lagen sämtlich oberhalb 1100° C. Die vorstehenden Werte beweisen, daß es möglich ist, jede der Legierungen A bis D bei Temperaturen bis zu 1100° C ohne Festigkeitsverlust zu Blechen zuwalzen, während die Zugfestigkeit des reinen Iridiums durch das Erhitzen auf diese Temperatur in starkem Maße vermindert wurde. Ein Erhitzen bis auf 1500° C führte bei sämtlichen Legierungen einschließlich des reinen Iridiums zu einem beträchtlichen Festigkeitsverlust.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen einer Legierung aus handelsüblich reinem Iridium mit 0,005 bis 0,5% Titan und/oder Zirkonium nach Patent 1 257 437, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung unter Ausschluß von Sauerstoff erschmolzen wird.

2. Nach dem Verfahren des Anspruchs 1 aus handelsüblich reinem Iridium hergestellte Legierung, gekennzeichnet durch einen Zirkoniumgehalt von 0,01 bis 0,3%.