JP2012012705A - ニッケル基超合金から成る単結晶部品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】請求項1の上位概念に従った方法にて、A)〜E)の工程を、従来技術に従って行われる部品の鋳造後に実施することによって達成される。
【選択図】なし
Description
1.第1の段階:1080℃/4時間/送風
2.第2の段階:870℃/20時間/送風。
A)鋳造された部品の様々な領域でのデンドライトアーム間隔(λ)の測定、
B)拡散係数(D)を調べるための、そのつどのニッケル基超合金の組成物中で最も低速な拡散元素の同定、
C)この最も低速な拡散元素の偏析率を、一方では開始溶融温度(Tmi)より低く、他方では、必要な熱処理窓にあるために十分高い、溶体化焼鈍温度(T1)にて5%以下に減らすために必要とされる所要時間(t)の計算、
D)溶体化焼鈍温度(T1)までの部品の加熱、工程C)で計算された時間(t)によるこの温度での保持及び50℃/分以上の速度による溶体化焼鈍温度(T1)から室温(RT)までの急冷を包含する、鋳造された部品の溶体化焼鈍、
E)工程D)に続けて、そのつどより低い温度(T2)及び(T3)でγ'相を析出するための2段階の析出処理の実施、その際、析出処理の第1の段階では、160MPaより大きい圧力(p)でのHIP法が、保持温度(T2)及び引き続く50℃/分以上の冷却速度(v2)による室温(RT)までの冷却下で実施され、かつ析出処理の第2の段階では、該部品の熱処理が、保持温度(T3)及び引き続く10〜50℃/分の冷却速度(v3)による室温(RT)までの冷却下で実施される。
− 1290〜1310℃/4〜6時間/急速冷却(v1は50℃/分以上)での溶体化焼鈍、
− 1150℃/4〜8時間/急速冷却(v2は50℃/分以上)での加熱及び焼鈍によるHIPプロセス(等方圧160MPa超え)、
− 870℃/16〜20時間/冷却(10〜20℃/分の範囲のv3)での焼鈍。
式中、
λ=デンドライトアーム間隔
D=拡散係数(本実施例におけるNi中へのRhの拡散係数)
δ=ミクロ偏析の大きさ(ここでは:5%の残留偏析率において0.05)
Claims (4)
- ニッケル基超合金から成る単結晶部品又は一方向凝固された部品の製造法であって、その際、該部品をまず、公知の方法で、デンドライトを有する組織の形成下で鋳造して形状をつくり、続けて該部品の鋳物組織を均質化するための溶体化焼鈍並びに2段階の析出熱処理を実施する方法において、以下の工程:
A)鋳造された部品の様々な領域中でデンドライトアーム間隔(λ)を測定する工程、
B)拡散係数(D)を調べるために、そのつどのニッケル基超合金の組成物中で最も低速な拡散元素を同定する工程、
C)この最も低速な拡散元素の偏析率を、一方では開始溶融温度(Tmi)より低く、他方では、必要な熱処理窓にあるために十分高い、溶体化焼鈍温度(T1)にて5%以下に減らすために必要とされる所要時間(t)を計算する工程、
D)溶体化焼鈍温度(T1)まで部品を加熱し、工程C)で計算された時間(t)によりこの温度(T1)で保持し、そして50℃/分以上の速度(v1)で該温度(T1)から室温(RT)まで急冷することを包含する、鋳造された部品を溶体化焼鈍する工程、
E)工程D)に続けて、そのつどより低い温度(T2)及び(T3)でγ'相を析出するための2段階の析出処理を実施する工程、その際、析出処理の第1の段階では、160MPaより大きい圧力(p)によるHIP法を、保持温度(T2)及び引き続く50℃/分以上の冷却速度(v2)で該温度(T2)から室温(RT)までの冷却下で実施し、かつ析出処理の第2の段階では、該部品の熱処理を、保持温度(T3)及び引き続く10〜50℃/分の冷却速度(v3)による該温度(T3)から室温(RT)までの冷却下で実施する、ことを特徴とするニッケル基超合金から成る単結晶部品又は一方向凝固された部品の製造法。 - 工程A)に従ったデンドライトアーム間隔(λ)の測定を、金属組織学的に行うことを特徴とする、請求項1記載の方法。
- 工程D)に従った急冷速度(v1)が70℃/分超えであることを特徴とする、請求項1記載の方法。
- 以下の化学組成(質量%で記載):Al 5.6、Co 9.0、Cr 6.5、Hf 0.1、Mo 0.6、Re 3、Ta 6.5、Ti 1.0、W 6.0、残部がNi、を有するニッケル基超合金の場合に、溶体化焼鈍の工程を、以下のパラメータ:1290〜1310℃/4〜6時間/速度(v1)50℃/分以上の急速冷却にて実施し、γ'析出処理の第1の段階の工程は、1150℃の保持温度(T2)及び4〜8時間の保持時間での等方圧(p)160MPa超えによるHIPプロセスを包含し、かつ速度(v2)50℃/分以上の急速冷却を行い、そしてγ'析出処理の第2の段階は、870℃/16〜20時間での加熱及び保持並びに10〜50℃/分の速度(v3)による冷却を包含することを特徴とする、請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。
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