DE102015205080A1 - Reinforced grain boundaries in a welded area, process and component - Google Patents

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Abstract

Durch eine vollständige Lösungsglühung und eine anschließende langsame Abkühlung bis zu einer Temperatur, bei der sich Karbide ausscheiden, entstehen gezackte Korngrenzen im auftragsgeschweißten Bereich, der dadurch eine höhere Kriechbeständigkeit aufweist.Complete solution annealing followed by slow cooling to a carbide precipitating temperature results in serrated grain boundaries in the electrodeposited area, thereby providing greater creep resistance.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wärmebehandlung von einem Bereich der aufgeschweißt wurde, um die Festigkeit zu erhöhen und ein Bauteil. The invention relates to a heat treatment of a region which has been welded on in order to increase the strength and a component.

Zur Reparatur von Turbinenlaufschaufeln wird oft als Reparaturverfahren ein Laserpulverauftragsschweißen eingesetzt, welches zur Reparatur der Plattformseitenfläche sowie zur Reparatur der Schaufelspitze eingesetzt wird. Allerdings wäre es insbesondere für die Plattformseitenfläche wünschenswert, eine erhöhte Kriechbeständigkeit in den auftragsgeschweißten Bereichen einzustellen. For repair of turbine blades, a laser powder deposit welding is often used as a repair method, which is used to repair the platform side surface and to repair the blade tip. However, especially for the platform side surface, it would be desirable to set increased creep resistance in the job-welded areas.

Bislang wurde eine reduzierte Kriechbeständigkeit im Plattformbereich nach dem Auftragsschweißen in Kauf genommen, da kein alternativer Werkstoff, der mit vertretbarer Aufbaurate zu verarbeiten ist, zur Verfügung steht. So far, a reduced creep resistance in the platform area has been accepted after build-up welding, since no alternative material that can be processed with a reasonable build-up rate is available.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung oben genanntes Problem zu lösen. It is therefore an object of the invention to solve the above-mentioned problem.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und ein Bauteil nach Anspruch 7. The object is achieved by a method according to claim 1 and a component according to claim 7.

In den Unteransprüchen sind weiter vorteilhafte Maßnahmen aufgelistet, die beliebig miteinander kombiniert werden können, um weitere Vorteile zu erzielen. In the dependent claims further advantageous measures are listed, which can be combined with each other in order to achieve further advantages.

Es zeigt die Figur eine Liste von Superlegierungen. The figure shows a list of superalloys.

Die Figur und die Beschreibung stellen nur Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. The figure and the description represent only embodiments of the invention.

Es wird vorgeschlagen, nach dem Auftragsschweißen eine Wärmebehandlung durchzuführen, die zu gezackten Korngrenzen im aufgeschweißten Bereich führt. Eine solche Wärmebehandlung setzt voraus, dass die γ‘-Solvustemperatur oberhalb derjenigen der Korngrenzenkarbide wie insbesondere M23C6 bzw. M6C liegt. Der auftragsgeschweißte Bereich weist vorzugsweise eine Nickel- oder Kobalt-basierte Superlegierung auf. It is proposed to carry out a heat treatment after the build-up welding, which leads to serrated grain boundaries in the welded area. Such a heat treatment presupposes that the γ 'solvus temperature is above that of the grain boundary carbides, in particular M23C6 or M6C. The electrodeposited area preferably comprises a nickel or cobalt based superalloy.

Gezackte Korngrenzen bilden sich während einer langsamen Abkühlung knapp unterhalb der γ‘-Solvustemperatur aus. Bei IN 738 liegt das bei 1403K ± 10%. Serrated grain boundaries are formed during slow cooling just below the γ'-solvus temperature. For IN 738 this is 1403K ± 10%.

Zunächst muss der Werkstoff insbesondere vollständig lösungsgeglüht werden. Für IN 738 liegt dies bei 1413K ± 10%. First of all, the material must be completely solution-annealed. For IN 738 this is 1413K ± 10%.

Anschließend, insbesondere direkt anschließend, an die Lösungsglühung wird eine kontrollierte langsame Abkühlung vorzugsweise über mindestens 120K bis auf 1293K ± 10% (bei IN 738) mit 0,5K/min durchgeführt. Ab 1293K bilden sich bei IN 738 M23C6-Karbide, die das Ausbauchen der Korngrenzen unterbinden. Subsequently, in particular directly afterwards, to the solution annealing a controlled slow cooling is preferably carried out over at least 120K up to 1293K ± 10% (at IN 738) with 0,5K / min. Starting at 1293K, IN 738 forms M23C6 carbides that prevent bulging of the grain boundaries.

Durch die gezackten Korngrenzen wird die Kriechbeständigkeit in den auftragsgeschweißten Bereichen, die insbesondere reparierte Bereiche darstellen, signifikant verbessert, da sich der Korngrenzengleitanteil reduziert. The serrated grain boundaries significantly improve creep resistance in the job-welded areas, which are particularly repaired areas, as the grain boundary slip rate is reduced.

Es ergeben sich folgende Vorteile:

  • • Verlängerung der Lebensdauer dadurch
  • • Reduzierte Kosten des Bauteils im Lebenszyklus.
There are the following advantages:
  • • Extension of the service life
  • • Reduced cost of the component in the life cycle.

Claims (9)

Verfahren zur Wärmebehandlung eines auftragsgeschweißten Bereichs auf einem Substrat aus einem γ’-härtbaren Material, insbesondere einer Nickel- oder Kobaltbasislegierung, bei dem zumindest der auftragsgeschweißte Bereich oder das geschweißte Bauteil, insbesondere das gesamte Bauteil aus Substrat und auftragsgeschweißtem Bereich, lösungsgeglüht wird, insbesondere vollständig lösungsgeglüht wird, dann eine kontrollierte langsame Abkühlung erfolgt mit einer Rate von 0,5K/min bis zu der Temperatur, bei der sich Karbide ausscheiden, weiteres schnelleres Abkühlen, insbesondere Ofenabkühlen.  method for heat treating an electrodeposited area on a substrate of a gamma-hardenable material, in particular a nickel or cobalt base alloy, in which at least the job-welded area or the welded component, in particular the entire component of substrate and welded area, is solution annealed, in particular completely solution-annealed, then a controlled slow cooling takes place at a rate of 0.5K / min up to the temperature, in which carbides are eliminated, further faster cooling, especially oven cooling. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der auftragsgeschweißte Bereich aus einem anderen Material besteht als das Substrat des Bauteils, insbesondere bei dem sich zumindest ein Legierungsbestandteil von Substrat und Auftragsschweißung um mindestens 10% unterscheidet.  Method according to claim 1, wherein the job-welded area is made of a different material than the substrate of the component, in particular in which at least one alloying constituent of substrate and build-up welding differs by at least 10%. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die kontrollierte langsame Abkühlung mit 0,5K/min über einen Temperaturbereich von mindestens 120K durchgeführt wird.  The method of claim 1 or 2, wherein the controlled slow cooling is performed at 0.5K / min over a temperature range of at least 120K. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche 1, 2 oder 3, bei dem die kontrollierte langsame Abkühlung direkt nach der Lösungsglühung erfolgt.  Method according to one or more of the preceding claims 1, 2 or 3, wherein the controlled slow cooling takes place directly after the solution annealing. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, bei dem das Verfahren mit einem Substrat aus IN 738 oder Rene 80 durchgeführt wird. Method according to one or more of the preceding claims 1, 2, 3 or 4, wherein the method is carried out with a substrate of IN 738 or Rene 80. Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, bei dem das Substrat eine nickelbasierte Legierung aufweist.  Method according to one or more of the preceding claims, wherein the substrate comprises a nickel-based alloy. Bauteil, insbesondere hergestellt nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, das zumindest aufweist: ein Substrat, einen auftragsgeschweißten Bereich mit gezackten Korngrenzen.  component in particular produced according to one or more of the preceding claims, that at least has: a substrate, a job-welded area with serrated grain boundaries. Bauteil nach Anspruch 7, das ein nickelbasiertes Substrat aufweist.  The device of claim 7, comprising a nickel-based substrate. Verfahren oder Bauteil nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, bei dem der auftragsgeschweißte Bereich eine Nickel- oder Kobalt-basierte Legierung aufweist, insbesondere daraus besteht.  Method or component according to one or more of the preceding claims, wherein the job-welded area comprises a nickel- or cobalt-based alloy, in particular.
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