DE3021934A1

DE3021934A1 - Geordnete legierungen mit langem bereich auf eisenbasis

Info

Publication number: DE3021934A1
Application number: DE3021934A
Authority: DE
Inventors: Henry Inouye; Chain-Tsuan Liu; Anthony Charles Schaffhauser
Original assignee: US Department of Energy
Current assignee: US Department of Energy
Priority date: 1979-06-11
Filing date: 1980-06-11
Publication date: 1980-12-18
Also published as: CA1145165A; JPS56247A; GB2050423A; FR2458596B1; GB2050423B; US4238229A; FR2458596A1

Description

8O-R-4215 47,444

UNITED STATES DEPARTMENT OF ENERGY, Washington, D.C. 20545, USA

Geordnete Legierungen mit langem Bereich auf Eisenbasis

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf geordnete Legierungen »it langem Bereich, und zwar aus den übergangsmetailen V, Fe, Ki und Co, wobei sich die Erfindung insbesondere auf geordnete Legierungen mit langem Bereich der AB_ Type bezieht.

Einen langen Bereich aufweisende geordnete Legierungen verhalten sich wie intermetallische Verbindungen, deren Atome unterhalb einer kritischen Ordnungstemperatur T_c geordnet vorgesehen sind. Der Ausdruck "Ordnung mit großem Bereich" bezieht eich auf Legierungen mit geordneter Struktur, die sich über einen Abstand von mehr als ungefähr 1OO Atome in einer Einzeldomäne erstreckt. Der Hauptvorteil geordneter Legierungen mit langem Bereich ist deren Festigkeit und Stabilität bei hohen Temperaturen. Bei Temperaturen unterhalb T„ hat die geordnete Struktur der Legierung die geringste freie Energie. Eine geordnete Legierung kann Temperaturen unterhalb T_c über unbestimmte Periöden hinweg erfahren, ohne daß signifikante zusammensetzungsmäßige Änderungen oder Phasenänderungen auftreten. Oberhalb T wird jedoch die Zugfestigkeit der geordneten Legierungen infolge des Entordnungseffekts beträchtlich reduziert. Beim Stand der

030051/089A

302193A

Technik war der Hauptnachteil der geordneten Legierungen mit langem Bereich deren extreme Sprödigkeit. Infolgedessen wurden geordnete Legierungen mit langem Bereich nicht als Baumaterial für Hochtemperaturariwendungsfälle benutzt. Eine bemerkenswerte Ausnahme ist die ziehfähige geordnete Legierung mit langem Bereich, welche in US-PS 4 144 059 beschrieben wurde. Die Legierungen beschrieben in US-PS 4 144 059 waren auf Co-basierende Legierungen mit der Nominalzusammensetzung V(Co,Fe)₃ oder V(Co,Fe,Ni)₃, und zwar mit 22 - 23 Gew.-% V, 14-30 Gew.-% Fe und dem Rest Co oder Co und Ni mit einer Elektronendichte von nicht mehr als 7,85. Mit dieser Elektronendichtebeschränkung konnte die nicht mehr als 23 % V und 30 % Fe enthaltende Legierung nicht mehr als ungefähr 10 Gew.-% Ni und nicht weniger als ungefähr 37 Gew.-% Co enthalten. Die Legierungen gemäß US-PS 4 144 059 sind infolge der hohen Kosten des erforderlichen Kobalts teuer. Die Legierungen sind auch von beschränkter Brauchbarkeit für Nuklearanwendungen, weil sich durch den Kobaltgehalt ein hoher Neutronenabsorptionsquerschnitt ergibt. Eine ziehfähige in einem langen Bereich geordnete Legierung mit niedrigeren Neutronenabsorptionsquerschnitten wäre außerordentlich zweckmäßig für bauliche Komponenten, wie beispielsweise Brennstoffauskleidungen für schnelle und thermische Reaktoren und für ein Material für die erste Wand bei gesteuerten Thermonuklearreaktoren.

Zusammenfassung der Erfindung. Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt/ eine ziehbare,einen langen Bereich aufweisende geordnete auf Eisen basierende Legierung der AB .,-Type vorzusehen, und zwar mit einem niedrigeren Neutronenabsörptionsquerschnitt als die Legierung gemäß US-PS 4 144 059. Ferner bezweckt die Erfindung ziehfähige, einen langen Bereich aufweisende geordnete, auf Eisen basierende Legierung der AB-

030051/0894

i ■ · j

* * β 1

Type vorzusehen, und zwar mit einem niedrigeren Neutionenabsorptionsquerschnitt als die Legierung gemäß US-PS 4 144 059. Ferner bezweckt die Erfindung ,i ziehfähige, einen langen Bereich aufweisende, geordnete, auf Eisen basierende Legierungen vorzusehen, die höhere Eisen- und niedrigere Kobalt-Gehalte besitzen als die Legierungen gemäß US-PS 4 144 Ο59. Ferner bezweckt die Erfindung einen neuen Gebrauch für einen langen Bereich aufweisende geordnete, auf Eisen basierende Legierungen vorzusehen, sowie ein Herstellungsverfahren, welches die neuentdeckten Eigenschaften in dem geordneten Zustand verwendet, um gegossene Gegenstände vorzusehen, die ausgezeichnete mechanische Eigenschaften sowie Stabilitäten bei hohen Temperaturen besitzen. Ferner bezweckt die Erfindung eine Verbesserung bei Vorrichtungen vorzusehen, die eine Komponente aufweisen, welche einer Temperatur von mehr als 300°C ausgesetzt ist.

Hinsichtlich der zusammensetzungsmäßigen Aspekte der Erfindung ist eine einen langen Bereich aufweisende geordnete Legierung vorgesehan, die eine kritische Ordnungstemperatur von mehr als ungefähr 600°C besitzt, bei Raumtemperatur eine schließliche Zugfestigkeit (Zerreißfestigkeit) von mehr als 1,000 MPa, und bei Raumtemperatur eine Zugdehnung von mehr als 30 %, wobei die Legierung die nominelle Zusammensetzung von V(Fe,Ni)₃ oder V(Fe,Ni,Co)₃ mit einer Elektronendichte von nicht mehr als ungefähr 8,00 besitzt und ferner in Gew.-% folgendes aufweist: 22 - 23 % V, 35 - 50 % Fe, 0 - 22 % Co und 19 - 40 % Ni. Die maximale Kombination von Hochtemperaturkriechwiderstand, Festigkeit und Ziehfähigkeit sollte bei der folgendes aufweisenden Legierung auftreten (Angaben in Gewichts-%): 22 - 23 % V, 35 - 45 % Fe, 0 - 10 % Co und 25 35 % Ni. Hinsichtlich der verfahrensinäBigen Aspekte sieht die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Gußartikeln aus der einen langen Bereich auf v/eis enden geordneten Legierung vor, die (Angaben in Gewichts-%) folgendes aufweist:

030351/0894

- 4 - I

22 - 23 % V, 35 - 5O % Fe, C - 22 % Co und 19 - 40 % Ni, |

und zwar mit der nominellen Zusammensetzung von V(Fe,Ni)., |

oder V(Fe,Ni,Co)^, und zwar mit einer Elektronendichte |

von nicht mehr als 8,00, wobei das Verfahren folgende |

Schritte umfaßt: (a) Herstellung der Legierung bei einer |

Temperatur entweder oberhalb oder unterhalb der kritischen |

Ordnungstemperatur der Legierung zum Vorsehen eines gegossenen Artikels, (b) Anlassen des gegossenen Artikels für eine hinreichende Zeit., um die einen langen Bereich aufweisende geordnete Struktur in dem Gußart-Jcel vorzusehen. Wegen der ausgezeichneten Festigkeit und Ziehfähigkeit der Legierung in ihrem geordneten Zustand kann der Herstellungsvorgang, d.h. der Deformationsprozeß bei Temperaturen weit unterhalb der kritischen Ordnungstemperatur erfolgen. ~-

Hinsichtlich der gegenstandsmäßigen oder den Artikel betreffenden Aspekte der Erfindung ist ein gegossener oder gezoge- .-_-. ner Herstellungsgegenstand vorgesehen, und zwar in der Form einer Platte, eines Blechs, einer Stange, eines Drahts, einer Folie und dgl., und zwar bestehend aus den erfindungsgemäßen :einen langen Bereich aufweisenden geordneten Legierungszusammensetzungen. Hinsichtlich der Vorrichtungsaspekte der ^Erfindung sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung eine verbesserte Vorrichtung vorsieht, mit einer, eine Temperatur ~ von mehr als 300 C ausgesetzten Komponente, die die erfindungsgemäßen Legierungszusammensetzungen aufweist.

Weitere Vorteile, Ziele und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Ansprüchen sowie aus der Beschreibung der Erfindung anhand der Zeichnung; in der

Fig. 1 eine graphische Darstellung der Dehnungsfestigkeit der erfindungsgemäßen Legierungen, verglichen mit

030051/089A

· S

316 rostfreiem Stahl, Hastelloy-X und auf Co-basierenden, einen langen Bereich aufweisenden, geordneten Legierungen gemäß US-PS 4 144 Ο59;

Fig. 2 eine graphische Darstellung der Zerreißfestigkeit der erfindungsgemäßen Legierungen, verglichen mit 316 rostfreiem Stahl;

Fig. 3 eine graphische Darstellung der Zugdehnung der erfindungsgemäßen Legierungen, verglichen mit 316 rostfreiem Stahl.

Die Erfindung sei nunmehr im einzelnen beschrieben. Ein Aspekt Ξ der Erfindung ist die Entdeckung, daß ziehfähige, auf Eisen —= basierende, einen langen Bereich aufweisende geordnete Le- ■"-~ gierungen der AB₃-Type in dem V-Fe-Ni-System und in dem V- ~ Fe-Ni-Co-System, welches nicht, mehr als 22 Gew.—% Co enthält, existieren. Wie in ÜS-PS 4 144 059 beschrieben, waren die = Legierungen im V-Co-System als geordnet bekannt, und die Ersetzung eines Teils des Co mit Fe ergab eine verbesserte Ziehfähigkeit. Die Legierungen des Fe-V-Systems zeigen die geordnete Anordnung nicht. Es wurde jedoch festgestellt, daß ein Teil des Eisens mit Ni oder aber Ni und Co ersetzt werden kann, um eine deutliche: Erhöhung bei der Ziehfähigkeit zu ergeben. Erwarteterweise. ergab sich, daß die keine oder nur geringe Mengen an Kobalt enthaltende Legierung eine geordnete Struktur zeigen würde, und zwar in Kombination mit ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften. Die Legierungen der Erfindung haben eine Elektronendichte von nicht mehr als ungefähr 8.OO- Die Elektronendichte (e/a) ist eine Funktion der Zusammensetzungen und ist gleich der Anzahl der Elektronen pro Atom außerhalb der inerten Gasschale. Bei Elektronendichten unterhalb S₁OO zeigen die geordneten Legierungen der Erfindung eine stirnflächenzentrierte kubisch geordnete Struktur.

030051/0894

— 6 ~~

Bei Elektronendichten von mehr als 8,00 zeigen die geordneten Legierungen der Erfindung eine hexagonale dichtgepackte geordnete Struktur, gekennzeichnet durch eine wesentlich niedrigere Ziehfähigkeit. Die ziehfähige, kubisch geordnete Struktur der auf Eisen basierenden, geordneten Legierungen der Erfindung ist bei hohen e/a Verhältnissen stabil, und zwar selbst bei höheren Werten ξΙξ der 7,85-Grenze von US-PS 4 144 059. Die auf Eisen basierenden Legierungen zeigen verbesserte mechanische Eigenschaften bei niedrigeren Temperaturen als dies die auf Co-basierenden Legierungen von US-PS 4 144 059 tun.

Die Legierungen dieser Erfindung zeigen die außerordentlich erwünschte Kombination eines niedrigen Neutronenabsorptionquerschnitts, hoher Zugfestigkeit, hoher Streckgrenze, guter Zugdehnung und niedriger VerdampfungsVerluste, und zwar gekoppelt mit einer nicht spröden Phasenbildung bei erhöhten Temperaturen. Die außerordentlich gute Zugfähigkeit der langbereichsgeordiiaten Legierungen gemäß der Erfindung gestattet die Verwendung dieser Legierungen bei üblichen Metall-^⁷ -bearbeitungsverfahren, wie beispielsweise beim Walzen, ZiehenV ^Schmiden, Fließpressen usw. und zwar gefolgt von einur Anlaßt Hbehandlung während einer hinreichenden Zeitdauer, um so die ---langbereichsgeordnete Struktur vorzusehen, die für die Legierungszusammensetzung charakteristisch ist. Die sich ergebenden Gegenstände, wie beispielsweise Platten, Bleche, Stangen, Drähte, Folien und dgl. besitzen eine ausgezeichnete Stabilität und können in die gewünschten Formen weiter verarbeitet v/erden, und zwar durch übliche Metallbearbeitungsverfahren einschließlich Deformationsvorgängen, die unterhalb «er Teisperatur T_ der Legi firungszusammensetzung ausgeführt werden. Die unerwartete Zugfähigkeit und Hochtemperaturfestigkeit der gegossenen geordneten Legierungen dieser Erfindung

030051/0894

c* · ι

gestatten deren Verwendung bei Hochtemperaturanwendungsfallen. Die erfindungsgemäßen Legierungen sind insbesondere zweckmäßig als Baumaterialien für Komponenten von Vorrichtungen, die Temperaturen oberhalb 300 C ausgesetzt sind, beispielsweise in einen geschlossenen Kreislauf aufweisenden Energiesystemen, wie beispielsweise bei externen Verbrennungsmotoren, wie beispiel ^r-^ise Sterling-Systemen, gasgekühlten Reaktoren, Weltraum-Ieistungssystemen, magnetischen Fusionsreaktoren und schnellen Brüterreaktoren, die alle eine hohe —Festigkeit sowie hohen Kriechwiderstand bei erhöhten Temperaturen benötigen- Der niedrige Kobalt-Gehalt dieser zieh-—fähigen, langbereichsgeordneten Legierungen ergibt ein·; deutliche Verminderung der Kosten, verglichen mit den Legierungen £Eauf Co-Basis gemäß US-PS 4 144 059. Die erfindungsgemäßen Legierungen können eine Zusammensetzung besitzen, die im ^^wesentlichen aus den angegebenen übergangsmetallen besteht, ^:wobei es jedoch wahrscheinlich ist, daß zusätzliche Komponenten die Eigenschaften dieser Legierungen weiter verbessern. Der Ausdruck "bestehend im wesentlichen aus" ist derart definierter Edaß nur diejenigen Komponenten umfaßt sind, die nicht in --" !^wesentlicher Weise die Festigkeit und Zugfähigkeit der -Legierung in ihrem geordneten Zustand beeinflussen. Die er- findungsgemäßen Legierungen können vollständig aus V, Fs, Ni —und Co in den angegebenen Proportionen stehen; d.h. sie weisen -nur Verunreinigungen auf solchen Niveaus auf. wie sie üblicherweise mit den Komponenten verbunden sind.

Die erfindungsgemäßen Legierungszusammensetzungen werden am leichtesten dadurch hergestellt, daß man zuerst die entsprechende Mischung aus Metallen durch übliche Verfahren wie beispielsweise Bogenschmelzen schmilzt und sodann in ein Gußstück oder einen Barren gießt. Die gegossenen Legierungen können durch übliche Verfahren bearbeitet werden, wobei das Walzen bevorzugt ist. Im allgemeinen wird bevorzugt, daß die erfindurigsgemäßen Legierungen heiß bearbeitet werden, um die

030051/0894

• * «a

Struktur, die sich beim Gießen ergeben hat, zu zerstören, wobei darauf eine Kaltbearbeitung bei Raumtemperatur erfolgt-Der Heißbearbeitungsschritt kann, wenn gewünscht, oberhalb l'_c ausgeführt werden, wobei der Bereich von 900 - 11OO°C zufriedenstellend ist. Nach der Bearbeitung der erfindungsgemäßen Legierungen, v/erden diese für nine hinreichende Zeitspanne angelassen, um eine geordnete Struktur mit langem Bereich vorzusehen, wobei ein Anlal/Vorgang von 2-15 Stunden bei 600 - 730 C sich als im allgemeinen ausreichend erwiesen hat. Die bevorzugte Anlaßtemperatur liegt ungefähr 50 - 100⁰C unterhalb T_,.

Tabelle I zeigt die T_p, e/a und die Kristallstruktur für mehrere AtomzüSammensetzungen von V, Fe, Ni und Co einschließlich der geordneten LRO-15, -16 und -17. Die entsprechenden Gewichtszusammensetzungen sind in Tabelle II angegeben. Die analoge Legierung LRO-18, Fe~V ist anscheinend nicht geordnet, jedenfalls soweit dies die Versuche bisher ergeben haben. Wie in Tabelle I gezeigt, fördert die Hinzufügung von Ni oder Ni und Co zur Fe^V-Legierung die Atomordnung und erhöht die kritische Ordnungstemperatur. Wenn die Elektronendichte 8,OO erreicht, so wird die kubisch geordnete Struktur in eine hexagonale dichte Packung, eine spröde, geordnete Struktur umgewandelt.

Beispiel

Legierungen LRO-15 und -16 wurden durch Bogenschmeli-ung von Mischungen aus Metallkomponenten sov/ie darauffolgenden Fallguß hergestellt* Die Legierung 17 wurde durch Elektronenstrahlschmelzen und -gießen hergestellt. Die Barren wurden mit einem Holybäänblech umhüllt; und sodann bei Tööö — T7ÖÖ C gewalzt, und zwar mit einer darauffolgenden Kaltwalzung bei

030051/0894

bei Raumtemperatur, um so 0,8 mm dicke Bleche zu erhalten. Die Bleche hatten eine gute Qualität, ohne daß sich an der Oberfläche oder an den Enden Riße zeigten. Zugfestigkeitsproben wurden aus den Blechen entnommen und sodann bei 600 - 1100 G i.n eine Vakuum- oder Heliumumgebung wärmebehandelt. Die ungeordnete Struktur wurde durch Abkühlung von 1100 C aus erreicht. Die geordnete Struktur wurde durch Alterung bei Temperaturen unterhalb T_n erzeugt. Ungefähr 5-10 Stunden bei 100 C unterhalb T reicht aus, um die geordnete Struktur zu erzeugen.

Tabelle III zeigt die Zugfestigkeitseigenschaften bei Raumtemperatur von LRO-15, -16 und -17 sowohl in den geordneten als auch den ungeordneten Zuständen. Die Bildung der Langbereichsordnung erhöht in signifikanter Weise die Arbeits-Härtungsrate und die Zugfestigkeit, wobei aber die Streckgrenze nur gering beeinflußt wurde. Jede Legierung ist zugfähig und besaß ungefähr 35 - 55 % Dehnung im geordneten Zustand. Fig. 1 zeigt die Zugfestigkeit (yield strength) als eine Funktion der Testtemperatur von LRO-15 und -16. Man erkennt, daß die Zugfestigkeit sich beträchtlich mit der Testtemperatur oberhalb 300 C erhöht und ein Maximum bei ungefähr T_n erreicht. Die Zugfestigkeit zeigt einen Abfall oberhalb T_n infolge des Entordnungseffekts. Nichtsdestoweniger ist die Legierung noch immer in signifikanter Weise stärker als der Type 316 rostfreie Stahl, selbst bei einer Temperatur oberhalb T_c- Die Spitzen hinsichtlich der Zugfestigkeit bei LRO-15 und -16 treten bei niedrigeren Temperaturen auf als für LRO-1 und LRO-3 von US-PS 4 144 O59. LRO-1 hatte eine Gewichtszusainmensetzung von ungefähr 16% Fe, 23% V und dem Rest Co. LRO-3 hatte eine Zusammensetzung von 25 % Fe, 23% V und dem Rest Co. Fig. 2 zeigt die Zugfestigkeit von LRO-15 und 16 als eine Funktion der Testtemperatur. Wie man sieht, fällt die Zugfestigkeit allmählich mit der Temperatur ab, und zwar bis annähernd T , wobei sich dann eine Verminderung mit größerer Rate mit der Temperatur ergibt.. Fig. 3 ist ein Vergleich der

030051/0894

- 10 -

• · 9 t I

• * · i

Zugdehnung (tensile elongation) von LRO-15 und -16 als eine Funktion der Testtemperatur. Man erkennt, daß beide LRO-Iegierungen Dehnungen zeigen, die größer sind als die des Type 316 röstfreien Stahls, und zwar bis Temperaturen um T herum erreicht sind. LRO-15 zeigt ein Ziehfähigkeitsminimum um 780 C herum, und zwar wahrscheinlich in Beziehung stehend mit einer Änderung des geordneten Zustands um T herum.

Wie in den Fig. 1 - 3 gezeigt, besitzen LRO-16 und LRO-15 verbesserte mechanische Eigenschaften bei niedrigen Temperaturen als dies für auf Co-basierende Legierungen LRO-1 und -3 der Fall ist. Eine der erfindungsgemäßen Legierungen, die besonders zweckmäßig zum Gebrauch bei Temperaturen von weniger als 650 C ist, ist die Zusammensetzung mit LRO-16 als Mittelbereich. Diese Zusammensetzung weist in Gewichts-% 22 - 23 % V, 28 - 33 % Ni und den Rest Eisen auf und zeigt - vgl. Fig. 1 bis 3 - eine Zugfestigkeit von mindestens ungefähr 400 MPa über den Temperaturbereich ausgehend von Raumtemperatur bis ungefähr 65O C. Eine Legierung mit hoher Zugfähigkeit und außerordentlich hoher Zugfestigkeit bis ungefähr 800 C ist die Legierung mit LRO-15 als Mittelbereich. Diese Legierung weist in Gewichts-% 22 - 23 % V, 19 - 22 % Ni, 19 - 22 % Co und den Rest Eisen auf, wobei sie gemäß den Fig. 1-3 eine Zugfestigkeit über einen Temperaturbereich von 650 75O°C von mindestens ungefähr 450 MPa besitzt und eine Raumtemperatur-Zugdehnung im geordneten Zustand von mindestens ungefähr 45 %.

Die Kriecheigenschaften der geordneten Legierungen wurden bei 65O°C und 276 MPa im Vakuum mit einer "Todbelastungs-Anordnung" bestimmt. Tabelle IV zeigt die Kriechrate und die Bruchlebensdauer von geordneten und angelassenen Legierungen LRO-15/ -16 und -17 verglichen mit Type 316 rostfreiem Stahl. Man erkennt, daß die minimale Kriechrate für den Type 316 rostfreien Stahl ungefähr drei Größenordnungen

030051/0894

t I · I

ti 11

ti tt

tit i

- 11 -

niedriger liegt. Die geordneten Legierungen der Erfindung brachen nach 1000 Stunden nicht.

TABELLE I

Legierung	Nominelle Zusammensetzung	e/a	Geordnete Struktur
LRO-18	Fe₃V	7,25	nicht geordnet
LRO-16	(Fe₆₁Ni₃₅J₃V	7,835	geordnet,
LRO-17	^(FeS2^Co10^Ni38⁾3^V	7,895	geordnet,
LRO-15	^(Fe48^C°27^Ni25⁾3^V	7,828	geordnet,
LRO-19	Co₃V	8,00	geordnet,

T₀(⁰O

FCC	670
FCC	700
FCC	760
HPC	1070

	23	nicht ge ordnet geordnet	II	31	-% Co
TABELLE	23	nicht geordnet geordnet		20	0
Legierungs bezeichnung V	23	nicht geordnet geordnet	Zusammensetzung, Gew. Fe Ni	30	21
LRO-16	TABELLE	nicht geordnet gealtert	46		8
LRO-15	Legierung Zustand	36	, MPa
LRO-17	LRO-15 -15	39	Stfeck- festigkeit bzw. Grenze
	LRO-16 -16	III	394,1 354_F2	Dehnung
LRO-17 -17	Festigkeit	392,7 423,1	51,1 54,7
LRO-18 -18	Zug oder Bruch festigkeit	305 287	48,0 35,2
881,2 1329,1	44Ο 460	61,6 50,1
858,5 1070,7		22,0 6,6
711 1085
594 600

030051/089Λ

• « (IfE

• · « f Cf C I

- 12 -

	TABELLE I .'	Bruchlebensdauer
Legierung	Minimale Kriechrafce	(Std)
	(cm/cm/Std)	C
LRO-15^a	2 χ 10~⁶	C
LRO-17^a	4 χ 1O~⁶	C
LRO-1 6^a	9 χ 1O"⁶	20
316 SS^b	"T χ TO^²

Die Proben befanden sich in geordnetem und angelassenem: , Zustand.

Die Proben befanden sich im angelassenen Zustand.
^c Der Versuch wurde: nach TOOO^tunden beendet.

030051/089 Λ

Claims

- 13 -

3021334

Patentansprüche

1. Eine in einem langen Bereich geordnete Legierungszusammensetzung, brauchbar zur Herstellung von Baukomponenten, die Temperaturen von mehr als 3OO°C ausgesetzt sind, gekennzeichnet durch eine kritische Ordnungstemperatur größer als 60O⁰C, eine schließliche Zugfestigkeit

Raumtemperatur, die größer ist als ungefähr 1000 MPa, eine Zugdehnung bei Raum ;mperatur von mehr als 30 %, eine Elektronendichte von nicht mehr als 8,00 und eine nominelle Zusammensetzung von V(Fe,Ni)₃ oder V(Fe,Ni,Co),, wobei die Zusammensetzung in Gewichts-% folgendes aufweist: 22 - 23 % V, 35 - 50 % Fe, 0 - 22 % Co und 19 - 40 % Ni.

2. Geordnete Legierungszusammensetzung nach Anspruch 1, bestehend im wesentlichen aus 22 - 23 % V, 35 - 5O % Fe, 0 - 22 % Co unl 19 - 4O % Ni.

3. Geordnete Legierungszusammensetzung nach Anspruch 1, bestehend aus 22 - 23 % V, 35 - 50 % Fe, 0 - 22 % Co and 19 - 40 % Ni.

4. Legierungszusaminensetzung nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß sie folgendes in Gewichts-% aufweist: 22 - 23 % V, 35 - 45 % Fe, 0 - 10 % Co und 25 - 35 % Ni.

5. Geordnete Legierungszusammensetzung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Anteile in Gewichts-%: 22 - 23 % V, 28 - 33 % Ni und der Rest Eisen, und zwar mit einer Zugfestigkeit von mindestens ungefähr 400 MPa über einen Temperaturbereich von Raumtemperatur bis ungefähr 65O°C.

030051/0894

- 14 -

6. Legierungszusammensetzung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch 22 - 23 Gew.-% V, 19-22 Gew.-% Ni., 19-22 Gew.-% Co und dem Rest Eisen, und zwar mit einer Zugfestigkeit von mindestens ungefähr 450 MPa über den Temperaturbereich von 6 50 - 75O°C hinweg und mit einer Zugdehnung im geebneten Zustand von mindestens ungefähr 45 %.

_7 Legierur-c nach Anspruch 1, gekennzeichnet

—durch eine Elektronendichte größer als 7,85.

~&.-.: Gegossener oder gezogener Herstellungsgegenstand in der

— — ^Form einer Platte, eines Blechs_r einer Stange, eines ..-

£:z :Drahts, einer Folie und dgl. mit einer Zusammensetzung ge- :~

=:.: maß Anspruch 1 . i

3. :In einer Vorrichtung mit einer Baukomponente, die Temperaturen:~z :z_: —größer als 300°C ausgesetzt ist, dadurch g e k e" η η -. "^:-_ —- -ζ e i c h η e t , daß die Komponente, die Legierung gemäß—An— Ξ-- r Ispruch 1 aufweist - £_ ₌

10.- Verfahren zur Herstellung von Gegenständen aus der LegierungEEEE gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch zzzzzz

_-:-. die Deformation der Legierung bei einer Temperatur oberhalb- ^ der kritischen Ordnungstemperatur der Legierung zur Erzeugung eines gegossenen Gegenstandes und Anlassen des- gegossenen Gegenstandes über eine hinreichende Zeitspanne hinweg, um die einen langen Bereich aufweisende geordnete Struktur des Gußgegenstandes vorzusehen.

11. Verfahren zur Herstellung von Gegenständen aus der Legierung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Deformation der Legierung bei einer Temperatur unterhalb

030051/0894

* * * * it 19

I « · I 4 t J

ι · # · · rl· ι

$ t * ti 1 *

- 15 -

der kritischen Ordnungstemperatur der Legierung zur Erzeugung eines Ausgangsgegenstandes und Anlassen des Ausgangsgegenstandes über eine hinreichende Zeitperiode hinweg/ um eine einen langen Bereich aufweisende geordnete Struktur des Ausgangsgegenstandes vorzusehen.

030051/0894