DE60211297T2 - Hochfeste heisskorrosions- und oxidationsbeständige, gerichtet erstarrte Superlegierung auf Nickelbasis und Gegenstände - Google Patents

Hochfeste heisskorrosions- und oxidationsbeständige, gerichtet erstarrte Superlegierung auf Nickelbasis und Gegenstände Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Superlegierungen auf Nickelbasis zur Verwendung in direktional verfestigten Gegenständen, und genauer eine derartige Legierung, die Gegenstände mit guten mechanischen Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen, guter Beständigkeit gegen Heißkorrosion und guter Oxidationsbeständigkeit schafft.
  • Die steigenden Anforderungen an die Effizienz in Gasturbinenmaschinen haben zu einer Forderung nach Materialien geführt, die in der Lage sind, härtere Betriebsbedingungen auszuhalten. Insbesondere ist für bestimmte Anwendungen eine gute Festigkeit zusammen mit der Beständigkeit gegen Heißkorrosion, Oxidation und Kriechen erforderlich.
  • Das US-Patent 3 619 182 beschreibt eine Superlegierung von mittelmäßiger Festigkeit, im Handel bekannt als IN 792, die angeblich eine überlegene Korrosionsbeständigkeit hat. Das Patent '182 beschreibt eine Legierung mit einer Zusammensetzung von, in Gew.-%: 9,5 bis 14 Cr; 7 bis 11 Co; 1 bis 2,5 Mo; 3 bis 4 W; 1 bis 4 Ta; bis zu 1 Cb; 3 bis 4 Al; 3 bis 5 Ti; Al + Ti = 6,5 bis 8; 0,005 bis 0,05 B; 0,01 bis 0,25 Zr; 0,02 bis 0,25 C; Rest Ni. Zu der Zeit, zu der die Anmeldung '182 eingereicht wurde, wäre die Legierung gegossen worden, um einen gleichachsigen (z.B. keine Angabe einer kristallografischen Ausrichtung) Gegenstand zu bilden, z.B. für Gasturbinenmaschinenkomponenten. Das Patent '182 wird ausdrücklich durch Bezugnahme hierin aufgenommen.
  • Eine Legierung, allgemein bekannt als GTD-111, die in gleichachsigen und direktional verfestigten Formen gegossen wurde. In gleichachsigen Gussteilen hat GTD-111 eine nominelle Zusammensetzung von, in Gew.-%: 14 Cr; 9,7 Co; 1,5 Mo; 3,8 W; 3 Ta; 3 Al; 0,10 C; 5 Ti; 0,02 B; 0,04 Zr; Rest Ni. Siehe z.B. Schilke et al. "Advanced Materials Propel Progress in Land-Based Gas Turbines", Advanced Materials and Processes, April 1992; siehe auch U.K.-Patent GB 1 511 562 (13,7 bis 14,3 Cr; 9 bis 10 Co; 1 bis 1,5 Mo; 4,8 bis 5,5 Ti; 2,8 bis 3,2 Al; 3,7 bis 4,3 W; 1 bis 1,5 Nb; 2,5 bis 3 Ta; 2,8 bis 3,2 Al; 0,08 bis 0,2 C; 4,8 bis 5,5 Ti; 0,01 bis 0,02 B; 0,02 bis 0,1 Zr; und entweder 1,5 bis 3,5 eines Gemisches aus Ta, Cb und Hf, oder 2,5 bis 3 Ta oder 2 bis 2,5 Hf oder 1 bis 1,5 Cb [oder Ta + Cb + Hf = 1,5 bis 3,5]; und bestehend aus einer Matrix und einer in der Matrix verteilten Monocarbid-Phase, bestehend aus: Ti, Mo, W und/oder Ta und/oder Cb und/oder Hf in solchen Anteilen, dass die Gesamtheit an Mo und W weniger als 15 Gew.-% der Carbid-Phase beträgt). In direktional verfestigten Gussteilen ist die nominelle Zusammensetzung mit Ausnahme von geringfügig niedrigeren Mengen an Zirconium ähnlich. Siehe G.K. Bouse, "Eta (η) and Platelet Phases in Investment Cast Superalloys", vorgestellt in Superalloys 1996, Seven Springs, PA.
  • Das US-Patent Nr. 3 615 376 ist gerichtet auf eine Legierung mit einer beanspruchten Zusammensetzung von, in Gew.-%: 0,15 bis 0,3 C (was beschrieben wird als mehr als das, was zur De-Oxidation erforderlich ist, und ausreichend, um Korngrenzen-Carbide zu bilden); 13 bis 15,6 Cr; 5 bis 15 Co; 2,5 bis 5 Mo; 3 bis 6 W; 4 bis 6 Ti; 2 bis 4 Al; 0,005 bis 0,02 Zr; Rest Ni und zufällige Verunreinigungen; und erfordert auch, dass Ti/Al 1:1 bis 3:1; Ti + Al zwischen 7,5 bis 9; Mo + 0,5 W zwischen 5 bis 7 ist; wobei eine Sigma-Phase im Wesentlichen fehlt, und mit einer Spannungsriss-Lebensdauer von mindestens 25 h bei 27,5 ksi (190 Pa) bei 1800°F (982°C). Eine direktional verfestigte Version dieser Legierung kann auch eine signifikante, absichtlich zugegebene Menge an Hf, z.B. bis zu über 0,5 Gew.-%, beinhalten. Es war allgemein unsere Erfahrung, dass bei der Anpassung einer Legierung an die Verwendung als säulenartige Körner signifikante Mengen an Hf zu einer Legierung zugegeben werden müssen, ob die Ausgangslegierung gleichachsig-kristallin oder einkristallin ist, um kritische Eigenschaften wie eine annehmbare Quer-Dehnbarkeit zu schaffen, und um ein Heißreißen während des Gießens zu verhindern, was für Anwendungen wie Gasturbinenmaschinenkomponenten erforderlich ist.
  • Die in dem US-Patent Nr. 4 597 809 mit gleicher Inhaberschaft offenbarte Legierung ergab sich aus einer Untersuchung der Auswirkungen der Nebenbestandteile Kohlenstoff, Bor, Zirconium und Hafnium auf die Eigenschaften bestimmter kommerzieller Legierungen in Einkristallform (die Hauptfunktion dieser Nebenbestandteile schien die Korngrenzen-Festigung zu beinhalten). Es wurde früher festgestellt, dass die Herstellung der Legierung IN 792 (ursprünglich in gleichachsiger Form), wie geändert in dem Patent '182 in einkristalliner Form – aber ohne Korngrenzen-Festiger – wesentliche und unerwartete Vorteile bei den mechanischen Eigenschaften lieferte. Die untersuchten einkristallinen In 792-Gegenstände hatten keine absichtlichen Zusätze von Kohlenstoff, Bor, Zirconium oder Hafnium. Im Laufe der Erforschung der Auswirkungen der Nebenbestandteile auf IN 792 wurde beobachtet, dass ein Hinzufügen kleiner Mengen an Kohlenstoff, d.h. 0,10 Gew.-%, zu IN 792-Einkristallen die Heißkorrosionsbeständigkeit wesentlich verbesserte, aber gleichzeitig die mechanischen Eigenschaften des Materials wesentlich verschlechterte. Die Verbesserung der Heißkorrosionsbeständigkeit war völlig unerwartet und wurde nicht verstanden. Als ein weiterer Schritt bei der Erforschung wurden der IN 792-Grundzusammensetzung Tantal-Zusätze in Zusammenwirkung mit dem zugesetzten Kohlenstoff zugegeben, und es wurde gefunden, dass, wenn die zugesetzten Tantal- und Kohlenstoff-Gehalte ausgewogen waren (um den Kohlenstoff als Tantalcarbid zu binden), eine gute Kombination von verbesserten mechanischen Eigenschaften und verbesserter Korrosionsbeständigkeit resultierte.
  • Einkristall-Gegenstände sind in vielen Fällen im Verhältnis zu ihren Gegenstücken mit säulenförmigen Körnern schwieriger und kostspieliger herzustellen, insbesondere wenn die Komponentengröße steigt. Darüber hinaus können die Schwierigkeit und die Kosten wesentlich anwachsen, wenn relativ große Gegenstände herzustellen sind, z.B. für landgestützte Gasturbinen-Anwendungen.
  • Wie oben festgestellt, sind typischerweise, wenn eine Legierung, die ursprünglich zur Verwendung in Einkristall-Gegenständen konzipiert wurde, zur Verwendung in direktional verfestigten Anwendungen mit säulenförmigen Körnern angepasst wird, oder wenn eine Legierung, die ursprünglich zur Verwendung in gleichachsiger Form konzipiert wurde, zur Verwendung als direktional verfestigte Anwendungen mit säulenförmigen Körnern angepasst wird, bestimmte Zusammensetzungsveränderungen gewährleistet, um die Korngrenzenfestigkeit und die Dehnbarkeit zu erhöhen. Beispielsweise werden typischerweise Hafnium, Kohlenstoff, Bor und Zirconium zu der einkristallinen oder gleichachsigen Zusammensetzung zum Zwecke der Verbesserung der Eigenschaften wie der Quer-Kriechfestigkeit und/oder der Dehnbarkeit zugegeben. Die Zugabe von Hafnium, selbst in kleinen Mengen wie 0,5 bis 2 Gew.-%, hat jedoch mehrere unerwünschte Folgen, wozu eine erhöhte Streifenbildung durch Entmischen gehört, die die Gießfähigkeit der Legierung signifikant verringern können. Zusätzlich fördert Hafnium eine erhöhte eutektische γ/γ'-Bildung.
  • Hafnium senkt auch die Temperatur des ersten Anschmelzens der Legierung, wodurch es den Temperaturbereich oder das Fenster, der (das) für ein Lösungsglühen der Legierung zur Verfügung steht, verringert. Da die Erzielung einer guten Kriechfestigkeit typischerweise erfordert, dass das Teil einem geeigneten Lösungsglühen unterzogen wird, macht es das verringerte Fenster schwieriger – in manchen Fällen unmöglich – ein geeignetes Lösungsglühen zu schaffen. Dieses Problem ist bei größeren Gegenständen, wie landgestützten Gasturbinenkomponenten, wo die Entmischung schlimmer wird, verschärft. Die Zugabe von Hafnium erhöht auch die Dichte der Legierung, was das Gewicht von aus der Legierung hergestellten Teilen erhöht, und kann die mikrostrukturelle Stabilität der Legierung verringern.
  • Es wäre wünschenswert, ein Material zur Herstellung von Gegenständen mit säulenförmigen Körnern bereitzustellen, und derartige Gegenstände bereitzustellen, die im Verhältnis zu vergleichbaren Gegenständen in Einkristallform eine angemessene Festigkeit haben und die auch eine zumindest vergleichbare Oxidationsbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit zeigen.
  • Es wäre auch wünschenswert, die Vorteile einer Legierungszusammensetzung, die für eine Verwendung wie in direktional verfestigten Teilen mit säulenförmigen Körnern angepasst ist, zu schaffen, während die Vorteile der Legierung, wie zur Verwendung in Einkristall-Gegenständen angepasst, beibehalten werden.
  • Es wäre gleichermaßen wünschenswert, eine derartige Legierung zu schaffen, die in Form säulenartiger Körner eine Oxidationsbeständigkeit ergibt, die mit der in Einkristallform zumindest vergleichbar ist.
  • Es wäre außerdem wünschenswert, eine derartige Legierung zu schaffen, die ohne den Zusatz von Hafnium eine angemessene Quer-Dehnbarkeit ergibt.
  • Es wäre noch darüber hinaus wünschenswert, eine derartige Legierung zu schaffen, die kein Lösungsglühen erfordert, um eine angemessene Kriechfestigkeit zu erzielen.
  • Aus WO-A-99/67435 ist bekannt, ein Gussteil bereitzustellen aus einer direktional verfestigten Legierung auf Nickelbasis mit säulenartigen Körnern mit einer Zusammensetzung von, in Gew.-%: 12,00 Cr, 9,00 Co, 1,85 Mo, 3,70 W, 5,10 Ta, 3,60 Al, 4,00 Ti, 0,0125 B, 0,09 C, Rest Ni.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein direktional verfestigter Gegenstand bereitgestellt, der eine korrosionsbeständige und oxidationsbeständige Superlegierung hoher Festigkeit auf Nickelbasis aufweist, die eine Matrix und von etwa 0,4 bis 1,5 Vol.-% einer auf Tantalcarbid basierenden Phase aufweist, wobei die Legierung, in Gew.-%, besteht aus: 11,94 Cr, 4,03 Ti, 1,84 Mo, 3,75 W, 5,15 Ta, 3,55 Al, 8,93 Co, 0,008 B, 0,02 Zr, 0,06 C und 0,01 Hf, Rest Nickel.
  • Die Legierung für direktional verfestigte Gegenstände mit säulenartigen Körnern hat im Verhältnis zu Einkristall-Gegenstücken eine zumindest vergleichbare Oxidationsbeständigkeit, und eine Korrosionsbeständigkeit, die derartigen Legierungen zumindest vergleichbar ist. Darüber hinaus hat die erfindungsgemäße Legierung eine Oxidationsbeständigkeit, die gleichachsigen Gegenstücken zumindest gleich ist, und eine zumindest gleiche Korrosionsbeständigkeit. Die Legierung der vorliegenden Erfindung stellt Gegenstände in direktional verfestigter Form mit säulenartigen Körnern mit überlegenerer Oxidationsbeständigkeit als bei vergleichbaren Gegenständen und Legierungen in gleichachsiger oder einkristalliner Form bereit.
  • In Form säulenartiger Körner zeigt die Legierung im Vergleich mit einem ähnlichen Gegenstand mit einer nominellen Zusammensetzung von 14 Cr, 4,9 Ti, 1,5 Mo, 3,8 W, 2,8 Ta, 3 Al, 9,5 Co, 0,01 B, 0,02 Zr, 0,1 C und Rest Ni, eine mindestens grob 2,5-fache Oxidationsbeständigkeit bei 2000°F (1093°C), eine mindestens grob 2,4-fache Kriechbruch-Lebensdauer bei 1400°F (760°C) und eine mindestens grob 1,5-fache Kriechbruch-Lebensdauer bei 1800°F (982°C).
  • Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann gemäß den Lehren verschiedener früherer Patente, wie in der Technik bekannt, in direktional verfestigter Form mit säulenartigen Körnern (oder in Einkristall-Form) gegossen werden. Typischerweise werden die Körner des Gussteils eine Ausrichtung parallel zur Hauptbelastungsachse des Bauteils haben, z.B. [100], obwohl Abweichungen toleriert werden können. Im Falle eines Einkristall-Gegenstands glauben wir, dass die Gegenstände Grenzen mit hohen Winkeln von bis zu und über 20° beinhalten können. Wenn erforderlich, kann die vorliegende Zusammensetzung nach dem Gießen in direktional verfestigter Form hitzebehandelt werden, um die mechanischen Eigenschaften der Legierung durch Kontrollieren der γ-Teilchengröße, z.B. gemäß den Lehren des US-Patents Nr. 4 116 723, zu verbessern. Jedoch können derartige Gegenstände, wie gegossen, eine angemessene Kriechfestigkeit (abhängig von ihrer beabsichtigten Verwendung) haben, so dass ein Lösungsglühen unnötig ist.
  • Die vorliegende Erfindung wird nun detaillierter beschrieben, nur beispielhaft und unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen, in denen:
  • 1 eine grafische Darstellung ist, die die Auswirkung von Kohlenstoff und Bor auf die Gießfähigkeit veranschaulicht;
  • 2 eine grafische Darstellung ist, die die relative Heißkorrosionsbeständigkeit einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Legierung veranschaulicht;
  • 3 eine grafische Darstellung ist, die die relative Oxidationsbeständigkeit einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Legierung veranschaulicht;
  • 4, 5 und 6 grafische Darstellungen sind, die die Kriechbruch-Lebensdauer der erfindungsgemäßen Legierung veranschaulichen; und
  • 7 eine grafische Darstellung ist, die die Quer-Kriechdehnbarkeit einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Legierung veranschaulicht.
  • Die vorliegende Erfindung basiert auf einer Veränderung der Chemie, die ursprünglich zur Verwendung in Einkristall-Gegenständen angepasst war, z.B. US-Patent Nr. 4 597 809 mit gleicher Inhaberschaft, zu einer Legierung, die besonders brauchbar bei der Herstellung von Gegenständen mit säulenartigen Körnern ist – obwohl wir glauben, dass die Legierung der vorliegenden Erfindung auch bei der Herstellung von Einkristall-Gegenständen ebenfalls brauchbar sein kann. In Form säulenartiger Körner sind gegossene Gegenstände gemäß der vorliegenden Erfindung durch gute Heißkorrosionsbeständigkeit, gute Oxidationsbeständigkeit und gute Längs- und Quer-Kriechbrucheigenschaften gekennzeichnet. Wir betrachteten auch die Zusammensetzung einer Legierung, die allgemein als „GTD-111" bezeichnet wird, siehe z.B. GB-Patent Nr. 1 511 652, die in gleichachsiger Form und in Form säulenartiger Körner verwendet wird und eine nominelle Zusammensetzung, in Gew.-%, von 14 Cr, 4,9 Ti, 1,5 Mo, 3,8 W, 2,8 Ta, 3 Al, 9,5 Co, 0,01 B, ~0,02 Zr, ~0,05 C, und Rest Ni, hat. Wir glauben, dass u.a. vorteilhafte und verschiedene Eigenschaften erzielt werden können durch Verändern der Zusammensetzung der '809-Einkristall-Legierung durch signifikantes Erhöhen der Kohlenstoff- und Bor-Anteile (und Zulassen einer Maximalmenge an Zirconium in der Legierung) einerseits, oder durch Verändern des nominellen Gehalts der 111-Legierung mit Gleichachsigkeit/säulenartigen Körnern durch signifikantes Erhöhen der Tantal-, Aluminium-, Molybdän- und Bor-Gehalte, und durch signifikantes Verringern der Titan- und Chrom-Gehalte andererseits (z.B. lehrt das Patent '652 u.a. einen hohen Chrom-Anteil (über 13,7 Gew.-%); einen relativ höheren Cobalt-Anteil (über 9,5 Gew.-%); dass mehr als 0,02% Zirconium annehmbar ist; und dass über 3 bis 3,5 Gew.-% Tantal eine unannehmbare mikrostrukturelle Instabilität bewirken). Dies trifft insbesondere zu in dem Fall von Gegenständen mit säulenartigen Körnern, zusammen mit einer gründlichen Kontrolle der Gesamtzusammensetzung.
  • Wir entdeckten, dass selbst kleine Zusätze von Zirconium die Gießfähigkeit eines Teils, insbesondere großer Teile wie Laufschaufeln landgestützter Gasturbinenmaschinen, nachteilig beeinflussten. Gegenstände mit mehr als etwa 0,02 Gew.-% Zirconium neigten dazu, nach einem Investmentguss, während des Abkühlens und der Verfestigung des geschmolzenen Materials, zu reißen. Es wird zwar nicht vollständig verstanden, aber das Problem des Reißens wurde verhindert, wenn Zirconium in einem Anteil von 0,02 Gew.-% anwesend war. In dem Bemühen, das Problem des Reißens zu verbessern, probierten wir mehrere Zusammensetzungen aus, einschließlich absichticher Zusätze von bis zu etwa 1,0 Gew.-% Hafnium, was das Problem nicht verhinderte und wovon man erwarten würde, dass es das Gewicht der Legierung erhöhen und die Temperatur des ersten Anschmelzens der Legierung verringern würde. Ein solches Ergebnis würde auch das verfügbare Temperaturfenster zum Lösungsglühen von Gegenständen, insbesondere größerer Gegenstände wie landgestützter Gasturbinenkomponenten, einschränken. Dementsprechend bevorzugen wir, dass die Legierung und die Gegenstände einen Zusatz von 0,01 Gew.-% Hafnium enthalten.
  • Eine Anzahl von Modifizierungen ("Mod") wurde durch Investmentguss von Gegenständen mit säulenartigen Körnern hergestellt und wie unten beschrieben geprüft. Insgesamt ist die Zusammensetzung von Mod 4 die beanspruchte Zusammensetzung unter den sechs unten aufgelisteten (alle in Gew.-%). In jedem Fall weist der Rest der Zusammensetzung Nickel und kleine Mengen zufälliger Verunreinigungen auf. Beispielsweise haben wir die Legierung durch Erhöhen des Kohlenstoffs auf etwa 0,08 Gew.-% und durch Erhöhen des Bors auf etwa 0,015 Gew.-% hinsichtlich Gießfähigkeit optimiert, ohne andere Eigenschaften zu belasten. Die Bemühung zur Optimierung wurde teilweise durch signifikantes Heißreißen während des Gießens großer Teile verursacht.
  • Figure 00080001
    • * Vergleichsbeispiele
  • Die zu prüfenden Gegenstände wurden Investment-gegossen und dann in ähnlicher Weise hitzebehandelt – durch ein Lösungsglühen bei etwa 2050°F (1121°C) für 2 h, gefolgt von einer Ausscheidungs-Hitzebehandlung bei 1975°F (1080°C) für 4 h, gefolgt von einer Stabilisierungs-Hitzebehandlung bei etwa 1550°F (843°) für 24 h. In einigen Fällen wurden die Gegenstände für eine geringere Zeit bei 2150 bis 2200°F (1177 bis 1205°C) lösungsgeglüht, zeigten aber keine signifikante Verbesserung der Eigenschaften.
  • 2 zeigt die relative Heißkorrosionsbeständigkeit der erfindungsgemäßen Legierung im Vergleich zu anderen Legierungen, einschließlich der Legierung-111. Der Korrosionstest wurde bei 1650°F (899°C) in einer Korrosionsgasumgebung durchgeführt, die erzeugt wurde durch Verbrennung von Jet A-Brennstoff (Luft-Brennstoff-Verhältnis 30:1) mit einem Zusatz von 20 ppm ASTM-Meersalz und genügend Schwefeldioxid, um einen Schwefelgehalt zu erzeugen, der einem S-Gehalt von 1,3% in dem Brennstoff äquivalent ist. Die angegebenen Zahlen sind die Expositionsstunden, die erforderlich waren, um einen Korrosionsangriff von 1 Mil (25 μm) zu erzeugen. Wie man in der Figur sieht, zeigt die erfindungsgemäße Legierung eine Korrosionsbeständigkeit, die mit GTD-111 vergleichbar ist und signifikant besser ist als bei Einkristall-Legierungen ähnlicher Zusammensetzungen, siehe die US-Patente Nr. 4 209 348 und Nr. 4 719 080 mit gleicher Inhaberschaft.
  • 3 zeigt die relative Thermozyklierungs- (burner rig) Oxidationsbeständigkeit, ohne Beschichtung, von Mod 4 der erfindungsgemäßen Legierung bei 2000°F (1093°C) und mehrerer anderer Legierungen. Während die Oxidationsbeständig keit die Oxidationsbeständigkeit von GTD-111 übersteigt, liegt Mod 4 signifikant höher (bei dem mindestens 2,5-fachen) und ist ähnlich der Oxidationsbeständigkeit der Einkristall-Legierung des Patents '809. Die Erhöhung des Aluminium-Gehalts und die Verringerung des Titan-Gehalts in der erfindungsgemäßen Legierung gegenüber GTD-111 ist weitgehend verantwortlich für die größere Oxidationsbeständigkeit der erfindungsgemäßen Legierung.
  • Die Zeit zum Hervorbringen eines Kriechens von 1% wurde (in vielen Fällen sowohl quer als auch längs) in Proben bei 1400°F (760°C) mit einer angelegten Spannung von 85 ksi (586 Pa) und bei 1800°F (982°C) mit einer anelegten Spannung von 27 ksi (189 Pa) getestet. Die Ergebnisse sind in den 4, 5 und 6 veranschaulicht. Wiederum zeigte die erfindungsgemäße Legierung eine Kriechbruch-Lebensdauer, die diejenige der Legierung-111 überschritt.
  • Die Quer-Kriechbruch-Dehnbarkeit wurde ebenfalls für mehrere Mods getestet, wie in 7 gezeigt. Die minimale Zerreißdehnung (siehe 4) war mindestens etwa 5%. Von einer derartigen Quer-Dehnbarkeit würde man erwarten, dass sie ein Material ergibt, das gegen die Bildung von Gießrissen beständiger ist.
  • In Summe basiert die vorliegende Erfindung entweder auf einer Modifizierung einer veröffentlichten Zusammensetzung für einen Gegenstand des Stands der Technik mit säulenartigen Körnern, oder einer veröffentlichten Zusammensetzung für einen Einkristall-Gegenstand des Stands der Technik. Bei Verwendung des Gegenstands des Stands der Technik mit säulenartigen Körnern umfasst die vorliegende Erfindung u.a. ein signifikantes Erhöhen der Tantal-, Aluminium- und Molybdän-Gehalte, und ein signifikantes Verringern der Titan- und Chrom-Gehalte. Bei Verwendung des Einkristall-Gegenstands des Stands der Technik umfasst die vorliegende Erfindung u.a. bestimmte Mengen an Bor und Kohlenstoff bei Kontrolle des Vorliegens von Zirconium (die jeweils aus der Legierung des Stands der Technik explizit herausgehalten werden). Jedenfalls zeigen die erfindungsgemäße Legierung und aus der Legierung hergestellte Gegenstände eine gute Kombination von Oxidationsbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Kriechbruch-Beständigkeit bei verschiedenen Temperaturen.

Claims (4)

  1. Direktional verfestigter Gegenstand, aufweisend eine hochfeste korrosions- und oxidationsbeständige Nickel-basierte Superlegierung, welche eine Matrix und von ca. 0,4 bis 1,5 vol.% einer auf Tantalcarbid basierenden Phase aufweist, wobei die Legierung in Gewichtsprozent aus 11,94 Cr, 4,03 Ti, 1,84 Mo, 3,75 W, 5,15 Ta, 3,55 Al, 8,93 Co, 0,008 B, 0,02 Zr, 0,06 C und 0,01 Hf, Rest Nickel, besteht.
  2. Gegenstand nach Anspruch 1, wobei der Gegenstand einen direktional verfestigten Gegenstand mit säulenartigen Körnern umfasst.
  3. Gegenstand nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Gegenstand eine Gasturbinenmaschinenkomponente umfasst.
  4. Gegenstand nach Anspruch 3, wobei der Gegenstand eine Turbinenlaufschaufel oder -leitschaufel umfasst.
DE60211297T 2001-12-18 2002-12-18 Hochfeste heisskorrosions- und oxidationsbeständige, gerichtet erstarrte Superlegierung auf Nickelbasis und Gegenstände Expired - Lifetime DE60211297T2 (de)

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