JP2005220441A - 鋳造可能な高温アルミニウム合金 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 分散強化された鋳造可能なアルミニウム−希土類合金は、高温で高強度を提供する。一例は、重量比でほぼ1.0〜20.0%のガドリニウムと、イッテルビウム、エルビウム、又はイットリウムを含む総重量比でほぼ0.1から10.0%の他の希土類元素と、総重量比でほぼ0.1〜15.0%の微量合金元素を含む。他の例は、重量比でほぼ1.0〜20%のイッテルビウムと、ガドリニウム、エルビウム、又はイットリウムを含む総重量比でほぼ0.1〜10.0%の他の希土類元素と、総重量比でほぼ0.1〜10.0%の微量合金元素を含む。鋳造後、アルミニウム合金は凝固及び冷却され、凝固中に、希土類合金元素を母材から排除し、アルミニウム母材を強化する共晶希土類元素含有分散質が形成される。
【選択図】 図1
Description
12 中心軸
14 ファン
16 コンプレッサー
18 燃焼部
20 タービン
22 ロータ
24 回転翼
26 ベーン
28 高温ガス流
30、32、36、34、38 アルミニウム原子
40、42、44、46 ガドリニウム原子
48、50、52、54、56 アルミニウム原子
58、60、62、64 ガドリニウム原子
66、70、72 アルミニウム原子
68 ガドリニウム原子
Claims (25)
- 重量比でほぼ1.0から20.0%のイッテルビウム及びガドリニウムよりなる群から選ばれる第1の希土類元素と、
前記第1の希土類元素で形成される複数の不溶性の粒子と、
前記第1の希土類元素がイッテルビウムの場合には、ガドリニウム、エルビウム、及びイットリウムよりなる群から選ばれ、前記第1の希土類元素がガドリニウムの場合には、イッテルビウム、エルビウム、及びイットリウムよりなる群から選ばれる、重量比でほぼ0.1から10.0%の少なくとも1つの第2の希土類元素と、を有し、
アルミニウム合金の残部がアルミニウムであるアルミニウム合金。 - さらに、総重量比でほぼ1.0から15%の少なくとも1つの微量合金元素を含む請求項1に記載のアルミニウム合金。
- 前記少なくとも1つの微量合金元素は、銅、亜鉛、銀、マグネシウム、マンガン、錫、チタン、コバルト、及びカルシウムよりなる群から選ばれる請求項2に記載のアルミニウム合金。
- 前記第1の希土類元素はイッテルビウムであり、前記複数の不溶性の粒子は前記イッテルビウムで形成される請求項1に記載のアルミニウム合金。
- 前記少なくとも1つの第2の希土類元素は前記イットリウムである請求項4に記載のアルミニウム合金。
- ほぼ14.0から15%の前記イッテルビウムとほぼ4.0%の前記イットリウムを含む請求項5に記載のアルミニウム合金。
- 前記第1の希土類元素はガドリニウムであり、前記複数の不溶性の粒子は前記ガドリニウムで形成される請求項1に記載のアルミニウム合金。
- 前記少なくとも1つの第2の希土類元素は前記イットリウムである請求項7に記載のアルミニウム合金。
- ほぼ13.0から16.0%の前記ガドリニウムとほぼ4.0%の前記イットリウムを含む請求項8に記載のアルミニウム合金。
- ほぼ1.0から20.0%のイッテルビウム及びガドリニウムよりなる群から選ばれる第1の希土類元素と、前記第1の希土類元素で形成される複数の不溶性の粒子と、前記第1の希土類元素がイッテルビウムの場合には、ガドリニウム、エルビウム、及びイットリウムよりなる群から選ばれ、前記第1の希土類元素がガドリニウムの場合には、イッテルビウム、エルビウム、及びイットリウムよりなる群から選ばれる、重量比でほぼ0.1から10.0%の少なくとも1つの第2の希土類元素と、を有し、アルミニウム合金の残部がアルミニウムであるアルミニウム合金の構成部品、
を備えたガスタービンエンジン構成部品。 - さらに、総重量比でほぼ1.0から15%の少なくとも1つの微量合金元素を含む請求項10に記載のガスタービンエンジン構成部品。
- 前記少なくとも1つの微量合金元素は、銅、亜鉛、銀、マグネシウム、マンガン、錫、チタン、コバルト、及びカルシウムよりなる群から選ばれる請求項11に記載のガスタービンエンジン構成部品。
- 前記第1の希土類元素はイッテルビウムであり、前記複数の不溶性の粒子は前記イッテルビウムで形成される請求項10に記載のガスタービンエンジン構成部品。
- 前記少なくとも1つの第2の希土類元素は前記イットリウムである請求項13に記載のガスタービンエンジン構成部品。
- 前記第1の希土類元素はガドリニウムであり、前記複数の不溶性の粒子は前記ガドリニウムで形成される請求項10に記載のガスタービンエンジン構成部品。
- 前記少なくとも1つの第2の希土類元素は前記イットリウムである請求項15に記載のガスタービンエンジン構成部品。
- a)アルミニウムを溶融状態に溶解する段階と、
b)重量比でほぼ1.0から20.0%のガドリニウム及びイッテルビウムよりなる群から選ばれる第1の希土類元素を加える段階と、
c)第1の希土類元素により複数の不溶性の粒子を形成する段階と、
d)前記第1の希土類元素がイッテルビウムの場合には、ガドリニウム、エルビウム、及びイットリウムよりなる群から選ばれ、前記第1の希土類元素がガドリニウムの場合には、イッテルビウム、エルビウム、及びイットリウムよりなる群から選ばれる、重量比でほぼ0.1から10.0%の少なくとも1つの第2の希土類元素を加える段階と、
を有するアルミニウム合金の形成方法。 - 前記第1の希土類元素はイッテルビウムであり、前記段階cは、イッテルビウムにより複数の不溶性の粒子を形成することを含む請求項17に記載の方法。
- 少なくとも1つの第2の希土類元素はイットリウムである請求項18に記載のアルミニウム合金。
- 第1の希土類元素はガドリニウムであり、前記段階cは、ガドリニウムにより複数の不溶性の粒子を形成することを含む請求項17に記載の方法。
- 少なくとも1つの第2の希土類元素はイットリウムである請求項20に記載のアルミニウム合金。
- アルミニウム合金を鋳造する段階と、アルミニウム合金を凝固させる段階と、複数の不溶性の粒子を形成する段階と、をさらに有する請求項16に記載の方法。
- 前記鋳造する段階は、砂型鋳造、焼き流し鋳造、及びダイカスト鋳造のうちから選ばれる請求項22に記載の方法。
- さらに、総重量比でほぼ1.0から15%の少なくとも1つの微量合金元素を加える段階をさらに有する請求項17に記載の方法。
- 少なくとも1つの微量合金元素は、銅、亜鉛、銀、マグネシウム、マンガン、錫、チタン、コバルト、及びカルシウムよりなる群から選ばれる請求項24に記載の方法。
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