DE102014106245B4

DE102014106245B4 - Gießverfahren

Info

Publication number: DE102014106245B4
Application number: DE102014106245.0A
Authority: DE
Inventors: Yan Cui; Ganjiang Feng; Srikanth Chandrudu Kottilingam; Dechao Lin
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Technology GmbH
Priority date: 2013-05-15
Filing date: 2014-05-05
Publication date: 2022-12-01
Anticipated expiration: 2034-05-06
Also published as: GB2515889B; GB2515889A; GB201408245D0; CN104162647B; CN104162647A; US9656321B2; US20140342139A1; CH708099A2; DE102014106245A1; JP2014223676A

Abstract

Gießverfahren, das aufweist:
Bereitstellen eines Basismaterials (101) in einer Gießform (110), wobei die Gießform (110) eine von oben gespeiste Gießform (110) ist, wobei das Basismaterial (101) eine erste Dichte und eine erste Zusammensetzung aufweist;
Leiten eines Fluidmaterials (103) in die Gießform (110), wobei das Fluidmaterial (103) eine zweite Dichte und eine zweite Zusammensetzung aufweist; und
Erstarrenlassen des Basismaterials (101) und des Fluidmaterials (103), um einen Gussartikel (109) zu bilden;
wobei die erste Dichte sich von der zweiten Dichte unterscheidet, die erste Zusammensetzung sich von der zweiten Zusammensetzung unterscheidet oder die erste Dichte sich von der zweiten Dichte unterscheidet und die erste Zusammensetzung sich von der zweiten Zusammensetzung unterscheidet,
wobei eine Flusssteuereinrichtung mit der Gießform (110) gekoppelt ist, um eine Steigerung einer Geschwindigkeit der Einleitung des Fluidmaterials (103) zu reduzieren oder zu verhindern, wobei die Flusssteuereinrichtung Vorsprünge (314) enthält, die entlang einer Innenfläche (320) der Gießform (110) vorgesehen sind und sich von der Innenfläche (320) aus nach innen erstrecken.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Herstellungsverfahren und insbesondere Gießverfahren.
HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
Verschiedene Artikel werden aus mehr als einem einzigen Material unter Ausbildung mehrerer Abschnitte des Artikels hergestellt. Im Allgemeinen werden derartige Artikel erzeugt, indem ein erstes Material an einem zweiten Material unter Verwendung einer Befestigungstechnik, wie beispielsweise Schweißen, Kleben, Verschmelzen, Löten, Hartlöten oder einer Kombination von diesen befestigt wird. Derartige Techniken haben verschiedene Nachteile. Zum Beispiel können derartige Techniken daran leiden, dass sie auf Legierungen nur begrenzt anwendbar sind, eine Ermüdung erleiden können, sich abspalten können, oder an Kombinationen hiervon.
Artikel, die aus kombinierten Legierungen erzeugt werden, werden häufig in Energieerzeugungssystemen, Maschinen, Brücken, Gebäuden, Windkraftanlagen und anderen großen Strukturen verwendet. Derartige Strukturen werden ständig ansteigenden Kräften ausgesetzt, um eine verbesserte Effizienz zu erzielen, und/oder aufgrund neuer Umgebungsbedingungen. Derartige Artikel erfordern eine erhöhte Ermüdungsbeständigkeit, verbesserte mechanische Eigenschaften, gesteigerte Fähigkeit, hergestellt zu werden, verlängerte Auslegungslebensdauer und reduzierte Lebenszykluskosten. Bekannte Komponenten, die zwei oder mehrere Materialien aufweisen, erfüllen all die gewünschten Parameter nicht hinreichend.
Wenn sich ein Legierungsgussblock abkühlt, gibt es viele Faktoren, die die endgültige Struktur des erzeugten Artikels beeinflussen. Wenn z.B. eine Legierungsschmelze in eine Form gegossen wird, ruft eine Temperaturdifferenz zwischen der Form und der Legierung thermische Konvektionsströmungen an der Gießformwand hervor. Die Konvektionsströmung trägt zur Segregation und zum Abbruch von Metalldendriten bei, die sich auf der Wand bilden. Diese Dendriten wirken als Keime für die Bildung von gleichachsigen Körnern. Eine Veränderung der lokalen Zusammensetzungen trägt zur Segregation bei, was die Kornbildung weiter kompliziert. Außerdem beeinflussen die Zusammensetzung der Legierung und die Geschwindigkeit, mit der sich das Gussstück abkühlt, die endgültige Kornstruktur. Bekannte Gießverfahren berücksichtigen derartige Besorgnisse im Hinblick auf die Kornbildung nicht hinreichend.
Žic, S. et. al.: Possibilities of implementing bimetallic hammer castings in crushing industries, in Metalurgija, Vol. 48, 2009, No. 1, S. 51-54, offenbaren ein Verfahren zum Flüssig-Flüssig-Guss von Gusseisen als Basismaterial mit einem chromhaltigen, verschleißfesten Stahl als zweitem Fluidmaterial, welche gemeinsam erstarren und Teile eines Gussstücks mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften bilden. Das Gusseisen wird über einen ersten Einleitkanal in einen oberen Bereich einer Gießform eingeleitet, während die Stahlschmelze über einen zweiten Einleitkanal in einen untersten Bereich der Gießform eingeleitet wird.
US 8 336 603 B2 offenbart ein Verfahren zum Gießen eines Verbundblocks aus zwei unterschiedlichen Metallen, wobei in einer von oben gespeisten Gießform zunächst ein Kern aus einer ersten Metallschmelze gegossen und teilweise erstarren lassen wird und anschließend auf beiden Seiten des leicht verfestigen Kerns Verkleidungen aus einer zweiten Metallschmelze gegossen werden oder umgekehrt.
US 5 256 357 A offenbart ein Verfahren zum gemeinsamen Gießen von zwei oder mehreren Schichten von Polymerfilmen auf ein sich bewegendes Substrat aus einer Gießform, die mehrere Einlässe, Verteileinrichtungen, Extrusionsschlitze und Auslässe aufweist, um unterschiedliche Polymermaterialien gemeinsam dem Substrat zuführen zu können.
Ein Gießverfahren, das nicht an einem oder mehreren der vorgenannten Nachteile leidet, wäre in der Technik erwünscht.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der Erfindung enthält ein Gießverfahren ein Bereitstellen eines Basismaterials in einer Gießform, wobei die Gießform eine von oben gespeiste Gießform ist, Leiten eines Fluidmaterials in die Gießform und Erstarrenlassen des Basismaterials und des Fluidmaterials, um einen Gussartikel zu erzeugen. Das Basismaterial weist eine erste Dichte und eine erste Zusammensetzung auf. Das Fluidmaterial weist eine zweite Dichte und eine zweite Zusammensetzung auf. Die erste Dichte unterscheidet sich von der zweiten Dichte oder die erste Zusammensetzung unterscheidet sich von der zweiten Zusammensetzung oder die erste Dichte unterscheidet sich von der zweiten Dichte und die erste Zusammensetzung unterscheidet sich von der zweiten Zusammensetzung. Eine Flusssteuereinrichtung ist mit der Gießform gekoppelt, um eine Steigerung einer Geschwindigkeit der Einleitung des Fluidmaterials zu reduzieren oder zu verhindern, wobei die Flusssteuereinrichtung Vorsprünge enthält, die entlang einer Innenfläche der Gießform vorgesehen sind und sich von der Innenfläche aus nach innen erstrecken.
Das Basismaterial kann einen ersten Teil des Gussartikels bilden, und das Fluidmaterial bildet einen zweiten Teil des Gussartikels.
Jedes beliebige vorstehend erwähnte Gießverfahren kann aufweisen, dass der Gussartikel einen ersten Bereich mit einem ersten Wärmeausdehnungskoeffizienten und einen zweiten Bereich mit einem zweiten Wärmeausdehnungskoeffizienten enthält, wobei der erste Wärmeausdehnungskoeffizient sich von dem zweiten Wärmeausdehnungskoeffizienten unterscheidet.
Jedes vorstehend erwähnte Gießverfahren kann aufweisen, dass der Gussartikel eine größere Konzentration gleichachsiger Körner im Vergleich zu gerichteten Erstarrungskörnern aufweist.
Jedes vorstehend erwähnte Gießverfahren kann aufweisen, dass der Gussartikel eine größere Konzentration von gerichteten Erstarrungskörnern als gleichachsigen Körnern aufweist.
Jedes vorstehend erwähnte Gießverfahren kann aufweisen, dass die Gießform mit einer Geschwindigkeit abgekühlt wird, die eine größere Konzentration von gleichachsigen Körnern im Vergleich zu gerichteten Erstarrungskörnern erzeugt.
Jedes vorstehend erwähnte Gießverfahren kann aufweisen, dass die Form mit einer Geschwindigkeit abgekühlt wird, die eine größere Konzentration von gerichteten Erstarrungskörnern im Vergleich zu gleichachsigen Körnern erzeugt.
Jedes vorstehend erwähnte Gießverfahren kann aufweisen, dass das Fluidmaterial, das eine Dichte aufweist, die kleiner ist als die des Basismaterials, in die von oben gespeiste Form eingeleitet wird.
Jedes vorstehend erwähnte Gießverfahren kann ein Einleiten eines zusätzlichen Materials in die Gießform aufweisen.
Das vorstehend erwähnte Gießverfahren kann aufweisen, dass das zusätzliche Material eine Dichte und Zusammensetzung aufweist, die sich von der Dichte und Zusammensetzung des Basismaterials und der Dichte und Zusammensetzung des Fluidmaterials unterscheiden.
Jedes vorstehend erwähnte Gießverfahren kann aufweisen, dass das Basismaterial eine Superlegierung ist.
Jedes vorstehend erwähnte Gießverfahren kann aufweisen, dass das Fluidmaterial eine Superlegierung ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierteren Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform offenkundig, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen zu lesen ist, die anhand eines Beispiels die Prinzipien der Erfindung veranschaulichen.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Ansicht eines beispielhaften Gießverfahrens, das einen beispielhaften Gussartikel mit gleichachsigem Korn gemäß einem Ausführungsbeispiel erzeugt, das als solches nicht zu der beanspruchten Erfindung gehört.
2 zeigt eine schematische Ansicht eines beispielhaften Gießverfahrens, das einen beispielhaften Gussartikel mit gerichtetem Erstarrungskorn gemäß einem als solches nicht zu der beanspruchten Erfindung gehörenden Ausführungsbeispiel erzeugt.
3 zeigt eine schematische Ansicht eines beispielhaften Gießverfahrens, das einen beispielhaften Gussartikel mit gleichachsigem Korn gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erzeugt.
4 zeigt eine schematische Ansicht eines beispielhaften Gießverfahrens, das einen beispielhaften Gussartikel mit gerichtetem Erstarrungskorn gemäß einer Ausführungsform der als solches nicht zu der beanspruchten Erfindung gehörenden erzeugt.

Wenn es möglich ist, werden die gleichen Bezugszeichen überall in den Zeichnungen verwendet, um die gleichen Teile darzustellen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Geschaffen ist ein beispielhaftes Gießverfahren. Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung erhöhen die Ermüdungsbeständigkeit, erhöhen die Oxidationsbeständigkeit, reduzieren Kriechen und reduzieren Korrosion, verbessern die Schweißbarkeit oder eine Kombination derselben, im Vergleich zu Verfahren und Produkten, die nicht ein oder mehrere hierin offenbarte Verfahren verwenden.
Bezugnehmend auf 1 enthält ein Gießverfahren 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel, das als solches nicht zu der beanspruchten Erfindung gehört, ein Bereitstellen eines Basismaterials 101, das eine erste Dichte und eine erste Zusammensetzung aufweist (Schritt 102). In einer Ausführungsform wird das Basismaterial 101 in eine Gießform 110 geleitet. Ein Fluidmaterial 103, das eine zweite Dichte und eine zweite Zusammensetzung aufweist, wird in die Form 110 geleitet (Schritt 104). Das Verfahren 100 enthält ein Erstarrenlassen (Schritt 106) des Basismaterials 101 und des Fluidmaterials 103, um einen Gussartikel 109 zu bilden.
Das Basismaterial 101 ist ein beliebiges geeignetes Material, das in der Lage ist, durch Erstarrung fest zu werden, nachdem es z.B. aufgeschmolzen wurde oder von einem geschmolzenen Zustand aus. Das Fluidmaterial 103 ist ein beliebiges geeignetes Material, das in der Lage ist zu fließen. Das Fluidmaterial 103 weist eine vorbestimmte Temperatur auf, wobei die vorbestimmte Temperatur oberhalb des Solidusbereichs und/oder Liquidusbereichs für das Fluidmaterial 103 liegt. Geeignete Materialien umfassen Metalle, metallische Legierungen, Superlegierungen oder Kombinationen von diesen, sind jedoch nicht darauf beschränkt.
In einer Ausführungsform enthalten das Basismaterial 101 und das Fluidmaterial 103, wenn sie zu Legierungen geschmiedet werden, Gamma-Prime-Mikrostrukturen.
In einer Ausführungsform unterscheidet sich die erste Dichte des Basismaterials 101 von der zweiten Dichte des Fluidmaterials 103. Der Dichteunterschied bewirkt, dass sich das Basismaterial 101 innerhalb der Form 110 von dem Fluidmaterial 103 abtrennt. Der resultierende Gussartikel 109 wird mit einem ersten Teil 111 und einem zweiten Teil 113 erzeugt. Der erste Teil 111 rührt von dem Basismaterial 101 her, während der zweite Teil 113 von dem Fluidmaterial 103 herrührt. In einer Ausführungsform sind der erste Teil 111 und der zweite Teil 113 gesondert bzw. abgegrenzt und/oder nicht miteinander vermischt in dem Gussartikel 109. In einer anderen Ausführungsform sind der erste Teil 111 und der erste Teil 113 durch einen Durchmischungsbereich voneinander getrennt, in dem sowohl der erste Teil 111 als auch der zweite Teil 113 vorhanden sind. In einer Ausführungsform bilden der erste Teil 111 und der zweite Teil 113 ein homogenes Gemisch über den gesamten Gussartikel 109 hinweg. In einer weiteren Ausführungsform enthält der Gussartikel einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich. Der erste Bereich weist einen ersten Wärmeausdehnungskoeffizienten auf, und der zweite Bereich weist einen zweiten Wärmeausdehnungskoeffizienten auf. In einer Ausführungsform unterscheidet sich der erste Wärmeausdehnungskoeffizient von dem zweiten Wärmeausdehnungskoeffizienten.
Die Geschwindigkeit der Erstarrung (Schritt 106) kontrolliert die Kornstruktur des Gussartikels 109, der durch das Verfahren 100 erzeugt wird. Z.B. erzeugt die von einem schnellen Kühlverfahren resultierende Geschwindigkeit in einer Ausführungsform den Gussartikel 109, der vermehrt gleichachsige Körner 115 im Vergleich zu gerichteten Erstarrungskörnern 115 aufweist, wie in 1 veranschaulicht. In einer anderen Ausführungsform erzeugt die von einem entnahmebasierten Kühlverfahren resultierende Geschwindigkeit den Gussartikel 109, der vermehrte gerichtete Erstarrungskörner 215 im Vergleich zu gleichachsigen Körner 115 aufweist, wie in 2 veranschaulicht.
Erneut bezugnehmend auf 1 weist die Gießform 110 in der nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform eine von unten gespeiste Konfiguration auf. Wie hierin verwendet, entspricht eine richtungsabhängige Formulierung, wie beispielsweise von unten gespeist und unterer Teil, allgemein der Richtung der Schwerkraft. Die von unten gespeiste Konfiguration weist eine Fluidleitung auf, die sich von einer Öffnung in einem unteren Teil 116 der Gießform 110, im Gegensatz zu einem oberen Teil 118 der Form, aus nach außen erstreckt. In einer Ausführungsform weist die Fluidleitung einen ersten Abschnitt auf, der mit einem zweiten Abschnitt verbunden ist, wobei der erste Abschnitt im Wesentlichen vertikal angeordnet ist und der zweite Abschnitt im Wesentlichen horizontal angeordnet ist. Ein Trichter ist an dem ersten Abschnitt der Fluidleitung angebracht, um Materialien in ein Aufnahmeende des ersten Abschnitts zu leiten. Der zweite Abschnitt leitet ein Material von dem ersten Abschnitt in die Öffnung in dem unteren Teil 116 der Gießform 110 hinein. In einer Ausführungsform ist die Gestalt der Öffnung in dem unteren Teil 116 der Form 110 eine von einem Kreis, einem Quadrat, einem Oval, einem Schlitz oder einem Rechteck, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. In einer Ausführungsform verdrängt das Fluidmaterial 103 das Basismaterial 101 aus dem unteren Teil 116 der Gießform 110, indem es das Basismaterial 101 aufwärts drängt. Wie hierin verwendet, entspricht die richtungsabhängige Formulierung, wie beispielsweise aufwärts, von oben gespeist und oberer Teil, allgemein der zu der Schwerkraft entgegengesetzten Richtung.
Bezugnehmend auf 3 und 4 weist die Form 110 in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eine von oben gespeiste Konfiguration 312 auf. Die von oben gespeiste Konfiguration 312 leitet das Fluidmaterial 103 zu dem oberen Teil 118 der Gießform 110 über ein trichterförmiges Element ein. Das trichterförmige Element ruht innerhalb des oberen Teils 118 der Gießform 110 und weist eine gekrümmte Lippe zum Leiten des Materials zu der inneren Fläche 320 der Form 110 auf. Das Fluidmaterial 103 weist eine Dichte auf, die kleiner ist als die des Basismaterials 101, und bleibt oberhalb des Basismaterials 101 in der Form 110. Das Basismaterial 101 und das Fluidmaterial 103 werden innerhalb der Form 110 gekühlt (Schritt 106), wodurch ein Gussartikel 109 gebildet wird.
In einer Ausführungsform ist eine Flusssteuereinrichtung mit der Gießform 110 gekoppelt, um eine Steigerung einer Geschwindigkeit der Einleitung des Fluidmaterials 103 (Schritt 104) zu reduzieren oder zu verhindern. Die Flusssteuereinrichtung verhindert, dass eine turbulente Strömung die durch die Dichte getriebene Trennung zwischen dem Basismaterial 101 und dem Fluidmaterial 103 stört. Bezugnehmend auf 1 und 2 enthält die Flusssteuereinrichtung in einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform z.B. einen Flussbegrenzer 114 in der von unten gespeisten Konfiguration 112. In einer weiteren Ausführungsform enthält die (nicht erfindungsgemäße) von unten gespeiste Konfiguration 112 mehrere (nicht veranschaulichte) dichtend verschließbare Durchgänge. Die mehreren Durchgänge sind dichtend verschlossen, wenn sie nicht im Einsatz sind, um einen Rückfluss des Fluidmaterials 103 zu verhindern. Bezugnehmend auf 3 und 4 enthält die Flusssteuereinrichtung in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform z.B. Vorsprünge 314 entlang einer inneren Fläche 320 der Gießform 110. Die Vorsprünge 314 sind mehrere halbkreisförmige Elemente, die sich von der Innenfläche 320 der Gießform 110 aus nach innen erstrecken. Die Vorsprünge 314 sind horizontal auf der inneren Fläche 320 ausgerichtet und erstrecken sich entlang der Länge der inneren Fläche 320, wobei jeder Vorsprung 314 zu einem gewundenen Pfad beiträgt, der dazu dient, eine Erhöhung einer Durchflussrate des Fluidmaterials 103 zu verhindern. Während das Fluidmaterial 103 entlang der inneren Fläche 320 fließt, verlangsamen die Vorsprünge 314 die Strömungsgeschwindigkeit.
Bezugnehmend auf 3 und 4 wird/werden in einer Ausführungsform ein oder mehrere zusätzliche Fluidmaterialien 301 in die Form 110 eingeleitet. Das/die zusätzliche(n) Fluidmaterial(ien) 301 bildet (bilden) einen zusätzlichen Teil 311 des Gussartikels 109. Wie erkannt wird, sind die zusätzlichen Fluidmaterialien 301 die gleichen Materialien, die gleichen Arten von Materialien, unterschiedliche Materialien oder unterschiedliche Materialienarten im Vergleich zu dem Fluidmaterial 103 und/oder zueinander.
In einer Ausführungsform weist die Zusammensetzung des Basismaterials 101 und/oder des Fluidmaterials 103, auf das Gewicht bezogen, weniger als 0,12% Kohlenstoff, weniger als etwa 0,01% Silizium, weniger als etwa 0,001% Mangan, weniger als etwa 5,72% Aluminium, weniger als etwa 0,02% Bor, weniger als etwa 0,1% Kolumbium, weniger als etwa 9,4% Kobalt, weniger als etwa 5,6% Chrom, weniger als etwa 0,002% Kupfer, weniger als etwa 0,02% Eisen, weniger als etwa 1,5% Hafnium, weniger als etwa 0,52% Molybdän, weniger als etwa 3,0% Rhenium, weniger als etwa 6,2% Tantal, weniger als etwa 0,2% Titan, weniger als etwa 8,5% Wolfram, weniger als etwa 0,013% Zirkonium, zufällige Verunreinigungen und als Rest Nickel auf.
In einer Ausführungsform weist die Zusammensetzung des Basismaterials 101 und/oder des Fluidmaterials 103, bezogen auf das Gewicht, zwischen etwa 0,07% und etwa 0,10% Kohlenstoff, zwischen etwa 8,0% und etwa 8,7% Chrom, zwischen etwa 9,0% und etwa 10,0% Kobalt, zwischen etwa 0,4% und etwa 0,6% Molybdän, zwischen etwa 9,3% und etwa 9,7% Wolfram, zwischen etwa 2,8% und etwa 3,3% Tantal, zwischen etwa 0,6% und etwa 0,9% Titan, zwischen etwa 5,25% und etwa 5,75% Aluminium, zwischen etwa 0,01% und etwa 0,02% Bor, zwischen etwa 1,3% und etwa 1,7% Hafnium, bis zu etwa 0,1% Mangan, bis zu etwa 0,12% Silizium, bis zu etwa 0,01% Phosphor, bis zu etwa 0,004% Schwefel, zwischen etwa 0,005% und etwa 0,02% Zirkonium, bis zu etwa 0,1% Niob, bis zu etwa 0,1% Vanadium, bis zu etwa 0,1% Kupfer, bis zu etwa 0,2% Eisen, bis zu etwa 0,003% Mangan, bis zu etwa 0,002% Sauerstoff, bis zu etwa 0,002% Stickstoff und als Rest Nickel sowie zufällige Verunreinigungen auf.
In einer Ausführungsform weist die Zusammensetzung des Basismaterials 101 und/oder des Fluidmaterials 103, bezogen auf das Gewicht, zwischen etwa 0,09% und etwa 0,13% Kohlenstoff, zwischen etwa 15,70% und etwa 16,30% Chrom, zwischen etwa 8,00% und etwa 9,00% Kobalt, zwischen etwa 1,50% und etwa 2,00% Molybdän, zwischen etwa 2,40% und etwa 2,80% Wolfram, zwischen etwa 1,50% und etwa 2,00% Tantal, zwischen etwa 0,60% und etwa 1,10% Kolumbium, zwischen etwa 3,20% und etwa 3,70% Titan, zwischen etwa 3,20% und etwa 3,70% Aluminium, zwischen etwa 0,005% und etwa 0,020% Bor, zwischen etwa 0,015% und etwa 0,050% Zirkonium, bis zu etwa 0,35% Eisen, bis zu etwa 0,10% Mangan, bis zu etwa 0,30% Silizium, bis zu etwa 0,007% Schwefel und als Rest Nickel auf.
In einer Ausführungsform weist die Zusammensetzung des Basismaterials 101 und/oder des Fluidmaterials 103, bezogen auf das Gewicht, weniger als etwa 15% Chrom, weniger als etwa 9,6% Kobalt, weniger als etwa 3,9% Wolfram, weniger als etwa 1,6% Molybdän, weniger als etwa 5,0% Titan, weniger als etwa 3,1% Aluminium, weniger als etwa 0,2% Kohlenstoff, weniger als etwa 0,02% Bor, weniger als etwa 2,9% Tantal und als Rest Nickel auf.
Während die Erfindung in Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben ist, wird von Fachleuten auf dem Gebiet verstanden, dass verschiedene Veränderungen vorgenommen werden können und Elemente durch ihre Äquivalente ersetzt werden können, ohne dass von dem Umfang der Erfindung abgewichen wird. Außerdem können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne von deren wesentlichem Umfang abzuweichen. Folglich besteht die Absicht, dass die Erfindung nicht auf die bestimmte Ausführungsform, die als die beste Ausführungsart, die zur Ausführung dieser Erfindung vorgesehen ist, offenbart ist, beschränkt sein soll, sondern dass die Erfindung alle in den Umfang der beigefügten Ansprüche fallenden Ausführungsformen umfasst.
Es sind ein Gießverfahren, ein Gussartikel und ein Gießsystem offenbart. Das Gießverfahren enthält ein Bereitstellen eines Basismaterials in einer Form, Einleiten eines Fluidmaterials in die Form und Erstarrenlassen des Basismaterials und des Fluidmaterials, um einen Gussartikel zu bilden. Das Basismaterial weist eine erste Dichte und eine Zusammensetzung auf. Das Fluidmaterial weist eine zweite Dichte und eine zweite Zusammensetzung auf. Dier erste Dichte unterscheidet sich von der zweiten Dichte, oder die erste Zusammensetzung unterscheidet sich von der zweiten Zusammensetzung, oder die erste Dichte unterscheidet sich von der zweiten Dichte und die erste Zusammensetzung unterscheidet sich von der zweiten Zusammensetzung.

Claims

Gießverfahren, das aufweist: Bereitstellen eines Basismaterials (101) in einer Gießform (110), wobei die Gießform (110) eine von oben gespeiste Gießform (110) ist, wobei das Basismaterial (101) eine erste Dichte und eine erste Zusammensetzung aufweist; Leiten eines Fluidmaterials (103) in die Gießform (110), wobei das Fluidmaterial (103) eine zweite Dichte und eine zweite Zusammensetzung aufweist; und Erstarrenlassen des Basismaterials (101) und des Fluidmaterials (103), um einen Gussartikel (109) zu bilden; wobei die erste Dichte sich von der zweiten Dichte unterscheidet, die erste Zusammensetzung sich von der zweiten Zusammensetzung unterscheidet oder die erste Dichte sich von der zweiten Dichte unterscheidet und die erste Zusammensetzung sich von der zweiten Zusammensetzung unterscheidet, wobei eine Flusssteuereinrichtung mit der Gießform (110) gekoppelt ist, um eine Steigerung einer Geschwindigkeit der Einleitung des Fluidmaterials (103) zu reduzieren oder zu verhindern, wobei die Flusssteuereinrichtung Vorsprünge (314) enthält, die entlang einer Innenfläche (320) der Gießform (110) vorgesehen sind und sich von der Innenfläche (320) aus nach innen erstrecken.
Gießverfahren nach Anspruch 1, wobei das Basismaterial (101) einen ersten Teil des Gussartikels (109) bildet und das Fluidmaterial (103) einen zweiten Teil des Gussartikels (109) bildet.
Gießverfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Gussartikel (109) einen ersten Bereich mit einem ersten Wärmeausdehnungskoeffizienten und einen zweiten Bereich mit einem zweiten Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, wobei sich der erste Wärmeausdehnungskoeffizient von dem zweiten Wärmeausdehnungskoeffizienten unterscheidet.
Gießverfahren nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gussartikel (109) eine größere Konzentration von gleichachsigen Körnern im Vergleich zu gerichteten Erstarrungskörnern aufweist.
Gießverfahren nach einem der Ansprüche 1-3, wobei der Gussartikel (109) eine größere Konzentration von gerichteten Erstarrungskörnern als gleichachsigen Körnern aufweist.
Gießverfahren nach Anspruch 4, wobei die Gießform (110) mit einer Geschwindigkeit abgekühlt wird, die eine größere Konzentration von gleichachsigen Körnern im Vergleich zu gerichteten Erstarrungskörnern erzeugt.
Gießverfahren nach Anspruch 5, wobei die Gießform (110) mit einer Geschwindigkeit abgekühlt wird, die eine größere Konzentration von gerichteten Erstarrungskörnern im Vergleich zu gleichachsigen Körnern erzeugt.
Gießverfahren nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fluidmaterial (103), das eine kleinere Dichte als das Basismaterial (101) aufweist, in die von oben gespeiste Gießform (110) eingeleitet wird.
Gießverfahren nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, das ein Einleiten eines zusätzlichen Materials in die Form aufweist, wobei das zusätzliche Material eine Dichte und eine Zusammensetzung aufweist, die sich von der Dichte und der Zusammensetzung des Basismaterials und der Dichte und Zusammensetzung des Fluidmaterials unterscheiden.
Gießverfahren nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Basismaterial (101) eine Superlegierung ist und/oder wobei das Fluidmaterial (103) eine Superlegierung ist.