191356. lajstromszámú szabadalom • Nikkelötvözetek, elsősorban üvegrost előállító berendezésekhez
3 191 356 4 mennyiségben, amikor is az ötvözetben levő nikkel mennyisége legalább 40 t%. Az ötvözet célszerűen 0,3-1,7 t% platinát és 2-8 t% ruténiumot, illetve 0,3-1,5 t% titánt és/vagy 0,1-1 t% alumíniumot tartalmaz. Megállapítottak, hogy - jóllehet - szobahőmérsékleten igen alacsony a y'-pecipitátum aránya (ami még 5 t%-ná! is jóval kevesebb lehet), az ötvözet jó mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik pl. 1080 °C hőmérsékleten, még olvadt üveg jelenlétében is. Ennek oka még nem teljesen világos, de a felállított posztulátum szerint a y'-mátrix valamely eddig meg nem magyarázott kölcsönhtás folytán szilárdul meg, amelyben részt vesz a platina vagy a ruténium mint nemesfém. Előnyösen a nemesfémkomponens magában foglalja a platinát és a ruténiumot is, amelyek - úgy látszik - szineregetikus hatást fejtenek ki. Előnyösen a nemesfémkomponens magában foglalja a platinát es a ruténiumot is, amelyek — úgy látszik — szinergelikus hatást fejtenek ki. Előnyösen a nemesfémkomponens 0,3-L,7 t% platinából és 2-8 t% ruténiumból áll az ötvözet mennyiségére vonatkoztatva. A ruténium és a platina aránya előnyösen 12:1 és 3:1 között van, előnyösen 7:1 és 3:1 között (tömegarány). Az ötvözet széntartalma elősegíti a dezoxidációt az olvasztás alatt, valamint az öntési művelet során, ezen túlmenően elősegíti a -/-mátrix megszilárdulását a karbídok létrejötte által, így az ötvözet egyes komponensei karbídok alakjában lehetnek jelen. A mechanikai tulajdonságok még kedvezőbbé tehetők azáltal, ha az ötvözet titánt és/vagy alumíniumot tartalmaz, éspedig olyan mennyiségben, ami nem nagyon lépi túl azt a mennyiséget, amely 1080 °C-on oldható az ötvözetben. Elméletileg az oldhatóság nem haladhatja meg azt a mennyiséget, amely az ötvözet öntésekor keletkező titán- vagy alumínium veszteség. Ha azonban a titán-karbidok létrejötte ezt kívánatossá teszi, az oldhatóságnak megfelelő mennyiség legfeljebb 10 t%-ka! (előnyösen kevesebb, mint 5 t%-ka!) túlléphető. A (itán elősegítheti az ötvözetben lévő nitrogén lekötését, ebben az esetben a titán egy része nitríd alakjában van jelen. Előfordulhat, hogy más komponensek is kis mennyiségben nitrid alakjában vannak jelen. Az ötvözet tovább szilárdítható azáltal, ha tartalmaz egy vagy több tűzálló fémet, így pl, volfrámot (előnyösen 2—8 t%), vagy tantált (előnyösen 2-6 t%), niobiumot (előnyösen nyomokban, 3 t%-ig) vagy molibdént (6 t%-ig), amelyek oldat- és/vagy karbidszilárdító hatást fejtenek ki. Előnyösen ezen tűzálló anyagok összmennyísége ne haladja meg a 8 t%-ot (az egész Ötvözetre vonatkoztatva), mivel a nagy menynyiségek gyors korrodáláshoz vezethetnek. Előnyben részesítendők a volfrám és a tantál. A mechanikai luijdonságok, így pl. a szilárdság vagy a hidegen történő alakíthatóság a szokásos hőkezelések alkalmazásával is javíthatók. Előnyösen az ötvözet tartalmazzon vasat és lehetőleg kobaltot, amelyek elősegítik a szilárd oldat megszilárdulását a -/-mátrixnál. Az ötvözet előnyösen 0,05—15 t%-ban (előnyösen 0,1-5,0 t%-ban) tartalmaz vasat. A kobalt nem túlságosan előnyös abból a szempontból, hogy könnyen oxidálódik az olvasztás és az öntés alatt, de amennyiben az oxidálás nem jelent komoly veszélyt, alkalmazható egészen 10 t%-ig (leginkább 5 t%-ig). Az ötvözet tartalmazhat még vanádiumot 0,05 és 2 t% mennyiségben (előnyösen 0,1-1,0 t%), amelyek előnyös hatású karbidokat hoznak létre. Előnyösen tartalmazhat még az ötvözet mangánt, magnéziumot, kalciumot, hafniumot, ittriumot, szkandiumot, szilíciumot vagy ritkaföldfémfajtákat: így cériumot, lantánt, neodiniumot vagy ritkföldfémek keverékét, amellyel ellensúlyozzuk az oxigén és/vagy a kén jelenlétét. Az ötvözet egyes fémkomponensei ugyanis oxid- vagy szulfidszennyeződések formájában lehetnek jelen, bár némely illékony oxid vagy szulfid elszökhet az olvasztás és az öntés alatt. A magnézium és a kálcíum nem csupán dezoxidáló hatást fejtenek ki, egyéb előnyös tulajdonságokkal is rendelkeznek, így pl. csökkenthetik bizonos intcrstíciós vegyülctck káros hatását. A szilícium elősegítheti még az MC-karbidok kialakulását, különösképpen ha az M volfrám, tantál, niobium, molíbdén vagy ezek egyike. Az említett komponensek előnyös mennyiségei a következők: mangán legfeljebb 2 t% (előnyösen 1,0 t%-ig) szilícium ’ legfeljebb 1 t% (előnyösen 0,7 t%-ig) magnézium, kalcium legfeljebb 0,5 t% \agy oxidjaik (előnyösen 0,15 t%-ig) ittrium, skandium, ritkföldfémek vagy oxidjaik. A megadott százalékos mennyiségek az ötvözet teljes mennyiségére vannak vonatkoztatva. Célszerű lehet a hafnium, ittrium, szkandium, ritkföldfémek vagy ritkaföldfémek keverékeinek oxidját is hozzáadni, ezek tovább fokozzák a korrózióállóságot. Az ötvözet még tartalmazhat bort és/vagy cirkóniumot, amelyek javítják a hidegen történő alakíthatóságot és csökkentik a bemetszésérzékenységet. A bór menynyisége legfeljebb 0,3 t% (előnyösen 0,001-0,05 t%), a cirkóniumé legfeljebb 0,6 t% (előnyösen 0,1-0,4 t%) lehet. A szuperötvözetek mechanikai szilárdsága olvasztott üveg jelenlétében magas hőmérsékleten oly módon ellenőrizhető, hogy vákuumban bemetszésekkel ellátott rudakat öntünk, majd nátronüveggel kitöltve a bemetszéseket, a rudakat a törőgépbe tesszük. A találmányt a rajzok alapján részletesen ismertetjük, ahol az 1. ábra a bemetszett rúd nézete a törőgépben a rudat tartó rögzítőbilincsekkel, a 2. ábra az 1, ábra szerinti elrendezés oldalnézete. Az 1. ábrán láthatjuk a szuperötvözetből készült vékony ! rudat, amelyet meg kívánunk vizsgálni. Az 1 rúd két egymással szemben fekvő 2 bemetszéssel van kialakítva, ezek lekerekített vak 3 vége jói látható. A 2 bemetszések meghatározzák az 1 rúd 9 nyakát. Az 1 rúdon a 4 nyílások is találhatók. A törőgép (melyet itt nem ábrázoltunk) a felső és alsó 5a, 5b tartóbilincsekkcl van ellátva, ezek olyan fémből készülnek, amelyek 1100 C-on is megtartják alakjukat. Aitogy az a 2. ábrán látható, az 5a és 5b tartóbilincsck egy 6 réssel és egy 7 nyílással vannak kialakítva, ez utóbbi tengelye áthalad a 6 résen. A vizsgálat alatt az 1 rudat az 5a és 5b tartóbilincsek tartják meg a 6 résben, a 4 és 7 nyílásokba illeszkedő 8 csapszegek segítségével. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
