BR112017023992B1 - Liga de molibdênio-silício-boro e método para a produção da mesma, e componente - Google Patents
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Abstract
liga de molibdênio-silício-boro e mé-todo para a produção da mesma, e componente. a presente invenção refere-se ao uso de uma liga específica de molibdênio-silício-boro e um processo de produção particular em que o pó que é usado torna possível obter componentes que têm uma estrutura de matriz de fibra particular e podem ser usados para aplicações a altas temperaturas e podem ser produzidos de maneira econômica.
Description
[001] A invenção refere-se a uma liga específica de molibdênio- silício-boro, a um processo de produção e a um componente.
[002] As ligas de Mo-(x)Si-(y)B representam uma oportunidade potencial para produzir componentes gasosos quentes para uma turbina de gás que vai além da janela do uso de superligas clássicas à base de níquel. Essas ligas oferecem uma janela de uso até uma temperatura de gás quente de 1.973°K, com um revestimento de até 2.073°K. A ampliação da faixa de uso em até 300°K, associada com um aumento correspondente na eficiência, em comparação às ligas usadas até o presente momento, é desse modo possível.
[003] O processamento dessas ligas pode ser realizado por uma rota metalúrgica com pó, ou então por meio de fusão de zona. A fusão de zona, por causa do gradiente da temperatura que se eleva, conduz à formação de uma estrutura de matriz de fibra que é impressiva devido às suas excelentes propriedades de contração a temperaturas acima de 1.273°K.
[004] No entanto, ambos os processos permitem somente a for mação de corpos de prova simples, de modo que o potencial dessas ligas não possa ser explorado no presente.
[005] Portanto, um objetivo da invenção consiste na resolução do problema acima mencionado.
[006] Propõe-se que uma nova liga de Mo-Si-B seja processada por meio de um processo de manufatura aditiva (AM) tal como a fusão a laser seletiva (SLM). Além disso, o processamento por meio de um feixe de energia, por exemplo, um feixe laser, em conjunto com as condições de condução de calor para fora no leito de pó permite a formação de um gradiente de condução de temperatura que, por sua vez, é vantajoso para a formação opcionalmente desejada de uma estrutura de matriz de fibra na qual as fases individuais estão presentes como uma estrutura de Moss/Mo5SiB2/Mo3Si.
[007] Uma aliagem opcional de zircônio (Zr) (0,5 at% - 2 at%) conduz a um aumento vantajoso na resistência à fratura da liga ou do componente.
[008] Além disso, o processo de AM oferece, em comparação ao processo metalúrgico de pó, a vantagem que o oxigênio é mantido bastante afastado da peça de trabalho. Isto tem um efeito positivo nas propriedades dos materiais.
[009] Os dados do processo para a produção por meio do pro cesso de AM são vantajosamente: Liga: Mo-(x)Si-(y)B,
[0010] onde x = 3 a 19at% e y = 1 a 13 at%, de preferência x = 13 a 18 at% e y = 8 a 12 t%,
[0011] adição opcional de zircônio (Zr) z = 05 at% - 2 at%, de preferência z = 1 at%,
[0012] Tamanho de partícula: 10 a 60 μm, tanto atomizado com gás quanto triturado, como a possível janela de processamento:
[0013] Velocidade de varredura: 400 mm/s a 2.000 mm/s, de pre ferência 1.000 mm/s a 1.500 mm/s,
[0014] Potência do laser: 80 W a 250 W, de preferência 100 a 170 W.
Claims (4)
1. Liga de molibdênio-silício-boro, caracterizada pelo fato de que tem a composição Mo-(x)Si-(y)B-(z)Zr, onde x = 13 at% a 18 at%, y = 8 at% a 12 at%, e z = 0,5 at% a 2 at% de zircônio (Zr).
2. Método para a produção de um componente de boreto de molibdênio e silício, de uma liga como definida na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que é usado um processo de manufatura aditiva em que o pó é aplicado em camadas e é seletivamente adensado por meio de um feixe de energia, em particular um feixe laser.
3. Método de acordo com a reivindicação 2 caracterizado pelo fato de que o pó usado na maior parte, em particular até uma extensão de pelo menos 80%, ter tamanhos de partícula na faixa de 10 μm a 60 μm e o pó foi atomizado com gás ou triturado e/ou sendo que uma velocidade de varredura entre o substrato e o feixe de energia de 400 mm/s a 2.000 mm/s, em particular de 1.000 mm/s a 1.500 mm/s, é usada, e/ou uma potência do feixe de energia, em particular do feixe laser, de 80 W a 250 W, em particular de 100 W a 170 W, é usada.
4. Componente, composto de uma liga como definida na reivindicação 1, e/ou produzido por um método como definido na reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que compreende uma estrutura de matriz de fibra, compreendendo as fases de Moss/Mo5SiB2/Mo3Si.
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