JP2008525634A

JP2008525634A - Ｎｉ基合金、構成部品、ガスタービン装置および当該合金に関連したＰｄの使用

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Publication number: JP2008525634A
Application number: JP2007547519A
Authority: JP
Inventors: ジェイムズアレル、ダグラス; ハセルクヴィスト、マグヌス
Original assignee: Siemens AG
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Filing date: 2005-12-21
Publication date: 2008-07-17
Also published as: RU2007127852A; US20070199629A1; EP1825012A1; KR20070091350A; CN100587093C; BRPI0519432A2; SE0403162L; WO2006067189A1; US20070202003A1; US20070202002A1; US20080101981A1; SE0403162D0; CN101087894A; CA2592027A1; SE528807C2

Abstract

【課題】
【解決手段】本発明は、高温で使用される単結晶、方向性凝固または多結晶構成部品に適したＮｉ基合金に関する。本合金は、γ／γ'合金であり、定義された範囲内の種々の合金化元素より構成される。定義された範囲内の他の元素の中でも、本合金は、合金に水素脆化に対する改善された抵抗を付与するために十分な有意量のＰｄを含有する。本発明は、また、高温環境における構成部品（１３、１５）として使用するために設計された構成部品（１３、１５）に関する。さらに、本発明はガスタービン装置に関する。さらに、本発明は、合金に水素脆化に対する改善された抵抗を付与するためのＰｄの使用に関する。
【選択図】なし

Description

本発明は、高温での使用のための優れた特性を備えるニッケル基合金の分野に関する。本発明に従った合金は、例えばガスタービンにおける構成部品に使用され得る。本発明は、また、本発明に従った合金から作られた構成部品に関する。さらに、本発明はガスタービン装置に関する。さらに、本発明は合金におけるＰｄの使用に関する。

高温用途のための多くの様々な合金が知られている。一群のそのような合金は超合金と呼ばれている。用語「超合金」は、クロム、炭素、アルミニウム、タングステン、レニウム、チタン、ケイ素およびモリブデンといった付加的な元素を含有する、例えばニッケル、鉄およびコバルトに基づく複合合金を表現するために使用される。ここで使用される用語「基」は、その元素が合金中で最も大きい重量分率を有するものであること、すなわち、その合金中には、その主成分元素の重量％と同じかまたは上回る重量％で存在する他の元素がないことを意味する。添加物は通常、高められた温度での、高い値の機械的強度およびクリープ抵抗ならびに改善された酸化抵抗および高温腐食抵抗を付与するために使用される。ニッケル基超合金の場合、高い熱間強度は、一部はタングステンまたはモリブデンといった元素を用いた固溶硬化によって、そして一部は析出硬化によって得られる。析出物は、しばしば、アルミニウムおよびチタンを添加して、母材料（γ）内部でＮｉ₃（Ｔｉ，Ａｌ）に基づく金属間化合物γ'（"ガンマダッシュ"）を形成することによって産生される。

文献ＵＳ６，１７７，０４６Ｂ１にはＰｄを含有するγ／γ'超合金が記載されている。この文献によれば、Ｐｄは改善された溶接性を合金に付与するために添加される。この文献には、合金化元素の含量について極めて広い範囲が列挙されている。Ｐｄに関しては、４〜３２重量％の範囲が請求項において規定されている。この文献における種々の例に従った合金化元素の最も好ましい範囲によれば、Ｐｄ含量は、５〜４０重量％（表７）、５〜４５重量％（表８）または８〜２７重量％（欄１７の表）でなければならない。この文献の具体的な例では、Ｐｄ含量は極めて高い。既存のＮｉ基超合金のＮｉ含量のほぼ半分までがＰｄによって置換されなければならないことが提案されている（欄９を参照）。

文献ＵＳ６，００７，６４５には、γ／γ'Ｎｉ基超合金が記載されている。この文献には、良好な高温腐食抵抗、高いクリープ破断強度および良好な微細構造安定性を有すると言われる合金が記載されている。この文献はＣｒ含量が低くなければならないことを強調している。この文献はいくつかの異なる合金組成を示唆している。Ｃｒ含量は２．９重量％を決して超えない。この文献には、合金が、他の合金化元素の中で、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、ＩｒおよびＰｔよりなる群から選定される元素のうちの１つまたはそれ以上を０〜１０重量％含有することができることが述べられている。そのような元素はクリープ破断強度ならびに酸化および腐食抵抗を増大させるうえで効果的であることが述べられている。この文献には、Ｐｄが合金に存在するいかなる具体的な例も述べられていないようである。

ジャーナル・オブ・マテリアルズ・リサーチ（Journal of Materials Research）第１１巻第４号、１９９６年４月、ｐ．８６２〜８６４におけるリウ・ヤン（Liu Yang）およびレックス・Ｂ．マクレラン（Rex B. McLellan）による論文「Ｂ−ドープしたＮｉ₃Ａｌの水素脆化に対するパラジウムの影響（Effect of palladium on the hydrogen embrittlement of B-doped Ni₃A1）」は、Ｂ−ドープしたＮｉ₃Ａｌにおける水素脆化がＰｄの添加によって低減できることを論じている。

水素は合金中に拡散するかもしれず、それによって合金の不利な特性の原因になり得ることが知られている。例えば、水素は、材料の延性を低減することがあり、クラックの発生の原因になることがあり、材料を硬質であるが脆くさせることがある。これらの影響にとって最も重要なメカニズムは、結晶粒界および粒子境界（grain and particle boundaries）の脆弱化に関係している。結晶粒界および粒子境界で硫化水素が形成されるといったＨとＳとの間で起こり得る不利な相乗効果も存在し得る。Ｓが結晶粒界に優先的に偏析する傾向があり得ることも、また、知られている。極めて低含量のＳでさえ、これらの境界で硫化水素層を形成するためには十分であるかもしれない。また、そのような問題は硫黄が存在しない場合でも水素化ニッケルの形成によって起こり得る。上述の類の問題は、水素脆化（ＨＥ）と呼ぶことができる。

ＨＥは、水素ガスの存在によって引き起こされ得るが、また湿潤条件下でも起こるかもしれない。Ａｌのような合金元素は水中で酸化されて自由水素が形成されるかもしれない。ガンマダッシュ合金に関するヤンおよびマクレランによる上記の論文および、スクリプタ・マテリアリア（Scripta Materialia）４８（２００３）におけるナズミィ（Nazmy）ほかによる報告「単結晶ニッケル基超合金の引張りおよび低サイクル疲労挙動に対する環境の影響（Environmental effects on tensile and low cycle fatigue behaviour of single crystal nickel base superalloys）」を参照されたい。この水素は、合金中に拡散しＨＥを引き起こし得る。

米国特許第６，１７７，０４６号明細書米国特許第６，００７，６４５号明細書リウ・ヤンおよびレックス・Ｂ．マクレラン、「Ｂ−ドープしたＮｉ3Ａｌの水素脆化に対するパラジウムの影響」、ジャーナル・オブ・マテリアルズ・リサーチ、第１１巻第４号、１９９６年４月、ｐ．８６２〜８６４ナズミィ、「単結晶ニッケル基超合金の引張りおよび低サイクル疲労挙動に対する環境の影響、スクリプタ・マテリアリア、４８（２００３年）

Ｎｉ基γ／γ'合金は、ガスタービンにおける構成部品用といった高温での使用のための優れた特性を有することが知られている。しかし、ＨＥはこれらの合金についてもやはり報告されている。上記のナズミィほかによる論文を参照されたい。

Ｎｉ基γ／γ'合金はまさに複合合金である。これらの合金はγ相のマトリックスを有し、このγ相は溶解状態のＣｒ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｗ、ＭｏおよびＲｅのような他の元素を有するＮｉである。さらに、そのような合金は、γ'相の粒子を含有しており、このγ'相は通常、溶解状態のＴｉ、ＴａおよびＮｂのような他の元素を有するＮｉ₃Ａｌである。さらに、そのような合金は、例えば結晶粒界を強化するために、および／または保護酸化物層を安定させるために、他の元素を含有してもよい。また、種々の合金化元素が、γおよびγ'相において異なる濃度で存在する傾向がある、すなわち、ある特定の元素が、これらの相のうち、特定の一方に引きつけられる傾向があり、それによりその元素の濃度が他方の相におけるよりもその相において高くなることも指摘され得る。例えば、Ａｌはγ'相に有利に分配する傾向があることが報告されている。また、Ｐｄもγ'相に有利に分配する傾向があることが報告されている。さらに、γおよびγ'相間での元素の分配は別の元素の存在下では変わり得る。Ｐｄの添加は、Ａｌがより有利にγ相に分配する傾向があるという効果を与え得ることが指摘されている。

Ｎｉ基γ／γ'合金の構成部品は通常、水素脆化を防ぐ保護酸化物層を有する。しかし、本発明の発明者らは、特に、例えば周囲温度と高い使用温度との間などの、温度の変動を受ける構成部品において、そして特にこれらの構成部品が湿気にも曝される場合には、酸化物スケールの微細構造が時間とともに変化し、その結果、保護酸化物層がその保護効果の少なくとも一部を失うかまたは母材を機械的に露出することができなくなり得ることに気づいた。発明者らは、そのような構成部品の場合、水素脆化が起こりがちであることを見出した。通常の空気は一定量の湿気を含むので、湿気は多くの場合に問題となり得る。さらに、本発明者らは、例えば、フォギングおよびスチーム冷却といった「湿式プロセス」を使用するガスタービンにおいては、水素脆化が問題となり得ることを見出した。水素脆化は、そのような構成部品が使用され得る期間を短縮させ得る。例えばガスタービンは高価な装置であるので、そのような装置の構成部品が長期間にわたり機能できることは重要である。

本発明の目的は、高温に曝される構成部品に使用するのに好適な、改善されたＮｉ基γ／γ'合金を提供することである。これに関する特別の目的は、合金が改善された頑強度を有し、水素脆化に耐性でなければならないことである。特に、水素脆化のリスクは、合金から作られた構成部品がサイクルの少なくとも一部において湿潤条件を伴う熱サイクルを受ける場合に、低減されなければならない。これに関する目的は、長期間にわたり故障することなく機能できる構成部品のための合金を提供することである。本発明のさらなる目的は、有利な特性を備える構成部品、特に水素脆化に抵抗する構成部品を提供することである。さらにある目的は、高温で使用される際に有利な特性を有する１つ又はそれ以上の構成部品を含むガスタービン装置を提供することである。本発明の別の目的は、有利な技術的効果を達成するために、Ｎｉ基γ／γ'合金においてＰｄを使用することである。

上記の最初の目的は、高温で使用される単結晶、方向性凝固または多結晶構成部品に好適なＮｉ基合金によって達成されるが、この合金はγ／γ'合金であり、重量％で、

から構成され、ここで、合金は、水素脆化に対する改善された抵抗を合金に付与するために十分な有意量で、Ｐｄを含有する。

この明細書において一群の元素の含量が規定されている場合（例えば：「〜よりなる群から選定される１つまたはそれ以上の元素の」）、その含量は、その合金中に存在するその群に属するすべての元素の全含量を意味することに留意しなければならない。従って、その合金が当該群に属するただ１つの元素を含有する場合、規定された含量は、この元素の含量である。

また、この明細書において、他に何も言及がなければ、種々の元素または元素の群の含量は、常に重量％に基づいていることにも留意しなければならない。

また、含量の範囲が０から始まる場合、これは当該の単数または複数の元素の存在が任意であることを意味することも指摘することができる。

このように、本発明の発明者らは、上に定義されたように種々の元素を選定することによって改善された合金が得られることを見出した。それによって、特に水素脆化に対する抵抗が改善されることが分かった。この改善された抵抗は極めて低濃度のＰｄによっても得られることがわかった。Ｐｄは高価な材料であるので、少量のＰｄしか必要とされないことは本発明の有利な一面である。ＨＥに対する改善された抵抗は、たぶん、結晶粒界および粒子境界に存在するＨがＰｄによってγ'相に引き入れられるという事実に起因している。上述のとおり、Ｐｄはγ'に有利に分配する。

さらに、Ｐｄの添加はさらなる有利な効果を及ぼすかもしれない。例えば、ＰｄはＴＣＰ（ｔｏｐｏｌｏｇｉｃａｌｌｙｃｌｏｓｅｐａｃｋｅｄ）領域の形成を防ぐうえで有利であるかもしれないことが報告されている。さらに、ＰｄはＮｉに極めて類似しているので、そのＮｉへの可溶性は極めて高い。さらに、Ｐｄはγ'相に優先的に分配するので、Ｎｉ₃Ａｌへの可溶性もまた優れている。上述のとおり、Ｐｄの添加が、Ｎｉ基γ／γ'合金の分配係数を、わずかに多くのＡｌがγ相に分配するように、変化させ得ることもまた報告されている。これは、所与のγ'含量について、わずかに多くのＡｌを合金に添加することが可能であることを意味する。このことは、酸化および高温腐食抵抗を増大させるように思われる。さらに、有利な効果を得るためには少量のＰｄの使用で十分であることから、Ｐｄの添加によるいかなる重大な否定的影響も指摘されていない（Ｐｄが潜在的に熱処理工程に関する問題および高温時クリープ強度の低減を引き起こすことがあり得ることが報告されている）。

本発明に従った合金の実施形態によれば、前記付加的な元素の含量は、１．０未満、つまりガスタービンにおいて使用される構成部品のような高温で使用される構成部品のための合金において通常許容される不純物の水準にあるにすぎない。合金の特性は、その合金がそのような付加的な元素を少量しか（または全く）含有しないのであれば、より容易に管理できる。

さらなる実施形態によれば、Ｐｄの含量は０．０５を超える。Ｐｄの含量は、２．０未満、好ましくは１．０未満、さらには０．５未満とすることができる。目的とする効果が少量のＰｄで同じく達成され得ることは本発明の有利な一面である。Ｐｄが高価な材料であり、そして大量のＰｄは恐らく何らかの否定的な影響を及ぼし得ることから、これは特に重要である。

さらなる実施形態によれば、Ｃｒの含量は３．０を超え、好ましくは６．０を超える。かなり大量のＣｒにより、優れた腐食および酸化抵抗が得られる。

しかし、別の実施形態によれば、Ｃｒの含量は３．０以下である。この代替実施形態によれば、低量のＣｒが使用される。これは、合金のクリープ破断強度を増大させ得る。他の元素を慎重に選定することによって、たとえＣｒ含量が低い場合でも十分な腐食および酸化抵抗を得ることができる。

１つの実施形態によれば、Ｃｏ、ＦｅおよびＭｎよりなる群から選定される１つまたはそれ以上の元素の含量は３．０を超える。Ｃｏの含量は、例えば６．０を超えることができる。さらに、Ｃｏの含量は、（Ｆｅの含量＋Ｍｎの含量）を超えることができる。Ｃｏは、この種の合金に有利な特性、特に高温時の十分な硬さを付与することが知られている材料である。

さらに別の実施形態によれば、Ｍｏ、Ｗ、ＲｅおよびＲｈよりなる群から選定される１つまたはそれ以上の元素の含量は３．０を超える。好ましい実施形態によれば、Ｗの含量は、Ｍｏの含量を超えることができる。さらに、（Ｒｅの含量＋Ｒｈの含量）は１．０未満とすることができる。例えば十分な量のＷにより、合金の強度は増大される。さらに、クリープ抵抗は改善される。

さらなる実施形態によれば、Ａｌの含量は１．０を超える。Ａｌの含量は例えば３．０を超え、１０．０未満とすることができる。合金におけるＡｌのモル分率は、好ましくは、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔａ、ＮｂおよびＶよりなる群から選定されるその他の元素のいずれのモル分率よりも大きい。Ａｌは特に、γ'相の形成に有利な材料である。さらに、Ａｌは酸化および高温腐食抵抗を増大させることができる。

別の実施形態によれば、Ｒｕ、Ｏｓ、ＩｒおよびＰｔよりなる群から選定される１つまたはそれ以上の元素の含量は０．０１を超えるが５．０未満である。この群からの元素の添加は、２つの相γおよびγ'間での他の元素の分配を制御するために使用することができる。

Ｈｆの含量は、実施形態によれば、０．０５を超えることができる。

実施形態によれば、Ｓｉの含量は、０．０２を超える。Ｈｆおよび／またはＳｉは保護酸化物層の形成を促すために使用することができる。

Ｂ、Ｃ、ＮおよびＺｒよりなる群から選定される１つまたはそれ以上の元素の含量は、例えば０．０５を超えるが０．８未満とすることができる。これらの元素は、結晶粒界における強度を増大させるために使用され得る。

合金は、実施形態によれば、０．００５を超える量の、Ｙ、Ｌａ、Ｓｃ、アクチニドならびにＣｅおよび他のランタニドよりなる群から選定される１つまたはそれ以上の元素を含有することができる。これらの元素はＳを結合するために使用することができ、それは望ましくない硫化水素の形成のリスクが減少するという効果を有する。

好ましくはＮｉの含量は３５を超え、より好ましくは５０を超える。このように合金は好ましくは、極めて大量の主成分元素Ｎｉを含有する。

さらなる実施形態によれば、体積比γ'／γは０．４（４０％）を超え、０．６（６０％）を超えさえする。γ'の極めて高い分率は高い熱間強度を付与するために有利である。

本発明の別の目的によれば、高温環境における構成部品として使用されるように設計された構成部品が、構成部品が上記実施形態のいずれかに従った合金から作られるということから提供される。従って、そのような構成部品は、合金の実施形態に関して上に述べたように有利な特性を有する。特に、構成部品は、高温で使用することができ、やはり水素脆化に対する良好な抵抗を有し得る。

実施形態によれば、構成部品はガスタービン装置のための構成部品である。構成部品は、例えばガイドベーンもしくはガイドベーンの一部またはタービン動翼もしくはタービン動翼の一部とすることができる。そのような構成部品に本発明に従った合金を使用することは特に有利であるとわかっている。構成部品は、例えば水素脆化による損傷を受けるリスクを伴うことなく極めて長期に亘り使用することができる。

本発明に従ったガスタービン装置は、上に定義した少なくとも１つの構成部品を備えてなる。従って、そのようなガスタービン装置は、上述のとおり有利な特性を備える構成部品を含む。

本発明に従った使用は、水素脆化に対する改善された抵抗を備える前記合金を、上記実施形態のいずれかに従って、提供するための上記実施形態のいずれかに従った合金の一部を形成するＰｄを使用することによって達成される。このように本発明の発明者らは、上述の類の合金におけるＰｄの慎重な使用によって達成される技術的効果を見出した。特に、上述した有利な効果を達成するためには、少量のＰｄだけで十分であることは有利である。

以下に本発明に従った合金の組成の種々の例を示す。残部は下記の例すべてにおいてＮｉである。Ｎｉおよびこれらの例で規定された元素に加えて、合金は、これらの例によれば、例えばガスタービンにおけるような高温での使用を意図された構成部品向けに使用されるこれらの種の合金において通常許容される濃度で、少量の不純物を含有し得る。さらに、全部の合金はＮｉ基γ／γ'合金である。比γ'／γは、例えば０．４（４０％）であり、または０．６（６０％）を超えることができる。この比は例えば０．５（５０％）とすることができる。

最初の例は、特定量の種々の元素を備える１つの具体的な例である。例２〜１０の各々は、種々の元素について小範囲を定義している。例２〜１０に従った合金は、既知の合金の組成をわずかに変えることによって、すなわち特に少量のＰｄを添加することによって得ることができる。

合金は、単結晶または多結晶品の作製に適する。

例１
１２．０Ｃｒ
８．０Ｃｏ
２．０Ｍｏ
４．０Ｗ
４．０Ａｌ
２．０Ｔｉ
１．５Ｔａ
１．５Ｎｂ
０．４Ｐｄ
０．１Ｈｆ
０．１Ｓｉ
０．０１Ｂ
０．０５Ｃ

例２
１５〜１７Ｃｒ
８〜９Ｃｏ
１．５〜２．５Ｍｏ
３〜４Ｗ
３〜４Ａｌ
３〜４Ｔｉ
１．５〜２．５Ｎｂ
０．１〜０．５Ｐｄ
０．０５〜０．２Ｃ
０．００５〜０．０１５Ｂ
０．０５〜０．０１５Ｚｒ

例３
１２〜１４Ｃｒ
８〜１０Ｃｏ
１．５〜２．５Ｍｏ
３〜５Ｗ
３〜４Ａｌ
３．５〜５Ｔｉ
３〜５Ｔａ
１．５〜２．５Ｎｂ
０．１〜０．５Ｐｄ
０．１〜０．３Ｃ
０．０１５〜０．０２５Ｂ
０．００５〜０．０１５Ｚｒ

例４
１２〜１４Ｃｒ
８〜１０Ｃｏ
１．５〜２．５Ｍｏ
３〜５Ｗ
３〜４Ａｌ
３．５〜４．５Ｔｉ
３〜５Ｔａ
０．１〜０．５Ｐｄ

例５
７．５〜９Ｃｒ
８〜１１Ｃｏ
０．４〜０．８Ｍｏ
９〜１１Ｗ
５〜６Ａｌ
０．５〜１．５Ｔｉ
２〜４Ｔａ
０．１〜０．５Ｐｄ
０．０５〜０．２Ｃ
０．０１〜０．０２Ｂ
０．００５〜０．０５Ｚｒ
１〜２Ｈｆ

例６
２１〜２５Ｃｒ
１８〜２０Ｃｏ
１〜３Ｗ
１．５〜２．５Ａｌ
３〜４Ｔｉ
１〜２Ｔａ
０．５〜１．５Ｎｂ
０．１〜０．５Ｐｄ
０．１〜０．２Ｃ
０．００５〜０．０１５Ｂ
０．０５〜０．１５Ｚｒ

例７
２１〜２５Ｃｒ
１８〜２０Ｃｏ
１〜３Ｗ
２〜３Ａｌ
３〜４Ｔｉ
１〜２Ｔａ
０．５〜１．５Ｎｂ
０．１〜０．５Ｐｄ
０．１〜０．２Ｃ
０．００５〜０．０１５Ｂ
０．０５〜０．１５Ｚｒ
０．５〜１．５Ｈｆ

例８
８〜９Ｃｒ
４〜６Ｃｏ
１〜３Ｍｏ
７〜９Ｗ
４．５〜５．５Ａｌ
１〜２Ｔｉ
５〜７Ｔａ
０．１〜０．５Ｐｄ
０．０５〜０．１５Ｈｆ
０．０５〜０．１５Ｓｉ
０．００５〜０．０１５Ｃ
０．００５〜０．０１５Ｂ

例９
６〜７Ｃｒ
９〜１１Ｃｏ
０．４〜０．８Ｍｏ
５〜７Ｗ
２．５〜３．５Ｒｅ
５〜６Ａｌ
０．５〜１．５Ｔｉ
５〜７Ｔａ
０．１〜０．５Ｐｄ
０．０５〜０．１５Ｈｆ
０．００５〜０．０１５Ｙ

例１０
２．２〜２．８Ｃｒ
１０〜１４Ｃｏ
８〜１０Ｗ
６〜７Ｒｅ
１．５〜２．５Ｒｕ
５．５〜６．５Ａｌ
５〜６Ｔａ
０．１〜０．５Ｐｄ
０．０５〜０．１５Ｈｆ
０．０５〜０．１５Ｓｉ

本発明に従った合金は、従来技術のＮｉ基γ／γ'超合金を製造するための当業者に既知である方法で製造することができる。合金は、当業者に既知の方法で単結晶、方向性凝固または多結晶構成部品を製造するために使用することができる。本発明に従った合金は、高温での使用に意図されたあらゆる構成部品または構成部品の部分に使用することができる。

図１は、本発明に従った典型的なガスタービン装置の一部の断面図をごく概略的に図示している。図１に図示された実施形態において、ガスタービン装置は、環状燃焼室１１を有する。図１では、この燃焼室１１の下部だけが図示されている。環状燃焼室は、図１においてＸ−Ｘと表記された対称軸のまわりに配置され得る。この対称軸Ｘ−Ｘは、また、ガスタービン装置の一部を形成するロータの回転軸を構成することもできる。燃焼室１１は静翼部１４に対して固定されている。ガスタービン装置は多数のガイドベーン１３を備える。図１では、２つのガイドベーン１３が図示されている。ガイドベーン１３は静翼１４に対して固定されている。ガスタービン装置は、また、多数のタービン動翼１５を備える。２つのそのような動翼１５が図１には図示されている。動翼１５は、回転軸Ｘ−Ｘのまわりで回転するロータの一部を形成する。ガスタービン装置は当然、当業者に既知である他の部品を備えることができる。ガスタービン装置は例えば、１つまたはそれ以上の圧縮機段および付加的なタービン段を有することができる。ガスタービン装置における種々の構成部品は、本発明に従った合金から作ることができる。例えば、ガイドベーン１３および／またはタービン動翼１５は、本発明に従った合金で作ることができる。本発明に従った合金は、また、構成部品の部分に、例えばガイドベーン１３、タービン動翼１５またはガスタービンの他の部分の保護層に、使用することができる。

本発明は、また、Ｐｄの使用にも関する。この使用によれば、例えば上記の例に従った量のＰｄは、水素脆化に対する改善された抵抗を有する合金を提供するために、上述した類の合金において使用される。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で変更および修正され得る。

本発明に従った複数の構成部品を備える本発明に従ったタービン装置をごく概略的に示す。

符号の説明

１１燃焼室
１３ガイドベーン
１４静翼部
１５タービン動翼

Claims

高温で使用される単結晶、方向性凝固または多結晶構成部品に好適なＮｉ基合金であって、γ／γ'合金であり、重量％で、

より構成され、ここで、該合金は水素脆化に対する改善された抵抗を合金に付与するために十分な有意量でＰｄを含有する、Ｎｉ基合金。
前記付加的な元素の含量が１．０未満である、請求項１に記載の合金。
前記付加的な元素の含量が、ガスタービンにおいて使用される構成部品のような高温で使用される構成部品のための合金において通常許容される不純物の水準にあるにすぎない、請求項２に記載の合金。
Ｐｄの含量が０．０５を超える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の合金。
Ｐｄの含量が２．０未満である、請求項４に記載の合金。
Ｐｄの含量が１．０未満である、請求項５に記載の合金。
Ｃｒの含量が３．０を超える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の合金。
Ｃｒの含量が６．０を超える、請求項７に記載の合金。
Ｃｒの含量が３．０以下である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の合金。
Ｃｏ、ＦｅおよびＭｎよりなる群から選定される１つまたはそれ以上の元素の含量が３．０を超える、請求項１〜９のいずれか１項に記載の合金。
Ｃｏの含量が６．０を超える、請求項１０に記載の合金。
Ｃｏの含量が（Ｆｅの含量＋Ｍｎの含量）を超える、請求項１０または１１に記載の合金。
Ｍｏ、Ｗ、ＲｅおよびＲｈよりなる群から選定される１つまたはそれ以上の元素の含量が３．０を超える、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の合金。
Ｗの含量がＭｏの含量を超える、請求項１３に記載の合金。
（Ｒｅの含量＋Ｒｈの含量）が１．０未満である、請求項１３または１４に記載の合金。
Ａｌの含量が１．０を超える、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の合金。
Ａｌの含量が３．０を超え、１０．０未満である、請求項１６に記載の合金。
合金におけるＡｌのモル分率が、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔａ、ＮｂおよびＶよりなる群から選定されるその他の元素のいずれのモル分率よりも大きい、請求項１６または１７に記載の合金。
Ｒｕ、Ｏｓ、ＩｒおよびＰｔよりなる群から選定される１つまたはそれ以上の元素の含量が０．０１を超え、５．０未満である、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の合金。
Ｈｆの含量が０．０５を超える、請求項１〜１９のいずれか１項に記載の合金。
Ｓｉの含量が０．０２を超える、請求項１〜２０のいずれか１項に記載の合金。
Ｂ、Ｃ、ＮおよびＺｒよりなる群から選定される１つまたはそれ以上の元素の含量が０．０５を超え、０．８未満である、請求項１〜２１のいずれか１項に記載の合金。
Ｙ、Ｌａ、Ｓｃ、アクチニドならびにＣｅおよび他のランタニドよりなる群から選定される１つまたはそれ以上の元素の含量が０．００５を超える、請求項１〜２２のいずれか１項に記載の合金。
Ｎｉの含量が３５を超える、請求項１〜２３のいずれか１項に記載の合金。
Ｎｉの含量が５０を超える、請求項２４に記載の合金。
体積比γ'／γが０．４（４０％）を超える、請求項１〜２５のいずれか１項に記載の合金。
体積比γ'／γが０．６（６０％）を超える、請求項２６に記載の合金。
高温環境における構成部品（１３、１５）としての使用に設計された構成部品（１３、１５）であって、該構成部品（１３、１５）が請求項１〜２７のいずれか１項に記載の合金から作られている、構成部品。
ガスタービン装置のための構成部品（１３、１５）である、請求項２８に記載の構成部品（１３、１５）。
ガイドベーン（１３）もしくはガイドベーン（１３）の一部またはタービン動翼（１５）もしくはタービン動翼（１５）の一部である、請求項２９に記載の構成部品（１３、１５）。
請求項２９または３０に記載の少なくとも１つの構成部品（１３、１５）を備えるガスタービン装置。
水素脆化に対する改善された抵抗を請求項１〜２７のいずれか１項に記載の合金に付与するための請求項１〜２７のいずれか１項に記載の合金の一部を形成するＰｄの使用。