DE19629272A1 - Methode zur Verbesserung des Widerstandes gegen Rißwachstum von Bauteilen aus Nickelbasis und Eisenbasis Werkstoffen - Google Patents
Methode zur Verbesserung des Widerstandes gegen Rißwachstum von Bauteilen aus Nickelbasis und Eisenbasis WerkstoffenInfo
- Publication number
- DE19629272A1 DE19629272A1 DE19629272A DE19629272A DE19629272A1 DE 19629272 A1 DE19629272 A1 DE 19629272A1 DE 19629272 A DE19629272 A DE 19629272A DE 19629272 A DE19629272 A DE 19629272A DE 19629272 A1 DE19629272 A1 DE 19629272A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- resistance
- boron
- crack
- component
- diffusion process
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/60—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using solids, e.g. powders, pastes
- C23C8/62—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using solids, e.g. powders, pastes only one element being applied
- C23C8/68—Boronising
- C23C8/70—Boronising of ferrous surfaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C26/00—Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/60—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using solids, e.g. powders, pastes
- C23C8/62—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using solids, e.g. powders, pastes only one element being applied
- C23C8/68—Boronising
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
Nickelbasis (kurz: Ni-basis) Werkstoffe und Eisenbasis Werkstoffe mit einem Nickelgehalt
größer 8 Gewichtsprozent (kurz: Fe-basis Werkstoffe) werden bevorzugt eingesetzt, wenn
hohe mechanische Belastungen und erhöhte Temperaturen zusammenwirken. Unter anderem
werden sie als Werkstoffe für Rotoren in Gasturbinen (Flugturbinen und stationäre Turbinen
für die Stromerzeugung) eingesetzt. Ebenso befinden sich Dampfturbinen mit einer
Frischdampftemperatur von ca. 700°C in der Planung, die mit Rotoren aus Ni-basis und Fe-
basis Werkstoffen betrieben werden sollen. Einige typische Vertreter sind in Tab. 1 aufgeführt.
Eine große Zahl der Komponenten, die aus Ni-basis und Fe-basis Werkstoffen gefertigt
werden, sind sicherheitsrelevante Bauteile. Dies gilt in besonderem Maße für Rotoren von Gas-
und Dampfturbinen. Daher werden diese Bauteile so ausgelegt, daß eventuell vorhandene, aber
nicht nachweisbare, Risse bei Betriebstemperatur nur so langsam wachsen können, daß sie
während der Bauteillebensdauer bzw. der Betriebsdauer zwischen Inspektionen nicht zum
Bauteilversagen führen können. Eine besonders wichtige Eigenschaft der Ni-basis und Fe-basis
Werkstoffe ist daher der Widerstand gegen Rißwachstum (kurz: Rißwiderstand) insbesondere
unter Kriechbelastung, Ermüdungsbelastung und Ermüdungsbelastung mit Kriechhaltezeiten.
Er soll so groß wie möglich sein. Dabei ist für Rotoranwendungen der Rißwiderstand im
Temperaturbereich zwischen 500°C und 850°C von besonderem Interesse.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Methode mit deren Hilfe der Rißwiderstand von Ni-basis
und Fe-basis Werkstoffen erhöht werden kann unter Vermeidung der Nachteile bei
Anwendung von Methoden nach dem Stand der Technik.
Messungen bei erhöhten Temperaturen haben gezeigt, daß der Rißwiderstand von Ni-basis und
Fe-basis Werkstoffen durch den Einfluß der Umgebung (Luft, Wasserdampf, Sauerstoff. . .)
gegenüber dem Widerstand unter Vakuum stark abnimmt (E. Andrieu et al., in Superalloys
718, 625, 706 and Various Derivatives, Hrsg.: E.A. Loria et al., The Minerals, Metals &
Materials Society, S. 619, 1994, K: Sadananda und P. Shahinian, Metal Science, Vol. 15, S.
425, 1981). Umgekehrt ausgedrückt nimmt die Rißfortschrittsgeschwindigkeit unter
Umgebungseinfluß stark zu. Dies wird auf spannungsinduzierten Angriff der Korngrenzen
durch die Umgebungsatmosphäre zurückgeführt, wobei die Korngrenzen insbesondere durch
die Eindiffusion von Sauerstoff geschwächt werden. Im englischen Sprachgebrauch ist der
Begriff "Stress Accelerated Grainboundary Oxidation" oder kurz SAGBO für dieses Phänomen
gebräuchlich (D.F. Smith und J.S. Smith, in Physical Metallurgy of Controlled Expansion
Invar-Type Mloys, Hrsg.: K.C. Russell und D.F. Smith, The Minerals, Metals & Materials
Society, S. 253, 1990).
Da die oberflächennahen Bereiche von Bauteilen, wie z. B. Rotoren, nicht nur diesen
Umgebungseinflüssen sondern häufig auch den höchsten Temperaturen (Kontakt zum heißen
Medium) und hohen mechanischen Belastungen (z. B. Schaufelaufhängung, Bohrungen)
ausgesetzt sind, ist es damit von besonderem Interesse, den Rißwiderstand im
oberflächennahen Bereich zu erhöhen.
In der Vergangenheit sind mehrere Methoden entwickelt worden, um den Widerstand von Ni-
basis und Fe-basis Werkstoffen gegen Rißwachstum zu verbessern. Zum Beispiel kann der
Rißwiderstand durch Erhöhung der Korngröße verbessert werden (J.P. Pedron und A. Pineau,
Materials Science and Engineering, Vol. 56, S. 143, 1982). Damit entstehen aber auch
Nachteile. Zum einen wird die Erkennbarkeit von Rissen durch zerstörungsfreie Prufmethoden
reduziert. Zum anderen wird die Streckgrenze und die Ermüdungsbeständigkeit des anrißfreien
Werkstoffes reduziert. Auch durch Modifizierung der Wärmebehandlung läßt sich der
Rißwiderstand verbessern (Informationsbroschüre der Firma INCO Mloys Inc., Huntington,
West Virginia 25720, J.Y. Gudeou et al., in Superalloys 718, 625, 706 and Various
Derivatives, Hrsg.: E.A. Loria et al., The Minerals, Metals & Materials Society, S. 509, 1994).
Kerbschlagzähigkeit und Materialstreckgrenze nehmen dabei allerdings ab
(Informationsbroschüre der Firma INCO Alloys Inc., Huntington, West Virginia 25720).
Um die oben beschriebenen Nachteile zu umgehen, wird im europäischen Patent EP 0421 229
B 1 ein Weg zur Herstellung einer Turbinenscheibe aus zwei unterschiedlichen Werkstoffen
beschrieben. Dabei soll das Scheibenzentrum aus einem hinsichtlich Festigkeit optimierten
Werkstoff bestehen, da der nicht optimale Rißwiderstand in diesem Bereich tragbar ist. Der
hinsichtlich Rißwachstum besonders kritische Außenbereich soll aus einem Werkstoff mit
hohem Rißwiderstand (aber reduzierter Festigkeit) bestehen. Diese Lösung bedingt ein
kompliziertes und damit teures pulvermetallurgisches Verfahren. Es ist für große,
schmelzmetallurgisch hergestellte Bauteile wie z. B. Wellen für stationäre Gas- und
Dampfturbinen nicht praktikabel.
Von S. Floreen und J.M. Davidson (Met. Trans. A, Vol. 14, S. 895, 1983) wurden Ni-basis
Werkstoffe untersucht, die beim Erschmelzen mit Bor- und Zirkonzusätzen versehen wurden.
Die Autoren stellten fest, daß durch diese Zusätze der Rißwiderstand verbessert wird. Dies
kann auf eine Verbesserung der Korngrenzenkohäsion bzw. auf die Verlangsamung der
Eindiffusion von Sauerstoff entlang Korngrenzen zurückgeführt werden. Weitere Elemente, die
in ähnlicher Weise wirken, sind z. B. Kohlenstoff Silizium und Hafnium. Die Zugabe dieser
Elemente hat allerdings Nachteile bei der Herstellung von Bauteilen zur Folge, da diese
Elemente stark segregieren und es beim Erschmelzen oder Umschmelzen zu nicht akzeptabler
Segregation und Ausscheidung von Fremdphasen kommen kann. D.F. Smith und J.S. Smith (in
Physical Metallurgy of Controlled Expansion Invar-Type Alloys, Hrsg.: K.C. Russell und D.F.
Smith, The Minerals, Metals & Materials Society, S. 253, 1990) geben z. B. an, daß bereits
Borgehalte über 100 ppm die Schmiedbarkeit und Schweißbarkeit erheblich reduzieren. Daher
ist es nicht verwunderlich, daß z. B. vom Hersteller der gebräuchlichen Ni-basis
Schmiedelegierung IN706 (INCO Alloys Inc., Huntington, West Virginia 25720) ein
maximaler Borgehalt von 60 ppm spezifiziert wird.
Eine weitere denkbare Möglichkeit wäre, eine Oxidationsschutzschicht auf das Bauteil
aufzubringen, um so den Zutritt der Atmosphäre an das Bauteil zu verhindern und damit den
unerwünschten Umgebungseinfluß auszuschließen.
Methoden zur Erhöhung des Rißwiderstandes durch Veränderungen des Gefüges (Korngröße,
modifizierte Wärmebehandlung etc.) haben zum Nachteil, daß andere wichtige
Materialeigenschaften ungünstig beeinflußt werden. Die in EP 0421 229 und von S. Floreen
und J.M. Davidson (Met. Trans. A, Vol. 14, S. 895, 1983) genannten Methoden haben zum
Nachteil, daß die Bauteilherstellung erheblich verteuert oder erschwert wird. Eine
Oxidationsschutzschicht hat den Nachteil, daß bereits feinste Risse die Schutzwirkung
gefährden können, da dann der Durchtritt der Atmosphäre zum Bauteil möglich wird. Solche
Beschädigungen können sehr leicht bei Montage oder Betrieb entstehen. Diese Methode ist
daher nicht ausreichend robust.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine kostengünstige Lösung zu erarbeiten, wie der
Rißwiderstand insbesondere im oberflächennahen Bereich von Bauteilen aus Ni-basis und Fe-
basis Werkstoffen verbessert werden kann, ohne die Herstellbarkeit einzuschränken oder die
Werkstoffeigenschaften unerwünscht zu verändern. Ferner muß die erarbeitete Methode robust
sein. D.h. der positive Effekt darf durch Montage (z. B. Einbau der Schaufeln in einen
Turbinenrotor) und Betrieb nicht beeinträchtigt werden.
Die Aufgabe wird gelöst, indem Elemente, die den Rißwiderstand erhöhen (z. B. Bor),
zugegeben werden, aber nicht bereits bei der Erschmelzung des Werkstoffes, sondern erst
nachdem Erschmelzen und Umschmelzen abgeschlossen sind. Erfindungsgemäß geschieht dies
dadurch, daß das endkonturnah oder fertig bearbeitete Bauteil zunächst gänzlich oder lokal mit
einer Schicht, die das/die rißwiderstandsverbessernde(n) Element(e) enthält, versehen wird.
Durch einen nachgeschalteten Diffusionsprozeß bei erhöhter Temperatur
diffundiert/diffundieren das/die rißwiderstandsverbessernde(n) Element(e) in den
Grundwerkstoff ein und erhöht/erhöhen so den Rißwiderstand insbesondere im
oberflächennahen Bereich des Bauteils. Risse in der Schicht gefährden die Spenderfunktion der
Schicht nicht. Die erläuterte Methode ist daher robust. Nach der Eindiffusion kann die Schicht
ohne negative Folgen auch wieder entfernt werden.
Gegenüber dem Stand der Technik hat die Erfindung folgende Vorteile:
- - Der Rißwiderstand von Ni-basis und Fe-basis Werkstoffen verbessert werden ohne die mechanischen Eigenschaften des Werkstoffes ungünstig zu beeinflussen.
- - Der Rißwiderstand von Ni-basis und Fe-basis Werkstoffen kann verbessert werden ohne die Herstellung des Bauteiles zu erschweren.
- - Die in der Erfindung genannte Methode zur Verbesserung des Rißwiderstandes ist robust. Besondere Vorsichtsmaßnahmen bei der Montage (z. B. Vermeidung von Kratzern) sind nicht erforderlich.
- - Die in der Erfindung genannte Methode ist einfach und kostengünstig durchführbar.
Im folgenden werden die einzelnen Verfahrensschritte beispielhaft anhand der
Borierbehandlung von Rotoren, bestehend aus dem Werkstoff IN706, erläutert.
Ausgangspunkt des Beispiels ist ein bearbeitetes Rotorsegment, das bei 925°C bis 1010°C
lösungsgeglüht wurde. Unter bearbeitet ist zu verstehen, daß die Schmiedeoperationen und die
spanenden Operationen abgeschlossen sind.
Nächster Verfahrenschritt ist die Bereitstellung von Boratomen für einen Diffusionsprozeß von
der Bauteiloberfläche in das Innere durch sog. Borspender. In Analogie zu Verfahren, die
schon längere Zeit angewendet werden, um die Verschleißfestigkeit von Stählen und Ni-basis
Werkstoffen durch Ausbildung harter Boridschichten zu erhöhen, wird am gesamten Bauteil
oder an den Stellen, an denen ein erhöhter Rißwiderstand gefordert wird, ein Boriermittel, z. B.
EKABOR® Ni der Firma Elektroschmelzwerk Kempten GmbH, aufgetragen. Diese
Boriermittel können als Pulver oder Pasten bezogen werden.
Alternativ zur Anwendung von Borierpulvern bzw. -pasten ist auch eine chemische (d. h.
stromlose) oder galvanische Abscheidung oder ein Auftragsschweißen von borhaltigen
Nickelüberzügen auf das Bauteil möglich. Da Borzusatz den Schmelzpunkt von
Nickelwerkstoffen senkt, können borhaltige Nickelüberzüge auch durch Aufbringen borhaltiger
Nickelpulver oder -pasten und anschließender Wärmebehandlung oberhalb des Schmelzpunktes
der Nickel-Bor Legierung aber unterhalb des Schmelzpunktes des Matrixwerkstoffes erzeugt
werden. Für ein Bauteil aus IN706 kann z. B. auch mit Vorteil ein Überzug gewählt werden,
dessen chemische Zusammensetzung mit Ausnahme des höheren Borgehaltes mit der
Zusammensetzung von IN706 identisch ist.
Eine weitere Verfahrensvariante stellt die Behandlung mit borhaltigen Gasmischungen dar, die
über die Bauteile zu leiten sind. Schließlich sind Schmelzen borhaltiger Salze zu nennen, bei
denen mit oder ohne Elektrolyse eine Borierung möglich ist.
Allen bezüglich der Spendermedien verschiedenen vorgeschlagenen Verfahrensvarianten ist der
folgende Verfahrensschritt gemeinsam. Bei genügend hohen Temperaturen (typischerweise
600°C bis 1000°C, aber auch darunter- und darüberliegende Temperaturen sind u. U.
verwendbar) wird das Bauteil im Ofen geglüht, so daß eine Diffusion der Boratome aus dem
Spendermedium in das Bauteil stattfindet.
Entgegen den sonst üblichen Borierprozessen, die die Erhöhung der Verschleißbeständigkeit
zum Ziel haben, ist die Ausscheidung von Boriden für den erfindungsgemäßen Zweck nicht
erforderlich. Der Prozeß wird sogar bevorzugt so geführt, daß das Vorhandensein von
Boriden nach Beendigung des Prozesses unterbunden wird, da diese die
Ermüdungsbeständigkeit des Bauteils ungünstig beeinflussen können.
Der oben beschriebene Schritt der Diffusionsglühung kann gegebenenfalls mehrfach wiederholt
werden, indem z. B. bis zum Einsetzen der Boridbildung boriert wird, anschließend das Bauteil
vom Boriermittel getrennt und eine weitere Diffusionsglühung durchgeführt wird, so daß die
Boratome tiefer in das Bauteilinnere diffundieren und sich die Boride wieder auflösen. Dadurch
läßt sich die Eindringtiefe des Bors und das Konzentrationsprofil in weiten Grenzen steuern. In
Abhängigkeit der Glühdauer und der Bauteilabmessungen kann Bor auch in das gesamte
Bauteil eindiffundiert werden.
Zum Beispiel eignet sich die für IN706 typische Ausscheidungswärmebehandlung als
Glühbehandlung für die Eindiffusion des Bors: 845°C/3h, Abkühlen an Luft, 720°C/8h,
Abkühlung im Ofen auf 620°C/8h, Abkühlung an Luft. Dabei kann wahlweise nach der
Behandlung bei 845°C/3h die Borierschicht entfernt werden, so daß Bor unter Auflösung
gebildeter Boride weiter in das Bauteilinnere diffundiert. Sind nur geringe Eindringtiefen des
Bors erforderlich, kann die Borierschicht z. B. auch erst nach der Wärmebehandlung bei
845°C/3h aufgetragen werden. Die Wärmebehandlung bei 845°C/3h kann auch ganz
weggelassen werden. Dies geschieht häufig, wenn maximale Festigkeit gefordert wird. Sind
besonders hohe Eindringtiefen des Bors erforderlich, kann bereits die Lösungsglühbehandlung,
die für IN706 typischerweise zwischen 925°C-1010°C liegt, zur Eindiffusion des Bors
verwendet werden. Darauffolgend wird die oben beschriebene Ausscheidungwärmebehandlung
durchgeführt.
Nach der Diffusionswärmebehandlung besitzt das Bauteil den gewünschten erhöhten
Rißwiderstand. Die vorher aufgebrachte borreiche Schicht kann auf dem Bauteil belassen oder
abgetragen werden. Abtragen kann z. B. dort von Vorteil sein, wo höchste Maßhaltigkeit an
das Bauteil gefordert wird. Wird die borreiche Schicht auf dem Bauteil belassen, so wirkt die
Schicht während das Bauteilbetriebs bei erhöhten Temperaturen weiter als Borspender, was
z. B. bei großen Bauteillebensdauern von Vorteil sein kann.
Claims (8)
1. Verfahren zur Erhöhung des Widerstandes gegen Rißwachstum von Bauteilen aus Ni-basis
und Fe-basis Werkstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß Elemente, die den Rißwiderstand
erhöhen, zugegeben werden, und zwar nicht bereits bei der Erschmelzung des Werkstoffes,
sondern erst nachdem Erschmelzen und Umschmelzen abgeschlossen sind. Diese Zugabe ist
dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil gänzlich oder lokal mit einer Schicht, die das/die
rißwiderstandserhöhende(n) Element(e) enthält, versehen wird und dann ein
nachgeschalteter Diffusionsprozeß bei erhöhter Temperatur durchgeführt wird, so daß
das/die rißwiderstandserhöhende(n) Element(e) in den Grundwerkstoff
eindiffundiert/eindiffundieren.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Diffusionsprozeß so geführt
wird, daß nach Abschluß des Diffusionsprozesses keine harten Teilchen oder Schichten, wie
z. B. Boride, vorhanden sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Diffusionsprozeß bei
einer Temperatur zwischen 600°C und 1000°C durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Bor, Zirkon, Kohlenstoff,
Silizium, Hafnium in beliebiger Kombination oder einzeln zur Erhöhung des
Rißwiderstandes zugegeben werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Elemente Bor,
Zirkon, Kohlenstoff, Silizium, Hafnium in beliebiger Kombination oder einzeln, folgende
Konzentrationen (in Gewichtsprozent) an der Bauteiloberfläche nach Abschluß des
Diffusionsprozesses eingestellt werden:
- 0.01-0.5 Bor
- 0.02-0.5 Zirkon
- 0.02-0.5 Kohlenstoff
- 0.1-2.0 Silizium
- 0.1-2.0 Hafnium
6. Verfahren nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht, die das/die
rißwiderstandsverbessernde(n) Element(e) enthält, chemisch (d. h. stromlos) oder galvanisch
oder durch Aufbringen von Pulver oder Paste aufgetragen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil aus dem Werkstoff
IN 706 besteht.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Ausscheidungswärmebehandlung des Matrixwerkstoffes gleichzeitig als
Diffusionswärmebehandlung eingesetzt wird.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19629272A DE19629272A1 (de) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | Methode zur Verbesserung des Widerstandes gegen Rißwachstum von Bauteilen aus Nickelbasis und Eisenbasis Werkstoffen |
| PCT/EP1997/003728 WO1998003698A1 (de) | 1996-07-19 | 1997-07-12 | Verfahren zur verbesserung des widerstandes gegen risswachstum von bauteilen aus nickelbasis- und eisenbasis-werkstoffen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19629272A DE19629272A1 (de) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | Methode zur Verbesserung des Widerstandes gegen Rißwachstum von Bauteilen aus Nickelbasis und Eisenbasis Werkstoffen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19629272A1 true DE19629272A1 (de) | 1998-01-22 |
Family
ID=7800336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19629272A Withdrawn DE19629272A1 (de) | 1996-07-19 | 1996-07-19 | Methode zur Verbesserung des Widerstandes gegen Rißwachstum von Bauteilen aus Nickelbasis und Eisenbasis Werkstoffen |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE19629272A1 (de) |
| WO (1) | WO1998003698A1 (de) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3753668A (en) * | 1970-04-16 | 1973-08-21 | Api Corp | Diffusion coated metallic substrate |
| US3900613A (en) * | 1972-06-30 | 1975-08-19 | Onera (Off Nat Aerospatiale) | Production of surface diffusion alloys |
| CH601490A5 (de) * | 1975-04-04 | 1978-07-14 | Restall James E | |
| US4369233A (en) * | 1978-07-21 | 1983-01-18 | Elbar B.V., Industrieterrien "Spikweien" | Process to apply a protecting silicon containing coating on specimen produced from superalloys and product |
| US4627896A (en) * | 1984-07-16 | 1986-12-09 | Bbc Brown, Boveri & Company Limited | Method for the application of a corrosion-protection layer containing protective-oxide-forming elements to the base body of a gas turbine blade and corrosion-protection layer on the base body of a gas turbine blade |
| EP0131536B1 (de) * | 1983-07-08 | 1988-04-20 | United Technologies Corporation | Mit Chrom-Bor oberflächenbeschichtete Legierungen auf Nickel-Eisen-Basis |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2681869A (en) * | 1950-08-24 | 1954-06-22 | Duriron Co | Surface-modifying metal articles by action of an impregnating or alloying metal and composition therefor |
| US3779719A (en) * | 1970-12-03 | 1973-12-18 | Chromalloy American Corp | Diffusion coating of jet engine components and like structures |
| DE2633137C2 (de) * | 1976-07-23 | 1983-12-01 | Degussa Ag, 6000 Frankfurt | Borierungsmittel zum Borieren von Massenteilen aus Eisen und Nichteisenmetallen |
| JPS5569250A (en) * | 1978-11-17 | 1980-05-24 | Toshiba Corp | Manufacture of high-temperature gas turbine blade |
| US4555326A (en) * | 1984-05-17 | 1985-11-26 | Betz Laboratories, Inc. | Methods and compositions for boronizing metallic surfaces |
| JPH0676655B2 (ja) * | 1986-04-30 | 1994-09-28 | 三菱重工業株式会社 | 耐熱耐エロ−ジヨン部材とその製造法 |
-
1996
- 1996-07-19 DE DE19629272A patent/DE19629272A1/de not_active Withdrawn
-
1997
- 1997-07-12 WO PCT/EP1997/003728 patent/WO1998003698A1/de active Application Filing
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3753668A (en) * | 1970-04-16 | 1973-08-21 | Api Corp | Diffusion coated metallic substrate |
| US3900613A (en) * | 1972-06-30 | 1975-08-19 | Onera (Off Nat Aerospatiale) | Production of surface diffusion alloys |
| CH601490A5 (de) * | 1975-04-04 | 1978-07-14 | Restall James E | |
| US4369233A (en) * | 1978-07-21 | 1983-01-18 | Elbar B.V., Industrieterrien "Spikweien" | Process to apply a protecting silicon containing coating on specimen produced from superalloys and product |
| EP0131536B1 (de) * | 1983-07-08 | 1988-04-20 | United Technologies Corporation | Mit Chrom-Bor oberflächenbeschichtete Legierungen auf Nickel-Eisen-Basis |
| US4627896A (en) * | 1984-07-16 | 1986-12-09 | Bbc Brown, Boveri & Company Limited | Method for the application of a corrosion-protection layer containing protective-oxide-forming elements to the base body of a gas turbine blade and corrosion-protection layer on the base body of a gas turbine blade |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| SIMON,Harald, THOMA,Martin: Angewandte Ober- flächentechnik für metallische Werkstoffe, Carl Hanser Verlag, München, Wien, 1985, S.124-126, 223,224 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1998003698A1 (de) | 1998-01-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE60118246T2 (de) | Diffusionslötlegierung auf nickelbasis und verfahren zur reparatur von superlegierungen | |
| DE60033345T2 (de) | Bauteil einer Gasturbine mit positionsabhängigen Schutzbeschichtungen | |
| EP2548685B1 (de) | Lot zum Hochtemperaturlöten und Verfahren zum Reparieren bzw. Herstellen von Bauteilen unter Verwendung dieses Lotes | |
| EP2461936B1 (de) | Reparatur von turbinenbauteilen | |
| EP1759806B1 (de) | Verfahren zur Reparatur eines Risses mittels Hartlöten | |
| EP2548686B1 (de) | Lötfolie zum Hochtemperaturlöten und Verfahren zum Reparieren bzw. Herstellen von Bauteilen unter Verwendung dieser Lötfolie | |
| DE102010036630A1 (de) | Lötverfahren und -material zur Reparatur einer Komponente | |
| DE2827667A1 (de) | Verfahren zum aufbringen einer oberflaechendoppelschicht durch fusionsschweissen | |
| CH667469A5 (de) | Verfahren zum aufbringen von schutzschichten. | |
| EP2188416A1 (de) | Verfahren zur reparatur eines bauteils durch beschichten | |
| DE102015205316A1 (de) | Verfahren zum Erzeugen eines Bauteiles aus einer Superlegierung mit einem pulverbettbasierten additiven Herstellungsverfahren und Bauteil aus einer Superlegierung | |
| EP1867423A1 (de) | Verfahren zum Reparieren eines Bauteils durch Verlöten eines mit Lot beschichteten Bleches | |
| EP2114615A1 (de) | Lotzusammensetzung und hartlötverfahren für superlegierungen | |
| DE102014207622A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Bauteils | |
| EP3530763A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines bauteils aus einer gradierten tial - legierung und entsprechend hergestelltes bauteil | |
| DE3816310A1 (de) | Verfahren zur anreicherung von titan in der unmittelbaren oberflaechenzone eines bauteils aus einer mindestens 2,0 gew.-% titan enthaltenden nickelbasis-superlegierung und verwendung der nach dem verfahren angereicherten oberflaeche | |
| DE19756354A1 (de) | Schaufel und Verfahren zur Herstellung der Schaufel | |
| DE4010076A1 (de) | Materialsysteme fuer den einsatz in bei hoeherer temperatur einsetzbaren strahltriebwerken | |
| DE2639325A1 (de) | Nickel-basis-legierung | |
| DE19629272A1 (de) | Methode zur Verbesserung des Widerstandes gegen Rißwachstum von Bauteilen aus Nickelbasis und Eisenbasis Werkstoffen | |
| DE60219982T2 (de) | Zusatzpulver zum Diffusionshartlöten von Werkstücken aus Nickel-, Kobalt- oder Eisenbasislegierungen | |
| DE2712692A1 (de) | Nickel-chrom-legierung | |
| DE102019217434A1 (de) | Verfahren zur schichtweisen additiven Herstellung eines Verbundwerkstoffs | |
| CH625835A5 (de) | ||
| DE102009030398A1 (de) | Verfahren zum Herstellen und/oder Reparieren einer Schaufel für eine Strömungsmaschine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |