JP2004197131A - ニッケル基耐熱合金及びガスタービン翼 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】12.0〜16.0重量%のCr,4.0〜9.0重量%のCo,3.4〜4.6重量%のAl,0.5〜1.6重量%のNb,0.05〜0.16 重量%のC,0.005〜0.025 重量%のB、及びTi,Ta,Mo,Wを含み、次の関係式で求められるTiEqが4.0〜6.0、MoEqが5.0〜8.0の範囲にあり、γ′相が析出したニッケル基超合金。
TiEq=Ti重量%+0.5153×Nb重量%+0.2647×Ta重量%
MoEq=Mo+0.5217×W重量%+0.5303×Ta重量%+1.0326×Nb重量%
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ニッケル基超合金及びニッケル基超合金の鋳造材によって形成されたガスタービン翼に関する。
【0002】
【従来の技術】
ジェットエンジンやガスタービンなどの動力機関においては、高性能化および高効率化などのために、タービン入口温度を高温化しており、これにともない高温化に耐えうるタービン翼材料の開発が重要課題となっている。
【0003】
タービン翼材料に要求される主な特性は、高温での遠心力に耐え得る高いクリープ破断強度,高靭性および高温燃焼ガス雰囲気に対する優れた耐酸化性および耐食性である。これらの特性を満たすために、現在ではガスタービン翼材料にニッケル基超合金が使用されている。
【0004】
ニッケル基超合金には、等軸晶からなる普通鋳造合金,柱状晶からなる一方向凝固合金及び一つの結晶からなる単結晶合金がある。これらのうちでは、普通鋳造合金が翼を鋳造した時の鋳造歩留りが最も高い。このため、翼の形が大きく形状が複雑なランド用ガスタービンに適する(例えば特許文献1参照)。しかし、普通鋳造合金では、まだ高温クリープ破断強度の高いものが見出されておらず、高温クリープ破断強度,耐食性及び耐酸化性を併せ持った合金は得られていない。
【0005】
単結晶合金或いは一方向凝固合金には、クリープ破断強度の高いものがある。しかし、Cr含有量を少なくし、固溶強化度の高いWやTaを多量に添加してクリープ破断強度を高めているので、高温での耐食性が十分でなく、耐食性の観点でも不純物の多い燃料を使用するランド用ガスタービンには不適な材料となっている。
【0006】
【特許文献1】
特開平6−57359号公報(
【0006】
【0007】)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、優れた高温クリープ破断強度と耐酸化性及び耐食性を併せ持った、普通鋳造用又は一方向凝固用のニッケル基耐熱合金及びその合金によって形成されたガスタービン翼を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明のニッケル基耐熱合金は、12.0〜16.0重量%のCr,4.0〜9.0重量%のCo,3.4〜4.6重量%のAl,0.5〜1.6重量%のNb,0.05〜0.16重量%のC,0.005〜0.025重量%のB、及びTi,Ta,Mo,Wを含む。
【0009】
これら以外に、Hfを0〜2.0重量%、Reを0〜0.5重量%、Zrを0〜0.05重量%、Oを0〜0.005 重量%、Nを0〜0.005重量%、Siを0〜0.01重量%、Mnを0〜0.2重量%、Pを0〜0.01 重量%、Sを0〜0.01 重量%の範囲内で含むことができる。これら以外の成分は、合金製造時に混入する不可避の不純物を除いて実質的にNiである。
【0010】
本発明のニッケル基合金は、次の関係式で求められるTiEqが4.0〜6.0の範囲にあり、またMoEqが5.0〜8.0の範囲にある。
【0011】
TiEq=Ti重量%+0.5153×Nb重量%+0.2647×Ta重量%
MoEq=Mo+0.5217×W重量%+0.5303×Ta重量%+1.0326×Nb重量%
また、本発明のニッケル基合金は、オーステナイトの母相にγ′相が析出分散した結晶組織を有する。γ′相は、(Ni3Al)の形を有する金属間化合物であり、合金組成によって、Ni3(Al,Ti),Ni3(Al,Nb),Ni3(Al,Ta,Ti)等になる場合がある。
【0012】
TiEqは、NbとTaを等価なTi量に換算し、それらを合計したものである。組織安定性とクリープ強度に関係してくる。組織安定性を良くする、つまりγ相の母相にγ′相を析出させ、TCP相,δ相或いはη相などの脆い相が析出しないようにするには、TiEqを6.0 以下にすることが望ましい。TiEqの値が小さいほど組織安定性はよくなるが、クリープ強度が低下するため4.0 以上にすることが望ましい。TiEqが4.0〜5.0の範囲において、特に優れたクリープ強度と組織安定性が得られる。
【0013】
MoEqは、W,Ta,Nbを等価なMo量に換算し、それらを合計したものである。この値も組織安定性とクリープ強度に関係する。組織安定性を良くするためには、MoEqは8.0 以下にすることが望ましく、MoEqの値が小さいほど組織安定性は優れるが、クリープ強度が低下するため5.0 以上にすることが望ましい。MoEqが5.5〜7.5の範囲において、特に優れたクリープ強度と組織安定性が得られる。
【0014】
本発明のニッケル基合金において、Wは3.5〜4.5重量%の範囲で含まれることが望ましい。また、Moは1.5〜2.5重量%の範囲で含まれることが望ましい。Taは2.0〜3.4重量%の範囲、Tiは3.0〜4.0重量%の範囲で含まれることが望ましい。したがって、本発明によれば、先に述べた成分元素を含むニッケル基合金において、W,Mo,Ta及びTiから選ばれた少なくとも1種を前記の範囲内で含むニッケル基耐熱合金が提供される。
【0015】
各元素の作用効果及び組成範囲限定理由を、以下に述べる。
【0016】
Cr:12.0〜16.0重量%
Crは、高温における耐食性を改善するのに有効な元素であり、その効果がより顕著に現れるのは12.0 重量%を超えてからである。しかし、本発明の合金には、Co,Mo,W、Ta等が添加されているため、Cr量が多くなりすぎると、脆いTCP相が析出して高温強度が低下する。このことから、他の合金元素とのバランスをとって、その上限は16.0 重量%とすることが望ましい。この組成範囲内に於いて、高強度及び高耐食性が得られる。より好ましい範囲は13.0〜15.0重量%の範囲である。
【0017】
Co:4.0〜9.0重量%
Coは、γ′相の固溶温度を低下させて溶体化処理を容易にするほか、γ′相を固溶強化し、また高温耐食性を向上させる。これらの効果が現れるのは、Coの含有量が4.0 重量%以上のときである。Coの含有量が9.0 %を超えると、本発明の合金では、Co,Mo,W,Ta等が添加されているため、他の合金元素とのバランスがくずれ、γ′相の析出を抑制し高温強度が低下してしまう。このため、上限は9.0重量%にすることが望ましい。溶体化熱処理の容易性と強度とのバランスを考慮した場合、より好ましい範囲は6.0〜8.0重量%の範囲である。
【0018】
W:3.5〜4.5重量%
Wはマトリックスであるγ相と析出相であるγ′相に固溶し、固溶強化によりクリープ強度を高める。このような効果が十分に発揮されるには3.5 重量%以上の含有量が必要である。しかし、Wは比重が大きいので合金の重量が増大し、また高温における耐食性を低下させる。更に4.5 重量%を超えると針状のα−Wが析出するようになり、クリープ強度,高温耐食性および靭性が低下する。このため、その上限は4.5 重量%とすべきである。高温における強度,耐食性及び高温での組織安定性のバランスを考慮した場合、より好ましい範囲は3.8 〜4.4重量%の範囲である。
【0019】
Mo:1.5〜2.5重量%
MoはWと同様の効果を有し、γ′相の固溶温度を上げ、クリープ強度を向上させる。このような効果を十分に得るためには1.5 重量%以上の含有量が必要である。MoはWに比べて比重が小さいため合金の軽量化が図れる。一方、Moは耐酸化特性および耐食性を低下させるため、添加するとしてもその上限を2.5重量%とする必要がある。この組成範囲に於いて、高温における強度,耐食性及び高温での耐酸化特性のバランスを考慮した場合、より好ましくは1.6〜2.3重量%の範囲である。
【0020】
Ta:2.0〜3.4重量%
Taはγ′相にNi3(Al,Ta)の形で固溶し、固溶強化する。これによりクリープ強度が向上する。この効果が十分に得られるようにするためには、2.0重量%以上含有させることが望ましい。一方、3.4 重量%を超えると過飽和になって針状のδ相である[Ni,Ta]が析出するようになり、クリープ強度が低下する。したがって、その上限は3.4 重量%にすべきである。高温における強度と組織安定性のバランスを考慮した場合、より好ましい範囲は、2.5〜3.2重量%の範囲である。
【0021】
Ti:3.0〜4.0重量%
Tiはγ′相にNi3(Al,Ta,Ti)の形で固溶し、固溶強化するが、
Taほどの効果はない。むしろ、Tiは高温における耐食性改善の効果の方が顕著である。耐食性改善の効果が顕著に現れるようにするには、3.0 重量%以上の含有量が必要である。しかし、4.0 重量%を超えて添加すると、耐酸化性が著しく劣化するため、その上限は4.0 重量%とすべきである。高温における強度と耐食性,耐酸化性のバランスを考慮した場合、より好ましい範囲は3.2 〜3.6重量%の範囲である。
【0022】
Nb:0.5〜1.6重量%
Nbは、γ′相にNi3(Al,Ta,Ti,Nb)の形で固相し、固溶強化するが、Taほどの効果はない。むしろ、Nbは高温における耐食性を改善する効果の法が顕著である。耐食性改善の効果が顕著に現れるためには、0.5 重量%以上の含有量が必要である。しかし、1.6 重量%を超えて添加すると、強度が低下すると共に、耐酸化性が劣化するため、その上限は1.6 重量%とする必要がある。高温における強度と耐食性,耐酸化特性のバランスを考慮した場合、より好ましい範囲は1.0〜1.5重量%の範囲である。
【0023】
Al:3.4〜4.6重量%
Alは析出強化相であるγ′相すなわちNi3Al の構成元素であり、これによりクリープ強度が向上する。また、耐酸化特性向上にも大きく貢献する。それらの効果が十分得るようにするためには、3.4 重量%以上の含有量が必要であるが、4.6 重量%を超えると、γ′相が過大に析出し、かえって強度を低下させると共に、Crと複合酸化物を形成し、耐食性を低下させる。このことから、3.4〜4.6重量%の範囲とすることが望ましい。高温における強度と耐酸化特性のバランスを考慮した場合、より好ましい範囲は3.6〜4.4重量%の範囲である。
【0024】
C:0.05〜0.16重量%
Cは結晶粒界に偏析して結晶粒界の強度を向上させると共に、一部はTiC,TaC等の炭化物を形成して塊状に析出する。結晶粒界に偏析して粒界強度を上げるには、0.05 重量%以上の添加が必要であるが、0.16 重量%を超えて添加すると過剰の炭化物が形成され、高温でのクリープ強度や延性が低下し、耐食性も低下する。強度,延性及び耐食性のバランスを考慮した場合、より好ましい範囲は0.1〜0.16重量%の範囲である。
【0025】
B:0.005〜0.025重量%下
Bは結晶粒界に偏析して結晶粒界の強度を向上させると共に、一部は(Cr,Ni,Ti,Mo)3B2 等のホウ化物を形成し、合金の粒界に析出する。結晶粒界に偏析して粒界強度を上げるには、0.005 重量%以上の添加が必要である。しかし、生成するホウ化物は融点が合金の融点に比べ著しく低く、合金の溶融温度を低下させ、溶体化処理温度範囲を狭くすることから、上限は0.025 重量%とすることが望ましい。強度及び溶体化熱処理性のバランスを考慮した場合、より好ましい範囲は0.01〜0.02重量%の範囲である。
【0026】
Hf:0〜2.0重量%
Hfは、強度の向上にはほとんど寄与しないが、高温での耐食,耐酸化性を向上させる効果がある。具体的には、合金表面に形成されるCr2O3,Al2O3などの保護皮膜の密着性を高めて耐食,耐酸化性を改善する効果がある。したがって、耐食,耐酸化性を改善したい場合には、Hfを含有させることが望ましい。しかし、その量が多くなると合金の融点が下がり、溶体化処理温度を狭くするので、2.0 重量を超えないようにすることが望ましい。また、普通鋳造合金の場合には、Hf添加による特性改善の効果はほとんど見られないので添加しない方がよく、含有する場合は0.1 重量%以下に抑えることが望ましい。一方向凝固鋳造の場合には、Hf添加による効果が顕著に現れるので、0.7 重量%以上含有することが望ましい。
【0027】
Re:0〜0.5重量%
Reは、そのほとんどがマトリックスであるγ相に固溶し、固溶強化によってクリープ強度を高めるとともに、合金の耐食性を改善する。しかし、高価であり、比重も大きく合金の重量を増大するので、必要に応じて添加すればよい。本発明のようにCr含有量が多い合金では、0.5 重量%を超えて含有すると針状のα−Wまたはα−Re(Mo)が析出し、クリープ強度および靭性を低下させる原因になるので、上限は0.5重量%にすべきである。
【0028】
Zr:0〜0.05重量%
Zrは結晶粒界に偏析して結晶粒界の強度を若干向上させる。しかし、大部分はニッケルとの金属間化合物すなわちNi3Zr を結晶粒界に形成する。この金属間化合物は合金の延性を低下させ、また低融点であるため、合金の溶融温度が低下し、溶体化処理温度範囲が狭くなるなど、有効な作用が少ない。このため、含有する場合でも上限は0.05 重量%にすべきである。
【0029】
O:0〜0.005重量%
N:0〜0.005重量%
酸素と窒素は、いずれも合金原料から持ち込まれることが多く、酸素はるつぼからも入る。合金中に混入した酸素或いは窒素は、酸化物(Al2O3)や窒化物(TiNあるいはAlN)を形成して塊状に存在する。鋳物中にこれらの化合物が存在すると、クリープ変形中のクラックの起点となり、クリープ破断寿命を低下させたり、疲労亀裂発生の起点となって疲労寿命が低下する。特に酸素は、鋳物表面に酸化物として現れることで、鋳物の表面欠陥となり、鋳造品の歩留まりを低下させる原因となる。したがって、酸素及び窒素は混入させないことが望ましく、いずれも0.005重量%を超えないようにすることが望ましい。
【0030】
Si:0〜0.01重量%
Siは合金原料から持ち込まれる。本発明においては、特に有効な元素ではないので、含有しないことが望ましく、混入する場合は0.01 重量%以下に抑えることが望ましい。
【0031】
Mn:0〜0.2重量%
Mnも合金原料から持ち込まれる。Siと同様に、本発明においては特に有効な元素ではないので含有しないことが望ましく、混入する場合は0.02 重量%以下に抑えることが望ましい。
【0032】
P:0〜0.01重量%
Pは不純物である。できるだけ少ない方がよく、0.01 重量%以下に抑えることが望ましい。
【0033】
S:0〜0.01重量%
Sも不純物である。Pと同様にできるだけ少ない方がよく、0.01 重量%以下に抑えることが望ましい。
【0034】
本発明によれば、Cr,Co,W,Mo,Ta,Ti,Al,Nb,C,Bよりなる元素をいずれも好適な範囲内で含むニッケル基超合金,具体的には、13.0〜15.0重量%のCr,6.0〜8.0 重量%のCo,3.8〜4.4重量%のW,1.6〜2.3重量%のMo,2.5〜3.2重量%のTa,3.2〜3.6重量%のTi,3.6〜4.4重量%のAl,1.0〜1.5重量%のNb,0.10〜0.16重量%のC,0.01〜0.02重量%のBを含むニッケル基超合金が提供される。
【0035】
【発明の実施の形態】
図6は、ランド用ガスタービンを示している。図6中の符号1が第1段動翼であり、符号2が第2段動翼、符号3が第3段動翼である。これらの動翼のうちでは第1段動翼が最も高温に加熱され、次いで第2段動翼が高温に加熱される。図7は、ランド用ガスタービンの動翼の斜視図を示している。通常のランド用ガスタービンでは、その高さはおおよそ十数cmである。本発明では、図7に示すガスタービン翼がニッケル基超合金の普通鋳造材によって形成され、場合によっては一方向凝固合金によって形成される。
【0036】
以下の実験は、普通鋳造により鋳造品から試験片を切り出して行った。
【0037】
表1には、本発明合金(A1〜A28)の化学組成を示した。表2には比較例合金(B1〜B28)および既存合金(C1〜C3)の化学組成を示した。
【0038】
各合金は、容量15kgの耐火るつぼを用いた真空誘導炉を使用して溶解製造し、それぞれ直径80mm,長さ300mmのインゴットにした。次にインゴットをアルミナるつぼで真空溶解し、1000℃に加熱したセラミック鋳型に鋳込み、直径20mm,長さ150mmの大きさの鋳造品を得た。鋳造後、表3に示す条件の溶体化熱処理および時効熱処理を行った。
【0039】
熱処理した鋳造品から機械加工により、平行部直径6.0mm ,平行部長さ30mmのクリープ試験片と、長さ25mm,幅10mm,厚さ1.5mm の高温酸化試験片および直径8.0mm,長さ40.0mmの高温腐食試験片を切り出した。また、各試験片について走査型電子顕微鏡でミクロ組織を調査し、合金の組織安定性を評価した。
【0040】
表4には、各試験片に対して行った特性評価試験条件を示した。
【0041】
クリープ破断試験は、1123K−314MPa、及び1255K−138MPaの条件で行った。高温酸化試験は、1373K−20時間保持の酸化試験を12回繰り返し行い、それぞれ重量の変化を測定した。また、高温腐食試験は、燃焼ガス中にNaClを80ppm添加し、1173Kの条件で7時間の繰り返し腐食試験を10回行い、重量変化を測定した。
【0042】
表5に、本発明合金のTiEq,MoEqの値と組織安定性を示した。又、図1には本発明合金(A1〜A28)についてTiEqの値とMoEqの値との関係を示した。
【0043】
表5及び図1において、黒丸は熱処理後の組織観察でTCP相、或いはη相との異常組織が観察された合金、白丸は異常組織が全く観察されなかった合金である。図1から明らかなように、TiEq,MoEqの値を本発明の範囲に限定することで、組織安定性に優れた合金を得ることができる。
【0044】
表6,図2,図3,図4及び図5には、本実験に使用した合金の特性評価試験結果を示した。表6は結果の一覧である。なお、クリープ破断強度は破断時間を測定することで評価した。クリープ破断時間と破断強度とは相関があり、破断時間が長いものは破断強度が高いとみなすことができる。図2は1123K−314MPaでのクリープ破断時間、図3は1255K−138MPaでのクリープ破断時間、図4は高温酸化試験での酸化減量、図5は高温腐食試験での腐食減量を棒グラフにしたものである。
【0045】
【表1】
【0046】
【表2】
【0047】
【表3】
【0048】
【表4】
【0049】
【表5】
【0050】
【表6】
【0051】
表6に示す結果より明らかなように、本発明合金A1〜A28では、クリープ破断時間は、既存合金C1(Rene80相当)とほぼ同じ強度を有しながら、酸化減量,腐食減量は大幅に低減し、耐食性,耐酸化特性が大幅向上している。別な既存合金C2(GTD111相当)と比較すると、酸化減量,腐食減量はほぼ同じでありながら、クリープ破断時間は2倍以上になっている。また、別な既存合金C3と比較すると、クリープ破断時間は若干劣るが、耐酸化特性はほぼ同じであり、腐食減量は大幅に低減し、耐食性が大幅向上していることがわかる。
【0052】
すなわち、本発明により、高温クリープ破断寿命を犠牲にすることなく、高温での耐食性,耐酸化特性を著しく向上することができ、クリープ強度,耐酸化特性,耐食性のバランスがとれた優れた合金が得られることが認められた。
【0053】
本発明合金の成分範囲を満足しない比較例合金では、クリープ破断強度,耐酸化特性、或いは耐食性のいずれかが劣っており、すべての特性を満足していない。
【0054】
以上の実施例においては、普通鋳造材としての効果を説明したが、一方向凝固させた一方向凝固材として使用することもできる。本発明合金は、結晶粒界強化に効果のあるC,B及び鋳造時の結晶粒界割れの抑制に効果のあるHfが含まれていることから、一方向凝固材として使用するに当たっても適した合金組成となっている。
【0055】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば優れた高温クリープ強度と耐食性及び耐酸化性を併せ持つ、普通鋳造可能なニッケル基超合金が得られる。このため、ランド用ガスタービンの翼を形成するのに好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】MoeqとTieqの関係図。
【図2】クリープ試験におけるクリープ破断時間を示す棒グラフ。
【図3】クリープ試験におけるクリープ破断時間を示す棒グラフ。
【図4】高温酸化試験での酸化減量を示した棒グラフ。
【図5】高温腐食試験での腐食減量を示した棒グラフ。
【図6】ガスタービンの外観を示す側面図。
【図7】ガスタービン動翼の斜視図。
【符号の説明】
1…第1段動翼、2…第2段動翼、3…第3段動翼。
Claims (17)
- 12.0〜16.0重量%のCr,4.0〜9.0重量%のCo,3.4〜4.6重量%のAl,0.5〜1.6重量%のNb,0.05〜0.16 重量%のC,0.005〜0.025 重量%のB,0〜2.0重量%のHf,0〜0.5重量%のRe,0〜0.05重量%以下のZr,0〜0.005重量%のO,0〜0.005 重量%のN,0〜0.01重量%のSi,0〜0.2重量%のMn,0〜0.01 重量%のP,0〜0.01 重量%のS、及びTi,Ta,Mo,Wを含み、次の関係式で求められるTiEqが4.0〜6.0、MoEqが5.0〜8.0の範囲にあり、γ′相が析出したニッケル基超合金よりなることを特徴とするニッケル基耐熱合金。
TiEq=Ti重量%+0.5153×Nb重量%+0.2647×Ta重量%
MoEq=Mo+0.5217×W重量%+0.5303×Ta重量%+1.0326×Nb重量% - 請求項1において、TiEqが4.0〜5.0、MoEqが5.5〜7.5の範囲にあることを特徴とするニッケル基耐熱合金。
- 請求項1において、3.5〜4.5重量%のWを含むことを特徴とするニッケル基耐熱合金。
- 請求項1において、3.0〜4.0重量%のTiを含むことを特徴とするニッケル基耐熱合金。
- 請求項1において、1.5〜2.5重量%のMoを含むことを特徴とするニッケル基耐熱合金。
- 請求項1において、2.0〜3.4重量%のTaを含むことを特徴とするニッケル基耐熱合金。
- 請求項1において、3.5〜4.5重量%のW,3.0〜4.0重量%のTi,
1.5〜2.5重量%のMo及び2.0〜3.4重量%のTaを含むことを特徴とするニッケル基耐熱合金。 - 請求項1において、前記γ′相がオーステナイトの母相中に分散析出していることを特徴とするニッケル基耐熱合金。
- 請求項1において、13.0〜15.0重量%のCr,6.0〜8.0重量%の
Co,3.8〜4.4重量%のW,1.6〜2.3重量%のMo,2.5〜3.2重量%のTa,3.2〜3.6重量%のTi,3.6〜4.4重量%のAl,1.0〜1.5重量%のNb,0.10〜0.16重量%のC,0.01〜0.02重量%のBを含むことを特徴とするニッケル基耐熱合金。 - 12.0〜16.0重量%のCr,4.0〜9.0重量%のCo,3.4〜4.6重量%のAl,0.5〜1.6重量%のNb,0.05〜0.16 重量%のC,0.005〜0.025重量%のB,0〜2.0重量%のHf,0〜0.5 重量%のRe,0〜0.05重量%以下のZr,0〜0.005重量%のO,0〜0.005 重量%のN,0〜0.01重量%のSi,0〜0.2重量%のMn,0〜0.01 重量%のP,0〜0.01 重量%のS、及びTi,Ta,Mo,Wを含み、次の関係式で求められるTiEqが4.0〜6.0、MoEqが5.0〜8.0の範囲にあり、普通鋳造又は一方向凝固鋳造され、オーステナイトの母相にγ′相が析出したニッケル基超合金よりなることを特徴とするニッケル基耐熱鋳造合金。
TiEq=Ti重量%+0.5153×Nb重量%+0.2647×Ta重量%
MoEq=Mo+0.5217×W重量%+0.5303×Ta重量%+1.0326×Nb重量% - 請求項10において、前記Hf量が0〜0.1 重量%の範囲にある、普通鋳造により得られたニッケル基耐熱鋳造合金。
- 請求項10において、前記Hf量が0.7〜2.0重量%の範囲にある、一方向凝固鋳造により得られたニッケル基耐熱鋳造合金。
- 請求項10において、3.5〜4.5重量%のW,3.0〜4.0重量%のTi,1.5〜2.5重量%のMo及び2.0〜3.4重量%のTaを含むことを特徴とするニッケル基耐熱鋳造合金。
- 請求項10において、13.0〜15.0重量%のCr,6.0〜8.0重量%のCo,3.8〜4.4重量%のW,1.6〜2.3重量%のMo,2.5〜3.2重量%のTa,3.2〜3.6重量%のTi,3.6〜4.4重量%のAl,1.0〜1.5重量%のNb,0.1〜0.16重量%のC,0.01〜0.02重量%のBを含むことを特徴とするニッケル基耐熱鋳造合金。
- 12.0〜16.0重量%のCr,4.0〜9.0重量%のCo,3.4〜4.6重量%のAl,0.5〜1.6重量%のNb,0.05〜0.16 重量%のC,0.005〜0.025重量%のB,0〜2.0重量%のHf,0〜0.5 重量%のRe,0〜0.05重量%のZr,0〜0.005重量%のO,0〜0.005 重量%のN,0〜0.01重量%のSi,0〜0.2重量%のMn,0〜0.01 重量%のP,0〜0.01 重量%のS、及びTi,Ta,Mo,Wを含み、次の関係式で求められるTiEqが4.0〜6.0、MoEqが5.0〜8.0の範囲にあり、普通鋳造により製造され、オーステナイトの母相にγ′相が析出したニッケル基超合金にて形成されたことを特徴とするガスタービン翼。
TiEq=Ti重量%+0.5153×Nb重量%+0.2647×Ta重量%
MoEq=Mo+0.5217×W重量%+0.5303×Ta重量%+1.0326×Nb重量% - 請求項15において、3.5〜4.5重量%のW,3.0〜4.0重量%のTi,1.5〜2.5重量%のMo及び2.0〜3.4重量%のTaを含むことを特徴とするガスタービン翼。
- 請求項15において、13.0〜15.0重量%のCr,6.0〜8.0重量%のCo,3.8〜4.4重量%のW,1.6〜2.3重量%のMo,2.5〜3.2重量%のTa,3.2〜3.6重量%のTi,3.6〜4.4重量%のAl,1.0〜1.5重量%のNb,0.1〜0.16重量%のC,0.01〜0.02重量%のBを含むことを特徴とするガスタービン翼。
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