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DE2411324A1 - Process for the production of dispersion strengthened kneading nickel - Google Patents

Process for the production of dispersion strengthened kneading nickel

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Publication number
DE2411324A1
DE2411324A1 DE2411324A DE2411324A DE2411324A1 DE 2411324 A1 DE2411324 A1 DE 2411324A1 DE 2411324 A DE2411324 A DE 2411324A DE 2411324 A DE2411324 A DE 2411324A DE 2411324 A1 DE2411324 A1 DE 2411324A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
magnesium
nickel
oxide
powder mixture
sintering
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE2411324A
Other languages
German (de)
Inventor
Jeremy Painter Morse
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henry Wiggin and Co Ltd
Original Assignee
Henry Wiggin and Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henry Wiggin and Co Ltd filed Critical Henry Wiggin and Co Ltd
Publication of DE2411324A1 publication Critical patent/DE2411324A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C32/00Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
    • C22C32/001Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with only oxides
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    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
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    • C22C1/1078Alloys containing non-metals by internal oxidation of material in solid state

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  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Description

Dipl.-lng. H. Sauerland · Cr.-lng. R, König · Dipl.-lng. K. Bengen Patentanwälte - Aoaa Düsseldorf 3D · Cecilienallee 7B · Telefon 432732Dipl.-Ing. H. Sauerland · Cr.-lng. R, König · Dipl.-Ing. K. Bengen Patent Attorneys - Aoaa Düsseldorf 3D · Cecilienallee 7B · Telephone 432732

-

8. März 1974 29 216 KMarch 8, 1974 29 216 K

Henry Wiggin & Company Limited, Holmer Road, Hereford.Henry Wiggin & Company Limited, Holmer Road, Hereford .

HR.4 9FL, GroßbritannienHR.4 9FL, UK

"Verfahren zum Herstellen von dispersionsverfestigtem"Method of making dispersion-strengthened

Knetnickel"Kneading nickel "

Zusatz zu Patentanmeldung P 22 31 012.9Addition to patent application P 22 31 012.9

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zum Herstellen von dispersionsverfestigtem Knetnickel, bei dem ein Pulvergemisch mit 0,07 bis 0,1% Magnesium und einem feuerfesten Oxyd mit einer bei Sintertemperatur geringeren freien Enthalpie als Magnesiumoxyd, Rest im wesentlichen Nickel bei mindestens 11750C unter Schutzgas gesintert, dabei das Feuerfestoxyd vollständig reduziert sowie mindestens ein Teil des Magnesiums oxydiert und der Sinterung anschließend warmverformt wird, nach Patentanmeldung P 22 31 012.9.The invention relates to a method for producing dispersion-strengthened kneaded nickel, in which a powder mixture with 0.07 to 0.1% magnesium and a refractory oxide with a lower free enthalpy than magnesium oxide at sintering temperature, the remainder being essentially nickel at at least 1175 ° C. Protective gas sintered, the refractory oxide is completely reduced and at least part of the magnesium is oxidized and the sintering is then thermoformed, according to patent application P 22 31 012.9.

Handelsüblich reines Knetnickel besitzt eine hohe Zähigkeit, Duktilität, Korrosionsbeständigkeit und Schweißbarkeit; es wird daher als Werkstoff für Maschinen der Nahrungsmittelproduktion, Apparate der chemischen Industrie, Teile elektrischer und elektronischer Geräte, in der Raumfahrt und Raketentechnik, für korrosionsbeständige Behälter und Rohre, Raketenantriebsgehäuse und Ultraschallgerate verwendet. Gleichwohl besitzt das Nickel auch nachteilige Eigenschaften wie beispielsweise im.Falle von Flachmaterial wie beispielsweiseCommercially pure wrought nickel has high toughness, ductility, corrosion resistance and weldability; It is therefore used as a material for machines in food production, apparatus in the chemical industry, Parts of electrical and electronic equipment, in space travel and rocket technology, for corrosion-resistant Containers and tubes, rocket propulsion housings, and ultrasonic equipment used. Nevertheless owns The nickel also has disadvantageous properties such as in the case of flat material such as

fu 409845/0957fu 409845/0957

Blech oder Band das Auftreten Lüders1scher Linien oder Bänder, "bei denen es sich um Oberflächenfehler handelt, die durch ein örtliches Fließen "beim Biegen verursacht werden. Ein weiterer Nachteil besteht in der Gefahr eines unerwünschten Kornwachstums "beim Hochtemperaturglühen sowie in einer für manche Anwendungsfälle zu geringenFestigkeit.Sheet metal or band the appearance of Lüders 1 shear lines or bands, "which are surface defects caused by local flow" during bending. A further disadvantage is the risk of undesirable grain growth during high-temperature annealing, as well as a strength that is too low for some applications.

Nach dem Verfahren der älteren Patentanmeldung gelingt es, die vorerwähnten Nachteile weitgehend zu "beheben und ein Nickel mit verbesserter Festigkeit bei Raumtemperatur und erhöhten Temperaturen herzustellen, das beim Glühen keinem Kornwachstum unterliegt, schweißbar ist und als Blech oder Band keine Lüders'sehen Linien aufweist. According to the method of the earlier patent application, the above-mentioned disadvantages are largely "eliminated" and to produce a nickel with improved strength at room temperature and elevated temperatures Annealing is not subject to grain growth, is weldable and, as sheet metal or strip, has no Lüdersian lines.

Ein Nachteil des Verfahrens nach der älteren Patentanmeldung besteht jedoch darin, daß sich zwar eine erhebliche Verbesserung der Festigkeit im Vergleich zu handelsüblich reinem Nickel ergibt, gleichzeitig aber die elektrischen Eigenschaften beeinträchtigt werden, so daß das dispersionsverfestigte Knetnickel überall dort nicht eingesetzt werden kann, wo es auf einen niedrigen elektrischen Widerstand ankommt.A disadvantage of the method according to the earlier patent application, however, is that although a considerable Improvement in strength compared to commercially available pure nickel results, but at the same time the electrical Properties are impaired, so that the dispersion-strengthened kneading nickel everywhere cannot be used where a low electrical resistance is important.

Durch Versuche konnte nun festgestellt werden, daß es mit dem Verfahren nach der älteren Patentanmeldung gelingt, ein dispersionsverfestigtes Nickel mit hoher Festigkeit und guten elektrischen Eigenschaften herzustellen, wenn der Kohlenstoffgehalt verringert wird und das Nickel insbesondere kohlenstofffrei ist.Experiments have now shown that it with the method according to the earlier patent application succeeds in a dispersion strengthened nickel with high Establish strength and good electrical properties when the carbon content is reduced and in particular, the nickel is carbon-free.

Die Erfindung besteht daher in einem Verfahren zum Herstellen von dispersionsverfestigtem Knetnickel, bei dem ein Pulvergemisch mit 0 bis 0,196 Kohlenstoff,The invention therefore consists in a method for producing dispersion-strengthened kneading nickel, in which a powder mixture with 0 to 0.196 carbon,

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0,07 Ms 0,156 Magnesium und einem Feuerfestoxyd, dessen freie Enthalpie ein Reduzieren durch Magnesiumdampf bei der Sintertemperatur gestattet und das'während des Sinterns vollkommen reduziert wird und mindestens einen Teil des Magnesiums oxydiert, Rest Nickel unter Schutzgas bei mindestens.11750C gesintert und der Sinterkörper anschließend warmverformt wird.Ms 0.07 0.156 Magnesium and a Feuerfestoxyd whose free enthalpy reducing sintered by magnesium vapor at the sintering temperature allows the sintering das'während and is completely reduced and at least a portion of the magnesium oxidizes, balance nickel under protective gas at 0 C and mindestens.1175 the sintered body is then thermoformed.

Das Nickelpulver sollte sehr feinkörnig sein und vorzugsweise eine mittlere Teilchengröße von höchstens 7 Pm. besitzen. Besonders geeignet ist daher Karbonylnickelpulver mit einer mittleren Teilchengröße von 4 bis 7 /Wm. Kohlenstoff wird dem Gemisch gegebenenfalls als feines Pulver, beispielsweise mit einer Teilchengröße unter 43 ytfm und vorzugsweise mit Nickel überzogen nach dem Karnonyl-Verfahren zugesetzt. Sofern es auf eine optimale elektrische Leitfähigkeit ankommt, sollte das Pulver bzw. das dispersionsverfestigte Nickel dagegen völlig kohlenstofffrei sein»The nickel powder should be very fine-grained and preferably have an average particle size of at most 7 μm. own. Carbonyl nickel powder with an average particle size of 4 to 7 / Wm is therefore particularly suitable. Carbon is optionally added to the mixture as a fine powder, for example with a particle size below 43 ytfm and preferably coated with nickel by the carnonyl process. If optimal electrical conductivity is important, the powder or the dispersion-hardened nickel, on the other hand, should be completely carbon-free »

Das Gemisch muß Magnesium enthalten, um das Feuerfestoxyd, beispielsweise Aluminiumoxyd, zu reduzieren. Vorzugsweise wird dem Gemisch elementares Magnesiumpulver zugesetzt. Andererseits kann jedoch auch eine pulverförmige Magnesiumlegierung, beispielsweise eine Nickel-Magnesium-Legierung mit 10 bis 20% verwendet werden, wenngleich die Reaktionsgeschwindigkeit dann geringer ist und höhere Temperaturen erforderlich sind, um das Magnesium zu verdampfen.The mixture must contain magnesium in order to reduce the refractory oxide, for example aluminum oxide. Preferably elemental magnesium powder is added to the mixture. On the other hand, however, it can also be a powdery Magnesium alloy, for example a nickel-magnesium alloy with 10 to 20% can be used, although the reaction rate is then lower and higher temperatures are required to achieve the To vaporize magnesium.

Als Feuerfestoxyd eignet sich vorzugsweise Aluminiumoxyd, wenngleich auch andere Feuerfestoxyde mit entsprechender freier Enthalpie, beispielsweise Nickel-, Kobalt-, Eisen-, Kupfer-, Mangan-, Wolfram- oderAluminum oxide is preferably suitable as the refractory oxide, although other refractory oxides with corresponding ones are also suitable free enthalpy, for example nickel, cobalt, iron, copper, manganese, tungsten or

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Titanoxyd infrage kommen. Der Gehalt an Feuerfestoxyd sollte so eingestellt werden, daß mindestens 10% des Magnesiums während des Sinterns oxydiert werden. Vorzugsweise enthält das Gemisch 0,01 Ms 0,06 % Aluminiumoxyd mit einer Teilchengröße von vorzugsweise höchstens 0,10 /*m, beispielsweise 0,01 Ms 0,03 /Mm.Titanium oxide come into question. The content of refractory oxide should be adjusted so that at least 10% of the magnesium is oxidized during sintering. Preferably the mixture contains 0.01 Ms 0.06% aluminum oxide with a particle size of preferably at most 0.10 / * m, for example 0.01 Ms 0.03 / Mm.

Das Pulvergemisch kann vor dem Sintern gepreßt, beispielsweise hydrostatisch mit einem Preßdruck Ms 20,7 hb verdichtet werden, um einen ausreichend grünfesten Preßkörper mit einer theoretischen Dichte von mindestens 65%s "beispielsweise einer scheinbaren Dichte von 5,8 g/cnr herzustellen. Der Preßkörper wird alsdann im Wasserstoffstrom, Amoniakspaltgas oder einem anderen Schutzgas mit mindestens 10%, vorzugsweise mindestens 30% Wasserstoff und einem Taupunkt von höchstens -510C gesinterte Andererseits kann das Pulvergemisch jedoch auch ohne vorheriges Pressen gesintert werden. Dies kann in der Weise geschehen, daß das Pulver in eine mit einem Trennmittel überzogene Form eingefüllt und die Form mit Sand gegen ein Eindringen von 'Verbrennungsgasen des Sinterofens verschlossen wird. Das Schutzgas wird der Form über einen Gaseinlaß zugeführt und verläßt sie durch die Sandschicht. Unabhängig von dem jeweiligen Sinterverfahren sollte die Sintertemperatur mindestens 1175°C betragen und dabei ausreichend weit über der Verdampfungstemperatur des Magnesiums liegen, um ein Verdampfen des Magnesiums beim Sintern zu gewährleisten. Before sintering, the powder mixture can be pressed, for example hydrostatically compressed with a pressing pressure of Ms 20.7 hb, in order to produce a sufficiently green-strength pressed body with a theoretical density of at least 65% s ", for example an apparent density of 5.8 g / cm compact is then a stream of hydrogen, Amoniakspaltgas or another inert gas having at least 10%, preferably at least 30% hydrogen and a dew point of not more than -51 0 C sintered other hand, the powder mixture can, however, be sintered without previous pressing. This can be done in such a way that the powder is poured into a mold coated with a release agent and the mold is sealed with sand to prevent the ingress of combustion gases from the sintering furnace. The protective gas is supplied to the mold via a gas inlet and leaves it through the sand layer Sintering temperature at least 1175 ° C and dab ei are sufficiently far above the evaporation temperature of the magnesium to ensure that the magnesium evaporates during sintering.

Der Sinterkörper kann durch Warmstrangpressen oder Warmwalzen zu einer Platine, einem Stab oder einem Rohr verformt und auf übliche Weise zu Blech, Stäben, Draht oder Röhren weiterverarbeitet werden. Angesichts der verhältnismäßig hohen Sintertemperatur erreichtThe sintered body can by hot extrusion or hot rolling into a blank, a rod or a Tube deformed and processed in the usual way into sheet metal, rods, wire or tubes. Given the relatively high sintering temperature achieved

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die scheinbare Dichte des Sinterkörpers im allgemeinen mindestens 95%.the apparent density of the sintered body is generally at least 95%.

Obgleich der Reaktionsmechanismus beim Sintern des PuI-vergemischs noch nicht völlig geklärt werden konnte, ist anzunehmen, daß der Magnesiumdampf in die Zwischenräume zwischen den festen Nickelteilchen eindringt und das Feuerfestoxyd unter gleichzeitiger Bildung von Magnesiumoxyd reduziert. Die Sinteratmosphäre kann geringe Mengen Sauerstoff, beispielsweise aus dem Nickelpulver oder der Atmosphäre enthalten, der sich ebenfalls mit dem Magnesium umsetzt. Die freie Enthalpie des Magnesiumoxyds bei der Sintertemperatur von beispielsweise 1175 bis 14OO°C muß in jedem Falle größer sein als die freie Enthalpie des Feuerfestoxyds, beispielsweise des Aluminiumoxyds bei der Sintertemperatur.Although the reaction mechanism during the sintering of the powder mixture could not yet be fully clarified, it can be assumed that the magnesium vapor is in the interstices penetrates between the solid nickel particles and the refractory oxide with simultaneous formation of Magnesium oxide reduced. The sintering atmosphere can be slight Amounts of oxygen, for example from the nickel powder or the atmosphere, are also contained reacts with the magnesium. The free enthalpy of magnesium oxide at the sintering temperature of, for example 1175 to 14OO ° C must in any case be greater than the free enthalpy of the refractory oxide, for example aluminum oxide at the sintering temperature.

Unabhängig von dem noch nicht voll aufgeklärten Reaktionsmechanismus sollte der Sinterkörper von dem anfänglichen Feuerfestoxyd nach Möglichkeit keine diskreten Teilchen mehr enthalten. Stattdessen sollte der Sinterkörper beispielsweise im Falle des Aluminiumoxyds nur noch metallisches Aluminium enthalten, dessen Menge dem ursprünglichen Anteil an Aluminiumoxyd entspricht und das in dem Nickelgefüge gelöst ist.Regardless of the not yet fully understood reaction mechanism If possible, the sintered body should not be discrete from the initial refractory oxide Particles contain more. Instead, the sintered body should, for example, in the case of aluminum oxide only contain metallic aluminum, the amount of which corresponds to the original proportion of aluminum oxide and that is dissolved in the nickel structure.

Enthält das Pulvergemisch genügend Magnesium, dann ist dieses nach dem Sintern zum Teil im Nickel gelöst und liegt zum Teil als feinkörniges Magnesiumoxyd mit einer Teilchengröße unter 0,1 /Wm vor. Bei einer Untersuchung mit einer Mikrosonde mit einer Bildschärfe von 5 Am zeigte sich, daß magnesiumreiche Zonen über den ganzen Querschnitt verteilt sind, obgleich das Auflösungsvermögen der Mikrosonde nicht ausreichte, um einzelneIf the powder mixture contains enough magnesium, this is partly dissolved in the nickel after sintering and is partly in the form of fine-grain magnesium oxide with a particle size of less than 0.1 / Wm. During an investigation with a microprobe with an image sharpness of 5 am It was found that zones rich in magnesium are distributed over the entire cross section, although the resolving power the microprobe was insufficient to single out

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Oxydteilchen nachzuweisen. Des weiteren zeigte sich bei der Untersuchung, daß es nicht zu Zusammenballungen der Dispersoidteilchen gekommen war. Darüber hinaus zeigte sich die außerordentlich feine Unterteilung der Dispersoidteilchen im gesinterten Nickel, die gerade unter Berücksichtigung der geringen Legierungszusätze ursächlich für die hohe Festigkeit sein muß. Schließlich ergab auch eine mikroskopische Untersuchung mit bis 200-facher Vergrößerung ein bemerkenswertes reines Gefüge.Detect oxide particles. The examination also showed that there were no agglomerations the dispersoid particles had come. In addition, the extremely fine subdivision of the Dispersoid particles in sintered nickel, which are just taking into account the low alloy additions must be the cause of the high strength. Finally, a microscopic examination also revealed it up to 200 times magnification a remarkably pure Structure.

Dsenach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Nickel enthält vorzugsweise 0 bis 0,196 Kohlenstoff, 0,004 bis 0,03%, vorzugsweise 0,006 bis 0,025%.Aluminium und 0,08 bis 0,1% Magnesium, Rest mit Ausnahme von Sauerstoff Nickel» Der Sauerstoff liegt lediglich in gebundener Form als Magnesiumoxyd vor und macht 0,1 bis 0,25 Vol.-96 aus. Die Menge des metallischen Magnesiums läßt sich durch 20-stündiges Glühen eines dünnen, 0,127 mm dicken Blechs in sauerstoff- und wasserstoffhaltiger, bei Raumtemperatur mit Wasserdampf gesättigter Atmosphäre bei 10920C ermitteln, da das metallische Magnesium zur Blechoberfläche diffundiert und dort oxydiert wird. Das auf diese Weise entstehende Magnesiumoxyd kann durch Beizen entfernt werden, so daß es sich bei dem durch nachfolgende chemische Analyse ermittelten Magnesium nur um das Magnesium des Magnesiumoxyds handelt, da dieses nicht diffundieren kann. Im allgemeinen enthält das Nickel 40 bis 70%, beispielsweise 50% des Magnesiums in metallischer Form.The nickel produced by the process according to the invention preferably contains 0 to 0.196 carbon, 0.004 to 0.03%, preferably 0.006 to 0.025%. Aluminum and 0.08 to 0.1% magnesium, the remainder with the exception of oxygen. Nickel is only in bound form as magnesium oxide and makes 0.1 to 0.25 vol-96. The amount of the metallic magnesium may be carried for 20 hours annealing a thin 0.127 mm thick sheet into oxygen- and hydrogen-containing, saturated at room temperature with water vapor atmosphere at 1092 0 C to determine, since the magnesium metal diffuses to the plate surface and is oxidized there. The magnesium oxide produced in this way can be removed by pickling, so that the magnesium determined by subsequent chemical analysis is only the magnesium of the magnesium oxide, as this cannot diffuse. In general, the nickel contains 40 to 70%, for example 50%, of the magnesium in metallic form.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen des näheren erläutert. The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments.

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Von zwei 10 kg-Chargen enthielt eine 0,0896 metallisches Magnesium mit einer Teilchengröße unter 43 yUm und .0,12% Aluminiumoxydpulver mit einer mittleren Teilchengröße von 0,03 /6/m, Rest Karbonylnickelpulver mit einer Teilchengröße von 4 bis 7 /Um und etwa 0,054% Eisen, 0,003% Kohlenstoff und 0,062% Sauerstoff. Dieses Gemisch wurde zum Herstellen einer Probe 1 verwendet, während aus der anderen Charge, die sich von der vorerwähnten Charge lediglich dadurch unterschied, daß sie zusätzlich 0,16% Kohlenstoff in Form vernickelter Teilchen mit einer Teilchengröße unter 43 //m und 25% Kohlenstoff enthielt, nach dem Verfahren der älteren Patentanmeldung eine Probe C hergestellt wurde.Of two 10 kg batches, one contained 0.0896 metallic magnesium with a particle size below 43 μm and .0.12% aluminum oxide powder with an average particle size of 0.03 / 6 / m, the remainder carbonyl nickel powder with a Particle size from 4 to 7 / µm and about 0.054% iron, 0.003% carbon and 0.062% oxygen. This mixture was used to make a sample 1, while from the other batch, which differed from the aforementioned batch only in that it an additional 0.16% carbon in the form of nickel-plated particles with a particle size below 43 // m and 25% carbon contained, a sample C was prepared according to the method of the earlier patent application.

Beide Chargen wurden 20 Minuten in einem 7,5 1-Mischer gemischt. Die Mischungen wurden alsdann mit einem Druck von 20,7 hb hydrostatisch zu 230 mm langen Stäben mit einem Durchmesser von 100 mm verpreßt. Alsdann wurden die Stäbe acht Stunden bei 12000C gesintert und jeweils die eine Hälfte bei 11750C zu einem Quadratstab mit einer Kantenlänge von 19 mm ausgeschmiedet, der alsdann wieder auf 1175°C erwärmt und zu einem Draht mit einem Durchmesser von 19 mm ausgeschmiedet wurde.Both batches were mixed in a 7.5 liter mixer for 20 minutes. The mixtures were then pressed hydrostatically at a pressure of 20.7 hb into rods 230 mm long and 100 mm in diameter. The bars were then sintered for eight hours at 1200 0 C and each forged one half at 1175 0 C to a square bar having a side length of 19 mm, which then again to 1175 ° C is heated and forged to a wire having a diameter of 19 mm became.

Die andere Hälfte jedes Stabes wurde zu einem 9,5 mm dicken und 51 mm breiten Streifen ausgeschmiedet, der nachfolgend erwärmt und bei 1175°C bis auf eine Dicke von 4,75 mm ausgewalzt wurde. Beide Streifen wurden eine Stunde bei 9800C geglüht und bis auf eine Dicke von 1,42 mm kaltgewalzt. Die Stäbe wurden 30 Minuten bei 980°C und die Streifen drei Minuten bei 1025°C geglüht«The other half of each rod was forged into a 9.5 mm thick and 51 mm wide strip, which was subsequently heated and rolled out at 1175 ° C. to a thickness of 4.75 mm. Both strips were annealed for one hour at 980 ° C. and cold-rolled to a thickness of 1.42 mm. The rods were annealed for 30 minutes at 980 ° C and the strips for three minutes at 1025 ° C «

In den nachfolgenden Tabellen I bis VI sind die technologischen Eigenschaften der Probe 1 denjenigen derIn Tables I to VI below, the technological properties of sample 1 are those of

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Probe C nach der älteren Patentanmeldung sowie handelsüblich reinem, ungeglühtem Nickel N mit einem Nickelgehalt von 99,97% und unter 0,02% Kohlenstoff bzw. einem herkömmlichen Knetnickel W im geglühten Zustand mit 0,08% Kohlenstoff, 0,18% Mangan, 0,2% Eisen und 0,18% Silizium, gegenübergestellt.Sample C according to the earlier patent application as well as commercially available pure, unannealed nickel N with a nickel content of 99.97% and less than 0.02% carbon or a conventional wrought nickel W in the annealed state with 0.08% carbon, 0.18% manganese, 0.2% iron and 0.18% silicon, compared.

Die Daten der Tabelle I beziehen sich auf die geglühten Stäbe, die der Tabelle II auf die kaltgewalzten und geglühten Streifen, während der Tabelle III Versuche mit Streifen zugrundeliegen, die mit einer Querschnittsabnahme von mindestens 50% kaltgewalzt und anschließend mit Ausnahme des Nickels N drei Minuten bei 1023°C geglüht wurden, während das Nickel N drei Minuten bei 7600C geglüht wurde. Die Daten der Tabelle IV geben die mechanischen Eigenschaften der geglühten Stäbe bei 6490C und 8710C wieder, während es sich bei den Daten der Tabelle V um die bei 6490C ermittelten mechanischen Eigenschaften der geglühten Streifen handelt und die Tabelle VI den elektrischen Widerstand bei Raumtemperatur mit einer Abweichung von + 6% wiedergibt.The data in Table I relate to the annealed bars, those in Table II relate to the cold-rolled and annealed strips, while Table III is based on tests with strips which are cold-rolled with a cross-section reduction of at least 50% and then with the exception of nickel N three minutes were annealed at 1023 ° C, while the nickel N was annealed for three minutes at 760 0 C. The data in Table IV indicate the mechanical properties of the annealed bars at 649 0 C and 871 0 C again, while it is in the data of Table V to the determined at 649 0 C the mechanical properties of the annealed strips and Table VI the electrical Shows resistance at room temperature with a deviation of + 6%.

Zugfestig
keit
(hbar)
Tensile strength
speed
(hbar)
TabelleTabel II. Einschnürung
(%)
Constriction
(%)
Probesample 54,6
39,4
34,5
54.6
39.4
34.5
Streckgrenze
(hbar)
Stretch limit
(hbar)
Dehnung
(%)
strain
(%)
65,6
83,9
65.6
83.9
C
1
N
C.
1
N
17,6
14,7
11,0
17.6
14.7
11.0
45
55
50
45
55
50

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Tabelle IITable II

Probesample

Zugfestigkeit (hbar)Tensile strength (hbar)

Streckgrenze (hbar)Yield point (hbar)

Dehnungstrain

C
1
¥
C.
1
¥

57,4 41,5 34,557.4 41.5 34.5

19,2 12,1 11,019.2 12.1 11.0

44,5 44,7 5044.5 44.7 50

Probesample TabelleTabel 11,211.2 8710C871 0 C 5,65.6 IIIIII IVIV Dehnungstrain EinschnürungConstriction 00 CC. 7,07.0 5,75.7 99 11 ASTM-KorngrößeASTM grain size 31,031.0 37,37, ¥¥ 8,08.0 44,044.0 41,41, 22 NN 8,08.0 33 6,56.5 3838 33,33, Zugfestig
keit
(hbar)
Tensile strength
speed
(hbar)
TabelleTabel 7,07.0 2424 20,20,
Probesample Streckgrenze
(hbar}
Stretch limit
(hbar}
20,220.2 649°C649 ° C CC. 17,017.0 11 7,37.3 CC. 7,47.4 11

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Zugfestig
keit
(hbar)
Tensile strength
speed
(hbar)
Tabelle VTable V Dehnung
(96)
strain
(96)
--
Probesample 18,1
16,1
18.1
16.1
Streckgrenze
(hbar)
Stretch limit
(hbar)
39,5
41,5
39.5
41.5
C
1
C.
1
8,0
• 6,1
8.0
• 6.1
Tabelle VITable VI el. ¥iderstand
(//Ohm-cm)
el. ¥ resistance
(// ohm-cm)
Probesample 10,3
7'5
9,47
7,48
10.3
7 ' 5
9.47
7.48
C
1
¥
N
C.
1
¥
N

Die Daten der vorstehenden Tabellen zeigen, daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte, praktisch keinen Kohlenstoff enthaltende Probe .1 eine bessere Festigkeit bei Raumtemperatur als handelsübliches reines Nickel und außerdem vergleichsweise gute elektrische Eigenschaften besitzt. Darüber hinaus zeigt sich sowohl an der kohlenstofffreien Probe 1 als auch an der kohlenstoffhaltigen Vergleichsprobe C nach Tabelle III die in der älteren Patentanmeldung erwähnte, die Korngröße bestimmende wirkung des Dispersoids. Hinsichtlich der Korngröße ergibt sich, daß das reine Nickel bei niedriger Temperatur rskristalli-The data in the above tables show that the prepared by the process according to the invention, sample containing practically no carbon .1 better strength at room temperature than commercially available pure nickel and also has comparatively good electrical properties. Furthermore is shown both on the carbon-free sample 1 and on the carbon-containing comparative sample C. According to Table III, the effect of the dispersoid which determines the grain size and which is mentioned in the earlier patent application. With regard to the grain size, the pure nickel becomes crystalline at low temperatures.

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siert als die Proben 1 und C, weswegen es be.i niedriger Temperatur geglüht wurde. Gleichwohl besaß das reine Nickel ein nicht unwesentlich gröberes Korn. Bei hohen Temperaturen dürfte die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Legierung ähnliche Eigenschaften besitzen wie handelsübliches reines Nickel.sated as Samples 1 and C, so it was annealed at low temperature. Nevertheless, the pure possessed Nickel is a not insignificantly coarser grain. At high temperatures, the process according to the invention should The alloy produced have properties similar to those of commercially available pure nickel.

Bei der chemischen Analyse ergab sich für die Probe C 0,13% Kohlenstoff, 0,076% Magnesium und 0,007% Aluminium; für die Probe 1 unter 0,01% Kohlenstoff, 0,073% Magnesium und 0,007% Aluminium, Rest in beiden Fällen Nickel einschließlich Sauerstoff. Die Magnesiumaktivität ergab sich für die Probe C zu 60,5% und für die Probe 1 zu 64,5%.The chemical analysis found for sample C 0.13% carbon, 0.076% magnesium and 0.007% aluminum; for sample 1 below 0.01% carbon, 0.073% magnesium and 0.007% aluminum, the remainder in both cases including nickel Oxygen. The magnesium activity was found to be 60.5% for sample C and 64.5% for sample 1.

Die Proben C und 1 wurden des weiteren untersucht, um die Natur des Dispersoids und den Grad der Umwandlung des Aluminiiamoxyds und des Magnesiums im Ausgangsgemisch festzustellen. Die Ergebnisse wurden absorptionsspektrofotometrisch ermittelt, um möglichst genaue Daten zu erlangen. Bei den Versuchen wurden die Proben einerseits in eine Magnesium■, Magnesiumoxyd und Aluminium enthaltende Lösung überführt, während andererseits der Rückstand das oxydische Aluminium, beispielsweise AIpO, und MgAl2O^, und das oxydische Magnesium, beispielsweise MgO und MgAl2O^ enthielt.Samples C and 1 were further examined to determine the nature of the dispersoid and the degree of conversion of the aluminum oxide and magnesium in the starting mixture. The results were determined by absorption spectrophotometry in order to obtain the most accurate data possible. In the experiments, the samples were transferred to a solution containing magnesium, magnesium oxide and aluminum, while the residue contained the oxidic aluminum, for example AlpO, and MgAl 2 O ^, and the oxidic magnesium, for example MgO and MgAl 2 O ^.

Bei den Versuchen ergab sich, daß die Probe C etwa 0,0001% oxydisches Aluminium und die Probe 1 etwa 0,0002% oxydisches Aluminium enthielten. Demzufolge wurde bei der Probe 1 etwa 97% des anfänglichen oxydischen Aluminiums zu metallischem Aluminium reduziert, während nur etwa 3% des oxydischen Aluminiums nicht reduziert wurden.The tests showed that sample C was about 0.0001% oxidic aluminum and sample 1 contained approximately 0.0002% oxidic aluminum. As a result, the Sample 1 reduced about 97% of the initial oxidic aluminum to metallic aluminum while only about 3% of the oxidic aluminum was not reduced.

Hinsichtlich des Magnesiumgehaltes ergab sich, daß beiWith regard to the magnesium content, it was found that in

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den Proben 1 und C über 50% des anfänglichen Magnesiums oxydiert waren. Darüber hinaus ergab die absorbtionsspektrofotometrische Analyse, daß bei der Probe C nur 0,0002% und bei der Probe 1 nur 0,0003% in anderer Form als Magnesium oder Magnesiumoxyd, möglicherweise als Magnesium-Aluminiumoxyd, vorlagen. Hinsichtlich der Probe 1 sind dies weniger als 1% des Gesamtgehaltes'an Magnesiumoxyd, so daß dementsprechend 99% des oxydischen Magnesiums als Magnesiumoxyd vorlagen. Somit ergibt sich, daß im wesentlichen das gesamte anfängliche Aluminiumoxyd, d.h. über 95% beider Proben zu metallischem Aluminium reduziert wurden und der Dispersoid im wesentlichen aus Magnesiumoxyd bestand.samples 1 and C oxidized over 50% of the initial magnesium was. In addition, the absorption spectrophotometric analysis showed that for sample C only 0.0002% and in sample 1 only 0.0003% in a form other than magnesium or magnesium oxide, possibly as magnesium-aluminum oxide, templates. With regard to sample 1, this is less than 1% of the total magnesium oxide content, so that correspondingly 99% of the oxidic magnesium was present as magnesium oxide. Thus it can be seen that essentially all of the initial aluminum oxide, i.e. over 95% of both samples reduced to metallic aluminum and the dispersoid consisted essentially of magnesium oxide.

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Claims (9)

Henry ¥iggin & Company Limited, Holmer Road, Hereford, HR4 9FL, Großbritannien Patentansprüche:Henry ¥ iggin & Company Limited, Holmer Road, Hereford, HR4 9FL, Great Britain Patent claims: 1. Verfahren zum Herstellen von dispersionsverfestigtem Knetnickel, bei dem ein Pulvergemisch mit 0,07 bis 0,190 Magnesium und einem feuerfesten Oxyd mit einer bei Sintertemperatur geringeren freien Enthalpie als Magnesiumoxyd, Rest im wesentlichen Nickel bei mindestens 11750C unter Schutzgas gesintert, dabei das Feuerfestoxyd vollständig reduziert sowie mindestens ein Teil des Magnesiums oxydiert und der Sinterung anschließend warmverformt wird, nach Patentanmeldung P 22 31 012.9, dadurch gekennzeich net , daß das Pulvergemisch höchstens 0,1% Kohlenstoff enthält.1. Process for the production of dispersion-strengthened kneading nickel, in which a powder mixture with 0.07 to 0.190 magnesium and a refractory oxide with a lower free enthalpy than magnesium oxide at sintering temperature, the remainder essentially nickel is sintered at at least 1175 0 C under protective gas, thereby the refractory oxide completely reduced and at least part of the magnesium is oxidized and the sintering is then thermoformed, according to patent application P 22 31 012.9, characterized in that the powder mixture contains a maximum of 0.1% carbon. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß beim Sintern mindestens des Magnesiums zu Magnesiumoxyd oxydiert werden.2. The method according to claim 1, characterized in that during sintering at least of magnesium are oxidized to magnesium oxide. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kenn zeichnet , daß die Pulvermischung Aluminiumoxyd enthält.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the powder mixture Contains aluminum oxide. 4«, Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulvergemisch 0,01 bis 0,06% Aluminiumoxyd enthält,4 «, method according to claim 3, characterized in that that the powder mixture contains 0.01 to 0.06% aluminum oxide, 5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet ,5. The method according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that 409845/0957409845/0957 daß das Pulvergemisch auf eine Gründichte von mindestens 5,8 g/cmJ verdichtet wird.that the powder mixture is compressed to a green density of at least 5.8 g / cm J. 6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Sintern unter Wasserstoff erfolgt.6. The method according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that that the sintering takes place under hydrogen. 7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 17. The method according to one or more of claims 1 Ms 6, dadurch gekennzeichnet ,Ms 6, characterized daß die mittlere Teilchengröße des Nickelpulvers höchstens 7 jUm "beträgt.that the mean particle size of the nickel powder is at most 7 μm ". 8. Nach dem Verfahren der Ansprüche 1 bis 7 hergestelltes Knetnickel, gekennzeichnet durch einen Magnesiumgehalt von 40 bis 70%.8. Wrought nickel produced by the method of claims 1 to 7, characterized by a magnesium content of 40 to 70%. 9. Nach dem Verfahren der Ansprüche 1 bis 8 hergestelltes Knetnickel, bestehend aus 0 bis 0,196 Kohlenstoff, 0,006 bis 0,025% Aluminium, 0,008 bis 0,1% Magnesium und 0,1 bis 0,25 Vol.-% Sauerstoff im Magnesiumoxyd, Rest Nickel.9. According to the method of claims 1 to 8 prepared Wrought nickel, consisting of 0 to 0.196 carbon, 0.006 to 0.025% aluminum, 0.008 to 0.1% magnesium and 0.1 to 0.25% by volume of oxygen in the magnesium oxide, the remainder being nickel. 409845/0957409845/0957
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