CH656145A5

CH656145A5 - Erzeugnis aus einer superlegierung.

Info

Publication number: CH656145A5
Application number: CH6388/81A
Authority: CH
Inventors: Melvin Robert Jackson; Iii John Ruel Rairden
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 1980-10-06
Filing date: 1981-10-05
Publication date: 1986-06-13
Also published as: US4418124A; GB2085778A; DE3139219C2; DE3139219A1; FR2491365A1; IT8124316A0; FR2491365B1; GB2085778B; IT1144917B; NL8104538A; CH657872A5

Description

Die Erfindung betrifft ein Erzeugnis aus einer Superlegierung, die aus der von Superlegierung auf Nickelbasis, Superlegierung auf Kobaltbasis und Superlegierung auf Eisenbasis gebildeten Gruppe ausgewählt ist. Sie liegt allgemein auf dem Gebiet des Metallgiessens und insbesondere auf durch Niederdruck/Hochgeschwindigkeits-Plasmaspritzgiessen hergestellte Teile, die einzigartige Mikrostrukturen und folglich neue Kombinationen physikalischer Eigenschaften besitzen, die den physikalischen Eigenschaften von Teilen aus den gleichen Legierungszusammensetzungen, nach anderen Methoden hergestellt, überlegen sind. Erfindungsgemässe Erzeugnisse mit spezieller Brauchbarkeit aufgrund der vorgenannten überlegenen physikalischen Eigenschaften, wie erhöhte Temperaturfestigkeit und Duktilität und Wärmeermüdungsfestigkeit, umfassen z. B. Gasturbinen-Triebwerks-schaufeln und -Scheiben aus Superlegierungen auf Nickel-, Kobalt- oder Eisenbasis. Ferner gehören dazu Gegenstände, wie Schwungräder, die bei geringeren Temperaturanforderungen arbeiten als Gasturbinen-Triebwerksteile, aber besondere Probleme bei den Erfordernissen physikalischer Eigenschaften bieten, sowie Gegenstände, die nach herkömmlichen Verfahren wegen ihrer Geometrie oder Materialzusammensetzungen oder deren Kombinationen nicht leicht erhältlich sind.

Seit dem Auftauchen der Gasturbine in verschiedenen Formen vor mehreren Jahrzehnten als Energie erzeugende und Antriebsmaschine von grösserer Bedeutung sind allgemein die Grenzen erkannt worden, die dem Betrieb und der Leistung dieser Maschinen durch die verfügbaren Baumaterialien auferlegt worden sind. Verhältnismässig hohe Zugfestigkeiten und gute Duktilität von Raumtemperatur bis zu den Betriebstemperaturen der Gasturbinen-Brennkammer und gute Wärmeermüdungsbeständigkeit sind in Kombination bei solchen Anwendungen äusserst wünschenswert. Ausgedehnte, bis jetzt fortdauernde Forschungs- und Entwicklungsbemühungen haben zu den heutigen sogenannten

«Superlegierungen» geführt, unter denen refraktäre Legierungen auf Nickel-, Kobalt-, Eisen- und Chrombasis herausragen, zu denen z.B. solche unter den Handelsbezeichnungen Rene' 80, Rene' 95. IN 738, IN 617 und IN 671, gehören.

Aufgrund der Bedeutung der Festigkeitsanforderungen, insbesondere in den niedrigeren Temperaturbereichen beim Gasturbinenbetrieb, werden die ersten vier dieser Legierungen bei der Schaufel- und Scheibenherstellung eingesetzt, während IN 671 hauptsächlich aufgrund der Umgebungsbeständigkeit verwendet wird. Gewöhnlich gehört zu dieser Verwendung IN 671 in Schmiedeblechform, aber es ist als plasmagespritzter Überzug, direkt auf den zu schützenden Gegenstand aufgebracht, vorgeschlagen worden. Die anderen vier Legierungen jedoch werden im allgemeinen geschmolzen und zu Form und Grösse gegossen oder aus einem guss- oder pulvermetallurgischen Körper zur endgültigen Verwendung als Schaufeln und andere Gasturbinen-Bestandteile für den heissen Abschnitt mechanisch deformiert. Doch unabhängig von dem Herstellungsverfahren können Teile aus diesen Legierungen Korrosionsschutz nötig machen, der derzeit in vielen Fällen die Form eines aufgespritzten Überzugs aus einer der MCrAlY-Legierungen annimmt.

Während, wie oben angegeben, bei der Entwicklung von Materialien erhebliche Fortschritte gemacht worden sind, um den speziellen Anforderungen von Gasturbinen-Triebwerken zu entsprechen, fehlt es doch noch wesentlich an Materialmöglichkeiten. Bisher jedoch stellten Superlegierungen, die bei der Herstellung von Gasturbinen-Bestandteilen der heissen Stufe verwendet wurden, Kompromisse zwischen den oben erwähnten verschiedenen physikalischen Eigenschaften, Betriebsbedingungen und Herstellungsvorgängen dar. Dies gilt insbesondere für solche Teile, die direkt in die Form gegossen werden. So hat keine neue Superlegierung, die die Notwendigkeit für solche Kompromisse bei der Herstellung von Gussteilen für Gasturbinen-Triebwerke beseitigt, Gestalt angenommen, und es ist kein weiterer Alternativweg zur Beseitigung solcher Kompromisse vor der vorliegenden Erfindung in Erscheinung getreten.

Bei einer weiteren Lösung gemäss dem Verfahren der US-PS 4 066 117 mit dem Titel «Spray Casting von Gas Atomized Molten Metal to Produce High Density Ingots» ist als wesentliche Stufe die mechanische Deformierung des Gusskörpers durch Schmieden beteiligt, um das Gussstück aus Superlegierung zu einer Schaufel oder einem anderen Triebwerkteil zu formen.

Nun wurde gefunden, dass die Notwendigkeit für Kompromisse zwischen den Materialien zum Bau von Gasturbinenteilen und Betriebsbedingungen und für das Schmieden und ähnliche Verarbeitungsvorgänge so vermieden werden kann, dass die lang erwünschte Kombination von Eigenschaften nun in Strömungsmaschinen-Gussteilen aus Superlegierung erhalten werden kann. Ferner wurde nun gefunden, dass dieses Ergebnis übereinstimmend erzielt werden kann, ohne die Superlegierung in ihrer Zusammensetzung zu ändern oder eine neue Superlegierung zu schaffen und ohne Belastung irgendwelcher wesentlicher Produktionskosten.

Diese neuen Ergebnisse sind die Folge der überraschenden Feststellung, dass schon lange in gegossener Form in Gasturbinen-T riebwerksteil-Herstellungsverfahren verwendete Superlegierungen in bestimmter neuer Form eine anscheinend ideale Kombination physikalischer Eigenschaften besitzen. Insbesondere wurde nun gefunden, dass in sehr feiner und gleichförmiger Mikrostrukturform diese Superlegierungen ziemlich andere und erheblich überlegene physikalische Eigenschaften, verglichen mit zuvor bekannten Formen der gleichen Legierungszusammensetzungen, besitzen. Diese

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neue Form, die nach den herkömmlichen Schmelz- und Gussverfahren, die bisher angewandt wurden, nicht erhältlich ist, ist durch ein Plasmaspritzgiess-Verfahren übereinstimmend herstellbar, das so durchgeführt wird, dass Körper nahezu theoretischer Dichte aus feinen Superlegierungsteilchen nahe der Schmelztemperatur gebildet werden.

Herkömmliche Verfahren, die die erfindungsgemässen Superlegierungsteile mit ihrer einzigartigen Kombination von physikalischen Eigenschaften nicht herstellen können, sind z.B. die herkömmlichen Plasmabogen-Spritzverfahren, darunter das von Mash und Brown in einer Veröffentlichung in Metals Engineering Quarterly mit dem Titel «Structure and Properties of Plasma-Cast Materials», Februar 1964, beschriebene. Die Festigkeitseigenschaften der von Mash und Brown hergestellten freistehenden Körper waren durch die erzielten Dichten (85-92%) und durch ihre lamellare Morphologie begrenzt.

Die bevorzugte Arbeitsweise zur Herstellung der Superlegierungsteile mit den einzigartigen Eigenschaften gemäss der Erfindung ist im einzelnen in der US-PS 3 839 618 (ausgegeben am 1.10.1974) mit dem Titel «Method and Apparatus for Effecting High Energy Dynamic Coating of Substrates» beschrieben worden. Tatsächlich wurde im Verlauf der Anwendung des Niederdruck/Hochgeschwindigkeitsverfahrens jener Patentschrift bei der Herstellung von Superlegierungsüberzügen die dieser Erfindung zugrunde liegende Schlüsselfeststellung gemacht. Bei der Untersuchung und Auswertung von unter Verwendung von Superlegierungen auf Nickelbasis in dieser Weise hergestellten Überzügen wurden nun deren ungewöhnliche Mikrostruktur und die damit verbundenen und ihr zuzuschreibenden physikalischen Eigenschaften beobachtet. Mit diesem Wissen wurden Teststücke nach Plasmaspritzverfahren hergestellt und in Vergleichstests mit herkömmlicherweise geschmolzenen und gegossenen Teststücken das erfindungsgemässe Konzept bestätigt, dass die überlegenen physikalischen Eigenschaften von Überzügen aus plasmagegossener Superlegierung leicht auch in Masseform zu erzielen sind, d.h. in Körpern, die vollständig aus plasmagegossener Superlegierung bestehen.

Auf der Grundlage der vorstehenden Feststellungen gibt es Grund zu der Annahme, dass Superlegierungen im allgemeinen sowie andere refraktäre oder warmfeste Legierungen und Legierungen mit hoher Zugfestigkeit in Temperaturbereichen deutlich unter Maximaltemperatur des Gasturbinen-Triebwerksbetrieb so zu Teilen für Gasturbinen und andere Strömungseinrichtungen, wie Schwungräder mit hohen Zug-belastungs- und Dauerschwingbeanspruchungserfordernissen plasmagegossen werden können. Als Beispiele für typische Betriebsbedingungen werden Gasturbinen-Drehscheiben gewöhnlich einer Zugbelastung bis zu 1172 MPa (170 ksi) bei 538 bis 650 °C (1000 bis 1200 °F) und einer Dauerschwingbeanspruchung bis zu 827 MPa (120 ksi) bei 400 bis 650 °C (750 bis 1200 °F) ausgesetzt. Ebenso werden nicht-drehende Schaufeln und Düsen in solchen Triebwerken gewöhnlich einer Kriechbeanspruchung bei Maschinenbetriebstemperatüren ausgesetzt und erfordern auch eine Er-wärmungsermüdungs-Bruchfestigkeit unter Temperaturschwankungen von Raumtemperatur bis zu den Betriebstemperaturen.

Im Hinblick auf die obigen Ausführungen und insbesondere die oben erwähnten Feststellungen ist ein erfindungsge-mässes Erzeugnis gekennzeichnet durch die alternativ in den Ansprüchen 1 oder 2 angegebene Kombination von Merkmalen. Eine bevorzugte Verwendung des Erzeugnisses ergibt sich aus den abhängigen Ansprüchen 3 bis 6.

In dem Zustand, wie es durch das Plasmaspritzgiessen hergestellt wird, weist das Erzeugnis typischerweise weniger als etwa 1000 ppm Sauerstoff, eine Dichte über etwa 97%

der theoretischen Dichte, eine Korngrösse von 0,2 bis etwa 0,5 um und eine chemisch homogene Mikrostruktur, und es ist von Mikroausscheidungen im wesentlichen frei. In wärmebehandelter Form hat dieses Erzeugnis eine Dichte über etwa 98% der theoretischen Dichte und sogar noch weniger Mikroentmischung aufgrund der bei der Wärmebehandlung auftretenden Homogenisierung. Die Korngrösse des wärmebehandelten Teils ist im allgemeinen grösser als die des Gegenstands in dem plasmaspritzgegossenen Zustand und ist eine Funktion des Legierungstyps und der Zeit und Temperatur der Wärmebehandlung; aber in durch Abscheidung einer oder mehrerer Phasen verfestigten Superlegierungen kann die Korngrösse unmittelbar aus der Wärmebehandlung im Bereich bis herab zu etwa 0,5 bis etwa 5,0 (xm sein.

Dieses Teil oder dieser Gegenstand, ob ein Schwungrad, eine Schaufel für ein Gasturbinentriebwerk oder eine Scheibe zur Befestigung der Schaufel am Turbinenrad oder ein anderes Teil aus dem heissen Abschnitt, kann nach dem Nie-derdruck/Hochgeschwindigkeits-Plasmagiessverfahren als Festkörper oder mit einem Dorn, auf dem die Superlegierung abgeschieden wird und der selektiv gelöst und entfernt wird, um ein Hohlgussprodukt zu hinterlassen, hergestellt werden. Alternativ kann ein komplexerer Dorn oder Kern verwendet werden, der nach dem Auflösen einen freistehenden, selbsttragenden Plasmaspritzguss-Körper mit einer Vielzahl hohler Bereiche hinterlässt. Ferner kann der Dorn oder Kern beispielsweise so segmentiert sein, dass ein erster Teil des fertigen Körpers aus einer ersten Superlegierung auf einem Teil des Kerns plasmaspritzgegossen wird, der dann zu den übrigen Teilen des Kerns zusammengesetzt wird, und der Körper wird durch Plasmaspritzgiessen einer zweiten Superlegierung über dem fertigen Kern mit dem ersten Teil vollendet.

Fig. 1 ist ein Aufriss einer Schaufel, die durch Nieder-druck/Hochgeschwindigkeits-Plasmaspritzguss einer Superlegierung auf Nickelbasis hergestellt werden kann; der Körper ist eine feste Struktur, durchwegs aus der Superlegierung auf Nickelbasis bestehend.

Fig. 2 ist eine Teilschnittansicht ähnlich der der Fig. 1 einer anderen Schaufel, die hohl ist, hergestellt auf einer Kupferkerneinheit, die anschliessend durch selektives chemisches Lösen entfernt wurde.

Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht der Schaufel der Fig. 2 entlang der Linie 3-3, die die inneren Durchgänge zeigt, die beim Entfernen der Einheit aus Kupferteilen der Kerneinheit entstehen, auf der die Schaufel durch Plasmaspritzgiessen gebildet wurde.

Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht der Kupferkerneinheit, auf der die Schaufel der Fig. 2 und 3 plasmaspritzgegossen wurde.

Fig. 5 ist eine perspektivische Schemaansicht einer nach demNiederdruck/Hochgeschwindigkeits-Plasmaspritzguss-verfahren hergestellten simulierten Gasturbinenscheibe.

Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht eines Schwungrades, hergestellt nach dem Niederdruck/Hochgeschwindig-keits-Plasmaspritzgussverfahren.

Fig. 7 ist eine graphische Darstellung der Streckgrenze bei 0,2% Dehnung gegen die Testtemperatur für den Körper aus IN 738-Legierung-Plasmaspritzguss, wie in Beispiel I beschrieben.

Fig. 8 ist eine graphische Darstellung der Dehnung bis zum Versagen gegen die Testtemperatur für den Körper aus IN 738-Legierung-Plasmaspritzguss, wie in Beispiel I beschrieben.

Fig. 9 ist eine schematische Darstellung der Doppelkeil-Wärmeermüdungsprobe.

Fig. 10 ist ein Transmissions-Elektronenmikroskop-Bild 40 OOOfacher Vergrösserung einer dünnen Blechprobe aus

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Rene' 80-Legierung im plasmaspritzgegossenen Zustand.

Fig. 11 ist ein Transmissions-Elektronenmikroskop-Bild mit 20 OOOfacher Vergrösserung einer dünnen Blechprobe aus Rene' 80-Legierung im plasmaspritzgegossenen Zustand nach der Wärmebehandlung für 2 h bei 1200 "C (2190 F).

Die Gasturbinenschaufel 10 der Fig. 1 ist ein Beispiel für die Art von Gegenständen, die durch Plasmaspritzgiessen herstellbar sind. Die Schaufel 10 ist von im allgemeinen herkömmlicher Grösse und Form und hat eine Plattform 11 und ein Fussteil 12 zur Befestigung in üblicher Weise an einer Gasturbinenscheibe, wie der simulierten Scheibe 50 der Fig. 5 und des folgenden Beispiels II. Sowohl die Schaufel 10 als auch die Scheibe 50 jedoch unterscheiden sich erheblich von herkömmlichen Gegenstücken hinsichtlich ihrer physikalischen Eigenschaften und folglich ihrer Leistungsmerkmale bei normalem Betrieb, obgleich sie aus der gleichen Legierungszusammensetzung wie die herkömmlichen Teile gemacht sein können. Dieser grundlegende und wichtige Unterschied ist eine Folge der unterschiedlichen Art und Weise, in der diese neuen Teile hergestellt werden können. So können, statt in üblicher Weise zu schmelzen und zu giessen oder in der von Mash und Brown, wie oben zitiert, beschriebenen Weise Plasmabogenspritzzugiessen, die Schaufel 10 und die Scheibe 50 durch Fördern der Superlegierung gerade über ihrer Schmelzpunktstemperatur in feiner Teilchenform mit hoher Geschwindigkeit in einem Plasmastrom auf ein Substrat in einer Kammer in neutraler Atmosphäre bei geringem Druck gebildet werden. Beim bisherigen Stand der Technik ist die Teilchengrösse bei der Herstellung einer Schaufel, wie einer Schaufel 10 und einer Scheibe 50 unter etwa 38 (im Durchmesser, und die Kammeratmosphäre ist Argon bei 40 bis 80 mbar (30 bis 60 torr). Der hier verwendete Ausdruck «Gasturbinentriebwerk» soll Gasturbinen für die elektrische Stromerzeugung sowie Triebwerke für den Antrieb von Flugzeugen umfassen.

Die Hohlschaufel 20 der Fig. 2 und 3 wurde in ähnlicher Weise wie oben und in Beispiel IV beschrieben durch Nie-derdruck/Hochgeschwindigkeits-Plasmaspritzguss mit allgemein den gleichen mikrostrukturellen und wichtigen neuen physikalischen Eigenschaftsfolgen, wie oben zusammenfassend beschrieben, hergestellt. Der wesentliche Strukturunterschied zwischen den Schaufeln 10 und 20 besteht in der Verwendung einer selektiv löslichen Kerneinheit 40 der Fig. 4, die die Innenräume liefert, die zur Herstellung der Wände 21 nötig sind, die das Innere der Schaufel in getrennte Kammern oder Durchlässe 22 und 23 für den Strom der Kühl-fluids unterteilen.

Das in Fig. 6 perspektivisch dargestellte Schwungrad 60 ist nach dem gleichen Niederdruck/Hochgeschwindigkeits-Plasmaspritzgiessverfahren wie oben beschrieben hergestellt, und jede der Superlegierungen auf Nickel-, Kobalt- oder Eisenbasis kann für diesen Zweck in geeigneter Weise verwendet werden, die in einer so gegossenen Form der Zugbeanspruchung und den Dauerschwingbeanspruchungserfordernissen für verlängerte Lebensdauer bei solchen Anwendungen zu begegnen vermögen. Wie der Fachmann erkennen wird, können solche gegossenen Schwungräder in Abschnitten hergestellt werden, die in geeigneter Weise miteinander befestigt werden oder sie können in Form eines einzigen Plasmaspritzgussstücks hergestellt werden.

Der Fachmann wird aus den folgenden Beispielen aus der Praxis der Erfindung heraus die Erfindung noch besser verstehen, da Tests zu Vergleichsdaten bezüglich der wichtigen physikalischen Eigenschaften der erfindungsgemässen Erzeugnisse und solcher nach herkömmlicher Art geschmolzener und gegossener Erzeugnisse durchgeführt worden sind. Diese Beispiele aus der Praxis dienen somit der Veranschaulichung, keineswegs der Einschränkung der Erfindung.

Die bei den Beispielen gesammelten, nachfolgend angegebenen Daten entsprechen der üblichen Praxis. So bezeichnet in den Tabellen I, II und III HZ die Höchst-Zugfestigkeit in MPa (ksi) und SD die Streckgrenze bei 0,2% Dehnung in den gleichen Einheiten. Ebenso bezeichnet DML die Dehnung bei maximaler Last, Dv bedeutet die Dehnung bis zum Versagen und FR bedeutet die Flächenreduktion, alle drei Parameter in Prozent ausgedrückt.

Beispiel I

Ein Blech aus Superlegierung IN 738 auf Ni-Basis von etwa 6,35 x 15,24 x 0,635 cm (2,5 x 6 x 0,25 Zoll) wurde durch Plasmaspritzgiessen nach dem oben beschriebenen Niederdruck/Hochgeschwindigkeits-Verfahren hergestellt. Das Substrat war ein Stahlblech, das mit Siliciumcarbid-Schleifpapier von 600 grit poliert worden war. Das Binden an das Substrat (Dorn oder Kern) und die Steuerung der Dichte der Legierung IN 738 und der Mikrostruktur erfolgten durch Vorerhitzen des Substrats auf etwa 900 °C (1650 °F). Der Zersetzungskammerdruck war 40 bis 80 mbar (30 bis 60 torr), die Plasmapistolenleistung war 68 kW und die Zersetzungszeit war 4,5 min. Der überzogene Kern wurde in der Zersetzungskammer gekühlt, und dann wurde der Körper aus IN 738 vom Stahlblech abgetrennt, indem um die Kante des Bleches herum mit einem Hammer geklopft wurde. Proben mit den Abmessungen 0,16 x 1,02 x 2,54 cm (0,063 x 0,4 x 1,0 Zoll) wurden aus dem Blech der Superlegierung IN 738 herausgearbeitet. Der Querschnitt war gleichförmig 0,635 x 0,203 cm (0,25 x 0,08 Zoll). Die erzielten Testergebnisse waren, wie nachfolgend in Tabelle I zusammen mit typischen Daten herkömmlicherweise geschmolzener und gegossener IN 738-Legierung der gleichen Probengrösse und -form angegeben.

Die in herkömmlicher Weise geschmolzenen und gegossenen Proben erhielten eine handelsüblich typische Wärmebehandlung, d.h. ein Erhitzen auf 1120 °C (2050 °F) für 2 h und anschliessendes Abschrecken in Argon, dann Erhitzen auf 845 °C (1550 °F) für 2 h und anschliessendes Abschrek-ken in Argon vor dem Testen. Dies ist der Zustand, in dem die aus IN 738 hergestellten Teile typischerweise in gegenwärtigen Gasturbinen verwendet werden. Die Plasmaspritzgussproben erhielten eine der kommerziellen Praxis ähnliche Wärmebehandlung, die in zweistündigen Erhitzen auf 1150 °C (2100 °F) bestand.

Die Streckgrenze bei 0,2% Dehnung und die Dehnung bis zum Versagen, deren Daten die Tabelle I zeigt, sind in den Fig. 7 bzw. 8 in graphischer Form dargestellt. Unter Bezugnahme auf Fig. 7 ist zu beobachten, dass die plasmaspritzgegossenen Körper viel fester als in herkömmlicher Weise geschmolzene und gegossene Körper der gleichen IN 738-Superlegierungs-Zusammensetzung unter etwa 735 °C (1350 °F), gemessen durch die Streckgrenze (Fig. 7), sind. Die Höchst-Zugfestigkeit zeigt ein ähnliches Verhalten. Zwischen etwa 790 CC (1450 °F) und 900 °C (1650 °F) ist die Streckgrenze der plasmaspritzgegossenen Körper nur etwa 41,4 MPa (6 ksi) niedriger als die von Körpern, die nach herkömmlichen Schmelz- und Giessverfahren erarbeitet worden sind.

Unter Bezugnahme auf Fig. 8 kann ausserdem bemerkt werden, dass das Plasmaspritzgiessen Körper hervorbringt, die duktiler als in herkömmlicher Weise geschmolzene und gegossene Körper der gleichen Zusammensetzung bis zu etwa 700 °C (1290 °F) sind. Bei etwa 1090 °C (2000 °F) ist der Superlegierungskörper dieses Beispiels völlig superplastisch, vermutlich aufgrund der ihm eigenen ultrafeinen Korngrösse. Mehrere Proben wurden auf 1260 °C (2300 °F) erhitzt, um ein Kornwachstum zu bewirken und

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Tabelle 1

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Test- Plasmaspritzguss geschmolzne und gegossene

Temperatur IN 738 IN 738-Legierung

F C SD 0,2% HZ Dv SD 0,2% HZ Dv

MPa (ksi) MPa (ksi) % MPa (ksi) MPa (ksi) %

68

20

1034(150)

1413(205)

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903(131)

1076 (156)

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932

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1027 (149)

1379(200)

12

814(118)

979 (142)

6,6

1112

600

965 (140)

1393(202)

14

807 (117)

979 (142)

7,0

1292

700

1062(154)

1241 (180)

8,2

793(115)

979 (142)

7,6

1472

800

703 (102)

738 (107)

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738(107)

896(130)

8,8

1652

900

407 (59,1)

436 (63,3)

3,9

448 (65)

607 (88)

10,5

1832

1000

101 (14,6)

152(22,0)

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248 (36)

324(47)

11,4

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1100

18(2,6)

28 (4,1)

300

-

10,0

zu versuchen, festzustellen, dass das superplastische Verhalten auf der ultrafeinen Korngrösse beruht. Zwei der wärmebehandelten Proben wurden getestet; eine bei Raumtemperatur und eine bei 1000 °C (1832 °F). Nach der Wärmebehandlung bei 1260 °C (2300 °F) sank die Dehnung bis zum Versagen auf 12% für die bei 1000 °C behandelte Probe, was bestätigt, dass das superplastische Verhalten auf der ihr eigenen ultrafeinen Korngrösse in dem plasmagegossenen Körper beruhte. Auch stieg für die bei 1260°C behandelte Probe die Streckgrenze bei Raumtemperatur um 179 MPa (26 ksi) auf einen Wert von 1213 MPa (176 ksi) und um 69 MPa (10 ksi) auf einen Wert von 171 MPa (24,8 ksi) für die bei 1000 °C getestete Probe.

Beispiel II

Die simulierte Gasturbinen-Triebswerkscheibe 50 der Fig. 5 wurde aus Rene'80-Legierung durch Plasmaspritzgiessen nach dem oben beschriebenen Niederdruck/Hochge-schwindigkeits-Verfahren hergestellt. Das Substrat 51 war ein Stahlrohr von 4,2 cm Durchmesser, und die Superlegierung wurde auf ihm zu einer Struktur mit ringförmigem Querschnitt quer zur Längs- oder Axialrichtung aufgebaut. Der Aufbau wurde über die Länge der Scheibe hinweg verändert, wodurch ein Teil mit parabolischem Querschnitt in Axial- oder Längsrichtung entstand. Der Nenndurchmesser der Scheibe war etwa 10 cm.

Wie in Beispiel I wurde das Substrat durch Oberflächenreinigung, Sandstrahlen und Vorerhitzen auf etwa 900 °C (1650 °F) vorbereitet. Während des Betriebs betrug, wie in Beispiel I, der Abscheidungskammerdruck 40 bis 80 mbar (30 bis 60 torr) Argon und die Plasmapistolenleistung 68 kW. Nach dem Abkühlen in der Abscheidungskammer wurde der Ringkörper aus Rene'80 vom Stahlrohr 51 entfernt, und nach der maschinellen Bearbeitung zu der in

Fig. 5 dargestellten Form wurden Klumpen aus der Scheibe 50 geschnitten, wie durch mehrere Löcher 52 in dem Körper 2o angegeben, um mechanische Teststäbe zu liefern. Diese Testproben von Standardform und -grosse wurden 2 h bei 1145 °C, dann 2 h bei 870 °C wärmebehandelt und darauf in üblicher Weise getestet, wobei die in Tabelle II angegebenen Ergebnisse anfielen. Tabelle II enthält auch Vergleichsdaten 25 für geschmolzene und gegossene Rene'80-Legierung nach einer typischen kommerziellen 5stufigen Wärmebehandlungsmethode.

Wie aus Tabelle II zu entnehmen ist, sind die physikalischen Eigenschaften des Plasmaspritzgusskörpers aus 30 Rene'80 denen in herkömmlicher Weise geschmolzener und gegossener Rene'80-Legierungsproben ähnlich wie bei IN 738 in Beispiel I überlegen.

35 Beispiel III

Bei einem weiteren Versuch zur Messung des thermischen Ermüdungsverhaltens der erfindungsgemässen Erzeugnisse wurde Rene' 80-Nickel-Basislegierung auf einem Rene'80-Substratkörper plasmaspritzgegossen. Eine Schmel-40 ze aus Rene'80-Nennzusammensetzung wurde in kupferplattierte Formen Kokillen-gegossen, um zwei Bleche von 0,635 x 3,81 x 10,16 cm (0,25 x 1,5 x 4 Zoll) zu liefern. Eine Kantenoberfläche von 0,635 x 10,16 x cm (0,25 x 4 Zoll) einer jeden Platte wurde sandgestrahlt und entfettet. Dann 4s wurde eine Plasmaspritzgussstruktur auf der vorbereiteten Kantenfläche nach dem Niederdruck/Hochgeschwindig-keits-Verfahren des Beispiels 1 aufgebaut, wobei das verwendete Pulver Rene'80-Nennzusammensetzung von unter 38 um (—400 mesh) war. Die anfallende Abscheidung war so etwa 0,38 cm (0,15 Zoll) dick. Doppelkeilproben 70 zur thermischen Ermüdung wurden aus den Blechen oder Platten so

Tabelle 2

Testtemperatur Plasmaspritzguss-Rene'80-Legierung geschmolzene und gegossene Rene'80-Legierung

=F

"C

SD 0,2%

HZ

dml

Dv

FR

SD 0,2%

HZ

Dv

FR

MPa (ksi)

(%)

MPa (ksi)

(%)

<%)

68

20

1220(177)

1627 (236)

12

15

855(124)

1027 (149)

5,2

7

1112

600

1069(155)

1407 (204)

13

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724(105)

1027 (149)

7,5

11

1382

750

986 (143)

1020 (148)

1

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12

717(104)

1007(146)

9

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1650

900

284(41,2)

343(49,7)

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455(66)

627(91)

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(1787 F) und 2 min in ein Bett von 24 °C (75 °F) gehängt 65 wurden. Eine Prüfung der Proben 70 erfolgte nach 10,30, 100, 300,600 und 1000 Zyklen dieser Art. Nach 1000 Zyklen wurden in dem plasmaspritzgegossenen Keil 72 keine Risse beobachtet, während bei dem in herkömmlicher Weise geherausgeschnitten, dass ein Keil 71 in der Gussstruktur und der andere Keil 72 in der Plasmaspritzgussstruktur für die letzten 0,203 cm (0,08 Zoll), wie in Fig. 9 gezeigt, war. Die Proben 70 wurden getestet, indem sie abwechselnd durch Einhängen in das Loch 73 4 min in ein Fliessbett bei 975 C

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gossenen Keil 71 nach 10 Zyklen Risse festgestellt wurden. Nach 30 Zyklen hatten sich bei dem gegossenen Keil 71 die Risse auf mehr als 0,102 cm (0,04 Zoll) Länge und nach 1000 Zyklen auf bis zu 0,57 cm (0,225 Zoll) vergrössert.

Beispiel IV

Eine Schaufel ähnlich Fig. 2 und 3, mit der Ausnahme, dass sie ohne Fussteil 12 war, wurde nach dem oben beschriebenen Plasmaspritzgussverfahren hergestellt, und zwar unter Verwendung der Kupferkerneinheit 40 der Fig. 4. Die Bedingungen der Abscheidungskammer waren die des Beispiels I. In der ersten Verfahrensstufe wurde IN 738 auf Kupferkernsegmente 41 und 42 bis zu einer Dicke von etwa 0,38 mm (15 mils) plasmaspritzgegossen. Kernsegmente 41 und 42 wurden dann mit dem Rest der Kernsegmente zur Bildung der Gestalt 40 gemäss Fig. 4 zusammengesetzt. Löcher 43 in Kernsegmenten 44 wurden mit Drähten aus einer Nichrom-Zusammensetzung gefüllt.

In der zweiten Verfahrensstufe wurde Rene'80 von 0,38 bis 0,76 mm (15 bis 30 mils) auf die Kupferkerneinheit 40 der Fig. 4 und die zuvor plasmaspritzgegossenen IN 738-Wände 21 zu einer verbundschichtartigen Struktur in Bereichen, wie Bereich 24, plasmaspritzgegossen. Nach dem Abkühlen in der Abscheidungskammer wurde die Schaufeleinheit in wässrige Salpetersäure getaucht, um die Kupferkernteile zu lösen und zu entfernen und eine gegossene Schaufel 20 zu hinterlassen, die etwa 5,1 cm (2 Zoll) Höhe (wie in Fig. 2) und etwa 3,81 cm (etwa 1,5 Zoll) von der Führungskante bis zur Hinterkante mass. Unter Bezugnahme auf Fig. 3 kann festgestellt werden, dass Innenwandsegmente 21 aus der IN 738-Superlegierung sind und strukturell durch die Rene' 80-Aussenschale 25 zur Schaufel 20 verbunden sind. Die Aussen-umfangsoberfläche 26 der Rene'80-Schale 25 definiert die Gestalt der Schaufel 20. Die Innenumfangsoberfläche 27 umschliesst Leitungen 22 und 23 und passt zumindest entlang einem Teil ihres Umfangs an die Wände 21 der plasmaspritzgegossenen Legierung IN 738 und ist damit strukturell verbunden. Die Drähte, die zuvor in Löchern 43 waren, sind nun integrale Bestandteile 45 der Schaufel und wirken das Kühlmedium durchmischend, wenn dieses in dem hohlen Inneren 23 des hinteren Abschnitts der Schaufel 20 fliesst. Die Wanddicke einer Schaufel 20 liegt im Bereich von etwa 0,38 bis 0,76 mm (15 bis 30 mils) aus Rene'80 und zu etwa 1,14 mm (45 mils), wovon 0,38 mm (15 mils) IN 738-Super-legierung sind.

Beispiel V

Ein dünnwandiges, rohrähnliches Teil oder Gehäuse wurde aus Rene'80 nach dem Plasmaspritzgiess-Verfahren und mit den Parametern des obigen Beispiels I hergestellt. Die Rene'80-Superlegierung wurde bis zu einer Dicke von 0,51 mm (20 mils) auf einem Stahlrohr mit einem Innendurchmesser von 10,16 cm (4 Zoll) und einer Länge 30,48 cm (12 Zoll) plasmaspritzgegossen.

Das dünnwandige rohrähnliche Teil dieses Beispiels hätte nach herkömmlichen Gusstechniken um einen zentralen Kern herum nicht hergestellt werden können, ohne eine hohe Wahrscheinlichkeit, ein stark rissiges Produkt zu erzeugen. Andere herkömmliche Techniken, wie das Glessen eines zu grossen, dickwandigen Teils und maschinelles Bearbeiten auf die passende Grösse sind kostspielig. Auf jeden Fall jedoch kann keine herkömmliche Technik das dünnwandige Gehäuse dieses Beispiels mit den einzigartigen Eigenschaften herstellen, z. B. mit einer Korngrösse in der Grössenordnung von etwa 0,2 bis etwa 0,5 um und einer chemisch homogenen Mikrostruktur, praktisch frei von Mikroentmischung.

Beispiel VI

Das Verfahren des Beispiels I wurde wiederholt, indem ein platten- oder blechartiger Körper aus einer Superlegierung auf Kobaltbasis (Co-29Cr-6Al-l Y) plasmaspritzgegossen wurde, normalerweise als Überzug für Gasturbinenschaufeln aus Superlegierungen auf Nickelbasis verwendet. Die Korngrösse des Gusskörpers auf Kobaltbasis in dem plasmaspritzgegossenen Zustand, gemessen durch Transmis-sions-Elektronenmikroskopie, lag im Bereich von 0,1 bis etwa 0,3 Jim.

Beispiel VII

Das Verfahren des Beispiels I wurde nochmals wiederholt, wozu ein platten- oder blechartiger Körper aus einer Superlegierung auf Eisenbasis (19,5Cr-9,5Al-Rest Fe) plasmaspritzgegossen wurde. Die Korngrösse des Gusskörpers auf Eisenbasis in dem plasmaspritzgegossenen Zustand, wie durch Transmissions-Elektronenmikroskopie gemessen, lag im Bereich von etwa 0,15 bis etwa 0,25 um. Die mechanischen Eigenschaften bei Raumtemperatur, 600 °C (1110 F) und 750 °C (1380 F) sind in der folgenden Tabelle III wiedergegeben und mit der kommerziellen geschmolzenen und gegossenen Superlegierung auf Eisenbasis MA956 (20Cr-4,5Al-0,5Ti-0,5Y-Rest Fe) verglichen. Wenngleich die plasmaspritzgegossene Superlegierung geringere Festigkeitswerte als die herkömmliche Legierung hat, liegt sie im Vergleich zu MA956 günstig und die Bewertung der beiden Legierungen ist nicht unerwartet, da die Superlegierung MA956 die verstärkenden Elementzusätze Titan und Yttrium hat.

Die plasmaspritzgegossenen Körper der Beispiele I bis IV und VI und VII zeigten alle im wesentlichen die gleichen Mi-krostrukturmerkmale, d.h. in dem plasmaspritzgegossenen Zustand lag die Korngrösse typischerweise zwischen etwa 0,2 und etwa 0,5 um, und die Strukturen waren chemisch homogen und im wesentlichen frei von Mikroausscheidungen. Wenngleich nicht untersucht, ist zu erwarten, dass die Mikrostruktur des dünnwandigen Rene'80-Gehäuses des Beispiels V die gleiche wie die Mikrostrukturen der übrigen Beispiele war.

Die Mikrostruktur der Rene'80-Legierung der Fig. 10, plasmaspritzgegossen zu einem platten- oder blechartigen Körper gemäss dem Verfahren und den Arbeitsweisen des Beispiels I, ist typisch für die Mikrostruktur von Superlegierungen im plasmaspritzgegossenen Zustand. Fig. 10, die eine Transmissions-Elektronenmikroskopaufnahme einer dünnen Blechprobe bei 40 OOOfacher Vergrösserung ist, zeigt die ultrafeine Korngrösse, die zwischen etwa 0,2 und etwa 0,5 |am liegt. Fig. 10 zeigt auch, dass die Korngrenzen sowie das Korninnere praktisch frei von Abscheidungen und Entmischungen sind, d.h. sie sind chemisch homogen und praktisch frei von Mikroausscheidungen, d.h. von Mikroentmischung. Ein ungeschmolzenes Teilchen kann aufgrund von Störungen in der Sprühanlage oder dem Pulver gelegentlich in der Mikrostruktur der erfindungsgemässen Körper aus Superlegierung im plasmaspritzgegossenen Zustand beobachtet werden. Die Merkmale dieser Teilchen überleben aber nach der Wärmebehandlung, z.B. 2 h bei 1150 "C (2100 F) nicht. Zur Prüfung der Körper im plasmaspritzgegossenen Zustand muss aufgrund der extrem feinen Korngrösse, die unter den Grenzen der Auflösung eines Lichtmikroskops

6

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

7

Tabelle 3

656 145

Testtemperatur Plasmaspritzgegossene geschmolzene und

Fe-Basislegierung gegossene MA956-

Legierung

"F

°C

SD 0,2% MPa (ksi)

HZ

MPa (ksi)

dml

%

Dv

%

FR

%

HZ

MPa (ksi)

De:; nun"

%

68

20

421 (61)

517 (75)

12

14

16

717(104)

13

110

600

172(25)

200 (29)

5

23

22

-

1380

750

76(11)

90(13)

3

21

15

-

1600 870 - - - - - 124(18) 8

liegt, anstelle des herkömmlichen Lichtmikroskops ein Elek- 15 tronenmikroskop verwendet werden.

Eine Charakterisierung der chemischen Homogenität und des Fehlens der Mikroentmischung der Rene'80-Legie-rung der Fig. 10 im plasmaspritzgegossenen Zustand ist durch die Elektronenmikrosonden-Röntgenstrahlen-Fluo- 20 reszenzdaten der folgenden Tabelle IV gegeben. In Tabelle IV wird plasmaspritzgegossene Rene'80-Legierung mit in herkömmlicher Weise geschmolzener und gegossener Re-ne'80-Legierung verglichen, die eine durchschnittliche Korngrösse von etwa 1525 p.m (60 mils) hatte. Die Daten der Ta- 25 belle IV wurden durch stufenweises Abtasten eines Strahls von 1 bis 3 um Durchmesser durch die Proben in 50 nm-Schritten für die in herkömmlicher Weise geschmolzene und gegossene Probe und in 1 jam-Schritten für die plasmaspritzgegossene Probe erhalten. In beiden Fällen tastete der Strahl 30

sowohl Körner als auch Korngrenzen ab, und dies war für die plasmaspritzgegossene Probe notwendigerweise so, da der Strahldurchmesser etwa viermal grösser als der Korndurchmesser war.

Kobalt ist ein Element, das sich in Nickel im wesentlichen nicht entmischt, daher kann die Schwankung der Kobaltkonzentration als Anzeichen für das Ausmass der Streuung bei diesen Daten herangezogen werden. Für die plasmaspritzgegossene Probe liegt die Schwankung, d.h. die Mikroentmischung oder chemische Inhomogenität an Ti, Al und Cr etwa 2 bis 3% über der normalen Streuung. Für in herkömmlicher Weise geschmolzene und gegossene Rene'80-Legierung ist die Schwankung für Cr und AI etwa 11 % über der normalen Streuung, während die Schwankung für Ti etwa 70% über der normalen Streuung liegt. Daher liegt aufgrund der Daten der Tabelle IV eigentlich keine Mikroent-

Tabelle4

herkömmliche geschmolzene und gegossene Rene'80-Legierung plasmaspritzgegossene Rene'8G-Legierung

Elemente Ti

Al

Cr

Co

Ti

Al

Cr

Co

Bereich

(Gew.-%) 3,51-9,33 2,26-3,26 9,73-14,65 8,32-9,92

4,83-5,73 2,48-2,81 11,42-12,85 7,74-8,42

Durchschnitt

(Gew.-%) 5,1

2,7

12,37

9,13

5,31

2,62

11,86

8,11

Bereich um den Druch-schnitt

(in%) ±80

+ 20

+ 9

+ 8

+ 7

+ S

+ 5

mischung oder chemische Inhomogenität in dem plasmaspritzgegossenen Material relativ zum in herkömmlicher Weise geschmolzenen und gegossenen Material vor.

Fig. 11 ist eine Transmissions-Elektronenmikroskop-Abbildung bei 20 OOOfacher Vergrösserung einer dünnen Folienprobe, die die Mikrostruktur der Rene'80-Legierung im plasmaspritzgegossenen Zustand wie in Fig. 10 nach 2stün-diger Wärmebehandlung bei 1200 °C (2190 CF) zeigt. Die Körner sind bis auf eine Durchschnittsgrösse von etwa 5 [im gewachsen, bleiben jedoch klein im Vergleich zu der von in herkömmlicher Weise geschmolzener und gegossener Re-ne'80-Legierung. y'-Abscheidungen sind im Inneren der Körner sichtbar. Wärmebehandlung bei tieferen Temperaturen. z. B. die zweistündige Wärmebehandlung bei 1150 C (2100 F), wie oben im Beispiel I erwähnt, führten zu noch geringerem Kornwachstum, d.h. die Korngrösse lag in der Grössenordnung von etwa 2,0 bis etwa 3,0 (im, und theoretisch gibt es eine noch geringere Mikroentmischung aufgrund der Homogenisierungseffekte der Wärmebehandlung. Die Beständigkeit der Rene'80-Legierung gegen Kornwachs-55 tum bei erhöhter Temperatur wurde erhofft, da diese Superlegierung durch die Abscheidung der y'-Phase gestärkt wird.

Im Vergleich steht das Verhalten der nicht-y'-gefestigten Nickelbasislegierung IN617. Plasmaspritzgegossen nach dem Verfahren des Beispiels I zeigte IN617 die gleiche ultrafeine 60 Korngrösse (0,2 bis 0,5 um Durchmesser) der Körper aus anderen Superlegierungen, hergestellt durch Plasmaspritzgiessen. Die Raumtemperatur-Zugeigenschaften der plasmaspritzgegossenen IN 617-Legierung waren beträchtlich besser, z. B. HZ 979 (142) gegenüber 765 MPa (111 ksi) und D v 65 von 54 gegenüber 34%, als die von in herkömmlicher Weise geschmolzener und gegossener IN 617-Legierung. In herkömmlicher Weise gegossene und plasmaspritzgegossene Proben von IN 617 zeigten jedoch nahezu identische Eigen-

656145

Schäften beim Test bei 900 C ( 1650 F). Dieses nahezu identische Verhalten wird dem beim Test auftretenden Kornwachstum zugeschrieben. Wärmebehandlung bei 1250 C (2280 F) liess die Körner der plasmaspritzgegossenen IN 617-Legierung beträchtlich wachsen, und nach der Wärmebehandlung waren die Zugeigenschaften der plasmaspritzgegossenen IN 617-Legierung etwa die gleichen wie die der in herkömmlicher Weise geschmolzenen und gegossenen IN 617-Legierung sowohl beim Test bei Raumtemperatur als auch bei 900 C(1650 'F).

Vor der Wärmebehandlung waren die plasmaspritzgegossenen Körper alle von etwa gleich hoher Dichte von etwa 97 bis nahezu 100% der theoretisch möglichen. Herkömmliche Spritzgusskörper haben charakteristischerweise Lücken, Poren oder Hohlräume zwischen einzelnen Spritzgussteilchen entweder gleichförmig oder statistisch oder beides über die Körper verteilt. Diese Lücken oder Hohlräume hindern, wenn vorhanden, eine völlige oder 100%ige Dichte der Körper.

Nach der Wärmebehandlung, z. B. der zweistündigen Wärmebehandlung bei 1150 "C (2100 °F) des Beispiels I, waren die plasmaspritzgegossenen Körper um bis zu 1 % oder darüber dichter, wobei die Mindestdichte über etwa 98% der theoretischen Dichte lag. Die Wärmebehandlung änderte den Sauerstoffgehalt dieser Testproben nicht, aber bei einem Wert von weniger als etwa 1000 TpM ist Sauerstoff kein wesentlicher Faktor bei den Festigkeitseigenschaften der erfin-dungsgemässen plasmaspritzgegossenen Erzeugnisse, wenngleich er die Duktilitätseigenschaften nachteilig beeinflussen kann.

Weiterhin sind, wie aus den mechanischen Eigenschaften der plasmaspritzgegossenen Körper hervorgeht, plasmaspritzgegossene Teile von Strömungsmaschinen in der Lage,

lange sowohl als Rotor- als auch als Statorteile von Gastur-binen-Triebwerken zu dienen, einschliesslich als Schaufeln, die gewöhnlich Mittellinien-Spannungen von etwa 172 MPa (25 ksi) bei 815 bis 982 C (1500 bis 1800 F), insbesondere in Flugzeugtriebwerken, unterliegen. Tatsächlich sind Superle-gierungs-Blätter, Leitschaufeln und Düsen oder Übergangsteile und Scheiben nach der Erfindung auf der Grundlage dieser Erfahrungen und der obigen Daten mit längerer Lebensdauer in Gasturbinen-Triebwerken als ihre nach herkömmlichen Lehren und Praktiken hergestellten Gegenstük-ke zu erwarten.

Aus den vorstehenden Ausführungen ist auch klar, dass die mechanische Deformation der plasmaspritzgegossenen Erzeugnisse gemäss der Erfindung bei der Herstellung von Teilen, wie Gasturbinen-Triebswerksteilen, nicht nötig ist; hohle Schaufeln, wie die der Fig. 2 und 3 z. B., sind mit Aussen- und Innenwandabschnitten so dünn wie gewünscht giessbar, wobei die überlegenen Mikrostruktur- und physikalischen Eigenschaften, wie sie für die erfindungsgemässen Erzeugnisse typisch sind, wie oben angegeben sind. So ist die Erfindung speziell brauchbar bei der Anwendung auf verhältnismässig kleine Teile mit dünnen Abschnitten, aber auch mit erheblichem Vorteil auf grössere Teile mit schwereren Abschnitten, da die Notwendigkeit mechanischer Deformation, wie das Schmieden von Gussstücken, entfällt.

In der vorliegenden Beschreibung ist die Korngrösse diejenige, die durch Transmissions-Elektronen-Mikroskopaufnahmen, wie die der Fig. 10 und 11, unter Anwendung der als Direktinterzeptverfahren bekannten Methode gemessen wird, wobei die Korngrösse dann als Korn-«Durchmesser» angegeben wird, wenngleich die Körner typischerweise das gleichachsige Aussehen der Fig. 10 und 11 bei zur Abschei-dungsebene paralleler Betrachtung haben.

8

s io

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

s

2 Blatt Zeichnungen

Claims

656145 PATENTANSPRÜCHE

1. Erzeugnis aus einer Superlegierung, die aus der von Superlegierung auf Nickelbasis, Superlegierung auf Kobaltbasis und Superlegierung auf Eisenbasis gebildeten Gruppe ausgewählt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Superlegierung im Erzeugnis eine Dichte von mehr als 97% der theoretischen Dichte, eine Korngrösse im Bereich von 0,2 (im bis 0,5 um, weniger als 1000 ppm Sauerstoff und eine chemisch homogene, von Mikroausscheidungen im wesentlichen freie Mikrostruktur aufweist.

2. Erzeugnis aus einer Superlegierung, die aus der von Superlegierung auf Nickelbasis, Superlegierung auf Kobaltbasis und Superlegierung auf Eisenbasis gebildeten Gruppe ausgewählt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Superlegierung im Erzeugnis eine Dichte von mehr als 98% der theoretischen Dichte, eine Korngrösse im Bereich von 0,5 um bis

3. Verwendung des Erzeugnisses nach Anspruch 1 oder 2 als Strömungsmaschinen-Bestandteil.

4. Verwendung nach Anspruch 3 als Gasturbinen-Bestandteil, insbesondere als Schaufel, Leitschaufel, Scheibe oder Schwungrad.

5. Verwendung nach Anspruch 4 als Schaufel aus einer Superlegierung au Nickelbasis.

5 jxm, weniger als 1000 ppm Sauerstoff und eine chemisch homogene, von Mikroausscheidungen im wesentlichen freie Mikrostruktur aufweist.

6. Verwendung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Ausbildung der Schaufel als Hohlgebilde mit wenigstens einem Durchlass für einen Kühlstrom während der Verwendung.