DE2443187A1 - PROCESS FOR MANUFACTURING FLAT ROLLED PRODUCTS FROM MECHANICAL ALLOY POWDERS - Google Patents
PROCESS FOR MANUFACTURING FLAT ROLLED PRODUCTS FROM MECHANICAL ALLOY POWDERSInfo
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Description
International Nickel Limited, Thames House, Millbank,
London, S0W. 1, GroßbritannienInternational Nickel Limited, Thames House, Millbank,
London , S 0 W. 1, Great Britain
"Verfahren zum Herstellen von Flachwalzprodukten aus mechanisch legierten Pulvern" "Process for the manufacture of flat rolled products from mechanically alloyed powders"
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Flachwalzprodukten aus mechanisch legierten Pulvern aus Verbundteilchen auf Basis von Nickel-, Eisen- oder Kobalt-Superlegierungen. ^The invention relates to a method for producing flat rolled products from mechanically alloyed powders Composite particles based on nickel, iron or cobalt superalloys. ^
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 909 781 ist ein Verfahren zum Herstellen mechanisch legierter Pulver bekannt,
bei dem eine Pulvercharge mit hoher Energie trockengemahlen und dessen Teilchen dabei miteinander vermengt, zerkleinert
und mechanisch miteinander zu Verbundteilchen verschweißt werden. Das Pulver wird dabei solange gemahlen, bis sich kaltverfestigte
Teilchen mit der Zusammensetzung des Pulvers und einer Härte ergeben, die der Hälfte der Härtedifferenz zwischen
der Ausgangs- und der Sättigungshärte entspricht,, Die einzelnen Verbundteilchen besitzen ein zusammenhängendes,-porenfreies
Gefüge, dessen Bestandteile bei geringem Phasenabstand feindispers ineinander verteilt sind.A method for producing mechanically alloyed powders is known from the German Offenlegungsschrift 1 909 781,
in which a powder charge is dry-milled with high energy and its particles are mixed with one another, comminuted and mechanically welded together to form composite particles. The powder is ground until work-hardened particles with the composition of the powder and a hardness that corresponds to half the hardness difference between the initial and saturation hardness result small phase spacing are finely dispersed in one another.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 943 062 ist auch be-From the German Offenlegungsschrift 1 943 062 it is also
509811/0876509811/0876
reits ein Verfahren zum Verdichten mechanisch legierter Pulver beispielsweise durch Strangpressen bekannt. Das Strangpressen besitzt jedoch den Nachteil, daß es für sich allein zum Herstellen von Flachmaterial wie Platinen, Blech oder Band nicht geeignet ist. Bislang herrschte auch die Auffassung, daß ein Walzverdichten mechanisch legierter Pulver angesichts der Vielzahl zu beachtender Parameter auf praktische Schwierigkeiten stoßen würde.a method for compacting mechanically alloyed powders, for example by extrusion, is already known. The extrusion however, has the disadvantage that it is used on its own for the production of flat material such as blanks, sheet metal or Tape is not suitable. Up to now, the view has also prevailed that roller compaction of mechanically alloyed powders would encounter practical difficulties given the multitude of parameters to be considered.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Walzverdichten bzw0 Herstellen von Flachwalzprodukten aus mechanisch legierten Pulvern zu schaffen. Die Lösung dieser Aufgabe basiert auf der Erkenntnis, daß sich Flachmaterial dann ohne Schwierigkeiten herstellen läßt, wenn die Verdichtungstemperatur, die Walztemperatur, die Verformungsgeschwindigkeit und die prozentuale Dickenabnahme sorgfältig aufeinander abgestimmt werden.The invention is therefore based on the object, a method of roll form densifying or 0 manufacture of flat rolled products from mechanically alloyed powders to create. The solution to this problem is based on the knowledge that flat material can be produced without difficulty if the compaction temperature, the rolling temperature, the deformation rate and the percentage decrease in thickness are carefully coordinated with one another.
Im einzelnen besteht die Erfindung in einem Verfahren, bei dem Verbundteilchen bei einer Superlegierung auf Basis Nikkei, Eisen oder Kobalt bei 927 bis 11500C verdichtet und unterhalb 11200C, jedoch über der Rekristallisationstemperatur der Legierung mit einer Verformungsgeschwindigkeit vonIn detail, the invention consists in a process in which composite particles in a superalloy based on Nikkei, iron or cobalt are compressed at 927 to 1150 ° C. and below 1120 ° C., but above the recrystallization temperature of the alloy with a deformation rate of
—1
3 bis 40 see" bis zu einer Gesamtdickenabnahme von 75 bis
97% warmgewalzt wirdo Beim Verdichten wird das Pulver in üblicher
Weise, beispielsweise durch Strangpressen unter Verwendung eines Matrizenverschlusses in eine geeignete Vorform
gebracht.-1
3 to 40 seconds "is hot-rolled up to a total thickness reduction of 75 to 97% o During compaction, the powder is brought into a suitable preform in the usual way, for example by extrusion using a die seal.
Das Pulver wird vorzugsweise bei einer Temperatur von 1010 bis 10930C heißverdichtet, während das Warmwalzen vorzugsweise bei einer Temperatur von 982 oder 1010 bis 1O93°C mit einer Gesamt-, d.he Längs- und Querdickenabnahme von vor-The powder is preferably hot compacted at a temperature of 1010-1093 0 C during the hot rolling preferably at a temperature of 982 or 1010 to 1O93 ° C with a total, that is e longitudinal and transverse thickness decrease of upstream
509811/08 7 6509811/08 7 6
zugsweise mindestens 80% erfolgt. Um eine hohe Zeitstandfestigkeit bei hohen Temperaturen wie 10380C zu erreichen, sollte die Legierung nach dem Warmwalzen bei einer Temperatur von beispielsweise 12040C bis zum Beginn des Schmelzens geglüht werden, die eine Sekundärrekristallisation hervorruft und ein Gefüge mit einem groben und gestreckten Korn im wesentlichen ohne feinkörnige Bestandteile ergibt. Auf diese Weise läßt sich beispielsweise 0,51 mm dikkes Blech mit einer hohen Zeitstandfestigkeit" bei Temperaturen bis 10380C sowohl in Längs- als auch in Querrichtung herstellen,, Derartiges Blech eignet sich zum Herstellen von Gasturbinen-, Brenner- und Nachverbrennerteilen.preferably at least 80% takes place. In order to achieve a high creep rupture strength at high temperatures such as 1038 0 C, the alloy should be annealed after hot rolling at a temperature of 1204 0 C, for example, until melting begins, which causes secondary recrystallization and a structure with a coarse and elongated grain essential without fine-grained components. In this way, for example, 0.51 mm dikkes sheet metal can having a high creep rupture strength "at temperatures to 1038 0 C in both the longitudinal manufacture and the transverse direction ,, Such sheet is suitable for the manufacture of gas turbine, combustor and Nachverbrennerteilen.
Die Teilchen des Ausgangspulvers besitzen vorzugsweise etwa die Sättigungshärte, um eine hohe innere Energie zu gewährleisten. Das Verdichten des Ausgangspulvers kann beispielsweise durch Heißpressen, Pressen in einer Strangpresse unter Verwendung einer geschlossenen Matrize und Pressformschmieden erfolgen,, Die Verdichtung st emp er atur darf jedoch 11500C nicht übersteigen, da höhere Temperaturen ein Spannungsfreiglühen und damit eine Verringerung der inneren Energie der Verbundteilchen bewirken. Ein solches Spannungsfreiglühen kann zu einem unzulässig hohen Feinkornanteil und damit zu einer Beeinträchtigung der Zeitstandfestigkeit führen. Verdichtungstemperaturen unter 927°C beeinträchtigen dagegen die Dichte und bringen die Gefahr von Kaltrissen mit sich. Vorteilhafterweise liegt die Presstemperatur bei 954 bis 1120, besser noch bei 982 oder 1010 bis 1093°C.The particles of the starting powder preferably have approximately the same hardness as saturation in order to ensure a high internal energy. The compaction of the starting powder, for example, by hot pressing, effected presses in an extruder using a closed die and die forging ,, Compaction st emp he ature may however 1150 0 C does not exceed, as higher temperatures, a stress relief annealing, thereby reducing the internal energy of Effect composite particles. Such stress-relieving annealing can lead to an inadmissibly high proportion of fine grains and thus to an impairment of the creep rupture strength. Compaction temperatures below 927 ° C, on the other hand, impair the density and pose the risk of cold cracks. The pressing temperature is advantageously 954 to 1120, better still 982 or 1010 to 1093 ° C.
Der Heißpresskörper wird bei einer Temperatur oberhalb der Rekristallisationstemperatur, jedoch unterhalb 11200C warmgewalzt. Ein Warmwalzen über 11200C kommt aufgrund der dynamischenThe hot-pressed body is hot rolled at a temperature above the recrystallization temperature but below 1120 0 C. A hot rolling over 1120 0 C comes due to the dynamic
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Erholung beim Warmwalzen einem Spannungsfreiglühen gleich, weswegen die Walztemperatur vorzugsweise 10760C nicht übersteigt.Recovery equal in the hot rolling to a strain relief annealing, the rolling temperature and therefore preferably does not exceed 1 076 0 C.
Eine zu starke dynamische Erholung kann auch bei einem Walzen mit hoher Temperatur beispielsweise über 10930C und gleichzeitig hoher Verformungsgeschwindigkeit von beispielsweise über 20 see" auftreten, die gleichzeitig ein adiabatisches Erwärmen im Walzgut bewirkteToo strong a dynamic recovery can also occur in the case of rolling at a high temperature, for example above 1093 ° C. and at the same time a high deformation rate of, for example, over 20 seconds, which at the same time caused adiabatic heating in the rolling stock
Zu geringe Walztemperaturen können insbesondere bei höheren Verformungsgeschwindigkeiten zu einem Überverformen bzw. Überwalzen und damit bei zunehmender Gefahr einer Rißbildung zu einer Beeinträchtigung der Werkstoffeigenschaften führen. Besonders geeignet ist daher eine Walztemperatur von 996 bis 10800C. überwalzte Legierungen neigen nämlich zu einem Rekristallisationsgefüge mit gleichen Kornachsen oder mit einem hohen Anteil feinkörniger Bestandteile. Unterwalzte Legierungen unterliegen dagegen keiner wesentlichen Sekundärrekristallisation.Rolling temperatures that are too low, especially at higher deformation speeds, can lead to over-deformation or over-rolling and thus to an impairment of the material properties with an increasing risk of crack formation. Therefore is particularly suitable a roll temperature 996-1080 0 C. on rolled alloys tend namely to a recrystallization structure with the same axes of grains or with a high proportion of fine-grained constituents. In contrast, under-rolled alloys are not subject to any significant secondary recrystallization.
Das Warmwalzen muß mit einer Verformungsgeschwindigkeit von 3 bis 40 see" erfolgen. Bei Verformungsgeschwindigkeiten unter 3 see" wird die dem Werkstoff erteilte Verfοrmungsenergie zu einem gewissen Teil durch die dynamische Erholung ausgeglichen, so daß eine Sekundärrekristallisation nicht mög-The hot rolling must be carried out at a deformation speed of 3 to 40 seconds. At deformation speeds below 3 see "is the deformation energy given to the material compensated to a certain extent by the dynamic recovery, so that secondary recrystallization is not possible.
—1 lieh ist. Verformungsgeschwindigkeiten über 40 see bringen bei niedrigeren Walztemperaturen dagegen die Gefahr eines Überwalzens oder bei den höheren Walztemperaturen eines zu starken adiabatisehen Erwärmens und zu starker Erholung mit sich. Besonders geeignet ist eine Verformungsgeschwindigkeit—1 is borrowed. Bring deformation speeds over 40 seconds at lower rolling temperatures, however, the risk of a Rolling over or, at the higher rolling temperatures, too strong adiabatic heating and too strong recovery themselves. A deformation speed is particularly suitable
-1 -1-1 -1
von 15 bis 30 see , besser noch von höchstens 20 see .from 15 to 30 sea, better still from a maximum of 20 sea.
50981 1 /087650981 1/0876
Das Warmwalzen muß solange erfolgen, bis die Dickenabnahme sowohl in Längs- als auch in Querrichtung 75 bis 97% erreicht. Eine unzureichende Querschnittsabnahme bzw. Verformungsgeschwindigkeit beeinträchtigt die Sekundärrekristallisation und ergibt kein gestrecktes Grobkorn, sofern überhaupt ein grobkörniges Gefüge entsteht. Eine Gesamtquerschnitts abnähme über 97% führt dagegen zu einem Überverformen. Besonders geeignet ist daher eine Querschnittsabnehme von 80 bis 91%.The hot rolling must continue until the decrease in thickness in both the longitudinal and transverse directions reaches 75 to 97%. An insufficient reduction in cross-section or deformation rate adversely affects secondary recrystallization and does not produce any stretched coarse grain, if at all a coarse-grained structure is created. A total cross-section would decrease by more than 97%, on the other hand, would lead to over-deformation. A cross-sectional decrease of 80 to 91% is therefore particularly suitable.
Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen und der Zeichnung des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:The invention is illustrated below using exemplary embodiments and the drawing of the closer explained. In the drawing show:
Figo 1 eine graphische Darstellung des Zusammenhangs zwischen Walztemperatur und Dickenabnahme beim Walzen in einer Richtung und 1 shows a graphic representation of the relationship between rolling temperature and decrease in thickness when rolling in one direction and
Fig. 2 eine dem Diagramm der Figo 1 entsprechende graphische Darstellung für den Fall eines Überkreuz-Walzens. FIG. 2 shows a graphic representation corresponding to the diagram in FIG. 1 for the case of cross rolling.
Aus dem Diagramm ergibt sich, daß eine Walztemperatur von 10100C und eine Dickenabnahme von 90,5% beim Walzen in einer Richtung zum Überwalzen führt, während sich beim Überkreuz-Walzen keine Schwierigkeiten ergeben. Während die erwähnte Walztemperatur in beiden Fällen geeignet ist, kommt es beim Walzen in einer Richtung zu unzulässig hohen inneren Spannungen0 Demzufolge sollten die Walztemperatur, die Dickenabnahme und die Verformungsgeschwindigkeit vorzugsweise so aufeinander abgestimmt werden, daß die Walzbedingungen beim Walzen in einer Richtung einem Punkt zwischen den beiden Kurven AB und CD des Diagramms der Fig. 1 bzw. beim Überkreuz-Walzen einem Punkt zwischen den Kurven EF und GH des Diagramms derFrom the diagram it appears that a roll temperature of 1010 0 C and a thickness reduction of 90.5% results in rolling in a direction of rolling over, while there are no difficulties in cross-rollers. While the aforementioned roll temperature is suitable in both cases, it comes in rolling in a direction toward unacceptably high internal stresses 0 Accordingly, the rolling temperature, the thickness reduction and the strain rate should preferably be matched so that the rolling conditions in the rolling in one direction a point between the two curves AB and CD of the diagram of FIG. 1 or, in the case of cross-rolling, a point between the curves EF and GH of the diagram of FIG
5098 11/08765098 11/0876
Fig. 2 entsprechen.Fig. 2 correspond.
Um die Warmfestigkeit zu verbessern, sollte die Legierung einem Grobkornglühen unterworfen werden. Liegt die Materialdicke jedoch unter 2,54 mm, sollte das Rekristallisationsglühen vor Beendigung des Warmwalzens erfolgen. Auf diese Weise läßt sich ein gestrecktes Korn vermeiden, das sich über die ganze Materialdicke erstreckt und die Festigkeit und Duktilität beeinträchtigt. In jedem Falle muß der Presskörper beim Warmverformen einer Dickenabnahme von insgesamt, d.ho in beiden Richtungen, mindestens 75%, vorzugsweise von mindestens 80% unterworfen werden, ehe ein Grobkorn- bzw. Rekristallisationsglühen erfolgte Nach dem Glühen kann dann bis zur Enddicke ausgewalzt werden. Gegebenenfalls kann die Legierung während des Warmwalzens wärmebehandelt werdene In order to improve the high temperature strength, the alloy should be subjected to a coarse grain annealing. However, if the material thickness is less than 2.54 mm, the recrystallization annealing should be carried out before the hot rolling is finished. In this way, a stretched grain can be avoided, which extends over the entire thickness of the material and impairs the strength and ductility. In any case, the compact must be subjected to a total thickness decrease of at least 75%, preferably of at least 80%, during hot forming before coarse-grain or recrystallization annealing . Optionally, the alloy can be heat treated during hot rolling e
Im Hinblick auf eine optimale Zeitstandfestigkeit sollte das Grobkorn- bzw. Rekristallisationsglühen je nach Legierungszusammensetzung bei einer Temperatur von 12040C bis zum Schmelzbeginn erfolgen,, Im allgemeinen eignet sich eine Glühtemperatur von 1288 bis 13430C; sie ergibt ein Grobkorn mit einem Achsenverhältnis über etwa 5:1, beispielsweise von 10:1 bis 50:1-With regard to an optimal creep rupture strength, the coarse fraction and recrystallization annealing should be carried out depending on the alloy composition at a temperature of 1204 0 C to the melting start ,, In general, an annealing temperature is 1288 to 1343 0 C; it results in a coarse grain with an aspect ratio over about 5: 1, for example from 10: 1 to 50: 1-
Bei Versuchen kamen mechanisch' legierte Superlegierungspulver der aus der nachfolgenden Tabelle I ersichtlichen Zusammensetzung zur Verwendung, die jeweils Nickel als Rest enthielten und durch zweiundzwanzigstündiges Mahlen in einer 455 !-Kugelmühle mit 75 Upm hergestellt wurden. Die Pulver aus Verbundteilchen der aus Tabelle I ersichtlichen Zusammensetzung wurden in Büchsen eingefüllt und nach dem Verschließen der Büchsen bei 10380C in einer geschlossenen Strangpresse unter Ver-In tests, mechanically alloyed superalloy powders of the composition shown in Table I below were used, each of which contained nickel as the remainder and was produced by grinding for twenty-two hours in a 455! Ball mill at 75 rpm. The powder of composite particles of the apparent composition of Table I were placed in boxes and after the closing of the cans at 1038 0 C in a closed extruder under comparable
5 0 9 8 11/08765 0 9 8 11/0876
Wendung zu Knüppeln verdichtet,Twist condensed into sticks,
Legierung Cr Al Ti Zr B Y2O,Alloy Cr Al Ti Zr BY 2 O,
W (%) 00W (%) 00
1 20 006 1.0 0o07 0.007 1.31 20 0 0 6 1.0 0o07 0.007 1.3
2 20 1.2 2.4 0.07 0.007 1.32 20 1.2 2.4 0.07 0.007 1.3
Ein Teil der Pressknüppel wurde zunächst bis auf einen quadratischen Querschnitt und alsdann zu Platinen oder Blech ausgewalzt. Die übrigen Knüppel wurden unterteilt und abgeschliffen, um parallele Oberflächen zu schaffen, auf die Bleche aus weichem Stahl geschweißt wurden«,Part of the press stick was initially except for one square cross-section and then rolled out to form blanks or sheet metal. The remaining billets were divided and ground down, to create parallel surfaces on which sheets of mild steel were welded «,
Sämtliche Knüppel wurden unter den sich aus den nachfolgenden Beispielen 1 bis 4 ergebenden Bedingungen warmgewalzt. Beim Herstellen der dünneren Bleche wurden jeweils mehrere Ausgangsbleche gestapelt und in einem verschlossenen Behälter aus weichem Stahl ausgewalzt«, Ein solcher Behälter kann auch aus rostfreiem Stahl oder Nickel bestehen. Um ein Kleben zu vermeiden, wurde zwischen die Bleche Tonerdepulver als Trennmittel gestreut«, Für diesen Zweck eignen sich auch eine Suspension von Glas oder anderen keramischen Stoffen. Mit dem Trennmittel ließen sich die fertigen Bleche ohne weiteres voneinander trennen.All billets were hot-rolled under the conditions resulting from Examples 1 to 4 below. When producing the thinner sheets, several starting sheets were stacked and placed in a sealed container rolled out of soft steel «, such a container can also made of stainless steel or nickel. To avoid sticking, alumina powder was placed between the sheets as a separating agent sprinkled «, a suspension is also suitable for this purpose of glass or other ceramic materials. With the The finished sheets could easily be separated from one another separate.
Die gewalzten Bleche wurden bei 13160C geglüht, um ein GefügeThe rolled sheets were annealed at 1316 ° C. to form a structure
5 0 9 8 11/08765 0 9 8 11/0876
mit einem gestreckten Grobkorn zu entwickeln und eine optimale Zeitstandfestigkeit zu erreichen» Das Glühen erfolgte bei allen Blechen mit einer Dicke über 2,54 mm nach dem Warmwalzen, ansonsten während des Warmwalzens, um über die ganze Blechdicke querverlaufende Korngrenzen zu schaffen,.to develop with a stretched coarse grain and to achieve an optimal creep strength »The annealing took place for all sheets with a thickness of more than 2.54 mm after hot rolling, otherwise during hot rolling to over the to create transverse grain boundaries throughout the sheet metal thickness.
Die Zeitstandfestigkeit und die Bruchdehnung wurden bei einer Temperatur von 10380C ermittelt. Als Kriterium für die Zeitstandfestigkeit bei dieser Temperatur kann eine Standzeit von mindestens 1000 Stunden bei einer Belastung von 68,95 N/mm gelten«,The creep rupture strength and elongation at break were determined at a temperature of 1038 0 C. The criterion for creep rupture strength at this temperature can be a service life of at least 1000 hours at a load of 68.95 N / mm «,
Das Pulver 1 gemäß Tabelle I wurde bei einer Temperatur von 10380C zu einem 38,1 mm dicken Knüppel verdichtet, der anschließend unter den Bedingungen der Tabelle II zu einem 3,175 mm dicken Blech ausgewalzt wurde. Beim Warmwalzen verlief die Längsrichtung des Pressknüppels parallel zur Walzenachse und betrug die Gesamtquerschnittsabnahme 91%. Der Walzendurchmesser betrug 45,7 cm und die Walzgeschwindigkeit 41,5 m/min. Die mechanischen Eigenschaften verschiedener Proben dieses Blechs ergeben sich aus der nachfolgenden Tabelle III. Die Versuche A bis C fallen dabei unter die Erfindung, während der Versuch D außerhalb der Erfindung liegt0 The powder 1 in accordance with Table I was compacted at a temperature of 1038 0 C to a 38.1 mm thick billet, which was then rolled under the conditions of Table II to a 3.175 mm thick sheet. During hot rolling, the longitudinal direction of the billet ran parallel to the roll axis and the total cross-sectional reduction was 91%. The roll diameter was 45.7 cm and the rolling speed 41.5 m / min. The mechanical properties of various samples of this sheet are shown in Table III below. The tests A to C fall while under the invention, during the trial D outside the invention is 0
B0981 1/0876B0981 1/0876
geschwindig
keitDeformation
swiftly
speed
0 9 8 11/08780 9 8 11/0878
LängsprobenLongitudinal samples
QuerprobenCross samples
suchVer
search
temp.
(0C)WaIz-
temp.
( 0 C)
(N/mm2)load
(N / mm 2 )
zeit
(h)was standing
Time
(H)
nungDeh
tion
zeit
(N/mm^)was standing
Time
(N / mm ^)
(N/mm2)load
(N / mm 2 )
zeit
(h)was standing
Time
(H)
nung
I OjC. ι
V yO /Deh
tion
I OjC. ι
V yO /
zeit
1000 h
(N/mm2)was standing
Time
1000 h
(N / mm 2 )
OI.
O
■32,8.115.2 *
■ 32.8.
138131
138
309,8*
40,5163.8 *
309.8 *
40.5
CO
-JCD
CO
-J
262,7235.8 *
262.7
131<131
131
469,8145.6
469.8
61,8168.6 *
61.8
117<117
117
9,447.3 *
9.4
124<124
124
15,1163.0 *
15.1
24,4189.6 *
24.4
Die Daten der Tabelle III zeigen, daß sich eine Standzeit von 1OOO Stunden unabhängig von der Walzrichtung ergibt0 Eine optimale Zeitstandfestigkeit in beiden Richtungen läßt sich bei einer Walztemperatur von 10380C erreichen, obgleich sich bei einer Walztemperatur von 9820C eine höhere Zeitstandfestigkeit quer zur Walzrichtung und bei einer Walztemperatur von 10930C eine bessere Zeitstandfestigkeit in Längsrichtung ergibt. Andererseits zeigen die Daten der Tabelle III, daß sich die ZeitStandfestigkeit bei einer Walztemperatur von 1150 C zu verringern beginnt.The data of Table III show that a service life of 1OOO hours yields irrespective of the rolling direction 0 An optimal creep rupture strength in both directions can be achieved at a roll temperature of 1038 0 C, although at a roll temperature of 982 0 C a higher creep rupture strength crosswise to the rolling direction and at a rolling temperature of 1093 0 C results in a better creep rupture strength in the longitudinal direction. On the other hand, the data in Table III show that the creep strength begins to decrease at a rolling temperature of 1150 ° C.
Aus dem mechanisch legierten Pulver 1 der Tabelle I wurde entsprechend Beispiel 1 ein 3,175mm dickes Blech hergestellt. Das Blech wurde alsdann 30 Minuten bei 13160C geglüht und anschließend durch Beizen von der Stahlhülse befreit. Drei quadratische Blechproben mit einer Kantenlänge von 127 mm wurden unter Verwendung von Tonerde als Trennmittel in einem Behälter aus weichem Stahl gestapelt. Nach dem Verschließen des Behälters wurde der Stapel in zwei Stichen und einer Richtung bis auf eine Dicke von 9,5 mm ausgewalzt. Die Blechdicke betrug 1,27 bis 1,54 mm. Aus der nachfolgenden Tabelle IV sind die Zeitstandfestigkeiten dreier nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bei unterschiedlichen Temperaturen warmgewalzter Proben E bis G bei 10380C zusammengestellteFrom the mechanically alloyed powder 1 of Table I, a 3.175 mm thick sheet was produced in accordance with Example 1. The sheet metal was then annealed at 1316 ° C. for 30 minutes and then freed from the steel sleeve by pickling. Three square sheet metal samples with an edge length of 127 mm were stacked in a container made of mild steel using alumina as a release agent. After closing the container, the stack was rolled out in two stitches and one direction to a thickness of 9.5 mm. The sheet thickness was 1.27 to 1.54 mm. From the following Table IV, the creep rupture strengths of three by the novel process of hot-rolled samples at different temperatures are compiled E to G at 1038 0 C
509811 /0876509811/0876
LängsprobenLongitudinal samples
QuerprobenCross samples
Versuch attempt
WaIztemp. WaIter temp.
Belastungload
(N/mm2)(N / mm 2 )
Standzeit Service life
(h)(H)
Dehnung strain
Standzeit
1000 hService life
1000 h
(N/mm2)(N / mm 2 )
Belastungload
(N/mm2)(N / mm 2 )
Stand- Dehzeit nungStand- elongation
Oi) 00Oi) 00
Stand zeit
1000 hStanding time
1000 h
(N/mm2)(N / mm 2 )
* = ohne Bruch* = without break
Die Daten der Tabelle IV zeigen, daß die Zeitstandfestigkeit in Längsrichtung größer ist als in Querrichtung. Der Unterschied dürfte sich bei einem Überkreuzwalzen des Stapels verringern. In jedem Falle ergab sich eine optimale Zeitstandfestigkeit bei Walztemperaturen von 982 bis 10380C,The data in Table IV show that the creep rupture strength is greater in the longitudinal direction than in the transverse direction. The difference should decrease as the stack is rolled over. In each case, there was an optimal creep rupture strength at rolling temperatures of 982 to 1038 0 C,
Entsprechend Beispiel 2 wurden aus dem Pulver der Legierung 1 gemäß Tabelle I 0,5 bis 0,8 mm dicke Bleche hergestellt und hinsichtlich ihrer Zeitstandfestigkeit mit den aus der nachfolgenden Tabelle V ersichtlichen Daten untersucht.According to Example 2, the alloy was made from the powder 1 according to Table I 0.5 to 0.8 mm thick sheets produced and examined with regard to their creep rupture strength using the data shown in the table below.
peratur
(0C)Rolling temperature
temperature
( 0 C)
stung
(N/mmBela
stung
(N / mm
(%)strain
(%)
1000 h
(N/mm2)Service life
1000 h
(N / mm 2 )
queralong
across
10381038
1038
103103
103
0.90.9
0.9
8390
83
zeit
2Kh)was standing
Time
2 Kh)
4.744.9
4.7
Die Daten der Tabelle V beweisen das ausgezeichnete Zeitstandverhalten der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gewalzten Legierungen. . ■The data in Table V prove the excellent creep behavior of the alloys rolled by the method according to the invention. . ■
5 0 9 8 11/08765 0 9 8 11/0876
Aus einem Pulver der Legierung 2 gemäß Tabelle I wurden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einer Gesamtdikkenabnahme von 9096 unter den aus den nachfolgenden Tabellen VI bis VIII ersichtlichen Bedingungen 6,35 mm dicke Bleche hergestellt.A powder of alloy 2 according to Table I was used in accordance with the method according to the invention with an overall thickness decrease of 9096 among those from the tables below VI to VIII apparent conditions 6.35 mm thick sheets are produced.
50981 1/087650981 1/0876
temp.
(0C)WaIz-
temp.
( 0 C)
abnahme
(%) Cross-sectional
acceptance
(%)
tungWalzrich
tion
geschwindigk.
(see")Deformation
speed.
(lake")
temp.
(0C)WaIz-
temp.
( 0 C)
abnahme
00 Cross-sectional
acceptance
00
tungWalzrich
tion
2935
29
queralong
across
geschwindigk.
(see"1)Deformation
speed.
(see " 1 )
50981 1 /087650981 1/0876
temp.
(0C)WaIz-
temp.
( 0 C)
t ungRolling mill
t ung
ge schwindigk
(see"1)Deformation
speed
(see " 1 )
abnahme
(JO Cross-sectional
acceptance
(JO
Die Bleche wurden eine Stunde bei 13160C grobkorngeglüht und 24 Stunden bei 7040C ausgehärtet. Anschließend wurde die Zeitstandfestigkeit bei 10380C mit den aus der nachfolgenden Tabelle IX ersichtlichen Daten untersucht.The sheets were grobkorngeglüht one hour at 1316 0 C and cured for 24 hours at 704 0 C. Thereafter, the creep rupture strength at 1038 0 C was studied using the models in the following Table IX data.
50 98 1 1/08750 98 1 1/087
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere für Nickel-Superlegierungen mit bis 65%, beispielsweise 1 bis 25 oder 35% Chrom, bis 30%, beispielsweise 5 bis 25% Kobalt, bis 10%, beispielsweise 1 bis 9% Aluminium, bis 8%, beispielsweise 1 bis 7% Titan, insbesondere mit einem Gesamtgehalt an Aluminium und Titan über 6% sowie für Nickel-Superlegierungen mit bis 30%, beispielsweise 1 bis 8% Molybdän, bis 25%, beispielsweise 2 bis 20% Wolfram, bis 10% Niob und bis 10% Tantal, insbesondere mit einem Gesamtgehalt an Molybdän, Wolfram und Niob und Tantal von mindestens 4%; bis 2 oder 4% Zirkonium; bis 0,5% Bor und bis 5% Hafnium; bis 2% Vanadin; bis 6% Kupfer, bis 5% Mangan und bis 70% Eisen; bis 4% Silizium. Ebenso geeignet sind Kobalt-Superlegierungen ähnlicher Zusammensetzung. Die Superlegierungen können wirksame Mengen, beispielsweise bis 10 Vol.-% eines feuerfesten Dispersoids wie beispielsweise Oxyde, Karbide, Nitride und Boride enthalten. Die Dispersoide können dabei aus Verbindungen der Elemente Yttrium, Lanthan, Thorium, Zirkonium, Hafnium, Titan, Silizium, Aluminium, Cer, Uran, Magnesium, Kalzium und Beryllium bestehen. Vorzugsweise enthalten die Superlegierungen bis 5 Vol.-% eines oder mehrerer Dispersoide.The method according to the invention is particularly suitable for nickel superalloys with up to 65%, for example 1 to 25 or 35% chromium, up to 30%, for example 5 to 25% cobalt, up to 10%, for example 1 to 9% aluminum, up to 8%, for example 1 to 7% titanium, especially with a total aluminum and titanium content of more than 6% and for nickel superalloys with up to 30%, for example 1 to 8% molybdenum, up to 25%, for example 2 to 20% tungsten, up to 10% niobium and up to 10% tantalum, in particular with a total content of molybdenum, tungsten and niobium and tantalum of at least 4%; up to 2 or 4% zirconium; up to 0.5% boron and up to 5% hafnium; up to 2% vanadium; up to 6% copper, up to 5% manganese and up to 70% iron; until 4% silicon. Cobalt superalloys are also more similar Composition. The superalloys can be effective Amounts, for example up to 10% by volume, of a refractory dispersoid such as oxides, carbides, nitrides and borides contain. The dispersoids can be made from compounds of the elements yttrium, lanthanum, thorium, zirconium, hafnium, titanium, Silicon, aluminum, cerium, uranium, magnesium, calcium and beryllium are made up. The superalloys preferably contain up to 5% by volume of one or more dispersoids.
5098M/.08765098M / .0876
Claims (1)
geschwindigkeit von 3 bis 40 see sowie mit einer Gesamt--1
speed of 3 to 40 seconds as well as a total
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