DE431314C

DE431314C - Iron-chromium-aluminum alloy

Info

Publication number: DE431314C
Application number: DEK86541D
Authority: DE
Original assignee: Kemet Laboratories Co Inc
Current assignee: Kemet Electronics Corp
Priority date: 1923-07-13
Filing date: 1923-07-13
Publication date: 1926-07-03

Description

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Es ist bekannt, daß bestimmte Eisen-Aluminium-Legierungen, z. B. diejenigen, welche etwa 9 Prozent Aluminium enthalten, großen elektrischen Widerstand besitzen und sehr hitzebeständig sind. Sie lassen sich auch bei Einhaltung gewisser Temperaturbedingungen walzen, selbst wenn der Aluminiumgehalt über io Prozent hinaus gesteigert wird. Die Verminderung des Aluminiumgehalts erleichtert zwar die mechanische Bearbeitbarkeit der Legierungen. Derartige im wesentlichen nur aus Eisen und Aluminium bestehende Legierungen mit niedrigem Aluminiumgehalt haben jedoch den Mangel, daß ihr elektrischer Widerstand und ihre Hitzebeständigkeit zu wünschen übrig lassen.It is known that certain iron-aluminum alloys, e.g. B. those who contain about 9 percent aluminum, have high electrical resistance and very are heat resistant. They can also be used if certain temperature conditions are observed rolling, even if the aluminum content is increased by more than 10 percent. the Reducing the aluminum content facilitates the mechanical workability of the Alloys. Such alloys consisting essentially only of iron and aluminum however, those with a low aluminum content have a defect in their electrical resistance and their heat resistance leave a lot to be desired.

Es hat sich nun gezeigt, daß ein hoher Aluminiumgehalt von beispielsweise 10 bis 16 Prozent zulässig ist, und daß überraschend gute Eigenschaften dabei erzielt werden können, wenn man den Bestandteilen Eisen und Aluminium einen namhaften Zusatz an Mangan oder Chrom oder an Mangan und Chrom nebeneinander gibt. Die dann erhaltenen Legierungen^lassen sich durch Walzen, Hämmern und Ziehen leichter bearbeiten und besitzen einen großen elektrischen Widerstand, welcher sogar noch den übertrifft, den entsprechende Legierungen besitzen, welche nur aus Aluminium und Eisen bestehen. Diese Erkenntnis bildet die Grundlage der Erfindung, und ihr Gegenstand besteht in einer Legierung, welche in an sich bekannter Weise neben Eisen und Aluminium Chrom oder Mangan oder auch Chrom und Mangan nebeneinander enthält, bei welcher jedoch der Aluminiumgehalt, abweichend von vorbekannten Legierungen dieser Art, größer als 5,6 Prozent ist und ein 7 Prozent übersteigender Zusatz von Chrom oder bzw. und Mangan gegehen wird. Die Erhöhung der Bearbeitungsfähigkeit und des elektrischen Widerstandes ist besonders ausgesprochen, wenn Chrom der dritte Bestandteil der Legierung ist, weshalb Chrom das bevorzugte Zusatzmetall gemäß 4-5 der Erfindung darstellt. Jedoch haben auch Eisen-Aluminium-Mangan-LegierungenEigenschaften, wodurch sie für viele Zwecke wertvoll werden. Eine Legierung, welche aus 70 Prozent Eisen, 20 Prozent Aluminium und 10 Prozent Mangan besteht, gibt z. B. außerordentlich hitzebeständige Güsse, die einen feinen, seidenartigen Bruch zeigen, während Legierungen, die außer Eisen 12 bis 15 Prozent Aluminium und 6 bis 8 Prozent Mangan enthalten, sogar bis zu einem gewissen Grade walzfähig sind.It has now been shown that a high aluminum content of for example 10 to 16 Percent is permissible, and that surprisingly good properties can be achieved if you add a significant amount of manganese or chromium or manganese and to the constituents iron and aluminum There are chrome side by side. The alloys then obtained can be processed by rolling, Hammering and drawing are easier to work with and have a high electrical resistance, which even surpasses that which corresponding alloys possess consist only of aluminum and iron. This knowledge forms the basis of the invention, and its object consists in an alloy, which in a manner known per se in addition to iron and aluminum, chromium or manganese or also chromium and manganese side by side contains, in which, however, the aluminum content, unlike previously known alloys of this type, is greater than 5.6 percent and an addition of chromium or or and manganese in excess of 7 percent is possible will. The increase in machinability and electrical resistance is particularly pronounced when chromium is the third component of the alloy is, which is why chromium is the preferred filler metal according to 4-5 of the invention. However, iron-aluminum-manganese alloys also have properties making them valuable for many purposes. An alloy consisting of 70 percent iron, 20 percent aluminum and 10 Percent manganese, there are z. B. extraordinarily heat-resistant castings that have a fine, show silky breakage, while alloys other than iron show 12 to 15 percent Contain aluminum and 6 to 8 percent manganese, even to a certain extent are capable of rolling.

Auch zur Herstellung dünner Metallstäbe, welche für elektrische Widerstandselemente brauchbar sind, kann man mit Vorteil Eisen-Aluminium-Chrom-Legierungen benutzen. Legierungen, welche 12 bis 15 Prozent Aluminium und 7 bis 10 Prozent Chrom außer Eisen enthalten, können gut gewalzt, geschmiedetAlso for the production of thin metal rods, which are used for electrical resistance elements are useful, iron-aluminum-chromium alloys can be used with advantage. Alloys containing 12 to 15 percent aluminum and contain 7 to 10 percent chromium except iron, can be well rolled, forged

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oder gepreßt werden, wenn sie erhitzt sind und können auch zu dünnem Draht oder Band gezogen werden, welcher bzw. welches nach dem Ausglühen beträchtliche Biegsamkeit und Zähigkeit besitzen. Um die größtmögliche Zähigkeit des Materials zu erzielen, ist es erforderlich, den Kohlenstoffgehalt niedrig zu halten, weshalb für dünne Stäbe vorzugsweise Legierungen mit weniger als 0,20 Prozent "•o Kohlenstoff benutzt werden.or pressed when heated and can also be made into thin wire or tape be drawn which or which after have considerable flexibility and toughness after annealing. To the greatest possible To achieve toughness of the material, it is necessary to keep the carbon content low hold, which is why alloys with less than 0.20 percent are preferred for thin rods "• o carbon are used.

Wenn die Legierung z. B. etwa 20 Prozent Chrom neben Aluminium in der angegebenen Menge enthält, während der Rest aus Eisen besteht, und wenn aus einer solchen Legierung Gußstücke hergestellt werden, dann ist das gegossene Metall kristallinisch und brüchig und erscheint ganz ungeeignet zur Bearbeitung. Wenn das Metall jedoch auf eine zwischen 600 und 1200⁰ C liegende Temperatur erhitzt wird, dann kann es geschmiedet, gewalzt und gepreßt werden und selbst zu Draht von befriedigender Biegsamkeit ausgezogen werden. Ein sehr geringer Kohlenstoffgehalt begünstigt die Bearbeitungsfähigkeit. Wie schon oben erwähnt, besitzen Eisen-Aluminium-Chrom-Legierungen einen bemerkenswert hohen elektrischen Widerstand, der bei bisher bekannten Legierungen für unerreichbar gegolten hat. Die folgende Tabelle gibt Aufschluß über den elektrischen Widerstand derartiger Legierungen.If the alloy z. B. contains about 20 percent chromium in addition to aluminum in the specified amount, while the remainder consists of iron, and if castings are made from such an alloy, then the cast metal is crystalline and brittle and appears completely unsuitable for machining. However, if the metal is ^{heated to a temperature between 600 and 1200 °} C., it can be forged, rolled and pressed and even drawn into wire of satisfactory flexibility. A very low carbon content favors the machinability. As already mentioned above, iron-aluminum-chromium alloys have a remarkably high electrical resistance, which was considered unattainable with previously known alloys. The following table provides information about the electrical resistance of such alloys.

Legierungen, in denen der die Legierung hämmerbar machende Zusatz in einer Menge vorhanden ist, die den Gehalt der Legierung an Aluminium übersteigt, besitzen, wie die in der obigen Tabelle angegebenen Legierungen, einen außerordentlich hohen elektrischen Widerstand, welcher in vielen Fällen denjenigen von Kupfer um das Hundertfache übertrifft, auch zeigen die Legierungen befriedigende Eigenschaften bei hohen Temperaturen. Alloys in which the additive making the alloy malleable is in an amount which exceeds the aluminum content of the alloy, such as those in the alloys given in the table above, have an extremely high electrical value Resistance, which in many cases is hundreds of times that of copper The alloys also show satisfactory properties at high temperatures.

Der Temperaturkoeffizient des Widerstandes der hier beschriebenen Legierungen ist klein und kann sowohl gleich Null, also auch positiv oder negativ gemacht werden, indem man das Mischungsverhältnis der Komponenten passend wählt. Die folgenden Angaben verauschaulichen den Einfluß des Mischungsver-The temperature coefficient of resistance of the alloys described here is small and can be both zero and also can be made positive or negative by looking at the mixing ratio of the components chooses appropriately. The following information is illustrative the influence of the mixing ratio

Gehalt derSalary of Legierung anAlloy Widerstand
in Mikroohmresistance
in microohms Chromchrome Aluminiumaluminum per ecmper ecm 66th Prozentpercent 12 Prozent12 percent ISOISO 66th -- IAIA 165165 1010 -- IOIO 163163 IOIO -- 1212th 176176 IOIO -- 1414th 172172 1212th -- 1212th 148148 IOIO -- 1515th 184184

hältnisses der Komponenten auf den Temperaturkoeffizienten. Eine Legierung, welche neben 12 Prozent Aluminium und 19 Prozent . Chrom aus Eisen besteht, hat einen Temperaturkoeffizienten ihres elektrischen Wider-Standes, welcher praktisch gleich Null ist. Wenn man den Aluminiumgehalt auf 10 Prozent herabbringt, dann wird der Temperaturkoeffizient ausgesprochen positiv, während eine Vergrößerung des Aluminiumgehaltes auf 14 Prozent den Temperaturkoeffizienten negativ macht. Eine Legierung, welche 10 Prozent Aluminium und 25 Prozent Chrom enthält, hat einen negativen Temperaturkoefnzienten, während, wie oben bemerkt, der Temperaturkoeffizient einer Legierung mit 10 Prozent Aluminium und 19 Prozent Chrom positiv ist.ratio of the components to the temperature coefficient. An alloy which next to 12 percent aluminum and 19 percent. Chromium is made up of iron, has a temperature coefficient their electrical resistance, which is practically zero. If you put the aluminum content down to 10 percent brings down, then the temperature coefficient becomes decidedly positive while an increase in the aluminum content to 14 percent the temperature coefficient makes negative. An alloy that consists of 10 percent aluminum and 25 percent chromium contains, has a negative temperature coefficient, while, as noted above, the Temperature coefficient of an alloy with 10 percent aluminum and 19 percent chromium is positive.

Es muß bemerkt werden, daß die Legierungen gemäß vorliegender Erfindung die Eigenschaft selektiver Strahlung besitzen. Wenn sie auf AVeißglut gebracht werden, dann registriert das optische Pyrometer eine ungewöhnlich hohe Temperatur.It should be noted that the alloys of the present invention have the property possess selective radiation. If they get hot, then the optical pyrometer registers an unusually high temperature.

Legierungen, welche selbst mehr als 20 Prozent Chrom enthalten, lassen sich noch bearbeiten, besonders durch Pressen, aber die Bearbeitungsfähigkeit ist geringer als diejenige von Legierungen mit geringerem Chromgehait. Es empfiehlt sick daher, den Chromgehalt nicht wesentlich über 20 Prozent zu steigern. Ein Aluminiumgehalt von· 10 bis 14 Prozent ergibt besonders günstige Ergebnisse. Alloys that contain more than 20 percent chromium can still be processed, especially by pressing, but the machinability is lower than that of alloys with a lower chromium content. It is therefore recommended to check the chromium content not increasing significantly above 20 percent. An aluminum content of 10 to 14 percent gives particularly favorable results.

Sowohl hinsichtlich der Bearbeitungsfähigkeit als auch der elektrischen Eigenschaften nimmt eine Legierung eine bevorzugte Stellung ein, welche etwa 8 Prozent Chrom, 14 Prozent Aluminium enthält, welche im übrigen im wesentlichen aus Eisen besteht, mit einem Kohlenstoffgehalt von weniger als 0,2o Prozent. Ein Gehalt an anderen Elementen in verhältnismäßig kleiner Menge ist nicht ausgeschlossen. Wegen des niedrigen Temperaturkoeffizienten ihres elektrischen Widerstandes und auch wegen sonstiger Eigenschaften zeichnet sieh eine Legierung aus, welche etwa 12 Prozent Aluminium und 19 Prozent Chrom enthält, und die im übrigen überwiegend aus Eisen besteht.Both in terms of machinability and electrical properties an alloy occupies a preferred position which contains about 8 percent chromium, 14 Contains percent aluminum, which in the rest essentially consists of iron, with a carbon content of less than 0.2o percent. A content of other elements in relatively small amounts are not excluded. Because of the low temperature coefficient An alloy is characterized by its electrical resistance and also because of other properties, which is about 12 percent aluminum and 19 percent chrome contains, and which consists mainly of iron for the rest.

Claims

Patent Claims:

ι. Iron-chromium-ahyninium alloy, characterized in that their chromium and aluminum content is higher than 7 or 5.6 percent.

2. Alloy according to claim 1, characterized in that the chromium content of the Alloy is greater than the aluminum content.

3 · Alloy according to claim ι, characterized characterized in that the chromium is partially or completely replaced by manganese.

4. Iron-chromium-aluminum alloy with a predominant iron content, marked by an aluminum content of 8 to 16 percent and one the aluminum content excess chromium content, which does not significantly exceed 20 percent.

5. iron-chromium-aluminum alloy, characterized in that it is next to Iron contains about 12 percent aluminum and about 19 percent chromium.