DE2362650A1 - PROCESS FOR THE POWDER METALLURGICAL PRODUCTION OF PARTS FROM A WEDGE ALLOY - Google Patents

PROCESS FOR THE POWDER METALLURGICAL PRODUCTION OF PARTS FROM A WEDGE ALLOY

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DE2362650A1
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  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Description

International Nickel Limited, Thames House, Millbank, London. S. ¥. 1, GroßbritannienInternational Nickel Limited, Thames House, Millbank, London . S. ¥. 1, UK

"Verfahren zum pulvermetallurgisehen Herstellen von Teilen"Process for the powder metallurgy manufacture of parts

aus einer Knetlegierung"made of a wrought alloy "

Die bekannten Superlegierungen müssen bei der Verwendung als Werkstoff für warmfeste Teile, beispielsweise Gasturbinenteile, eine hohe Kriechfestigkeit und Zeitständfestigkeit besitzen. Dies bedingt wiederum eine hohe Härte mit entsprechend schlechter Warmverformbarkeit, so daß Superlegierungen häufig nicht warmverformt und nur als Gußwerkstoff eingesetzt werden können«,The known superalloys must be used as a material for heat-resistant parts, such as gas turbine parts, have a high creep resistance and creep strength. This in turn requires a high level of hardness with a correspondingly high level of hardness poor hot formability, so that superalloys are often not hot worked and only used as a cast material can be «,

Um den vorerwähnten Schwierigkeiten zu begegnen, ist es bekannt, beim Herstellen von Superlegierungen von einem nach dem Sprühverfahren hergestellten Pulver auszugehen. Dies führt zu einer gewissen Verbesserung der Warmverformbarkeit, geht jedoch auf Kosten dessehr feinen und homogenen Mikrogefüges. Das Pulver läßt sich durch Warmformen, beispielsweise durch ein isostatisches Heißpressen gegebenenfalls mit anschließender Warmverformung zu Knetprodukten verarbeiten,, Eine weitere Verbesserung ergab sich durch ein kombiniertes mechanisches und thermisches Behandeln des Presskörpers; diesIn order to overcome the aforementioned difficulties, it is known in the manufacture of superalloys from one to one powder produced by spraying. This leads to a certain improvement in the hot formability, However, this is at the expense of the very fine and homogeneous microstructure. The powder can optionally be mixed by hot molding, for example by hot isostatic pressing subsequent hot forming to produce kneaded products ,, A further improvement resulted from a combined mechanical and thermal treatment of the compact; this

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setzt jedoch die Einhaltung sehr enger Verfahrensb'edingungen voraus.however, requires compliance with very strict procedural conditions in advance.

Die mangelnde Verformbarkeit der Superlegierungen ist insbesondere beim Herstellen großer Teile wie beispielsweise Turbinenscheiben mit einem Durchmesser bis zu 1,5 nun von großem Nachteil. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer Superlegierung mit ausreichender Warmverformbarkeit zu schaffen. Die Lösung dieser Aufgabe basiert auf der Feststellung, daß sich die Verformbarkeit vorlegierter Zerstäubungspulver durch ein Verformen der Pulverteilchen verbessern läßt, bei dem den Pulverteilchen innere Spannungen erteilt werden. The lack of deformability of the superalloys is particularly evident when making large parts such as Turbine disks up to 1.5 in diameter are now a major disadvantage. The invention is therefore the object based on creating a method for producing a superalloy with sufficient hot formability. The solution to this problem is based on the finding that the deformability of pre-alloyed atomizing powder can be improved by deforming the powder particles, in which internal stresses are imparted to the powder particles.

Besitzen die Pulverteilchen vor dem Pressen innere Spannungen, so erhöht sich ihre Warmverformbarkeit bzw. wird der Verfonaungswiderstand bei der Temperatur des Warmverformens verringert. Die bessere Warmverformbarkeit erlaubt es, das Pulver bei niedrigeren Temperaturen'und/oder Drücken heißzupressen, bei gegebener Kapazität größere Teile herzustellen und eine hohe Maßhaltigkeitzu erreichen, wobei die gute Verformbarkeit auch bei nachfolgenden Verfahren erhalten bleibt.If the powder particles have internal stresses before pressing, their hot deformability increases or becomes Deformation resistance at the temperature of hot working decreased. The better hot deformability allows the powder to be hot-pressed at lower temperatures and / or pressures, to produce larger parts for a given capacity and to achieve high dimensional accuracy, with the good Deformability is also retained in subsequent processes.

Die Härte einer Legierung nimmt bekanntermaßen mit steigender Temperatur ab. Bei vorlegierten Pulvern ist es üblich, die Härte des Presskörpers nach einem Pressen auf mindestens 99# der theoretischen Dichte zu messen«It is known that the hardness of an alloy decreases with increasing temperature. In the case of pre-alloyed powders, it is common to to measure the hardness of the pressed body after pressing to at least 99 # of the theoretical density «

Aus dem Diagramm der Zeichnung ergibt sich die Änderung der Härte in Abhängigkeit von der Temperatur. Dabei bezieht sichThe diagram in the drawing shows the change in Hardness as a function of temperature. Thereby refers

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die Kurve A auf ein Zerstäubungspulver, dessen Teilchen erfindungsgemäß innere Spannungen aufweisen, und die . Kurve B auf ein Zerstäubungspulver ohne innere Spannungen der Pulverteilchen.' Der Kurvenverlauf zeigt, daß trotz höherer Härte des Pulvers aus den Teilchen mit innerer Spannung bei Raumtemperatur bzw. während des Verformens der Pulverteilchen die Härte mit zunehmender Temperatur rascher abnimmt als im Falle des Pulvers B, dessen Härte vom Schnittpunkt H an wesentlich langsamer abnimmt. Ein Maß für die Verbesserung der Warmverformbarkeit aufgrund der inneren Spannungen der Pulverteilchen ergibt sich aus der Gleichungcurve A to an atomized powder, its particles according to the invention have internal stresses, and the. Curve B on an atomized powder with no internal stresses the powder particles. ' The curve shows that despite the higher hardness of the powder from the particles with inner Stress at room temperature or during the deformation of the powder particles the hardness with increasing temperature decreases more rapidly than in the case of powder B, the hardness of which decreases much more slowly from the point of intersection H on. A measure of the improvement in hot deformability due to the internal stresses of the powder particles results from the equation

T/TM)i/2 T / TM) i / 2

1O' 1 O '

wobei ^ T dem sich aus dem Diagramm der Zeichnung ergebenden Temperaturunterschied zwischen den beiden Kurven bei 1/2 H_ und TM der absoluten Schmelztemperatur entspricht.where ^ T is the result of the diagram in the drawing Temperature difference between the two curves at 1/2 H_ and TM corresponds to the absolute melting temperature.

Führen die erwähnten inneren Spannungen nicht zu einer Erhöhung der Härte, weil gleichzeitig auch eine härtende Phase zerstört wird, dann muß der Wert HQ durch die Härte der beiden Vergleichspulver bei Raumtemperatur zu ersetzen.If the internal stresses mentioned do not lead to an increase in hardness, because a hardening phase is also destroyed at the same time, then the value H Q must be replaced by the hardness of the two reference powders at room temperature.

Die innere Spannung der Pulverteilchen sollte so eingestellt werden, daß sich eine Warmverformbarkeit von mindestens 1%, vorzugsweise von mindestens 2% oder besser noch von mindestens 5% ergibt. Im Einzelfall hängt die Höhe der erforderlichen inneren Spannung von der Natur des Pulvers ab.The internal tension of the powder particles should be adjusted in such a way that the result is a hot deformability of at least 1%, preferably of at least 2% or, even better, of at least 5%. In individual cases, the level of internal stress required depends on the nature of the powder.

409826/0813409826/0813

Die inneren Spannungen können den Teilchen eines Zerstäubungspulvers durch ein trockenes Hochenergie-Mahlen nach dem in der deutschen Offenlegungsschrift 1 909 781 beschriebenen Verfahren erteilt werden. Dieses Verfahren besteht darin, eine Legierung durch Mahlen von Pulvern der Legierungsbestandteile herzustellen, bei dem die Pulverteilchen wiederholt miteinander verschweißt und wieder zerkleinert werden, bis das Pulver seine Sättigungshärte erreicht. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens dient das trockene Hochenergie-Mahlen jedoch lediglich dazu, den Teilchen eines vorlegierten Zerstäubungspulvers die erforderlichen inneren Spannungen zu erteilen, ohne daß die Sättigungshärte erreicht werden muß oder sollte. Beim Hochenergie-Mahlen sollten die Mahlwerkzeuge, beispielsweise Mahlkugeln aus Stahl, Nickel oder Wolframkarbid, kinetisch im Zustand einer starken Relativbewegung gehalten werden, bei der sich zu einer gegebenen Zeit mindestens 50 bis 7556 der Kugel im berührungsfreien Zustand befinden. Auf diese Weise gewährleisten die Beschleunigungskräfte einen wiederholten Zusammenstoß der Kugeln. Zum Hochenergie-Mahlen eignen sich Spex- und Rührarm-Mühlen wie Szegvari—Mühlen sowie Vibrations- und Planeten-Kugelmühlen. Übliche Kugelmühlen erfordern dagegen selbst wenn sie die erforderliche Energie aufzubringen vermögen, im allgemeinen eine zu lange Mahldauer.The internal stresses can affect the particles of an atomized powder by dry high-energy grinding according to that in the German Offenlegungsschrift 1 909 781 procedure described. This process consists in making an alloy by grinding of powders of the alloy components, in which the powder particles are repeatedly welded together and crushed again until the powder reaches its saturation hardness. In the context of the invention Process, the dry high-energy grinding is only used to the particles of a pre-alloyed To give atomizing powder the necessary internal stresses without reaching the saturation hardness must or should be. With high-energy grinding, the grinding tools, for example grinding balls, should be made of Steel, nickel or tungsten carbide, can be kept kinetically in a state of strong relative movement in which at least 50 to 7556 of the Ball are in a non-contact state. In this way, the acceleration forces ensure a repeated Collision of bullets. Spex and agitating arm mills such as Szegvari mills are suitable for high-energy milling Vibratory and planetary ball mills. Conventional ball mills, on the other hand, require even if they have the necessary Ability to apply energy, generally too long a grinding time.

Von entscheidender Bedeutung ist nicht die Art der Mühle, sondern die den Pulverteilchen erteilte innere Spannung. Eine Szegvari-Kugelmühle mit durchgehärteten 8 mm-Kugeln aus dem Stahl AISI E 52 100 wird vorzugsweise mit einerWhat is of decisive importance is not the type of mill, but the internal tension imparted to the powder particles. A Szegvari ball mill with hardened 8 mm balls from the steel AISI E 52 100 is preferably with a

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10% Methan enthaltenden Argonatmosphäre unter Berücksichtigung der sich aus der nachfolgenden Tabelle I ergebenden Bedingungen betrieben, selbstverständlich eignen sich auch andere Mahlatmosphären, wie Stickstoff- und Stickstoff/Sauerstoff-Atmosphären.10% methane containing argon atmosphere taking into account the conditions resulting from the following table I operated, of course Other grinding atmospheres, such as nitrogen and nitrogen / oxygen atmospheres, are also suitable.

Tabelle ITable I.

Fassungs- Durchmes- Impellerge- Kugel/Pulver- Mahldauer vermögen ser schwindig- Volumenver-Capacity diameter impeller ball / powder grinding time capacity this swift volume

keit hältnisspeed ratio

(1) (m) (Upm) (h)(1) (m) (rpm) (h)

3.3. 88th 2.742.74 300 - 400300-400 5 - 50:15 - 50: 1 11 - 10- 10 15.15th 22 3.963.96 200 - 300200-300 ItIt 11 - 10- 10 37.37. 99 4.884.88 125 - 200125-200 tftf 11 - 10- 10 379379 10.9710.97 50 - 15050-150 ItIt 11 - 10- 10

Die Teilchengröße des Pulvers kann sehr unterschiedlich sein und bis mindestens 1000 i#n betragen, wenngleich die Teilchengröße bei den vorerwähnten Verfahrensbedingungen anfangs vorzugsweise 20 bis 350 Zi^m beträgt.The particle size of the powder can be very different and be up to at least 1000 i # n, although the Particle size under the aforementioned process conditions is initially preferably 20 to 350 Zi ^ m.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen des näheren erläutert:The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments:

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Beispiel 1example 1

Ein Zerstäubungspulver aus der Legierung IN-1OO mit 15% Kobalt, 10% Chrom, 5,5% Aluminium, 4,75% Titan, 3% Molybdän, 0,02% Kohlenstoff, 0,15% Bor und 0,06% Zirkonium,-Rest Nickel und einer Teilchengröße unter 43/^/m wurde zehn Stunden in einer 3,8 1-Rührarm-Kugelmühle in strömendem Stickstoff bei einer Impellergeschwindigkeit von 350 Upm gemahlen. Die Mühle enthielt 16,8 kg durchgehärteter Kugeln aus dem Stahl AISI E 52 100 mit einem Durchmesser von 8 mm; das Volumenverhältnis Kugeln/Pulver betrug 17:1.An atomized powder made from the alloy IN-1OO with 15% cobalt, 10% chromium, 5.5% aluminum, 4.75% titanium, 3% molybdenum, 0.02% carbon, 0.15% boron and 0.06% zirconium The remainder of nickel and a particle size below 43 / ^ / m was ground for ten hours in a 3.8 l stirring arm ball mill in flowing nitrogen at an impeller speed of 350 rpm. The mill contained 16.8 kg of hardened balls made of AISI E 52 100 steel with a diameter of 8 mm; the spheres / powder volume ratio was 17: 1.

Teilmengen des Pulvers wurden sowohl vor als auch nach dem Mahlen in Büchsen aus weichem Stahl gefüllt. Nach dem Evakuieren wurden die Büchsen mit dem Pulver im Vakuum auf 3160C erwärmt und druckdicht verschlossen. Die Büchsen wurden dann jeweils auf 1038°C erwärmt, in einer Strangpresse gegen einen Amboss gestaucht und unter Vermiculit abgekühlt. Nach dem Entfernen der Büchsen wurde die Härte der Presskörper bei unterschiedlichen Temperaturen bestimmt, wobei sich die aus der nachfolgenden Tabelle II ersichtlichen Werte ergaben,,Aliquots of the powder were placed in soft steel cans both before and after milling. After evacuation, the cans with the powder were heated to 316 ° C. in a vacuum and sealed pressure-tight. The cans were then each heated to 1038 ° C., compressed against an anvil in an extruder and cooled under vermiculite. After the bushings had been removed, the hardness of the pressed bodies was determined at different temperatures, the values shown in Table II below resulting.

Tabelle IITable II

Prüf temperatur Pres^körperhärte (R-A)Test temperature press body hardness (R- A )

(0C) ungemahlen gemahlen( 0 C) unground ground

RT 74,5 78.5RT 74.5 78.5

538 73.2 76.2538 73.2 76.2

409826/0819409826/0819

236265Q236265Q

Fortsetzung der Tabelle IITable II continued

649 760 871 982649 760 871 982

72.472.4 74.174.1 71.071.0 69o869o8 63 ο 263 ο 2 14.414.4 37.237.2 zu geringtoo low

Die Daten der Tabelle II lassen deutlich den bemerkenswerten Härteabfall des gemahlenen Pulvers bei Temperaturen ab 7600C als Folge der inneren Spannungen der Pulverteilchen erkennen. Bei 8710C liegt die Härte bereits unter dem sehr niedrigen Wert von 14,4 R^ und bei 982°C bereits niedriger als die Rockwell-A-Skala reicht. Im Gegensatz dazu besitzt das nicht gemahlene Pulver auch bei 9820C noch eine Härte von 37,2 RA.The data in Table II clearly show the remarkable decrease in hardness of the ground powder at temperatures from 760 0 C as a result of internal stresses of the powder. At 871 0 C the hardness is already below the very low value of 14.4 R ^ and at 982 ° C it is already lower than the Rockwell A scale. In contrast, the non-ground powder still has a hardness of 37.2 RA and at 982 0 C.

Die Warmverformbarkeit ergab sich in der oben beschriebenen Weise zu 6%. The hot deformability was found to be 6% in the manner described above.

Beispiel 2Example 2

Eine weitere Charge des Zerstäubungspulvers gemäß Beispiel 1Another batch of the atomizing powder according to Example 1

40982 6-/081940982 6- / 0819

wurde gemahlen, wobei vor und nach dem Mahlen Teilmengen entnommen und in der erwähnten Weise bei 1066 C heißgepresst wurden. Proben der Presskörper wurden bei 982°C und einer Dehnung von 0,0025 bis 0,625 je Minute untersucht« Dabei ergab sich für die Proben aus dem gemahlenen Pulver ein Fließ-Wiederstand von 33,6 bis 77 N/mm , eine Bruchdehnung von 144% und eine Einschnürung von 99%. Die Proben aus dem ungemahlenen Pulver besaßen dagegen einen Fließwiderstand von 59,8 bis 110 N/mm , eine Dehnung von 10% und eine Einschnürung von 4,5%. Weitere Proben wurden vier Stunden bei 1149°C geglüht, in Öl abgeschreckt, vierundzwanzig Stunden bei 649°C geglüht, in Luft abgekühlt, acht Stunden bei 760°C ausgehärtet und erneut in Luft abgekühlt sowie bei 732 C unter einer Belastung von 690 N/mm untersucht. Dabei ergab sich für die Probe aus dem gemahlenen Pulver eine Standzeit von 22,5 Stunden und für die Probe aus dem ungemahlenen Pulver eine Standzeit von nur zwei Stunden.was ground, with partial amounts removed before and after the grinding and hot-pressed in the manner mentioned at 1066 C. became. Samples of the pressed bodies were examined at 982 ° C and an elongation of 0.0025 to 0.625 per minute « This resulted in a flow resistance of 33.6 to 77 N / mm for the samples from the ground powder, an elongation at break of 144% and a necking of 99%. In contrast, the samples made from the unground powder had a flow resistance of 59.8 to 110 N / mm, an elongation of 10% and a necking of 4.5%. Further samples were annealed for four hours at 1149 ° C, quenched in oil, Annealed for twenty-four hours at 649 ° C, cooled in air, cured for eight hours at 760 ° C and cooled again in air and at 732 C under a load of 690 N / mm. This resulted for the sample from the ground Powder a standing time of 22.5 hours and for the sample made from the unground powder a standing time of only two Hours.

Beispiel 3Example 3

Zwei weitere Chargen des erwähnten Zerstäubungspulvers mit einer Teilchengröße von 43 bis 246μ/πι wurden fünf bzw. fünfzig Stunden in einer luftdichten 14 cm-Kugelmühle mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 80 Upm in Anwesenheit von durchgehärteten 9,5 mm-Kugeln aus dem Stahl AISI E ^2. 100 bei einem Volumenverhältnis Kugeln/ Pulver von 10:1 gemahlen. Des weiteren wurden zwei Pulverchargen mit einer Teilchengröße unter 43/^-m eine bzw. drei Stunden in einer Kugelmühle gemäß Beispiel 1 gemahlen,Two further batches of the aforementioned atomizing powder with a particle size of 43 to 246μ / πι were five and fifty hours in an airtight 14 cm ball mill at a speed of 80 rpm in the presence of fully hardened 9.5 mm balls made of the steel AISI E ^ 2. 100 milled at a volume ratio of balls / powder of 10: 1. Furthermore, two powder batches with a particle size below 43 / ^ - m were ground for one or three hours in a ball mill according to Example 1,

09826/081909826/0819

_ 9 —_ 9 -

Jede der vier Chargen wurde in der im Zusammenhang mit; Beispiel 2 beschriebenen Weise heißgepresst und untersucht, wobei sich die aud der nachfolgenden Tabelle III ersichtlichen Daten ergaben. Die Daten der Tabelle III enthalten auch die Versuchsergebnisse des ungemahlenen Pulvers und des zehn Stunden gemahlenen Pulvers gemäß Tabelle I sowie aus der Literatur stammende Härtewerte einer üblichen IN-100-Gußlegierung. Each of the four batches was related to the; Example 2 described manner hot-pressed and examined, the audible from the following Table III apparent data. The data in Table III also includes the test results of the unground Powder and the powder milled for ten hours according to Table I, as well as hardness values from the literature for a customary IN-100 cast alloy.

409826/0819409826/0819

Tabelle IIITable III

O CD OOO CD OO

verver Rockwell HärteRockwell hardness 50 h50 h 1 h1 h RA R A 1010 hH Gusszust.Cast condition 74.574.5 KugelmühleBall mill 75.875.8 76.476.4 RührarmmühleAgitator mill 78.78. 55 73.273.2 5 h5 h 73.873.8 74.474.4 3 h3 h 76.76. 22 69.569.5 72.472.4 74.874.8 73.273.2 74.174.1 77.277.2 74.74. 11 68.268.2 Tempera- Ausgangspul-Temperature output coil 71.071.0 73.973.9 71.571.5 70.070.0 76.076.0 69.69. 88th 68.268.2 tur
(0C)
door
( 0 C)
63.263.2 73.873.8 55.755.7 47.247.2 74.074.0 14.14th 44th 67.867.8
R.T.R.T. 37.237.2 71.371.3 •X-• X- 69 „ 469 "4 # · 65.065.0 593593 Warmverformbarke.it (%) Hot deformability.it (%) 61.761.7 3.53.5 4.34.3 33.033.0 66th 58.558.5 649649 27.427.4 ■*■ * 760760 1.21.2 5.75.7 871871 982982

* Für die Messung zu gering* Too small for the measurement

ο ιο ι

roro

CO CT) N)CO CT) N)

CJHCJH

' - 236265Q'- 236265Q

Die Daten der Tabelle III zeigen, daß ein nur einstündiges Mahlen des Pulvers in einer Rührarm-Kugelmühle zu einer wesentlich besseren Verformbarkeit bei Temperaturen über 7600C führt als ein fünfstündiges trockenes Kugel-Mahlen«, Dabei ist die Verformbarkeit noch etwas besser als diejenige eines fünfzig Stunden kugelgemahlenen Pulvers. Diese Verbesserung der Verformbarkeit ist eine Folge der inneren Spannungen der Pulverteilchen. Dagegen bleibt die Härte der Gußlegierung über den gesamten Temperaturbereich praktisch unverändert.The data of Table III show that only one hour grinding the powder in a paddle-ball mill performs as a five-hour dry ball-milling, "The deformability is still slightly better to significantly improved ductility at temperatures above 760 0 C than that of a fifty hours of ball-milled powder. This improvement in deformability is a result of the internal stresses in the powder particles. In contrast, the hardness of the cast alloy remains practically unchanged over the entire temperature range.

Die Unterschiede im Fließwiderstand und der Duktilität zwischen dem gemahlenen und dem ungemahlenen Pulver gemäß Beispiel 2 sind mindestens zum Teil auf die wesentlich feineren Teilchen oder das Versetzungsgefüge der Teilchen mit inneren Spannungen zurückzuführen. Das Verformen der Pulverteilchen beim Mahlen führt außerdem zu einer feinerdispersen Verteilung der spröden Phasen. Beim Pressen eines unbehandelten Zerstäubungspulvers ergeben sich dagegen Schwierigkeiten wegen der Oberflächenphasen der Pulverteilchen«,The differences in flow resistance and ductility between the ground and the unground powder according to the example 2 are at least partly due to the much finer particles or the dislocation structure of the particles with internal Tensions attributed. The deformation of the powder particles during grinding also leads to a finely dispersed one Distribution of the brittle phases. On the other hand, difficulties arise when pressing an untreated atomizing powder because of the surface phases of the powder particles «,

Presskörper aus erfindungsgemäß gemahlenen Zerstäubungspulvern besitzen außerdem ein völlig anderes Gefüge als unbehandelte Pulver, insbesondere dann, wenn es sich um Pulver aus stets Kohlenstoff enthaltenden Superlegierungen handelt. Im unbehandelten Zustand finden sich zumeist verhältnismäßig große Karbide mit einer Größe über 1^m, als inkohärenter Gefügebestandteil, deren atomares Gefüge keine Beziehung zu dem sie umgebenden Grundgefüge besitzen. Bei Presskörpern aus nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Pulvern liegen dagegen die Karbide zumeist als feindispers verteiltePress bodies made from atomized powders ground according to the invention also have a completely different structure than untreated ones Powder, especially if it is a powder made from superalloys that always contain carbon. in the In the untreated state, there are usually relatively large carbides with a size of over 1 ^ m, which are more incoherent Structural component whose atomic structure has no relation to the basic structure surrounding it. For pressed bodies from On the other hand, powders treated by the process according to the invention are mostly in the form of finely dispersed carbides

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halbkoherente Teilchen vor» Dieser Unterschied im Karbidgefüge ist auf die starke Verformung der Pulverteilchen beim Mahlen zurückzuführen, die zu einer Zerkleinerung und Umverteilung der Karbide führt. Beim nachfolgenden Erwärmen auf die Heißpresstemperatur gehen die feinen Karbide in Lösung und scheiden sich bei Temperaturen wieder ab, bei denen die Atombeweglichkeit verhältnismäßig gering und das chemische Potential hoch ist. Dies führt zur Bildung eines sehr feinen, kohäranten Karbid- Ausscheidungsgefüge. Die Teilchen eines nicht behandelten Zerstäubungspulvers enthalten dagegen unzerkleinerte Karbide, die verhältnismäßig stabil sind und ihre kompakte Größe beibehalten.semi-coherent particles before »This difference in the carbide structure is due to the strong deformation of the powder particles during grinding, which leads to a comminution and redistribution of the carbides. At the next When heated to the hot-pressing temperature, the fine carbides dissolve and separate at temperatures again, in which the atomic mobility is relatively low and the chemical potential is high. This leads to the formation of a very fine, coherent carbide precipitate structure. The particles of an untreated In contrast, atomized powders contain uncomminuted carbides, which are relatively stable and theirs Maintain compact size.

Bei den höheren Temperaturen des Heißpressens findet zwar ein -gewisses Lösen der kompakten Karbide statt. Die höheren Temperaturen erhöhen jedoch gleichzeitig auch die atomare Beweglichkeit, so daß sich die gelösten Karbide beim Abkühlen an den Korngrenzen oder anderen Oberflächen erneut abscheiden.At the higher temperatures of hot pressing takes place a certain loosening of the compact carbides takes place. However, the higher temperatures also increase the atomic temperature at the same time Mobility, so that the dissolved carbides are renewed when they cool down at the grain boundaries or other surfaces deposit.

Die Erhöhung der Warmverformbarkeit eines Zerstäubungspulvers nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ,erlaubt die Anwendung der verschiedensten Verfahren zum Formen bzw. Pressen. Hierzu gehört das Pressschmieden, Vakuum-Heißpressen, Schmieden, Walzen, das isostatische Heißpressen bei niedrigeren Temperaturen als sonst üblich sowie das Warmstrangpressen. Auf diese Weise können kleine Turbinenscheiben im geschlossenen Gesenk mit Werkzeugstempeln pressgeschmiedet werden, wobei völlig porenfreie Scheiben anfallen, die sogleich .wärmebehandelt und bearbeitet werden können. Beim Her-The increase in the hot deformability of an atomized powder according to the method according to the invention allows it to be used the most diverse processes for molding or pressing. This includes press forging, vacuum hot pressing, forging, rolling, isostatic hot pressing at lower Temperatures than usual as well as hot extrusion. In this way, small turbine disks in the closed die with tool punches are press-forged, resulting in completely pore-free discs, which are immediately .heat treated and machined. At the start

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stellen großer Turbinenscheiben wird ein Vorkörper kreuzgewalzt oder im geschlossenen Gesenk fast bis zur Endform und -größe pressgeschmiedet. Von besonderem Vorteil ist dabei der geringe Materialverlust der teuren Superlegierungen bei minimaler Bearbeitung. Selbstverständlich muß das Formen und Verformen bei Temperaturen oberhalb der Temperatur von H erfolgen.In the case of large turbine disks, a preform is cross-rolled or almost up to in a closed die Press-forged to the final shape and size. The low loss of material is of particular advantage of expensive superalloys with minimal machining. Of course, that has to be shaping and deforming take place at temperatures above the temperature of H.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich mit den verschiedensten vorlegierten Pulvern, insbesondere aus Superlegierungen und anderen schwer verformbaren Legierungen durchführen,, Dazu gehören Nickel-Superlegierungen mit bis 60%, beispielsweise 1 bis 25$ Chrom, bis 30Ji, beispielsweise 5 bis 25% Kobalt, bis 10%, bei- spielsweise 1 bis 9% Aluminium, bis 8%, beispielsweise 1 bis 7% Titan, einzeln oder nebeneinander, und insbesondere mit mindestens 4 oder 5% Aluminium und Titan, bis 30%, beispielsweise 1 bis 8% Molybdän, bis 25%, beispielsweise 2 bis 20% Wolfram, bis 10% Niob, bis 10% Tantal, bis 7% Zirkonium, bis 0,5% Bor, bis 5% Hafnium, bis 2% Vanadin, bis 6% Kupfer, bis 5% Mangan, bis 70% Eisen und bis 4% Silizium. Geeignet sind auch Kobalt-Superlegierungen und die Legierungen IN-738, IN-792, Rene und 95, die Legierung 718, Waspaloy, Astroloy, die Mar-M-Legierungen 200 und 246', die Legierungen 713, 500, 700 und A-286. Schließlich kommen auch Titan-Legierungen sowie die Feuerfest-Legierungen SU-16, TZM und Zircaloy sowie dispersionsverfestigte Legierungen mit bis 10 Volumenprozent und mehr eines Dispersoids wie Yttriumoxyd, Thoriumoxyd oder Lanthanoxyd.The inventive method can be with the most varied pre-alloyed powders, especially from superalloys and other difficult to deform Perform alloys, These include nickel superalloys with up to 60%, for example 1 to 25 $ chromium, up to 30Ji, for example 5 to 25% cobalt, up to 10%, for example 1 to 9% aluminum, up to 8%, for example 1 to 7% titanium, individually or next to one another, and in particular with at least 4 or 5% aluminum and titanium, up to 30%, for example 1 to 8% molybdenum, up to 25%, for example 2 to 20% tungsten, up to 10% niobium, up to 10% tantalum, up to 7% zirconium, up to 0.5% boron, up to 5% hafnium, up to 2% vanadium, up to 6% copper, up to 5% manganese, up to 70% Iron and up to 4% silicon. Cobalt superalloys are also suitable and the alloys IN-738, IN-792, Rene and 95, the alloy 718, Waspaloy, Astroloy, the Mar-M alloys 200 and 246 ', alloys 713, 500, 700 and A-286. Finally, titanium alloys also come as well Refractory alloys SU-16, TZM and Zircaloy as well as dispersion strengthened Alloys with up to 10 percent by volume and more of a dispersoid such as yttrium oxide, thorium oxide or Lanthanum oxide.

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Claims (6)

Patentansprüche ;Claims; 1. Verfahren zum Herstellen von Teilen aus Knetlegierungen, durch Heißpressen von Zerstäubungspulvern, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulverteilchen zunächst verformt und mit inneren Spannungen versehen werden. 1. A method of making parts from wrought alloys by hot pressing atomizing powders thereby characterized in that the powder particles are first deformed and provided with internal stresses. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulverteilchen beim Verformen auf eine Warmverformbarkeit von mindestens 2% gebracht werden. 2. The method according to claim 1, characterized in that that the powder particles are brought to a hot deformability of at least 2% during deformation. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen beim Verformen auf eine Warmverformbarkeit von mindestens 5% gebracht werden.3. The method according to claim 2, characterized in that that the particles are brought to a hot deformability of at least 5% during deformation. 4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulverteilchen in einer Rührarm-Mühle verformt werden.4. The method according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the Powder particles are shaped in a stirring arm mill. 5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Teilchen eines Zerstäubungspulvers aus einer Superlegierung verformt werden.5. The method according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that particles a superalloy atomizing powder. 409826/0 819409826/0 819 6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß aus den verformten Teilchen Turbinenscheiben hergestellt wenden. 6. The method according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that from turn the deformed particles made of turbine disks. 40 9 8 26/081940 9 8 26/0819 LeerseiteBlank page
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