SK284724B6 - Cobalt based alloy, article made from said alloy and method for making same - Google Patents
Cobalt based alloy, article made from said alloy and method for making same Download PDFInfo
- Publication number
- SK284724B6 SK284724B6 SK710-99A SK71099A SK284724B6 SK 284724 B6 SK284724 B6 SK 284724B6 SK 71099 A SK71099 A SK 71099A SK 284724 B6 SK284724 B6 SK 284724B6
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- alloy
- weight
- less
- carbides
- elements
- Prior art date
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 123
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 123
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 13
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 23
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims abstract description 13
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims abstract description 6
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 claims description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 18
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims description 18
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 14
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 10
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 6
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 claims description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 55
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 42
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 37
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 27
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 26
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 26
- -1 tungsten carbides Chemical class 0.000 description 23
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 13
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 10
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 9
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 9
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 7
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 7
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 6
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 6
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 239000011491 glass wool Substances 0.000 description 4
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 4
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 3
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000007496 glass forming Methods 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004125 X-ray microanalysis Methods 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001845 chromium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- GEZAXHSNIQTPMM-UHFFFAOYSA-N dysprosium(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Dy+3].[Dy+3] GEZAXHSNIQTPMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 210000001061 forehead Anatomy 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000002516 radical scavenger Substances 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 150000003657 tungsten Chemical class 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N yttrium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Y+3].[Y+3] RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/04—Manufacture of glass fibres or filaments by using centrifugal force, e.g. spinning through radial orifices; Construction of the spinner cups therefor
- C03B37/047—Selection of materials for the spinner cups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/07—Alloys based on nickel or cobalt based on cobalt
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/10—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of nickel or cobalt or alloys based thereon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Description
Oblasť vynálezuField of the invention
Tento vynález sa týka zliatiny na báze kobaltu, vyznačujúcej sa mechanickou pevnosťou pri vysokej teplote, najmä potom v oxidačnom alebo korozívnom prostredí, napríklad v prostredí taveného skla, použiteľnej najmä na výrobu predmetov, ktoré sa používajú pri tepelnom spracovávaní a/alebo transformácii skla pri vysokých teplotách, napríklad súčastí strojov na výrobu sklenenej vlny zvláknením taveného skla. Rovnako sa vynález týka výrobku, najmä použiteľného na tepelné spracovanie alebo transformáciu skla, vyrobeného z tejto zliatiny a spôsobu výroby tohto výrobku.The present invention relates to a cobalt-based alloy characterized by mechanical strength at high temperature, in particular in an oxidizing or corrosive environment, for example in a molten glass environment, useful in particular for the production of articles used for heat treatment and / or glass transformation at high temperatures, for example, of glass wool spinning machines. The invention also relates to an article, particularly applicable to the heat treatment or transformation of glass made from this alloy, and to a method of making the article.
Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Metóda zvlákňovania spočíva v tom, že sa kvapalné sklo nechá kontinuálne padať vnútri zostavy otočných prvkov otáčajúcich sa veľmi vysokou rotačnou rýchlosťou okolo svojej vertikálnej osi. Sklo, ktoré je vo svojom počiatočnom páde zastavené dnom vnútorného prvku zvaného distribučná „miska“, sa vplyvom odstredivej sily rozlieva proti perforovanej valcovej stene tohto prvku. Sklo prechádza týmito otvormi a stále pod vplyvom odstredivej sily sa rozprestiera oproti valcovej stene zvanej „pás“ vonkajšieho prvku, označovaného ako „zvlákňovač“, ktorý je rovnako perforovaný otvormi, ktoré sú menšie ako predchádzajúce otvory. Sklo, stále pod vplyvom odstredivej sily, prechádza pásovou stenou zvlákňovacieho prvku všetkými smermi vo forme vláken taveného skla. Kruhový horák situovaný nad vonkajším plášťom zvlákňovacieho prvku vytvára prúd plynu zostupujúci pozdĺž vonkajšej pásovej steny. Odchyľuje tieto vlákna smerom dole a súčasne ich predlžuje. Vlákna potom „tuhnú“ vo forme sklenenej vlny. Súčasť zvaná „kôš“ a „zvlákňovací“ prvok sú veľmi namáhané prvky pri zvlákňovaní skla, a to tak tepelne (tepelné šoky pri spúšťaní a zastavení), ako aj mechanicky (odstredivá sila, erózia spôsobená priechodom skla) a chemicky (oxidácia a korózia vplyvom taveného skla a horúcich plynov prúdiacich z horáka k zvlákňovaciemu prvku).The spinning method consists in letting the liquid glass continuously fall inside a set of rotating elements rotating at a very high rotational speed about its vertical axis. The glass, which in its initial fall is stopped by the bottom of the inner element called the distribution bowl, is spilled by the centrifugal force against the perforated cylindrical wall of the element. The glass passes through these openings and, still under the influence of centrifugal force, extends against a cylindrical wall called a "belt" of the outer element, referred to as a "spinner", which is also perforated by openings that are smaller than the previous openings. Still under the influence of centrifugal force, the glass passes through the web of the spinning element in all directions in the form of fused glass fibers. A circular burner situated above the outer casing of the spinner produces a gas stream descending along the outer strip wall. It deflects these fibers downwards while extending them. The fibers then "solidify" in the form of glass wool. Component called "basket" and "spinning" element are very stressed elements in glass spinning, both thermally (thermal shocks during start and stop) as well as mechanically (centrifugal force, erosion caused by glass passage) and chemically (oxidation and corrosion due to melted glass and hot gases flowing from the burner to the spinner).
Prevádzková teplota je približne najmenej 1000 °C, aby sklo malo želanú viskozitu.The operating temperature is approximately at least 1000 ° C to give the glass the desired viscosity.
Za týchto podmienok sú hlavné druhy poškodenia týchto prvkov, ktoré vyžadujú jednoduchú výmenu súčastí nasledujúce: deformácie vertikálnych stien pôsobením toku roztaveného skla za tepla, vznik horizontálnych alebo vertikálnych trhlín, opotrebenie otvorov používaných na zvlákňovanie eróziou. Konštrukčný materiál súčasti musí teda odolávať po dostatočne dlhý čas výroby, aby bol kompatibilný s technickým namáhaním a ekonomickými nárokmi postupu.Under these conditions, the main types of damage to these elements, which require simple replacement of the components, are the following: deformation of the vertical walls by the flow of hot molten glass, the formation of horizontal or vertical cracks, wear of holes used for erosion spinning. Thus, the structural material of the component must resist for a sufficiently long manufacturing time to be compatible with the technical stresses and economic requirements of the process.
Vhodný materiál je opísaný v dokumente FR-A-2 536 385. Ide o vysoko legovanú zliatinu na báze niklu spevnenú karbidmi chrómu a volfrámu typu (W, Cr)23C6, ktoré sú prítomné v dvoch formách: eutektické karbidy rozmiestnené na styčných plochách zŕn v intergranulámej spojitej mriežke zaisťujúcej celkovú pevnosť, a jemné karbidy (sekundárne zráža né) rozmiestnené husto a homogénne v zrnách niklovej matrice spôsobujúcej odolnosť proti intragranulámemu toku.A suitable material is described in document FR-A-2 536 385. It is a high-alloy nickel-based alloy reinforced with chromium and tungsten carbides of the (W, Cr) type 23 C 6 , which are present in two forms: eutectic carbides distributed on contact surfaces grains in an intergranular continuous lattice for overall strength, and fine carbides (secondary precipitated) distributed densely and homogeneously in the grains of the nickel matrix imparting resistance to the intragranular flow.
Odolnosť proti oxidácii a korózii pri teplote použitia je zaistená vysokým obsahom chrómu v zliatine, ktorý tvorí ochrannú vrstvu oxidu chrómu Cr2O3 na povrchu súčastí pri kontakte s oxidačným prostredím. Permanentná difúzia chrómu k čelu korózie dovoľuje obnovenie vrstvy oxidov Cr2O3 v prípade roztrhnutia alebo iného poškodenia.Resistance to oxidation and corrosion at the temperature of use is ensured by the high chromium content of the alloy, which forms a protective layer of Cr 2 O 3 on the surface of the components in contact with the oxidizing environment. Permanent diffusion of chromium to the corrosion front allows the Cr 2 O 3 oxide layer to recover in the event of tearing or other damage.
Pracovné teploty, pri ktorých môže byť táto zliatina úspešne použitá, sú viac-menej limitované maximálnou hodnotou v rozmedzí približne 1000 až 1050 °C. Nad túto maximálnu teplotu vykazuje materiál nedostatok odolnosti súčasne tak z mechanického hľadiska v dôsledku vzniku trhlín, ako aj z korozívneho hľadiska, pretože trhliny umožňujú prienik korozívneho prostredia dovnútra materiálu.The operating temperatures at which this alloy can be used successfully are more or less limited by a maximum value in the range of about 1000 to 1050 ° C. Above this maximum temperature, the material exhibits a lack of resistance, both mechanically due to the formation of cracks and corrosively, because the cracks allow the corrosive environment to penetrate into the interior of the material.
Problém tejto rýchlej degradácie pri relatívne vysokej teplote zabraňuje použitiu tohto typu zliatiny pri výrobe minerálnej vlny z veľmi viskóznych skiel (napríklad roztavený čadič), ktoré nie je možné zvlákňovať pri teplotách nižších ako 1100 °C.The problem of this rapid degradation at a relatively high temperature prevents the use of this type of alloy in the production of mineral wool from very viscous glasses (e.g., molten basalt) which cannot be fiberized at temperatures below 1100 ° C.
S cieľom reagovať na túto potrebu vyvinutia materiálu, ktorý má dobrú mechanickú odolnosť a odolnosť proti oxidácii a korózii vplyvom skla pri veľmi vysokých teplotách, bolo navrhnuté použiť vysoko legované zliatiny na báze kobaltu, prvku, ktorého vlastná pevnosť je vyššia ako pevnosť niklu.In order to respond to this need to develop a material having good mechanical resistance and resistance to oxidation and corrosion by glass at very high temperatures, it has been proposed to use highly alloyed cobalt-based alloys, an element whose intrinsic strength is higher than that of nickel.
Tieto zliatiny rovnako obsahujú chróm na zaistenie odolnosti proti oxidácii a všeobecne obsahujú uhlík a volfrám na dosiahnutie spevňujúceho vplyvu zrážaním karbidov. Tieto zliatiny obsahujú rovnako nikel v pevnom roztoku, ktorý stabilizuje kryštalickú mriežku kobaltu na plošne stredovú kockovú mriežku pri všetkých teplotách.These alloys also contain chromium to provide resistance to oxidation and generally contain carbon and tungsten to provide a reinforcing effect by carbide precipitation. These alloys also contain nickel in solid solution, which stabilizes the crystalline cobalt lattice to the center-center cube at all temperatures.
Samotná prítomnosť týchto prvkov viac-menej nestačí na dosiahnutie požadovaných vlastnosti, takže boli uskutočnené mnohé ďalšie pokusy s cieľom zlepšiť vlastnosti zliatin na báze kobaltu.The presence of these elements alone is more or less insufficient to achieve the desired properties, so many other attempts have been made to improve the properties of the cobalt-based alloys.
Tieto pokusy všeobecne spočívajú v prídavku reakčných prvkov do kompozície zliatiny.These attempts generally involve adding reaction elements to the alloy composition.
Výsledkom týchto snáh je riešenie podľa francúzskeho patentu FR-A-2 699 932, v ktorom sa opisuje zliatina na báze kobaltu obsahujúca rénium, ktorá môže navyše obsahovať najmä niób, ytrium alebo ďalšie vzácne prvky, bór a/alebo hafnium. Patent Spojených štátov amerických č. US-A-4 765 817 opisuje zliatinu na báze kobaltu, chrómu, niklu, volfrámu, obsahujúcu rovnako bór a hafnium. Vo francúzskom patente č. FR-A-2 576 914 sa používa rovnako hafnium. V európskom patente č. EP-A-0 317 579 sa opisuje zliatina obsahujúca bór a neobsahujúca hafnium, ale obsahujúca ytrium. Patent Spojených štátov amerických č. US-A-3 933 484 sa týka rovnako zliatiny obsahujúcej bór. Patenty Spojených štátov amerických č. US-A-3 984 240 a US-A-3 980 473 opisujú použitie ytria a dysprózia.These efforts result in a solution according to French patent FR-A-2 699 932, which discloses a cobalt-based alloy containing rhenium, which may additionally contain, in particular, niobium, yttrium or other rare elements, boron and / or hafnium. U.S. Pat. US-A-4 765 817 discloses an alloy based on cobalt, chromium, nickel, tungsten, also containing boron and hafnium. In French patent no. FR-A-2 576 914 also uses hafnium. In European patent no. EP-A-0 317 579 discloses a boron-containing alloy not containing hafnium but containing yttrium. U.S. Pat. US-A-3 933 484 also relates to a boron-containing alloy. U.S. Pat. US-A-3 984 240 and US-A-3 980 473 disclose the use of yttria and dysprosia.
Tieto prvky sú veľmi drahé a ich zlá inkorporačná účinnosť všeobecne núti k ich predávkovaniu pri výrobe zliatin, čo ešte zvyšuje podiel surovín na cene materiálu. Z tohto pohľadu bolo zaznamenané, že mnoho týchto dokumentov odporúča používať vyso ké obsahy chrómu (približne 35 až 36 %) rovnako drahého.These elements are very expensive and their poor incorporation efficiency generally forces them to overdose in the production of alloys, which further increases the share of raw materials in the cost of the material. In this respect, it has been noted that many of these documents recommend the use of high chromium contents (approximately 35 to 36%) equally expensive.
Prítomnosť týchto prvkov s veľmi vysokou reaktivitou vedie k výrobe zliatiny komplikovanou technológiou tavenia a zlievania pri vákuu, pomocou zariadenia, ktoré vyžaduje značné investície.The presence of these elements with very high reactivity leads to the production of an alloy by complicated technology of melting and casting under vacuum, by means of a device that requires considerable investment.
Okrem toho predstavujú tieto zliatiny ešte značné riziko krehkosti pri vysokej teplote v korozívnom prostredí, ako je prostredie taveného skla.In addition, these alloys pose a considerable risk of high temperature brittleness in a corrosive environment such as a molten glass environment.
V tomto odbore teda ostáva potreba vyvinutia novej zliatiny s dobrými mechanickými vlastnosťami pri vysokej teplote, najmä v oxidačnom a/alebo korozívnom prostredí, ako je prostredie taveného skla, ktorej výroba by navyše bola jednoduchá a relatívne lacná.Thus, there remains a need in the art to develop a novel alloy with good mechanical properties at high temperature, particularly in an oxidizing and / or corrosive environment, such as a molten glass environment, which, moreover, would be simple and relatively inexpensive to manufacture.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Podstatou predmetného vynálezu je zliatina na báze kobaltu, ktorá prejavuje mechanickú pevnosť pri vysokej teplote, najmä v oxidačnom alebo korozívnom prostredí, ktorá v podstate obsahuje nasledujúce prvky (množstvá sú uvedené v hmotnostných percentách vzťahujúcich sa na hmotnosť zliatiny):The present invention provides a cobalt-based alloy that exhibits high temperature mechanical strength, particularly in an oxidizing or corrosive environment, which essentially comprises the following elements (amounts are given by weight based on the weight of the alloy):
pričom zvyšok je tvorený kobaltom a nevyhnutnými nečistotami, pričom molámy pomer tantalu a uhlíka je rádovo 0,4 až 1.wherein the remainder consists of cobalt and the necessary impurities, wherein the molar ratio of tantalum to carbon is of the order of 0.4 to 1.
Vo výhodnom uskutočnení je v tejto zliatine vzájomný pomer jednotlivých prvkov nasledujúcom rozmedzí (v hmotnostných percentách vztiahnutých na hmotnosť zliatiny):In a preferred embodiment, in this alloy, the ratio of the individual elements to each other is as follows (in weight percent based on the weight of the alloy):
Podľa ďalšieho výhodného uskutočnenia je v tejto zliatine molámy pomer tantalu k uhlíku v rozmedzí od 0,45 do 0,9.According to another preferred embodiment, the molar ratio of tantalum to carbon in the alloy is in the range of from 0.45 to 0.9.
Podľa ďalšieho výhodného uskutočnenia sú v tejto zliatine obsiahnuté prvky v nasledujúcom množstve (v hmotnostných percentách vztiahnutých na hmotnosť zliatiny):According to a further preferred embodiment, the elements are contained in the alloy in the following amounts (in weight percent based on the weight of the alloy):
Podľa ešte výhodnejšieho uskutočnenia sú v tejto zliatine prvky obsiahnuté v nasledujúcom množstve (v hmotnostných percentách vztiahnutých na hmotnosť zliatiny): _____________________According to an even more preferred embodiment, in this alloy the elements are contained in the following amount (in weight percent based on the weight of the alloy): _____________________
Zliatina podľa predmetného vynálezu výhodne obsahuje nespojitú intergranulámu fázu karbidov.The alloy of the present invention preferably comprises a discontinuous intergranular phase of carbides.
Do rozsahu predmetného vynálezu rovnako patri výrobok, najmä výrobok použiteľný na tepelné spracovanie alebo transformáciu skla, ktorého podstata spočíva v tom, že je vyrobený z niektorého typu špecifikovanej zliatiny, najmä odlievaním.It is also within the scope of the present invention to provide an article, in particular an article useful for the heat treatment or transformation of glass, which is characterized in that it is made from some type of specified alloy, in particular by casting.
Výhodne je tento výrobok získaný odlievaním a podrobený tepelnému spracovaniu po odliatí zliatiny.Preferably, the product is obtained by casting and subjected to a heat treatment after casting the alloy.
Podľa ďalšieho výhodného uskutočnenia je tento výrobok podľa predmetného vynálezu vytvorený rotačnou zvlákňovacou hlavou na výrobu minerálnej vlny.According to a further preferred embodiment, the product according to the invention is formed by a rotary spinner for producing mineral wool.
Do rozsahu predmetného vynálezu rovnako patrí spôsob výroby špecifikovaného výrobku, ktorého podstata spočíva v tom, že zahrnuje odlievanie roztavenej zliatiny do vhodnej formy a tepelné spracovanie vytvarovaného výrobku, ktoré zahrnuje prvé žíhanie pri teplote 1100 až 1250 °C a druhé žíhanie pri teplote 850 až 1050 °C.The present invention also relates to a process for the production of a specified product, which comprises casting a molten alloy into a suitable mold and heat treating a shaped product comprising first annealing at 1100-1250 ° C and second annealing at 850-1050 C.
Tento vynález dovoľuje, vďaka veľmi presnej voľbe pomerov prvkov tvoriacich jednotlivé zložky zliatiny, najmä uhlíka a tantalu, optimalizovať spôsob spevnenia zliatiny. Týmto spôsobom sa dá všeobecne konštatovať, že napriek tomu, že má zliatina podľa vynálezu obsah uhlíka relatívne nízky v porovnaní s doteraz známymi zliatinami, bolo možné dosiahnuť spevnenie materiálov zrážaním karbidov za súčasnej optimalizácie rozmiestnenia karbidov vnútri materiálu.The present invention makes it possible to optimize the method of reinforcing the alloy due to the very precise ratio of the elements constituting the individual components of the alloy, in particular carbon and tantalum. In this way, it can generally be stated that, although the alloy according to the invention has a relatively low carbon content compared to the prior art alloys, it has been possible to achieve solidification of the materials by carbide precipitation while optimizing the distribution of carbides within the material.
V ďalšom opise, ktorý bude nasledovať, sú uvedené ďalšie detaily týkajúce sa dôležitosti prítomnosti jednotlivých prvkov tvoriacich zložky zliatiny a ich vzájomných pomerov.In the following description, further details are given regarding the importance of the presence of the individual alloy constituents and their relative proportions.
Kobalt, ktorý tvorí základ zliatiny podľa vynálezu, spôsobuje, vďaka svojmu žiaruvzdornému charakteru (teplota topenia sa rovná 1495 °C) vnútornú mechanickú odolnosť matrice pri vysokej teplote.Cobalt, which forms the basis of the alloy according to the invention, due to its refractory nature (melting point equals 1495 ° C), causes the internal mechanical resistance of the matrix at high temperature.
Nikel prítomný v zliatine vo forme pevného roztoku ako stabilizačný prvok kryštalickej štruktúry kobaltu, je použitý zvyčajne v rozmedzí približne od 6 do 12 % hmotnostných, výhodne 8 až 10 hmotnostných % zliatiny.The nickel present in the alloy in the form of a solid solution as a stabilizing element of the cobalt crystalline structure is usually used in the range of about 6 to 12% by weight, preferably 8 to 10% by weight of the alloy.
Chróm prispieva k vnútornej mechanickej pevnosti matrice, v ktorej je prítomný čiastočne v pevnom roztoku. Prispieva rovnako ku spevneniu zliatiny vo forme karbidov typu M23C5 kde M=(Cr, W), prítomných na styčných plochách zŕn, kde zabraňujú vzájomnému sklzu zŕn, a vnútri zŕn vo forme jemnej disperzie, kde spôsobujú odolnosť proti intragranulámemu toku. Vo všetkých týchto formách prispieva chróm k odolnosti proti korózii ako prekurzor oxidu chrómu, ktorý tvorí ochrannú vrstvu na povrchu vystavenom oxidačnému prostrediu. Na vytvorenie a udržanie tejto ochrannej vrstvy je nutné minimálne množstvo chrómu. Príliš vysoký obsah chrómu viac menej škodí mechanickej pevnosti a húževnatosti voči pôsobeniu vysokých teplôt, pretože vedie k príliš vysokej tuhosti a príliš nízkej schopnosti na predĺženie pri namáhaní, ktorá je nezlučiteľná s namáhaním pri vysokej teplote.Chromium contributes to the intrinsic mechanical strength of the matrix in which it is partially present in the solid solution. It also contributes to the reinforcement of the alloy in the form of carbides of the type M 23 C 5 where M = (Cr, W) present on the grain contact surfaces where they prevent the grain from slipping together, and inside the grains in the form of fine dispersion where they cause intragranular flow resistance. In all these forms, chromium contributes to corrosion resistance as a precursor to chromium oxide, which forms a protective layer on the surface exposed to the oxidizing environment. A minimum amount of chromium is required to form and maintain this protective layer. Too high a chromium content is more or less detrimental to the mechanical strength and toughness to high temperatures because it leads to too high stiffness and too low an elongation capability that is incompatible with high temperature stress.
Obsah chrómu v zliatine podľa vynálezu je všeobecne 26 až 34 hmotnostných %, vo výhodnom uskutočnení približne 28 až 32 hmotnostných %, najmä potom približne 29 až 30 hmotnostných %.The chromium content of the alloy according to the invention is generally 26 to 34% by weight, preferably about 28 to 32% by weight, in particular about 29 to 30% by weight.
Volfrám sa zráža spolu s chrómom a podieľa sa na tvorbe intergranulámych a intragranulámych karbidov (Cr, W)23C6, ale nachádza sa rovnako v pevnom roztoku v matrici, v ktorej tento ťažký atóm lokálne deformuje kryštalickú mriežku a bráni, takmer blokuje, šírenie dislokácií, ak je materiál podrobený mechanickému namáhaniu. Minimálne množstvo tohto volfrámu je želané, v kombinácii s obsahom chrómu, na zvýhodnenie tvorby karbidov typu M23C6, pred nevýhodnými karbidmi chrómu Cr7C3, ktoré sú pri vysokej teplote menej stabilné. Aj keď má tento prvok výhodné vplyvy na mechanickú pevnosť, predstavuje viac menej nevýhodu, pretože sa pri vysokej teplote oxiduje za vzniku vysoko prchavých zlúčenín napríklad WO3. Príliš vysoké množstvo volfrámu v zliatine sa prejavuje všeobecne neuspokojivým chovaním pri korózii.Tungsten precipitates with chromium and is involved in the formation of intergranular and intragranular carbides (Cr, W) 23C 6 , but is also found in a solid solution in a matrix in which this heavy atom locally deforms the crystalline lattice and prevents, almost blocks, spreading dislocations when the material is subjected to mechanical stress. A minimum amount of this tungsten is desired, in combination with the chromium content, to favor the formation of M 23 C 6 carbides over the disadvantageous Cr 7 C 3 chromium carbides, which are less stable at high temperature. Although this element has beneficial effects on mechanical strength, it is more or less a disadvantage since it oxidizes at high temperature to form highly volatile compounds, for example WO 3 . Too high an amount of tungsten in the alloy results in a generally unsatisfactory corrosion behavior.
Dobrý kompromis je podľa vynálezu dosiahnutý pri obsahu volfrámu približne 4 až 8 hmotnostných %, vo výhodnom uskutočnení pri obsahu v rozmedzí približne od 5 do 7 hmotnostných %, najmä potom v rozmedzí približne od 5,5 do 6,5 hmotnostných %.A good compromise is achieved according to the invention at a tungsten content of about 4 to 8% by weight, preferably at a content of between about 5 and 7% by weight, especially between about 5.5 and 6.5% by weight.
Tantal, rovnako prítomný v matrici kobaltu v pevnom roztoku doplnkovo prispieva k vnútornej pevnosti matrice, podobne ako volfrám. Navyše je schopný tvoriť s uhlíkom karbidy TaC prítomné na styčných plochách zŕn, ktoré prispievajú vďaka svojej vyššej stabilite pri vysokej teplote k intergranulárnemu spevneniu komplementárne s karbidmi (Cr, W)23C6, najmä pri veľmi vysokej teplote (napríklad pri teplotách približne 1100 °C). Prítomnosť tantalu v zliatine podľa vynálezu má rovnako dobrý vplyv na odolnosť proti korózii.Tantalum, also present in the cobalt matrix in the solid solution additionally contributes to the internal strength of the matrix, similar to tungsten. In addition, it is capable of forming with the carbon the TaC carbides present on the grain contact surfaces which, due to their higher stability at high temperature, contribute to intergranular reinforcement complementary to carbides (Cr, W) 23 C 6 , especially at very high temperatures (e.g. C). The presence of tantalum in the alloy according to the invention also has a good effect on the corrosion resistance.
Minimálny obsah tantalu, ktorý dovoľuje dosiahnuť požadovanú pevnosť je približne 2 % hmotnostné, horný limit môže byť približne 4 % hmotnostné. Množstvo tantalu je vo výhodnom uskutočnení podľa vynálezu približne v rozmedzí od 2,5 až 3,5 hmotnostných %, najmä potom 2,8 až 3,3 % hmotnostných.The minimum tantalum content to achieve the desired strength is about 2% by weight, the upper limit may be about 4% by weight. The amount of tantalum is preferably in the range of 2.5 to 3.5% by weight, in particular 2.8 to 3.3% by weight.
Ďalším hlavným konštitučným prvkom zliatiny je uhlík, ktorý jc nevyhnutný na tvorbu zrazenín kovových karbidov. Podľa predmetného vynálezu bol dokázaný vplyv obsahu uhlíka na vlastnosti zliatiny.Another major constitutive element of the alloy is carbon, which is essential for the formation of metal carbide precipitates. The effect of the carbon content on the alloy properties has been demonstrated.
Podľa predmetného vynálezu bolo celkom prekvapivo zistené, napriek tomu, že skoršie práce odporúčali použiť uhlík v relatívne vysokých obsahoch, vyšších ako 0,5 hmotnostného %, že pri nižšom obsahu uhlíka boli dosiahnuté výborné mechanické vlastnosti pri vysokej teplote a veľmi dobré vlastnosti voči oxidácii a korózii, aj napriek nižšiemu pomeru karbidov, ktorý z toho vyplýva.Surprisingly, it has been found, although earlier work recommended that carbon be used in relatively high contents higher than 0.5% by weight, that at a lower carbon content excellent mechanical properties at high temperature and very good oxidation and corrosion, despite the lower carbide ratio resulting therefrom.
Podľa tohto vynálezu je obsah uhlíka v rozmedzí 0,2 až 0,5 hmotnostných % dostatočný na dosiahnutie dostatočne hustého zrážania karbidov na účinné mechanické intergranuláme a intragranuláme spevnenie. Najmä sa zdá, že intergranuláme karbidy, ktoré sú nespojito (diskontinuálne) rozmiestnené na styčných plochách zŕn zliatiny, výhodne prispievajú k lepším mechanickým vlastnostiam tým, že zabraňujú vzájomnému posunu zŕn, alebo tečeniu, a to bez súčasnej podpory šírenia trhlín, ako k tomu môže v prípade karbidov dochádzať.According to the present invention, a carbon content in the range of 0.2 to 0.5% by weight is sufficient to achieve a sufficiently dense carbide precipitation for effective mechanical intergranular and intragranular strengthening. In particular, it appears that intergranular carbides that are discontinuously distributed on the grain contact surfaces of the alloy advantageously contribute to improved mechanical properties by preventing grain displacement or creep without simultaneously promoting crack propagation as can in the case of carbides occur.
Obsah uhlíka je výhodne približne 0,3 až 0,45 hmotnostných %, vo výhodnom uskutočnení približne 0,35 až 0,42 hmotnostných %.The carbon content is preferably about 0.3 to 0.45 wt%, preferably about 0.35 to 0.42 wt%.
Relatívne malý obsah karbidov podľa tohto vynálezu je kompenzovaný z jednej strany vhodným rozmiestnením (diskontinuálnym) intergranulámych karbidov a na druhej strane prispôsobenou „kvalitou“ karbidov, to znamená prítomnosti určitého množstva karbidov tantalu na styčných plochách zŕn.The relatively low carbide content of the present invention is compensated by, on the one hand, the appropriate distribution of (discontinuous) intergranular carbides and, on the other hand, by adapting the "quality" of carbides, i.e. the presence of a certain amount of tantalum carbides on the grain interface.
Podľa predmetného vynálezu bolo zistené, že povaha kovových karbidov, ktoré tvoria intergranulámu fázu závisí od atómového pomeru Ta/C a že molámy pomer tantalu a uhlíka najmenej približne 0,4 umožňuje zrážanie dostatočného podielu TaC na styčných plochách zŕn vo vzťahu ku karbidom M23C6.It has been found that the nature of the metal carbides constituting the intergranular phase depends on the Ta / C atomic ratio and that the molar ratio of tantalum to carbon of at least about 0.4 allows the precipitation of a sufficient proportion of TaC on the grain contact surfaces relative to the M 2 3C carbides. 6 .
Prítomnosť intergranulámych karbidov typu M23C6, bohatých na chróm ostáva želaná, pretože dovoľuje určitú difúziu chrómu pozdĺž styčných plôch zŕn a podľa predmetného vynálezu sa preto navrhuje molámy pomer Ta/C približne v rozmedzí 0,4 až 1 (zodpovedajúci hmotnostnému pomeru približne 6,0 až 15,1). Molámy pomer Ta/C je výhodne v rozmedzí 0,45 až 0,9, najmä potom v rozmedzí od 0,48 do 0,8, najčastejšie približne 0,5 až 0,7 (hmotnostný pomer výhodne v rozmedzí 6,8 až 13,6, najmä potom 7,2 až 12,1, najvýhodnejšie približne 7,5 až 10,6).The presence of chromium-rich intergranular carbides of the type M 23 C 6 remains desirable as it allows some diffusion of chromium along the grain contact surfaces, and therefore a molar Ta / C molar ratio of about 0.4 to 1 (corresponding to a weight ratio of about 6) , 0-15.1). The Ta / C molar ratio is preferably in the range of 0.45 to 0.9, in particular in the range of 0.48 to 0.8, most preferably about 0.5 to 0.7 (weight ratio preferably in the range of 6.8 to 13 6, especially 7.2 to 12.1, most preferably about 7.5 to 10.6).
Týmto spôsobom je pevnosť zliatiny podľa vynálezu optimalizovaná prítomnosťou dvoch typov karbidov s komplementárnymi vlastnosťami, tak vzhľadom na mechanické vlastnosti, ako aj vzhľadom na odolnosť proti korózii: (Cr, W)23C6, ktorý funguje ako zdroj chrómu a spôsobuje mechanické spevnenie až do vysokých teplôt, a TaC ktorý spôsobuje mechanické spevnenie až pri veľmi vysokej teplote a odoláva prieniku oxidačného alebo korozívneho prostredia v oxidačných a/alebo korozívnych podmienkach.In this way, the strength of the alloy according to the invention is optimized by the presence of two types of carbides with complementary properties, both with respect to mechanical properties and with respect to corrosion resistance: (Cr, W) 23C 6 , which acts as a chromium source and causes mechanical strengthening up to high temperature, and TaC, which causes mechanical strengthening only at very high temperatures and resists the penetration of oxidizing or corrosive environments under oxidative and / or corrosive conditions.
Uvedené prvky stačia na zaistenie výborných vlastností zliatiny podľa vynálezu, pričom by bolo nutné používať dodatočné drahé alebo veľmi reaktívne prvky, ktoré by vyžadovali vysokú bezpečnosť pri výrobe, ako je napríklad bór, ytrium alebo ostatné kovy vzácnych zemín, hafhium, rénium a podobné ďalšie prvky. Tieto prvky môžu byť prípadne pridané do zliatiny podľa vynálezu, ale v tomto prípade nejde o výhodný spôsob uskutočnenia, pretože by sa stratili výhody týkajúce sa ceny a jednoduchosti výroby.Said elements are sufficient to ensure the excellent properties of the alloy according to the invention, and it would be necessary to use additional expensive or very reactive elements requiring high safety in production, such as boron, yttrium or other rare earth metals, hafhium, rhenium and the like . These elements may optionally be added to the alloy according to the invention, but in this case it is not a preferred embodiment since the advantages in terms of cost and ease of manufacture would be lost.
Zliatina môže viac menej obsahovať zvyčajné konštitučné prvky alebo nevyhnutné nečistoty. Všeobecne obsahuje:The alloy may more or less contain the usual constitutional elements or necessary impurities. It generally includes:
- kremík ako redukovadlo taveného kovu pri výrobe a liatí zliatiny, v množstve menej ako 1 hmotnostné %,- silicon as a molten metal reducing agent in the production and casting of an alloy, in an amount of less than 1% by weight,
- mangán rovnako ako redukovadlo, v množstve menej ako 0,5 hmotnostných %,- manganese as well as reducing agent, in an amount of less than 0,5% by weight,
- zirkónium ako zachycovač neželaných prvkov, napríklad síry alebo olova, v množstve menej ako 0,1 hmotnostného %,- zirconium as a scavenger of undesirable elements, such as sulfur or lead, in an amount of less than 0,1% by weight,
- železo v množstve až 3 hmotnostné % bez ovplyvnenia vlastností materiálu,- iron up to 3% by weight without affecting the material properties,
- kumulované množstvá ďalších prvkov zavedených ako nečistoty s nutnými konštitučnými prvkami zliatiny („nevyhnutné nečistoty“) predstavuje výhodne menej ako 1 hmotnostné % v kompozícii tejto zliatiny- the cumulative amounts of other elements introduced as impurities with the necessary constitutive elements of the alloy ("unavoidable impurities") are preferably less than 1% by weight in the composition of the alloy
Obzvlášť výhodný príklad zliatiny podľa vynálezu má zloženie s nasledujúcim zastúpením prvkov:A particularly preferred example of an alloy according to the invention has a composition with the following representation of elements:
výhodne bez obsahu B, Hf, Y, Dy, Re a ostatných prvkov vzácnych zemín.preferably free of B, Hf, Y, Dy, Re and other rare earth elements.
Iná výhodná zliatina podľa vynálezu má zloženie s nasledujúcim zastúpením prvkov:Another preferred alloy according to the invention has a composition with the following representation of elements:
výhodne bez obsahu B, Hf, Y, Dy, Re a ostatných prvkov vzácnych zemín.preferably free of B, Hf, Y, Dy, Re and other rare earth elements.
Ak zliatina podľa vynálezu neobsahuje vysoko reaktívne prvky, ako je B, Hf a prvky vzácnych zemín, ako je Y, Dy, Re, môže byť tvarovaná veľmi jednoducho klasickým tavením a odlievaním s použitím zvyčajných prostriedkov, najmä potom indukčným tavením v atmosfére prinajmenšom čiastočne inertnej a odlievaním do pieskovej formy.If the alloy according to the invention does not contain highly reactive elements such as B, Hf and rare earth elements such as Y, Dy, Re, it can be shaped very simply by conventional melting and casting using conventional means, in particular by induction melting in at least partially inert atmosphere. and casting into a sand mold.
Po odliatí môže byť želaná mikroštruktúra výhodne dosiahnutá tepelným spracovaním v dvoch fázach:After casting, the desired microstructure can advantageously be achieved by two-stage heat treatment:
- fáza prípravy roztoku zahrnujúca žíhanie pri teplote 1100 až 1250 °C, najmä potom pri teplote približne 1200 °C, počas 1 až 4 hodín, výhodne približne 2 hodiny, aa solution preparation phase comprising annealing at a temperature of 1100 to 1250 ° C, in particular at a temperature of about 1200 ° C, for 1 to 4 hours, preferably about 2 hours, and
- fáza zrážania karbidov zahrnujúca žíhanie pri teplote 850 až 1050 °C, najmä potom približne 1000 °C, počas 5 až 20 hodín, výhodne približne 10 hodín.a carbide precipitation phase comprising annealing at a temperature of 850 to 1050 ° C, in particular about 1000 ° C, for 5 to 20 hours, preferably about 10 hours.
Cieľom vynálezu je rovnako postup výroby predmetu z tejto zliatiny tavením tak, ako bol opísaný v uvedenom texte s uvedenými fázami tepelného spracovania.It is also an object of the present invention to provide a process for producing an article from this alloy by melting as described hereinbefore with said heat treatment stages.
Tento postup môže zahrňovať najmenej jednu fázu chladenia, po zlievaní a/alebo po prvej fáze tepelného spracovania, rovnako ako po ukončení tepelného spracovania.The process may include at least one cooling phase, after the casting and / or after the first heat treatment phase, as well as after the heat treatment has been completed.
Chladenie v priebehu alebo na konci postupu môže predstavovať napríklad chladenie vzduchom, najmä potom na teplotu okolia.Cooling during or at the end of the process may be, for example, air cooling, especially to ambient temperature.
Zliatina podľa vynálezu môže byť použitá na výrobu akýchkoľvek súčastí mechanicky namáhaných pri vysokej teplote a/alebo určených na prácu v oxidačnom alebo korozívnom prostredí. Do rozsahu predmetného vynálezu teda rovnako patria predmety vyrobené z opísanej zliatiny najmä potom tavením.The alloy of the invention can be used to manufacture any components mechanically stressed at high temperature and / or intended to work in an oxidizing or corrosive environment. Accordingly, it is within the scope of the present invention to make articles made of the described alloy, in particular by melting.
Z týchto aplikácií je možné uviesť najmä výrobu predmetov použiteľných na tepelné spracovanie alebo transformáciu skla, napríklad rotačné zvlákňovacie hlavy na výrobu minerálnej vlny.Among these applications, mention may be made in particular of the manufacture of articles useful for the heat treatment or transformation of glass, for example rotary spinning heads for the production of mineral wool.
Pozoruhodná mechanická pevnosť zliatiny podľa vynálezu pri vysokej teplote v korozívnom prostredí dovoľuje veľmi výrazne zvýšiť životnosť zariadenia na tvarovanie roztaveného skla.The remarkable mechanical strength of the inventive alloy at high temperature in a corrosive environment makes it possible to significantly increase the service life of the molten glass forming apparatus.
Príklady uskutočnenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Vynález je ilustrovaný nasledujúcimi príkladmi a jedným obrázkom, ktorý predstavuje mikrofotografickú snímku štruktúry zliatiny podľa vynálezu.The invention is illustrated by the following examples and one figure which represents a photomicrograph of a structure of an alloy according to the invention.
Príklad 1Example 1
Metódou indukčného tavenia v inertnej atmosfére (najmä v atmosfére argónu) bola pripravená roztavená vsádzka s nasledujúcim zložením, ktorá bola potom tvarovaná jednoduchým odlievaním do pieskovej formy:By the method of induction melting in an inert atmosphere (especially argon atmosphere), a molten batch was prepared with the following composition, which was then shaped by simple casting into a sand mold:
pričom zvyšok bol tvorený kobaltom.the remainder being cobalt.
Po odliatí nasledovalo tepelné spracovanie zahrnujúce fázu uvedenia do roztoku, ktorá prebiehala pri teplote 1200 °C počas 2 hodín, a fáza zrážania sekundárnych karbidov, ktorá prebiehala pri teplote 1000 °C počas 10 hodín, pričom každý z týchto úsekov bol zakončený ochladením vzduchom až na teplotu okolia.The casting was followed by a heat treatment comprising a solution phase of 1200 ° C for 2 hours and a secondary carbide precipitation phase of 1000 ° C for 10 hours, each of which was terminated by air cooling down to ambient temperature.
Mikroštruktúra získanej zliatiny zobrazená optickou alebo elektronickou mikroskopiou, podľa klasických metalografických metód a prípadne rôntgenovou mikroanalýzou, bola tvorená matricou kobaltu stabilizovanou v plošne centrovanej kockovej štruktúre prítomnosťou niklu obsahujúcou rôzne prvky v pevnom roztoku: Cr, Ta, W, rovnako ako rôzne kar bidy prítomné vnútri zŕn a v mieste styku zŕn. Táto štruktúra je uvedená na obrázku: miesta styku zŕn, ktoré nie sú vidieť na mikrofotografíi pri použitom zväčšení boli znázornené tenkou čiarou v mieste 1. Vnútri zŕn ohraničených miestami styku 1, je intragranuláma fáza tvorená jemnými sekundárnymi karbidmi 2 typu (Cr, W)23C6 zrážanými rovnomerným spôsobom v matrici, ktoré sa objavujú vo forme malých bodov. V miestach styku zŕn sa nachádza hustá, ale nespojitá (diskontinuálna) intergranuláma fáza tvorená eutektickými karbidmi 3 (Cr, W)23C6, ktoré sú vidieť v tmavších miestach, a karbidmi tantalu TaC 4, ktoré sú vidieť vo forme malých svetlých ostrovčekov vzájomne dobre oddelených.The microstructure of the alloy obtained by optical or electronic microscopy, according to classical metallographic methods and optionally by X-ray microanalysis, consisted of a cobalt matrix stabilized in a flat centered cube structure by the presence of nickel containing various elements in solid solution: Cr, Ta, W as well as various carbides present inside. and at the grain contact point. This structure is shown in the figure: point of contact between the grains, which are seen in the photomicrograph magnification used are shown by a thin line in the first place within the grains bounded by the contact area 1, the intragranular phase formed by fine secondary carbides of type 2 (Cr, W) 23 C 6 are precipitated uniformly in the matrix, which appear in the form of small dots. At the grain contact points there is a dense but discontinuous (discontinuous) intergranular phase consisting of eutectic carbides 3 (Cr, W) 23 C 6 , which are visible in darker places, and tantalum carbides TaC 4, which are visible in the form of small bright islands well separated.
Pri molámom pomere tantalu a uhlíka 0,51 v kompozícii tejto zliatiny je intergranuláma fáza tvorená približne 50 objemovými % karbidov chrómu a volfrámu 3 a približne 50 % karbidov tantalu 4.At a tantalum to carbon molar ratio of 0.51 in the alloy composition, the intergranular phase is comprised of about 50 volume% chromium and tungsten carbides 3 and about 50% tantalum carbides 4.
Mechanická pevnosť zliatiny pri vysokej teplote bola hodnotená tromi nasledujúcimi testami:The mechanical strength of the alloy at high temperature was evaluated by the following three tests:
- meraním napätia v ťahu pri pretrhnutí (v MPa) pri teplote 900 °C s použitím valcovitej skúšobnej vzorky s celkovou dĺžkou 40 milimetrov, ktorý mal oba konce s dĺžkou 9 milimetrov prichytené v tensiometrickom prístroji, a strednú účinnú časť s dĺžkou 22 milimetrov a priemerom 4 milimetre, pri rýchlosti ťahu 2 milimetre / minútu,- by measuring the tensile stress at break (in MPa) at 900 ° C using a cylindrical test specimen with a total length of 40 millimeters having both ends of 9 millimeters attached in a tensiometric instrument and a center effective portion of 22 millimeters in length and diameter 4 millimeters at a pull speed of 2 millimeters / minute,
- meraním relatívneho predĺženia pri pretrhnutí (v %) pri teplote 900 °C za uvedených podmienok,- measuring the relative elongation at break (in%) at 900 ° C under the above conditions,
- meraním pevnosti pri tečení (v hodinách) pri teplote 1050 °C a tlaku MPa s použitím valcovitej skúšobnej vzorky s celkovou dĺžkou 80 milimetrov, ktorý mal oba konce s dĺžkou 17,5 milimetrov prichytené, a strednú účinnú časť s dĺžkou 45 milimetrov a priemerom 6,4 milimetra.- measuring the creep rupture strength (in hours) at 1050 ° C and MPa using a cylindrical test specimen with a total length of 80 millimeters having both ends fixed at 17.5 millimeters and a center effective section of 45 millimeters in length and diameter 6.4 millimeters.
Odolnosť proti oxidácii na vzduchu a proti korózii vplyvom skla bola hodnotená pomocou testu, ktorý spočíval v tom, že sa valcovitá skúšobná vzorka s dĺžkou 100 milimetrov a priemerom 10 milimetrov nechala otáčať počas 125 hodín spolovice ponorená do kúpeľa z taveného skla ďalej uvedeného typu pri teplote 1080 °C. Výsledok je daný hĺbkou erodovanej zóny (v milimetroch) určenou miestom trojitého bodu skúšobnej vzorky - tavené sklo - horúci vzduch. Zloženie skla bolo približne nasledujúce (v hmotnostných dieloch):The resistance to oxidation in air and to corrosion by glass was evaluated by testing a cylindrical test specimen of 100 millimeters in length and a diameter of 10 millimeters rotated for 125 hours half-immersed in a molten glass bath of the following type at a temperature of 1080 ° C. The result is given by the depth of the eroded zone (in millimeters) determined by the point of the triple point of the test sample - molten glass - hot air. The composition of the glass was approximately as follows (in parts by weight):
Výsledky sú uvedené v nasledujúcej tabuľke 1.The results are shown in Table 1 below.
Spôsobilosť tejto zliatiny na použitie vo funkcii zariadenia na tvarovanie taveného skla bola hodnotená prostredníctvom aplikácie na výrobu sklenenej vlny. Zvlákňovací prvok na zvláknenie skla s priemerom 400 milimetrov klasického tvaru bol vyrobený zlievaním a tepelným spracovaním, ako je uvedené, a potom použitý v priemyselných podmienkach na zvláknenie skla pri teplote 1080 “C.The fitness of this alloy for use as a fused glass forming apparatus has been evaluated through a glass wool application. A glass spinner having a diameter of 400 millimeters of classical shape was made by casting and heat treatment as described above and then used under industrial conditions for glass spinning at 1080 ° C.
Tento zvlákňovací prvok bol používaný až do okamihu, keď bolo rozhodnuté o zastavení výroby na zreteľné poškodenie zvlákňovacieho prvku viditeľ ným spôsobom alebo preto z toho dôvodu, že sa kvalita vyrábaného vlákna stala nedostatočná.This spinning element was used until it was decided to discontinue production because of obvious damage to the spinning element in a visible manner or because the quality of the fiber produced has become inadequate.
Životnosť tohto zvlákňovacieho prvku (v hodinách) takto zmeraná bola 540 hodín.The lifetime of this spinning element (in hours) thus measured was 540 hours.
Za rovnakých podmienok bola životnosť zvlákňovacieho prvku na zvláknenie skla z vysoko legovanej zliatiny na báze niklu 150 hodín, v prípade zliatiny na báze niklu podľa francúzskeho patentu FR-A-2 536 385 s nasledujúcim zložením (v percentách hmotnostných), ktoré boli podrobené rovnakému tepelnému spracovaniu s cieľom vyzrážať karbidy ako zliatina z príkladu 1:Under the same conditions, the lifetime of the spinning element of a high-alloy nickel-based glass was 150 hours, in the case of a nickel-based alloy according to French patent FR-A-2,536,385 with the following composition (in percent by weight) which were subjected to the same heat treatment to precipitate carbides as the alloy of Example 1:
Mikroštruktúra tejto zliatiny bola tvorená niklovou matricou obsahujúcou karbidy typu M23C6 = = (W, Cr)23C6 rozmiestnených homogénnym spôsobom v matrici a tvoriacou intergranulámu spojitú fázu.The microstructure of this alloy consisted of a nickel matrix containing M 23 C 6 = = (W, Cr) 23 C 6 carbides distributed homogeneously in the matrix and forming an intergranular continuous phase.
Zliatina z príkladu 1 dovoľuje najmä vďaka svojej pevnosti pri tečení a svojej veľmi dobrej odolnosti proti korózii následné zvýšenie životnosti zvlákňovacieho prvku, násobené faktorom 3,6 v porovnaní s bežnou zliatinou.The alloy of Example 1, in particular due to its creep rupture strength and its very good corrosion resistance, allows a subsequent increase in the service life of the spinning element, multiplied by a factor of 3.6 compared to a conventional alloy.
Príklad 2Example 2
Podľa tohto príkladu bola pripravená iná zliatina podľa tohto vynálezu s nasledujúcim zložením, pričom bol použitý rovnaký postup ako v príklade 1 a rovnakým spôsobom boli hodnotené aj jej vlastnosti:According to this example, another alloy of the present invention was prepared with the following composition, using the same procedure as in Example 1 and evaluating its properties in the same way:
pričom zvyšok bol tvorený kobaltom.the remainder being cobalt.
Mikroštruktúra tejto zliatiny sa líšila od mikroštruktúry zliatiny v príklade 1 intergranulámymi fázami, rovnako diskontinuálnymi, ale menej hustými z dôvodu nižšieho obsahu uhlíka, a tvorenými predovšetkým karbidmi tantalu TaC (molámy pomer Ta/C = 0,91).The microstructure of this alloy differed from the microstructure of the alloy in Example 1 by the intergranular phases as well as discontinuous but less dense due to the lower carbon content and mainly consisting of tantalum carbides TaC (molar ratio Ta / C = 0.91).
Výsledky experimentov týkajúcich sa mechanického správania a korózie sú uvedené v tabuľke 1.The results of the mechanical behavior and corrosion experiments are shown in Table 1.
Táto zliatina vyniká najmä svojimi mechanickými vlastnosťami, najmä vysokou ťažnosťou za tepla, čo sa priaznivo prejavuje v zlepšení relatívneho predĺženia pri pretrhnutí pri 900 °C, a veľmi dobrou pevnos ťou pri tečení, ktorá je desaťnásobná v porovnaní s bežnou zliatinou na báze niklu.This alloy is particularly distinguished by its mechanical properties, in particular by its high hot ductility, which is reflected in an improvement in the relative elongation at break at 900 [deg.] C. and a very good creep strength of ten times that of a conventional nickel-based alloy.
Schopnosť tejto zliatiny odolávať termickým šokom z nej robí výhodný materiál na výrobu zvlákňovacích prvkov na zvláknenie skla na výrobu sklenenej vlny, ako dokladá experiment zvlákňovania skla v priemyselných podmienkach: napriek tendencii proti korózii zliatiny z príkladu 2 bola životnosť zvlákňovacieho disku približne 720 hodín. Krehnutie spôsobené pôsobením skla bolo kompenzované dobrými mechanickými vlastnosťami zliatiny. Pri rovnakých podmienkach (rozdielnych od podmienok v príklade 1) bola životnosť zvlákňovacieho prvku z klasickej vysoko legovanej zliatiny na báze niklu v príklade 1 iba 250 hodín.The ability of this alloy to withstand thermal shocks makes it a preferred material for making glass spinning elements for glass wool production, as evidenced by the glass spinning experiment under industrial conditions: despite the tendency against corrosion of the alloy of Example 2, the spinning disk life was approximately 720 hours. Glass embrittlement was compensated by the good mechanical properties of the alloy. Under the same conditions (different from those in Example 1), the service life of the spinning element of the classic high-alloy nickel-based alloy in Example 1 was only 250 hours.
Tabuľka 1Table 1
Porovnávacie príklady 1 až 9Comparative Examples 1 to 9
Na porovnanie boli vyrobené ďalšie zliatiny pri použití obsahov konštitučných prvkov mimo charakteristické rozmedzia používané podľa vynálezu. Kompozície týchto zliatin sú uvedené v tabuľke 2: pre každú zliatinu sú obsahy, ktoré nepatria do rozsahu predmetného vynálezu podčiarknuté.For comparison, other alloys were made using constitutive element contents outside the characteristic ranges used according to the invention. The compositions of these alloys are shown in Table 2: for each alloy, contents that are not within the scope of the present invention are underlined.
Tabuľka 2Table 2
Zliatina z porovnávacieho príkladu 1 sa líšila od zliatiny podľa vynálezu iba svojou matricou, ktorá bola z niklu namiesto z kobaltu. Napriek tomu, že bol spôsob spevnenia rovnaký ako pri zliatine podľa vynálezu (obsah uhlíka a pomer Ta/C vyhovuje vynálezu), mala táto zliatina pevnosť pri tečení 30-krát nižšiu a nižšiu ťažnosť (s relatívnym predĺžením pri pretrhnutí 3-krát nižším) ako zliatina podľa vynálezu.The alloy of Comparative Example 1 differed from the alloy of the invention only in its matrix which was nickel instead of cobalt. Although the reinforcement method was the same as the inventive alloy (carbon content and Ta / C ratio conforms to the invention), the alloy had a creep rupture strength 30 times lower and a lower ductility (with a relative elongation at break 3 times lower) than an alloy according to the invention.
Zliatina z porovnávacieho príkladu 2 mala pevnosť pri tečení iba 74 hodín pri podmienkach špecifikovaných vyššie a veľmi silnú tendenciu ku korózii, erodovaná zóna mala hĺbku pri experimente s otáčajúcou sa skúšobnou vzorkou 0,83 milimetra. Toto neželané správanie sa vysvetľuje o trochu nižším obsahom uhlíka a veľmi nízkym obsahom tantalu, ktorý vedie k malej hustote karbidov M23C6 a TaC spôsobujúcej nedostatočné intergranuláme a intragranulárne spevnenie a k veľmi malej dostupnosti chrómu v miestach styku zŕn, čím sa obmedzuje rýchlosť difúzie atómov chrómu k čelu korózie.The alloy of Comparative Example 2 had a creep strength of only 74 hours under the conditions specified above and a very strong corrosion tendency, the eroded zone had a depth of 0.83 millimeter in the rotating test sample. This undesirable behavior is explained by a slightly lower carbon content and a very low tantalum content, which results in low density of M 23 C 6 and TaC carbides causing insufficient intergranular and intragranular hardening and very low chromium availability at the grain contact points, thereby limiting atomic diffusion rates. chromium to the forehead of corrosion.
Zliatina z porovnávacieho príkladu 3 má rovnako veľmi silnú tendenciu ku korózii, hĺbka erodovanej zóny v experimente bola 0,80 milimetra, aj napriek vysokému obsahu uhlíka. Opis mikroštruktúry zliatiny ukázal existenciu intergranulámej veľmi hustej a spojitej siete karbidov, tvorenej z 80 % karbidmi chrómu a z 20 % karbidmi tantalu. Rovnako ako vysoko legovaná zliatina na báze niklu uvedená v príklade 1, je aj táto zliatina nevýhodná svojím veľmi vysokým obsahom uhlíka, pričom je menej výhodná ako zliatina podľa vynálezu spevnená intergranulárnou nespojitou (diskontinuálnou) fázou karbidov. Navyše, pri úplnej absencii volfrámu sú karbidy chrómu menej odolné proti vysokej teplote ako eutektické karbidy (Cr, W)23C6, z čoho vyplýva vyššia mechanická krehkosť pri vysokej teplote.The alloy of Comparative Example 3 also has a very strong tendency to corrosion, the depth of the eroded zone in the experiment was 0.80 millimeters despite the high carbon content. The description of the alloy microstructure showed the existence of an intergranular very dense and continuous network of carbides consisting of 80% chromium carbides and 20% tantalum carbides. Like the high-alloy nickel-based alloy shown in Example 1, this alloy is disadvantageous because of its very high carbon content, and is less preferred than the alloy of the invention reinforced by the intergranular discontinuous (discontinuous) carbide phase. Moreover, in the complete absence of tungsten, chromium carbides are less resistant to high temperature than eutectic carbides (Cr, W) 23C 6 , resulting in higher mechanical brittleness at high temperature.
Zliatina z porovnávacieho príkladu 4 mala pevnosť pri tečení približne 200 hodín a silnú tendenciu ku korózii (erodovaná zóna mal hĺbku 0,33 milimetra). Tento príklad dokladá dôležitosť karbidov tantalu pre mechanickú pevnosť a odolnosť proti korózii. Je to z toho dôvodu, že táto zliatina je charakterizovaná takmer úplnou absenciou tantalu, ktorá vedie k výhradnému zrážaniu karbidov chrómu. Zhoršenie mechanických vlastností pri vysokej teplote spôsobené nedostatkom karbidov tantalu s vyššou žiaruvzdornosťou a relatívne nízkym obsahom volfrámu, nedovoľuje kompenzovať veľkú tendenciu zliatiny ku korózii a robí tento materiál nekompatibilný s použitím pri vysokej teplote v korozívnom prostredí (na rozdiel od zliatiny z príkladu 2, ktorá kompenzovala tendenciu ku korózii výbornými mechanickými vlastnosťami pri vysokej teplote).The alloy of Comparative Example 4 had a creep strength of approximately 200 hours and a strong tendency to corrosion (the eroded zone had a depth of 0.33 millimeters). This example demonstrates the importance of tantalum carbides for mechanical strength and corrosion resistance. This is because this alloy is characterized by the almost complete absence of tantalum, which leads to the exclusive precipitation of chromium carbides. The deterioration of the mechanical properties at high temperature due to the lack of tantalum carbides with higher heat resistance and relatively low tungsten content does not compensate for the high tendency of the alloy to corrosion and makes this material incompatible with high temperature use in a corrosive environment (unlike the alloy of Example 2 tendency to corrosion by excellent mechanical properties at high temperature).
Zliatina z porovnávacieho príkladu 5 mala mikroštruktúru s hustým a homogénnym intergranulámym zrážaním výhradne karbidov tantalu, ktorá bola daná veľmi vysokým obsahom tantalu a molámym pomerom Ta/C vyšším ako 1. Celkové množstvo chrómu bolo teda v matrici pevného roztoku, ochranná vrstva oxidu chrómu sa za týchto podmienok nevytvorila, evidentne následkom veľmi pomalej difúzie chrómu matrice, a z toho vyplýva výrazná erózia pri uskutočňovaní testu na koróziu.The alloy of Comparative Example 5 had a microstructure with dense and homogeneous intergranular precipitation exclusively of tantalum carbides, given by a very high tantalum content and a Ta / C molar ratio higher than 1. The total amount of chromium was in the solid solution matrix, These conditions did not evolve, evidently due to the very slow diffusion of the chromium matrix, resulting in significant erosion when conducting the corrosion test.
Zliatina z porovnávacieho príkladu 6 má rovnako veľmi vysokú tendenciu ku korózii, pričom hĺbka erodovanej zóny bola 2,50 milimetra pri uskutočňovaní testu s otáčajúcou sa skúšobnou vzorkou. V tomto prípade je za to zodpovedný veľmi nízky obsah chrómu, ktorý nestačí na zaistenie tvorby a udržanie ochrannej vrstvy Cr2O3. Navyše relatívne vysoký obsah tantalu nepromotuje tvorbu určitého dostatočného množstva intergranulámych karbidov chrómu.The alloy of Comparative Example 6 also has a very high corrosion tendency, with the depth of the eroded zone being 2.50 millimeters when conducting the rotating test sample. In this case, a very low chromium content is responsible, which is not sufficient to ensure the formation and maintenance of the Cr 2 O 3 protective layer. Moreover, the relatively high tantalum content does not promote the formation of a sufficient amount of intergranular chromium carbides.
Zliatina z porovnávacieho príkladu 7 má veľmi vysoký obsah chrómu, ktorý spôsobuje transformáciu jej solidifikačnej mikroštruktúry do iného metalur gického systému iných zliatin so sekundárnym zrážaním vo forme ihlovitých zrazenín a hustej intergranulámej siete tvorenej karbidmi chrómu a zlúčeninami chrómu. Z tohto dôvodu má táto zliatina veľmi vysokú tuhosť, ktorá má vplyv na predĺženie pri pretrhnutí, ktoré je iba 1,5 %.The alloy of Comparative Example 7 has a very high chromium content which causes its solidification microstructure to be transformed into another metallurgical system of other alloys with secondary precipitation in the form of needle precipitates and a dense intergranular network formed by chromium carbides and chromium compounds. For this reason, this alloy has a very high stiffness, which has an elongation at break of only 1.5%.
Zliatina z porovnávacieho príkladu 8 má pri teplote 900 °C napätie v ťahu pri pretrhnutí 257 MPa a pevnosť pri tečení približne 300 hodín a určitú tendenciu ku korózii (hĺbka erózie 0,40 milimetra). Hustota karbidov je daná obsahom uhlíka, malý obsah volfrámu v tejto zliatine sa prejavuje nižším stupňom tvrdnutia v pevnom roztoku, z ktorého vyplýva malá mechanická pevnosť v ťahu za tepla a nízka pevnosť pri tečení.The alloy of Comparative Example 8 has a tensile at break of 257 MPa at a temperature of 900 ° C and a creep strength of approximately 300 hours and a certain tendency to corrosion (erosion depth 0.40 millimeters). The carbide density is given by the carbon content, the low content of tungsten in this alloy results in a lower degree of hardening in the solid solution, which results in low mechanical tensile strength and low creep strength.
Zliatina z porovnávacieho príkladu 9 má veľmi silnú tendenciu ku korózii s hĺbkou erózie 1,50 milimetra pri uskutočňovaní testu na koróziu. Príliš veľký obsah volfrámu v kompozícii vedie k významnej modifikácii materiálu pri vysokej teplote oxidáciou volfrámu vo forme prchavých zlúčenín typu WO3, ktoré sú zodpovedné za zhoršenie korózneho správania.The alloy of Comparative Example 9 has a very strong corrosion tendency with an erosion depth of 1.50 millimeters when conducting a corrosion test. Too high a tungsten content in the composition leads to a significant modification of the material at high temperature by oxidizing tungsten in the form of volatile compounds of the WO 3 type, which are responsible for the deterioration of the corrosion behavior.
Z výsledkov uvedených v predchádzajúcich príkladoch je zrejmé, že dobrá mechanická pevnosť zliatin podľa vynálezu pri vysokej teplote v prítomnosti korozívneho prostredia, dosiahnutá presnou voľbou obsahov jednotlivých prvkov, najmä obsahu chrómu, volfrámu a najmä potom uhlíka a tantalu, je výsledkom nasledujúcej kombinácie: spevnenie v miestach styku zŕn spôsobené karbidmi tantalu a prípadne intergranulámymi karbidmi chrómu a volfrámu, zabránenie šírenia trhlín diskontinuálnou disperziou určitého obmedzeného množstva intergranulárnych karbidov chrómu a volfrámu, zabránenie prieniku korozívneho prostredia vďaka prítomnosti karbidov tantalu, dostupnosť chrómu vo forme zrazeniny.From the results given in the previous examples, it is clear that the good mechanical strength of the alloys of the invention at high temperature in the presence of a corrosive environment, achieved by a precise selection of the individual element contents, especially chromium, tungsten and especially carbon and tantalum. the contact points of the grains caused by tantalum carbides and optionally intergranular chromium and tungsten carbides, preventing crack propagation by discontinuous dispersion of some limited amount of intergranular chromium and tungsten carbides, preventing the penetration of a corrosive environment due to the presence of tantalum carbides,
Vynález, ktorý bol opísaný pre zvláštny prípad tvarovania taveného skla, nie je limitovaný touto špecifickou aplikáciou a týka sa všeobecne oblastí, pri ktorých sa vyžadujú materiály s dobrou odolnosťou pri vysokej teplote.The invention, which has been described for the particular case of molding molten glass, is not limited to this specific application and relates generally to areas where materials with good high temperature resistance are required.
Claims (9)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9712088A FR2769024A1 (en) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | COBALT-BASED ALLOY, ARTICLE PRODUCED FROM THE ALLOY AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME |
PCT/FR1998/002056 WO1999016919A1 (en) | 1997-09-29 | 1998-09-24 | Cobalt based alloy, article made from said alloy and method for making same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SK71099A3 SK71099A3 (en) | 1999-12-10 |
SK284724B6 true SK284724B6 (en) | 2005-10-06 |
Family
ID=9511583
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SK710-99A SK284724B6 (en) | 1997-09-29 | 1998-09-24 | Cobalt based alloy, article made from said alloy and method for making same |
Country Status (21)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0968314B1 (en) |
JP (1) | JP4125382B2 (en) |
KR (1) | KR100562389B1 (en) |
CN (1) | CN1094522C (en) |
AR (1) | AR013530A1 (en) |
AT (1) | ATE221927T1 (en) |
AU (1) | AU749803B2 (en) |
BR (1) | BR9806253A (en) |
CA (1) | CA2272462C (en) |
CZ (1) | CZ294783B6 (en) |
DE (1) | DE69807049T2 (en) |
DK (1) | DK0968314T3 (en) |
ES (1) | ES2194350T3 (en) |
FR (1) | FR2769024A1 (en) |
HU (1) | HU221821B1 (en) |
NO (1) | NO992576D0 (en) |
PL (1) | PL190565B1 (en) |
SK (1) | SK284724B6 (en) |
TR (1) | TR199901193T1 (en) |
WO (1) | WO1999016919A1 (en) |
ZA (1) | ZA988785B (en) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2809387B1 (en) * | 2000-05-23 | 2002-12-20 | Saint Gobain Isover | PROCESS FOR MANUFACTURING MINERAL WOOL, COBALT-BASED ALLOYS FOR THE PROCESS AND OTHER USES |
DE20307134U1 (en) | 2003-05-08 | 2003-08-07 | Berlinische Landschaftsbau GmbH, 13187 Berlin | Noise protection wall to be planted |
FR2862662B1 (en) | 2003-11-26 | 2007-01-12 | Saint Gobain Isover | REFRACTORY ALLOY AND PROCESS FOR PRODUCING MINERAL WOOL |
DE202011001203U1 (en) | 2010-12-24 | 2011-05-26 | Geosystem GBK GmbH, 10551 | Noise protection wall with noise-absorbing backfilling and aesthetically designed visible surfaces |
DE102014200121A1 (en) | 2014-01-08 | 2015-07-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Manganese-containing high-temperature soldering alloy based on cobalt, powder, component and soldering process |
CH709112A8 (en) | 2014-01-14 | 2015-09-15 | Sager Ag | Mineral fiber composition. |
CZ2015949A3 (en) * | 2015-12-29 | 2017-07-07 | UJP PRAHA a.s. | The casting Co-Cr-Mo alloy for orthopedic purposes |
PL3713887T3 (en) * | 2017-11-20 | 2022-05-23 | Stm Technologies S.R.L. | Cobalt-based alloy with a high resistance at high temperatures, spinner for the production of mineral fibers comprising said alloy and process for the production of mineral fibers which uses such a spinner |
CN112004952B (en) * | 2019-03-07 | 2022-05-13 | 三菱重工业株式会社 | Method for producing cobalt-based alloy product |
JP6935580B2 (en) * | 2019-03-07 | 2021-09-15 | 三菱パワー株式会社 | Cobalt-based alloy product and its manufacturing method |
CN109988956B (en) * | 2019-05-22 | 2020-12-29 | 山东理工大学 | High hardness cobalt-based alloy and manufacturing method thereof |
CN118028660B (en) * | 2024-04-11 | 2024-06-18 | 四川航大新材料有限公司 | Antioxidant corrosion-resistant cobalt-based superalloy, and preparation method and application thereof |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1011984B (en) * | 1984-12-04 | 1991-03-13 | 通用电气公司 | Cobalt-base superalloy and cast and welded industrial gas turbine component thereof |
JPS6311638A (en) * | 1986-03-20 | 1988-01-19 | Hitachi Ltd | Cobalt-base alloy having high strength and high toughness and its production |
JPH0778272B2 (en) * | 1986-08-04 | 1995-08-23 | 三菱重工業株式会社 | Ductile recovery method for Co-based heat-resistant alloys |
US4820324A (en) * | 1987-05-18 | 1989-04-11 | Owens-Corning Fiberglas Corporation | Glass corrosion resistant cobalt-based alloy having high strength |
US5002731A (en) * | 1989-04-17 | 1991-03-26 | Haynes International, Inc. | Corrosion-and-wear-resistant cobalt-base alloy |
US7894402B2 (en) * | 2005-04-15 | 2011-02-22 | Alcatel-Lucent Usa Inc. | High rate packet data spatial division multiple access (SDMA) |
-
1997
- 1997-09-29 FR FR9712088A patent/FR2769024A1/en active Pending
-
1998
- 1998-09-24 PL PL98333625A patent/PL190565B1/en unknown
- 1998-09-24 CZ CZ19991902A patent/CZ294783B6/en not_active IP Right Cessation
- 1998-09-24 WO PCT/FR1998/002056 patent/WO1999016919A1/en active IP Right Grant
- 1998-09-24 DE DE69807049T patent/DE69807049T2/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-09-24 AT AT98945373T patent/ATE221927T1/en active
- 1998-09-24 BR BR9806253-0A patent/BR9806253A/en not_active IP Right Cessation
- 1998-09-24 TR TR1999/01193T patent/TR199901193T1/en unknown
- 1998-09-24 JP JP51980299A patent/JP4125382B2/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-09-24 EP EP98945373A patent/EP0968314B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-09-24 HU HU0001208A patent/HU221821B1/en not_active IP Right Cessation
- 1998-09-24 KR KR1019997004433A patent/KR100562389B1/en not_active IP Right Cessation
- 1998-09-24 SK SK710-99A patent/SK284724B6/en not_active IP Right Cessation
- 1998-09-24 AU AU92713/98A patent/AU749803B2/en not_active Ceased
- 1998-09-24 DK DK98945373T patent/DK0968314T3/en active
- 1998-09-24 CN CN98801446A patent/CN1094522C/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-09-24 ES ES98945373T patent/ES2194350T3/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-09-24 CA CA002272462A patent/CA2272462C/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-09-25 ZA ZA988785A patent/ZA988785B/en unknown
- 1998-09-29 AR ARP980104842A patent/AR013530A1/en active IP Right Grant
-
1999
- 1999-05-28 NO NO992576A patent/NO992576D0/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0968314A1 (en) | 2000-01-05 |
CN1241218A (en) | 2000-01-12 |
EP0968314B1 (en) | 2002-08-07 |
ES2194350T3 (en) | 2003-11-16 |
JP2001508835A (en) | 2001-07-03 |
DK0968314T3 (en) | 2002-10-28 |
HUP0001208A3 (en) | 2002-02-28 |
AU9271398A (en) | 1999-04-23 |
DE69807049T2 (en) | 2003-04-03 |
TR199901193T1 (en) | 1999-11-22 |
KR100562389B1 (en) | 2006-03-17 |
NO992576L (en) | 1999-05-28 |
JP4125382B2 (en) | 2008-07-30 |
HUP0001208A2 (en) | 2000-08-28 |
ZA988785B (en) | 1999-04-06 |
NO992576D0 (en) | 1999-05-28 |
ATE221927T1 (en) | 2002-08-15 |
SK71099A3 (en) | 1999-12-10 |
HU221821B1 (en) | 2003-01-28 |
PL190565B1 (en) | 2005-12-30 |
DE69807049D1 (en) | 2002-09-12 |
CZ294783B6 (en) | 2005-03-16 |
WO1999016919A1 (en) | 1999-04-08 |
CZ190299A3 (en) | 2000-06-14 |
FR2769024A1 (en) | 1999-04-02 |
CN1094522C (en) | 2002-11-20 |
BR9806253A (en) | 2000-01-25 |
KR20000069035A (en) | 2000-11-25 |
CA2272462C (en) | 2009-06-23 |
AU749803B2 (en) | 2002-07-04 |
AR013530A1 (en) | 2000-12-27 |
CA2272462A1 (en) | 1999-04-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8398791B2 (en) | Process for manufacturing mineral wool, cobalt-based alloys for the process and other uses | |
AU2019338685B2 (en) | Alloy for fiber-forming plate | |
SK284724B6 (en) | Cobalt based alloy, article made from said alloy and method for making same | |
US11261506B2 (en) | Alloy for a fibre-forming plate | |
US8262964B2 (en) | Refractory alloy, fibre-forming plate and method for producing mineral wool | |
KR101231759B1 (en) | Refractory alloy and mineral wool production method | |
US20030221756A1 (en) | Cobalt based alloy, article made from said alloy and method for making same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Patent lapsed due to non-payment of maintenance fees |
Effective date: 20170924 |