JP2016518529A - Alloy composition - Google Patents

Alloy composition Download PDF

Info

Publication number
JP2016518529A
JP2016518529A JP2016511136A JP2016511136A JP2016518529A JP 2016518529 A JP2016518529 A JP 2016518529A JP 2016511136 A JP2016511136 A JP 2016511136A JP 2016511136 A JP2016511136 A JP 2016511136A JP 2016518529 A JP2016518529 A JP 2016518529A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
alloy
mass
alloy according
alloys
phase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016511136A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6414787B2 (en
Inventor
ロバーツ、ステファン
トムソン、レイチャル、クレア
ヤン、ユジン
リーズ、ライアン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Goodwin PLC
Original Assignee
Goodwin PLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Goodwin PLC filed Critical Goodwin PLC
Publication of JP2016518529A publication Critical patent/JP2016518529A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6414787B2 publication Critical patent/JP6414787B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C19/00Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C22C19/051Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
    • C22C19/055Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being at least 20% but less than 30%
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C19/00Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C22C19/058Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium without Mo and W
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C30/00Alloys containing less than 50% by weight of each constituent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C30/00Alloys containing less than 50% by weight of each constituent
    • C22C30/02Alloys containing less than 50% by weight of each constituent containing copper
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/10Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of nickel or cobalt or alloys based thereon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

合金組成。質量%単位で、24.0〜26.0%のCr、19.0〜22.0%のCo、1.00〜1.60%のAl、1.00〜1.60%のTi、最大1.50%までのFe、最大0.020%までのC、最大0.40%までのSi、最大0.50%までのMn、最大0.50%までのCu、最大0.50%までのMo、最大0.50%までのNb、最大0.005%までのB、最大0.03%までのZr、最大0.10%までのV、最大0.02%までのMg、最大0.25%までのTa、最大0.010%までのS、最大0.015%までのP、最大0.20%までのW、最大0.02%までのCa、最大0.05%までのN、最大80ppmまでのZn、最大60ppmまでのSn、最大20ppmまでのPb、及び、バランスNi及び不純物から成る合金。Alloy composition. In mass percent units, 24.0-26.0% Cr, 19.0-22.0% Co, 1.00-1.60% Al, 1.00-1.60% Ti, max Up to 1.50% Fe, up to 0.020% C, up to 0.40% Si, up to 0.50% Mn, up to 0.50% Cu, up to 0.50% Mo, up to 0.50% Nb, up to 0.005% B, up to 0.03% Zr, up to 0.10% V, up to 0.02% Mg, up to 0 Up to 25% Ta, up to 0.010% S, up to 0.015% P, up to 0.20% W, up to 0.02% Ca, up to 0.05% N, Zn up to 80 ppm, Sn up to 60 ppm, Pb up to 20 ppm, and balanced Ni and impure Alloy consisting.

Description

本発明は合金組成に関し、特にニッケルをベースとする合金組成に関する。本発明の合金組成は、鍛錬プロセス(すなわち、加工、鍛造、又は打出しなど)とは対照的に、鋳造による製品の形成に特に適している。本発明の合金は、とりわけ高圧蒸気タービン用途の使用、例えば、発電所での使用に適している。   The present invention relates to alloy compositions, and more particularly to alloy compositions based on nickel. The alloy composition of the present invention is particularly suitable for forming products by casting as opposed to wrought processes (ie, machining, forging, or stamping, etc.). The alloys of the present invention are particularly suitable for use in high-pressure steam turbine applications, such as in power plants.

二酸化炭素の排出低減、及び石炭火力発電所の効率改善に向けた流れは、最大80MPaまでの圧力、又は100MPaもの高い圧力を伴う、700℃を超える蒸気温度での動作を可能とする材料開発に関して、世界中で行われている多くの研究をもたらした。 これらの高温及び高圧において、鋼鉄は十分な強度を持たないので、代わりに材料開発は複数のニッケル合金に注目している。   The trend towards reducing carbon dioxide emissions and improving the efficiency of coal-fired power plants is related to material development that allows operation at steam temperatures above 700 ° C. with pressures up to 80 MPa, or pressures as high as 100 MPa. Brought about a lot of research being done around the world. At these high temperatures and pressures, steel does not have sufficient strength, so material development instead focuses on multiple nickel alloys.

ニッケル合金の開発は、概して、2つの主な合金群、つまり固溶強化合金、及び析出強化合金に集中している。固溶合金は、そのカウンターパートの析出硬化より強度が低く、そのため応力破断強度が減少するが、良好な延性及び溶接性を有する。析出強化合金は、複数のジェットエンジンに使用されている。   The development of nickel alloys has generally focused on two main alloy families: solid solution strengthened alloys and precipitation strengthened alloys. Solid solution alloys have a lower strength than the precipitation hardening of their counterparts, which reduces stress rupture strength, but has good ductility and weldability. Precipitation strengthened alloys are used in multiple jet engines.

従って、本発明は、新たな合金組成を提供しようとするものである。特に、本発明は、700℃を上回る、ことによると750℃を上回ることさえある発電所の運転用に、所要の応力破断強度を持つ、キャスタブルな合金組成を提供しようとするものである。   Accordingly, the present invention seeks to provide a new alloy composition. In particular, the present invention seeks to provide a castable alloy composition with the required stress rupture strength for power plant operation above 700 ° C and possibly even above 750 ° C.

従って、本発明は、質量%単位で、24.0〜26.0%のCr、19.0〜22.0%のCo、1.00〜1.60%のAl、1.00〜1.60%のTi、最大1.50%までのFe、最大0.020%までのC、最大0.40%までのSi、最大0.50%までのMn、最大0.50%までのCu、最大0.50%までのMo、最大0.50%までのNb、最大0.005%までのB、最大0.03%までのZr、最大0.10%までのV、最大0.02%までのMg、最大0.25%までのTa、最大0.010%までのS、最大0.015%までのP、最大0.20%までのW、最大0.02%までのCa、最大0.05%までのN、最大80ppmまでのZn、最大60ppmまでのSn、最大20ppmまでのPb、及び、バランスNi及び複数の不純物から成る合金を提供する。   Accordingly, the present invention is based on mass%, 24.0-26.0% Cr, 19.0-22.0% Co, 1.00-1.60% Al, 1.00-1. 60% Ti, up to 1.50% Fe, up to 0.020% C, up to 0.40% Si, up to 0.50% Mn, up to 0.50% Cu, Mo up to 0.50%, Nb up to 0.50%, B up to 0.005%, Zr up to 0.03%, V up to 0.10%, Max 0.02% Up to Mg, up to 0.25% Ta, up to 0.010% S, up to 0.015% P, up to 0.20% W, up to 0.02% Ca, up to N up to 0.05%, Zn up to 80 ppm, Sn up to 60 ppm, Pb up to 20 ppm, and Ba Providing Nsu Ni and alloys comprising a plurality of impurities.

本発明の合金は析出強化されており、従って、以前に使用された固溶強化ニッケル合金より高い応力破断強度を有する。更に、当該合金組成はキャスタブルである。   The alloys of the present invention are precipitation strengthened and thus have higher stress rupture strength than previously used solid solution strengthened nickel alloys. Furthermore, the alloy composition is castable.

本発明は、添付の複数の図面を参照し、例として、より十分に説明される。   The invention will be described more fully by way of example with reference to the accompanying drawings, in which:

550〜760℃で動作するための様々な鋼鉄及びNi合金の、応力破断強度対温度の比較を示すグラフである。グラフに含まれる複数のニッケル合金は、700℃を上回るプラント運転用に可能性のある合金として、提案されている。2 is a graph showing a comparison of stress rupture strength versus temperature for various steels and Ni alloys to operate at 550-760 ° C. Several nickel alloys included in the graph have been proposed as potential alloys for plant operation above 700 ° C.

熱処理後の鋳造合金のクラックを示すSEM顕微鏡写真である。It is a SEM micrograph which shows the crack of the cast alloy after heat processing.

図2の合金に存在する複数の相を示す、平衡相状態図である。FIG. 3 is an equilibrium phase diagram showing a plurality of phases present in the alloy of FIG. 2.

図2の合金の、MX相、イータ相、及びM23相を示す、平衡相状態図である。FIG. 3 is an equilibrium phase diagram showing the MX phase, the eta phase, and the M 23 C 6 phase of the alloy of FIG.

本発明の合金に存在する複数の相を示す、平衡相状態図である。FIG. 3 is an equilibrium phase diagram showing a plurality of phases present in the alloy of the present invention.

本発明に従って、合金のMXの組成を示す。Figure 2 shows the MX composition of the alloy according to the present invention.

ガンマプライム%対ニオブ濃度の関係を示す、平衡相状態図である。It is an equilibrium phase diagram showing the relationship between gamma prime% and niobium concentration.

Nb MX%対炭素含有量の関係を示す、平衡相状態図である。FIG. 3 is an equilibrium phase diagram showing the relationship of Nb MX% to carbon content.

Nb MX含有量へのNb及びCの複合した影響を示す、平衡相状態図である。FIG. 2 is an equilibrium phase diagram showing the combined effect of Nb and C on Nb MX content.

Nbを0.25%に固定して、様々な炭素含有量に対するMX予測を示す、平衡相状態図である。FIG. 4 is an equilibrium phase diagram showing MX predictions for various carbon contents with Nb fixed at 0.25%.

Nbを0.25%に固定して、様々な炭素含有量に対するMX予測を示す、平衡相状態図である。FIG. 4 is an equilibrium phase diagram showing MX predictions for various carbon contents with Nb fixed at 0.25%.

Nbを0.25%に固定して、様々な炭素含有量に対するMX予測を示す、平衡相状態図である。FIG. 4 is an equilibrium phase diagram showing MX predictions for various carbon contents with Nb fixed at 0.25%.

Nbを0.25%に固定して、様々な炭素含有量に対するMX予測を示す、平衡相状態図である。FIG. 4 is an equilibrium phase diagram showing MX predictions for various carbon contents with Nb fixed at 0.25%.

合金740に対するシェイルの計算の結果である。FIG. 6 is the result of the calculation of the shell for alloy 740. FIG.

ガンマプライム(γ')質量%へのタンタルの影響を示す。The influence of tantalum on gamma prime (γ ′) mass% is shown.

ガンマプライム(γ')質量%へのMoの予測される有益な影響を示す。Figure 3 shows the expected beneficial effect of Mo on gamma prime (γ ') mass%.

本発明の合金の室温における引張強度を、先進超々臨界圧(A−USC)用途用の他の鋳造候補のNi合金と比較する、棒グラフである。2 is a bar graph comparing the tensile strength of the alloys of the present invention at room temperature with other casting candidate Ni alloys for advanced super supercritical (A-USC) applications.

本発明の合金の室温における降伏強度を、A−USC用途用の他の鋳造候補のNi合金と比較する、棒グラフである。It is a bar graph which compares the yield strength in room temperature of the alloy of this invention with other casting candidate Ni alloy for A-USC use.

本発明の合金の室温における伸長及び断面減少率を、合金263と比較する図である。It is a figure which compares the elongation at room temperature and the cross-sectional reduction rate of the alloy of this invention with the alloy 263. FIG.

本発明の合金(G130及びG130B)の、ラーソンミラーパラメータに対してプロットされた応力破断強度を、他の候補となる鋳造A−USC用の複数のNi合金の公知データと比較したグラフである。It is the graph which compared the stress rupture strength plotted with respect to the Larson mirror parameter of the alloy (G130 and G130B) of this invention with the well-known data of the some Ni alloy for casting A-USC used as another candidate.

異なる断面寸法に関するG130及びG130Bの、ラーソンミラーパラメータに対してプロットされた応力破断強度のグラフである。FIG. 6 is a graph of stress rupture strength plotted against Larson mirror parameters for G130 and G130B for different cross-sectional dimensions.

熱処理後にMXクラックが全く観察されないG130B鋳造合金を示す、SEM顕微鏡写真である。It is a SEM micrograph which shows the G130B casting alloy by which MX crack is not observed at all after heat processing.

700℃を上回る温度で高い応力破断強度を持ち(例えば、発電所用の高圧蒸気タービンケーシング、バルブ、又は(補助的な)バルブの複数のコンポーネント)、かつ鋳造によって製品に形成され得る合金組成を探そうとする上で、本発明者は、表1に示された複数のNi合金を検討した。   Explore alloy compositions that have high stress rupture strength at temperatures above 700 ° C (eg, high pressure steam turbine casings for power plants, valves, or multiple components of (auxiliary) valves) and can be formed into products by casting. In doing so, the present inventors examined a plurality of Ni alloys shown in Table 1.

これらの合金は、固溶強化メカニズム(SS)又は析出硬化メカニズム(PH)のいずれかによって、強化されている。これらのメカニズムは、以下に簡単に説明される。   These alloys are strengthened by either a solid solution strengthening mechanism (SS) or a precipitation hardening mechanism (PH). These mechanisms are briefly described below.

固溶強化Ni合金は、例えばMo、Cr、Co、及びWなどの固溶強化剤の添加によって強化される、面心立方(fcc)の母相から成る。この硬化方法は、Niをベースとするオーステナイト構造と、溶質原子との間の格子定数の差異によって変わり、強化効力はこの差異に比例する。溶質原子の割合が大きいほど、硬化の効果は大きくなる。しかしながら、合金添加物の量は、σ相形成の可能性及びそれに伴う複数の不利益によって、制限される。   The solid solution strengthened Ni alloy consists of a face centered cubic (fcc) matrix that is strengthened by the addition of solid solution strengtheners such as Mo, Cr, Co, and W, for example. This hardening method depends on the difference in lattice constant between the austenite structure based on Ni and the solute atoms, and the strengthening efficacy is proportional to this difference. The greater the proportion of solute atoms, the greater the effect of curing. However, the amount of alloy additive is limited by the possibility of sigma phase formation and the associated disadvantages.

析出硬化は、3種類の析出、つまりガンマプライム(γ')、ガンマプライムプライム(γ')(又はガンマダブルプライム)、並びに、粒界ホウ化物及び炭化物の形成によって、Ni合金中に実現される。γ'は、概して、Ni(Al、Ti)の化学式が与えられる。しかしながら、ニッケル並びにアルミニウム及びチタンは、両方とも複数の他の元素によって置換され得る。 Precipitation hardening is achieved in Ni alloys by the formation of three types of precipitation: gamma prime (γ ′), gamma prime (γ ′) (or gamma double prime), and grain boundary borides and carbides. . γ ′ is generally given the chemical formula of Ni 3 (Al, Ti). However, both nickel and aluminum and titanium can be replaced by multiple other elements.

本発明者は、全て鍛錬用合金として開発された合金263、Haynes(登録商標)282(登録商標)、及びInconel(登録商標)740は、図1に示されるように、特に、高い応力破断強度のために、最も有望な候補であること見いだした。しかしながら、合金263は、クリープ強度に悪影響を与え得るイータ(η)相(NiTi)の析出によって、使用エージングするとすぐに、微細構造の不安定性を欠点として持つ。Haynes(登録商標)282(登録商標)は、3つの合金の中ではより強いが、Al及びTiのレベルは最も高く(Al+Ti>3.5%)、大気中で注入する間の、これらの元素の酸化の可能性は、著しく増大する。これは、鋳造物内に更に多くの酸化物介在物欠陥をもたらす可能性を持ちうる。合金282を鋳造する試験の間、大断面の微細構造の完全性が乏しいことも知られていた。これは、合金263又はInconel(登録商標)740のいずれかで観察されたよりも、はるかに悪い体積クラックをもたらす。 The inventor has found that the alloy 263, Haynes® 282®, and Inconel® 740, all developed as alloys for wrought, have a particularly high stress rupture strength, as shown in FIG. For the most promising candidates. However, alloy 263 suffers from microstructural instability as soon as it is aged due to the precipitation of eta (η) phase (Ni 3 Ti), which can adversely affect creep strength. Haynes (R) 282 (R) is stronger among the three alloys, but the highest levels of Al and Ti (Al + Ti> 3.5%) and these elements during implantation in the atmosphere The possibility of oxidation of is significantly increased. This can have the potential to result in more oxide inclusion defects in the casting. During the test of casting alloy 282, it was also known that the integrity of the large cross-sectional microstructure was poor. This results in much worse volume cracking than observed with either alloy 263 or Inconel® 740.

Inconel(登録商標)740は、先進超々臨界圧ボイラー管用の鋳造及び鍛錬製品として開発された。鍛錬プロセスでは、合金はビレットとして鋳造され、次に機械的な変形を受けて、ほぼ所望の形状に形成される。次に、最終機械加工の段階が取られて、所望の形状を実現する。   Inconel® 740 was developed as a casting and wrought product for advanced ultra supercritical boiler tubes. In the wrought process, the alloy is cast as a billet and then undergoes mechanical deformation to form a generally desired shape. Next, a final machining step is taken to achieve the desired shape.

Inconel(登録商標)740の組成は、航空機用合金のNimonic263から派生したもので、約800℃で時効硬化可能である。これら2つの組成式は、表2に示される。   The composition of Inconel® 740 is derived from the aircraft alloy Nimonic 263 and can be age hardened at about 800 ° C. These two composition formulas are shown in Table 2.

残念ながら、元のInconel(登録商標)740の組成は、大断面管作業の微小亀裂を結合し、好ましくない「G」相を形成する傾向があったように思われ、いまだにイータ(η)相を析出するが、合金263より程度は少ない傾向にある。   Unfortunately, the original Inconel® 740 composition appears to have tended to bond microcracks in large section tube work and form an unfavorable “G” phase, which is still an eta (η) phase. However, it tends to be less than that of the alloy 263.

この問題を解決すべく、Inconel(登録商標)740の合金組成は変更され、740Hと呼ばれる合金を作り出し、EPRIの「化石燃料発電所用の先進材料技術に関する第6回国際会議」において発表され、2010年10月に「Optimization of INCONEL(登録商標)alloy 740 for Advanced Ultra Supercritical Boilers」という論文に発表された。この論文は、複数の特殊金属がInconel(登録商標)740のケミストリ(chemistry)に対して行った複数の変化を説明し、以下の表3に詳述される。 Si、Nb、Al、及びTiの組成変化に留意されたい。   To solve this problem, the alloy composition of Inconel® 740 was changed to create an alloy called 740H, which was announced at EPRI's “6th International Conference on Advanced Material Technology for Fossil Fuel Power Plants” It was published in a paper titled “Optimization of INCONEL (registered trademark) alloy 740 for Advanced Ultra Supercritical Boilers” in October of the year. This paper describes the changes that special metals have made to the Inconel® 740 chemistry and is detailed in Table 3 below. Note the compositional changes of Si, Nb, Al, and Ti.

各元素の変化の背後にある合理性は、次のように要約されている。   The rationale behind each elemental change is summarized as follows.

「G」相はSiリッチ相であり、従って、その形成を妨げるべく、Siは目標仕様に減らされた。Nb含有量の減少は、熱影響域において、材料が液化割れの影響を受けやすい傾向を制限する。Al:Ti比は、ガンマプライム(γ')の安定性を高めるべく、増やされた。これが、エージングされ、より安定な母相に起因して、亀裂が防がれる主な理由である。一方、Tiの低減は、725℃での使用において、針状のイータ(η)相を生成する材料の能力を減少させ得る。   The “G” phase is a Si-rich phase, so Si was reduced to the target specification to prevent its formation. The decrease in Nb content limits the tendency of the material to be susceptible to liquefaction cracking in the heat affected zone. The Al: Ti ratio was increased to increase the stability of gamma prime (γ ′). This is the main reason that cracking is prevented due to the aged and more stable matrix. On the other hand, the reduction of Ti can reduce the ability of the material to produce acicular eta (η) phases when used at 725 ° C.

本発明者は、標準的な鍛錬用合金740又は740Hのケミストリが鋳造物に使用される場合、熱処理後にクラックが生じ、それが複数のNDE欠陥及びスクラップ鋳造物をもたらすことを、見いだした。   The inventor has found that when standard wrought alloy 740 or 740H chemistry is used in the casting, cracking occurs after heat treatment, which results in multiple NDE defects and scrap casting.

SEMを使った調査により、クラックは体積的な性質があり、合金の複数の粒間領域から拡大すると考えられることが見いだされた。これらの粒間の粒界領域において、NbリッチMXの複数の粒子が存在し、これ自体が熱処理の間にクラックになる。これらの粒子が境界凝集の損失の理由であり、それが、熱処理中に応力が材料内に引き起こされる間の、クラックの原因である。更に、固溶処理後に、Nb MXの部分的な溶解によって複数の粒界に沿って形成された空間は、複数の粒界においてクラックの複数の拡大場所を生成した。   Investigations using SEM have found that cracks have a volumetric nature and are thought to expand from multiple intergranular regions of the alloy. In the grain boundary region between these grains, there are a plurality of Nb-rich MX grains that themselves become cracks during the heat treatment. These particles are the reason for the loss of boundary agglomeration, which is the cause of cracks during which stress is induced in the material during heat treatment. Furthermore, after the solid solution treatment, the spaces formed along the plurality of grain boundaries by partial dissolution of Nb MX generated a plurality of crack expansion sites at the plurality of grain boundaries.

図2は、1100℃で均質化熱処理をした後の、鋳造Inconel740H中の粒界のSEM顕微鏡写真を示す。図に示すように、2つの粒界相が存在する。本発明者は、これらがTiリッチMX相、及びNbリッチMX相であることを発見した。SEM顕微鏡写真に示すように、NbリッチMX相は、クラックが入っている。これは、母相と、NbリッチMX相との間の熱膨張係数の差異に起因するものであると、考えられる。   FIG. 2 shows a SEM micrograph of grain boundaries in cast Inconel 740H after homogenization heat treatment at 1100 ° C. As shown in the figure, there are two grain boundary phases. The inventor has discovered that these are Ti-rich MX phase and Nb-rich MX phase. As shown in the SEM micrograph, the Nb-rich MX phase is cracked. This is considered to be caused by a difference in thermal expansion coefficient between the parent phase and the Nb-rich MX phase.

析出物のクラックが起こる段階を確認し、昇温及び降温の速度を調節することによってクラックが回避され得るかどうかを立証すべく、一連の熱処理試験が成された。これらは、表4に示される。   A series of heat treatment tests were conducted to confirm the stage of precipitate cracking and to verify whether cracking can be avoided by adjusting the rate of temperature rise and fall. These are shown in Table 4.

表4の全条件において、NbリッチMXの複数の析出物が存在し、ほとんどにクラックが入った。   Under all conditions in Table 4, a plurality of Nb-rich MX precipitates were present, and almost all cracked.

示差走査熱量計(DSC)の曲線図は、NbリッチMXの溶解温度が、1350℃のオーダーである可能性があったことを示す。しかしながら、合金の融点は、約1400℃である。従って、NbリッチMXが、凝固後に、鍛錬Inconel(登録商標)740及びInconel(登録商標)740H組成中に一度形成されると、その塊を溶解して、MXを通るクラックを除くことは、ほぼ不可能であると考えられる。   The differential scanning calorimeter (DSC) curve diagram shows that the dissolution temperature of Nb-rich MX could be on the order of 1350 ° C. However, the melting point of the alloy is about 1400 ° C. Therefore, once the Nb-rich MX is formed once in the wrought Inconel® 740 and Inconel® 740H compositions after solidification, melting the mass and removing cracks through the MX is almost It is considered impossible.

従って、本発明者は、MX析出物は液体が凝固した直後に存在するので、熱処理だけによって、NbリッチMX粒子を鋳造合金Inconel(登録商標)740Hから取り除く、又は、昇温及び降温の速度を下げることによってクラックを防ぐことは不可能であると、結論付けた。実験及び熱分析によって、NbリッチMXの溶解温度は、1350℃であることが見いだされた。この溶解温度は合金の融点に近接しすぎているので、この温度が利用され得ることはない。   Accordingly, the present inventors have found that MX precipitates are present immediately after the liquid solidifies, so that Nb-rich MX particles are removed from the cast alloy Inconel® 740H only by heat treatment, or the rate of temperature rise and fall is increased. It was concluded that it is impossible to prevent cracking by lowering. Through experiments and thermal analysis, the dissolution temperature of Nb-rich MX was found to be 1350 ° C. Since this melting temperature is too close to the melting point of the alloy, this temperature cannot be utilized.

上記に基づいて、本発明者は、Nb MX炭化物の形成を低減すべく、合金の組成が変更され得るかどうかを、検討した。鍛錬用合金では、鍛錬プロセスの間に、再結晶化が実現され得るという点で、粒子サイズの制御が可能である。炭化物及び他の複数の相を使用して、粒界を固定することによって、小さい粒子サイズを維持することが可能である。本発明者は、鋳造製品では、そのような粒子サイズの制御は達成可能ではないことを、理解した。と言うのは、再結晶化は機械的変形によって促進されないからである。そのため、Nb MXの減少、及び潜在的に少ないM23相によって、粒界凝集及びいくつかのγ'相の分率は低減され得るが、鋳造製品では、クラックの除去はより重要である。 Based on the above, the present inventor examined whether the composition of the alloy could be changed to reduce the formation of Nb MX carbide. For wrought alloys, particle size can be controlled in that recrystallization can be achieved during the wrought process. It is possible to maintain a small particle size by using carbides and other phases to fix the grain boundaries. The inventor has realized that such control of particle size is not achievable in cast products. This is because recrystallization is not promoted by mechanical deformation. Therefore, the reduction of Nb MX and potentially less M 23 C 6 phase can reduce the grain boundary aggregation and fraction of some γ ′ phases, but crack removal is more important in cast products .

本発明者は、熱力学モデルを使用して、複数の相の平衡分配、及び個々の元素の分離挙動を、温度の関数として計算した。   The inventor used thermodynamic models to calculate the equilibrium distribution of the phases and the separation behavior of the individual elements as a function of temperature.

熱力学モデルは、バルク合金の元素濃度を示されるとき、複数の相の平衡分配、及び個々の元素の分離挙動を、温度の関数として計算する。熱力学モデルは、合金相の複数の特性を決定するのに使用される、複数の数学アルゴリズムを含む。複数の数学アルゴリズムは、注目する合金システムの熱力学データを含むデータベースを使用する。データベースは、生成エンタルピー、エントロピー、化学ポテンシャル、相互作用係数、熱容量、結晶構造など、本質的な技術データを含む。複数の熱力学計算は、ギブスの自由エネルギーの最小化に基づいている。   A thermodynamic model calculates the equilibrium distribution of phases and the separation behavior of individual elements as a function of temperature when given the elemental concentration of the bulk alloy. The thermodynamic model includes a plurality of mathematical algorithms that are used to determine a plurality of properties of the alloy phase. Several mathematical algorithms use a database containing thermodynamic data for the alloy system of interest. The database contains essential technical data such as production enthalpy, entropy, chemical potential, interaction coefficient, heat capacity, crystal structure, etc. Multiple thermodynamic calculations are based on Gibbs free energy minimization.

図3は、表5にあるような組成(Inconel(登録商標)740の組成式の組成に近い組成)を持つInconel(登録商標)740の平衡相状態図を示し、図4は、MX相、η相、M23相を強調すべく拡大した平衡相状態図を示す。 FIG. 3 shows an equilibrium phase diagram of Inconel® 740 having a composition as shown in Table 5 (a composition close to the composition of the Inconel® 740 composition formula), and FIG. The equilibrium phase diagram expanded to emphasize the η phase and the M 23 C 6 phase is shown.

図に示すように、高温(平衡が実現される可能性がより高い)において、η相及びMX相は、平衡状態にある。これらの温度から冷却すると、これらの相はそのまま留まるか、又は長期エージング後に析出し得る。   As shown in the figure, at high temperatures (more likely to achieve equilibrium), the η and MX phases are in equilibrium. Upon cooling from these temperatures, these phases can remain intact or can precipitate after prolonged aging.

表6は、Inconel(登録商標)740の組成が、本発明者によってどのように変更されたかを示す。鋳造によって製品を製造するように設計された、新たな合金は、従来の鍛錬組成を越えた、いくつかの重要なケミストリの違いを有し、これによって合金をはるかにキャスタブルなものにする。   Table 6 shows how the composition of Inconel® 740 was changed by the inventor. New alloys, designed to produce products by casting, have several important chemistry differences that go beyond conventional wrought compositions, thereby making the alloys much more castable.

凝固後のNb炭化物の形成(MX)を制限すべく、炭素及びニオブが減らされた。炭素及びニオブの濃度が低い新たな合金に関して、熱力学計算が行われた。新たな合金の平衡状態図(図5)は、複数の主要な相は標準的なInconel(登録商標)740(図3及び図4に示される)とほぼ同一であることを示す。ただし、もろく、クラックを引き起こす、及び/又は使用中にクリープ強度を損なうイータ相は、取り除かれた。また、下記に示されるように、最大0.020%までの炭素含有量、かつ最大0.50%までのNb含有量の本発明の合金には、所望の複数の特性が存在する。   Carbon and niobium were reduced to limit Nb carbide formation (MX) after solidification. Thermodynamic calculations were performed on new alloys with low carbon and niobium concentrations. The equilibrium diagram of the new alloy (FIG. 5) shows that the major phases are nearly identical to the standard Inconel® 740 (shown in FIGS. 3 and 4). However, the eta phase, which is brittle, causes cracking and / or impairs creep strength during use, has been removed. Also, as shown below, the alloys of the present invention having a carbon content up to 0.020% and an Nb content up to 0.50% have a plurality of desired properties.

Nb減少による更なる複数の利点は、以下のとおりである。a)Nbは分離に対して高い潜在能力を有する元素なので、合金は、大断面において分離する傾向がより低くなる。これは、鋳造合金740の非平衡分離傾向を示すシェイルの計算である、図14に示される。b)Nbの減少は、製品に溶け込む大気中の窒素の可溶性を低くして、特殊プロセスを有しない標準的な製品によって実現されるよりも、低い窒素レベルが実現されることを可能にする。   Further advantages from Nb reduction are as follows. a) Since Nb is an element with a high potential for separation, the alloy is less prone to segregation at large cross sections. This is shown in FIG. 14, which is a shale calculation showing the non-equilibrium separation tendency of the cast alloy 740. b) The reduction of Nb makes the atmospheric nitrogen soluble in the product less soluble, allowing lower nitrogen levels to be achieved than is achieved by standard products without special processes.

図5は、表6の新たな合金組成式1の平衡相状態図であり、当該合金の主要相の熱力学的予測が、合金740Hと類似であることを示す。ただし、イータ相は完全に取り除かれている。   FIG. 5 is an equilibrium phase diagram of the new alloy composition formula 1 in Table 6 and shows that the thermodynamic prediction of the main phase of the alloy is similar to that of alloy 740H. However, the eta phase has been completely removed.

図6は同一の熱力学モデルを使用して、本発明の合金中のMX相の組成を予測する。本発明の合金のMXの組成は、標準的なInconel740H(登録商標)の組成と異なる。本発明の合金は、900℃上回る温度で0.01未満のNbの質量分率増加を有し、Tiの質量分率は300℃から融点までほぼ一定である。従って、予測されるMXの合計質量分率は、著しく減少する。   FIG. 6 uses the same thermodynamic model to predict the composition of the MX phase in the alloys of the present invention. The MX composition of the alloys of the present invention differs from the standard Inconel 740H® composition. The alloy of the present invention has an Nb mass fraction increase of less than 0.01 at temperatures above 900 ° C., and the Ti mass fraction is substantially constant from 300 ° C. to the melting point. Thus, the predicted total mass fraction of MX is significantly reduced.

イータ相は有害であるため、さらにNbの減少によって、740Hと比べて、鋳造合金では減らされている。   Since the eta phase is detrimental, it is further reduced in cast alloys compared to 740H due to Nb reduction.

Nb濃度の減少に起因して、従来の鍛錬用合金などNb含有量がより高い場合と比べて、本発明の合金では、ガンマプライム(γ')分率が低下している。Nbは、(γ')(NiAl)において、Tiと同じようにAlの代わりになる。鍛錬用合金740及び740Hは、約21%のガンマプライム(γ')を含む。このレベルの析出において、高レベルのMX析出と共に、本発明者は、鋳造合金では、室温の延性が非常に低いことを見いだした。これは、合金が使用されるプラントが、運転停止と運転開始との間を、熱的に繰り返すとき、及び、使用中に例えば溶接によって修復が必要とされるときに、検討する重要な要因である。従って、本発明の合金では、ガンマプライム(γ')は、延性が最終的なクリープ強度とバランスが取れるレベルまで、好ましくは増大される。 Due to the decrease in Nb concentration, the gamma prime (γ ′) fraction is lowered in the alloy of the present invention as compared with the case where the Nb content is higher, such as a conventional wrought alloy. Nb substitutes for Al in (γ ′) (Ni 3 Al), just like Ti. The wrought alloys 740 and 740H contain about 21% gamma prime (γ ′). At this level of precipitation, along with the high level of MX precipitation, the inventors have found that the cast alloy has very low room temperature ductility. This is an important factor to consider when the plant where the alloy is used repeats thermally between shutdown and start-up and when repairs are required during use, for example by welding. is there. Thus, in the alloys of the present invention, gamma prime (γ ′) is preferably increased to a level where ductility is balanced with the ultimate creep strength.

好適な実施形態において、アルミニウム及びチタンの合計質量%が、確実に2.8質量%、好ましくは2.9質量%より大きい又はそれと等しくなることによって、及び/又は、Taの総量が確実に0.13〜0.17質量%になることによって、及び/又は、0.23〜0.27質量%の量で存在するNbの量を有することによって、及び/又は、Moの量を0.23〜0.27質量%に増大させることによって、ガンマプライム(γ')の量は、増大させられる。   In a preferred embodiment, the total mass% of aluminum and titanium ensures that 2.8% by mass, preferably greater than or equal to 2.9% by mass, and / or ensures that the total amount of Ta is 0. .13 to 0.17% by weight and / or having an amount of Nb present in an amount of 0.23 to 0.27% by weight and / or reducing the amount of Mo to 0.23 By increasing to ˜0.27% by weight, the amount of gamma prime (γ ′) is increased.

本発明の合金は、質量%単位で、24.0〜26.0%のCr、19.0〜22.0%のCo、1.00〜1.60%のAl、1.00〜1.60%のTi、最大1.50%までのFe、最大0.020%までのC、最大0.40%までのSi、最大0.50%までのMn、最大0.50%までのCu、最大0.50%までのMo、最大0.50%までのNb、最大0.005%までのB、最大0.03%までのZr、最大0.10%までのV、最大0.02%までのMg、最大0.25%までのTa、最大0.010%までのS、最大0.015%までのP、最大0.20%までのW、最大0.02%までのCa、最大0.05%までのN、最大80ppmまでのZn、最大60ppmまでのSn、最大20ppmまでのPb、及び、バランスNi及び複数のトレース添加物及び複数の不純物から成る合金から成る。   The alloys of the present invention are, in mass percent units, 24.0-26.0% Cr, 19.0-22.0% Co, 1.00-1.60% Al, 1.00-1. 60% Ti, up to 1.50% Fe, up to 0.020% C, up to 0.40% Si, up to 0.50% Mn, up to 0.50% Cu, Mo up to 0.50%, Nb up to 0.50%, B up to 0.005%, Zr up to 0.03%, V up to 0.10%, Max 0.02% Up to Mg, up to 0.25% Ta, up to 0.010% S, up to 0.015% P, up to 0.20% W, up to 0.02% Ca, up to N up to 0.05%, Zn up to 80 ppm, Sn up to 60 ppm, Pb up to 20 ppm, and rose Consisting scan Ni and alloys comprising a plurality of traces additives and more impurities.

「から成る」という用語は、100%の組成が言及されており、付加的な構成要素の存在は除外されることを示すべく、本明細書中に使用される。その結果、割合を合計すると100%になる。   The term “consisting of” is used herein to indicate that 100% composition is mentioned and the presence of additional components is excluded. As a result, the sum is 100%.

本発明の組成の合理性は、以下に明示される。全ての量は、別途記載がない限り、質量%である。   The rationality of the composition of the present invention is demonstrated below. All amounts are weight percent unless otherwise stated.

ニッケル:バランス。   Nickel: Balance.

これは、材料のケミストリのバランスを形成する母相元素であり、多種多様な二次要素に対する良好な可溶性を有し、その結果として、容易に合金化され得る。面心立方(FCC)のニッケル格子は、固溶及び析出強化メカニズムの両方に適合している。   This is the matrix element that forms the balance of the chemistry of the material and has good solubility in a wide variety of secondary elements and as a result can be easily alloyed. Face centered cubic (FCC) nickel lattices are compatible with both solid solution and precipitation strengthening mechanisms.

クロム:24.0〜26.0質量%、好ましくは24.5〜25.0質量%。   Chromium: 24.0-26.0 mass%, preferably 24.5-25.0 mass%.

クロムは、高温腐食下で、下にある合金を過度の腐食攻撃から効果的に保護する表面層(Cr)を速やかに形成することによって、きわめて重要な耐腐食性を合金に提供する。また、クロムは、低い温度において、合金の耐腐食性をさらに高める、表面アルミナ層の形成を促進する。Mg(最大0.02%まで)及びSi(最大0.4%まで)と共に、スケールの保護的性質はさらに一層高められ、より高い温度に対して効果的になる。これらの微量元素の機能は、スケール付着、スケール密度、及びスケールの分解耐性を高めることである。 Chromium provides the alloy with extremely important corrosion resistance by rapidly forming a surface layer (Cr 2 O 3 ) that effectively protects the underlying alloy from excessive corrosion attack under high temperature corrosion. . Chromium also promotes the formation of a surface alumina layer that further enhances the corrosion resistance of the alloy at low temperatures. Together with Mg (up to 0.02%) and Si (up to 0.4%), the protective properties of the scale are further enhanced and become effective against higher temperatures. The function of these trace elements is to increase scale adhesion, scale density, and scale degradation resistance.

クロムは、Niとの原子パラメータの不一致に起因して、母相への軽度の固溶強化効果を有する。   Chromium has a mild solid solution strengthening effect on the parent phase due to the mismatch of atomic parameters with Ni.

Crの最小レベルは、高温において、α−クロミアスケールの形成を確実にするように選択される。このCrのレベルは、約24.0%、好ましくは24.5%である。僅かにこれより高いCrレベルは、α−クロミアの形成を加速するが、スケールの性質を変化させることはない。Crの最大レベルは、合金の安定性によって決定される。このCrの最大レベルは、約26.0%、又はより良好には25.0%であることが見いだされた。   The minimum level of Cr is selected to ensure the formation of α-chromia scale at high temperatures. This Cr level is about 24.0%, preferably 24.5%. Slightly higher Cr levels accelerate α-chromia formation, but do not change the nature of the scale. The maximum level of Cr is determined by the stability of the alloy. This maximum level of Cr was found to be about 26.0%, or better 25.0%.

コバルト:19.0〜22.0質量%、好ましくは19.5〜20.5質量%。   Cobalt: 19.0 to 22.0 mass%, preferably 19.5 to 20.5 mass%.

Co添加の主目的は、複数のγ'析出物の可溶性を改善することによって、間接的に固相線温度を上昇させ、続いて、合金の使用温度を上昇させることである。この上昇は、合金のγ'体積分率を上げ、さらに強化効果を及ぼすので、19.0%より大きい、望ましくは19.5%より大きい量が使用される。 The main purpose of the Co addition is to indirectly increase the solidus temperature by improving the solubility of multiple γ ' precipitates, followed by increasing the working temperature of the alloy. This increase increases the γ ' volume fraction of the alloy and has a further strengthening effect, so an amount greater than 19.0%, preferably greater than 19.5% is used.

ニッケルの原子サイズと類似のコバルトの原子サイズは、母相に対するコバルトの固溶強化効果を制限し、及びコストに起因して、量は22.0%又はそれより少なく、望ましくは20.5%又はそれより少なく制限される。   The atomic size of cobalt, similar to the atomic size of nickel, limits the solid solution strengthening effect of cobalt on the matrix and, due to cost, the amount is 22.0% or less, preferably 20.5% Or less.

アルミニウム:1.00〜1.60質量%、好ましくは1.20〜1.55質量%、より好ましくは1.40〜1.55質量%。   Aluminum: 1.00 to 1.60% by mass, preferably 1.20 to 1.55% by mass, more preferably 1.40 to 1.55% by mass.

アルミニウムは、複数のγ'析出物を分配(partition)する主要な合金元素である。主要なγ'形成元素として、Alはγ'体積分率、及びその結果として、合金の析出強化に直接的な影響を有するので、Alは少なくとも1.00質量%、望ましくは少なくとも1.20質量%、より望ましくは少なくとも1.40質量%の量で存在する。 Aluminum is a major alloying element that partitions a plurality of γ ' precipitates. 'As forming element, Al is gamma' main gamma volume fraction, and as a result, because it has a direct effect on the precipitation strengthening of the alloy, Al is at least 1.00 wt%, preferably at least 1.20 mass %, More desirably in an amount of at least 1.40% by weight.

アルミニウムは、高温腐食下で、アルミナ(Al)表面保護層を形成することによって、合金に耐腐食性を提供する。過度のアルミニウム量は、合金の延性を低減させ得るので、その量は、1.60質量%又はそれより少なく、望ましく1.55質量%又はそれより少なく制限される。 Aluminum provides corrosion resistance to the alloy by forming an alumina (Al 2 O 3 ) surface protection layer under high temperature corrosion. Since an excessive amount of aluminum can reduce the ductility of the alloy, the amount is limited to 1.60% by weight or less, desirably 1.55% by weight or less.

チタン:1.00〜1.60質量%、好ましくは1.20〜1.55質量%、より好ましくは1.40〜1.55質量%。   Titanium: 1.00 to 1.60% by mass, preferably 1.20 to 1.55% by mass, more preferably 1.40 to 1.55% by mass.

チタンは別の主要なγ'形成元素であり、γ'相を分配する傾向もあるので、Tiは少なくとも1.00%、望ましく少なくとも1.20%、より望ましくは少なくとも1.40%の量で存在する。 Titanium 'are forming element, gamma' another major gamma so also tend to distribute the phase, Ti is at least 1.00%, preferably at least 1.20%, more preferably in an amount of at least 1.40% Exists.

1.60%を上回る量のTiは、母相の延性低下をもたらす内部酸化を起こしやすい。好ましくは、Tiは1.55%より少なく存在する。   Ti in an amount exceeding 1.60% is liable to cause internal oxidation that causes a decrease in the ductility of the parent phase. Preferably Ti is present in less than 1.55%.

チタンは、アルミニウムと類似の析出強化効果を分担する。   Titanium shares a precipitation strengthening effect similar to aluminum.

Nb含有量減少によるガンマプライム(γ')分率の減少をさらに補償すべく、新たな合金では、Al及びTiの質量%が増やされる。表13は、提案された新たな組成式に詳述されるように、バランスケミストリ(balance chemistry)とともに、推定ガンマプライム(γ')分率にもたらす、Al+Ti質量%の増加の影響を示す。G130は、表14のようになる。望ましくは、Al+Ti質量%は、2.8質量%より大きい又はそれと等しい、より望ましくは2.9質量%より大きい又はそれと等しい、又は、さらに3.0質量%より大きい又はそれと等しい。大気中で注入する間の酸化の可能性を低減すべく、Al+Ti質量%は、好ましくは3.15質量%より少なく、又はより好ましくは3.05質量%より少なく保持される。   In order to further compensate for the decrease in the gamma prime (γ ′) fraction due to the Nb content decrease, the mass percentage of Al and Ti is increased in the new alloy. Table 13 shows the effect of increasing Al + Ti mass% on the estimated gamma prime (γ ′) fraction, as well as balance chemistry, as detailed in the proposed new composition formula. G130 is as shown in Table 14. Desirably, Al + Ti mass% is greater than or equal to 2.8 mass%, more desirably greater than or equal to 2.9 mass%, or even greater than or equal to 3.0 mass%. In order to reduce the possibility of oxidation during implantation in the atmosphere, the Al + Ti mass% is preferably kept below 3.15 mass%, or more preferably below 3.05 mass%.

ニオブ:0.00〜0.50質量%、好ましくは0.20〜0.30質量%、さらに一層好ましくは0.23〜0.27質量%。   Niobium: 0.000 to 0.50 mass%, preferably 0.20 to 0.30 mass%, and more preferably 0.23 to 0.27 mass%.

ニオブは、γ'相の形成を促進するが、Al及びTiと比べると、その程度は少ない。本発明は、合金中のNbレベルを、0.50%又はそれより少なく、又は0.50%より少なく、又は好ましくは0.40%より少なく低減する。Nbの存在は、γ'の体積分率の増大をもたらすので、0.15%又はそれより大きいレベル、より望ましくは少なくとも0.20質量%のレベル、又は少なくとも0.23質量%でさえ、望ましくなり得る。 Niobium promotes the formation of the γ ' phase, but to a lesser extent compared to Al and Ti. The present invention reduces the Nb level in the alloy by 0.50% or less, or less than 0.50%, or preferably less than 0.40%. The presence of Nb leads to an increase in the volume fraction of γ , so a level of 0.15% or greater, more desirably a level of at least 0.20% by mass, or even at least 0.23% by mass is desirable. Can be.

Nb低減の主要な利点は、NbリッチMX(NbC)の析出を防ぐことである。別の利点は、イータ相の形成傾向を低減することである。また、Nbは大断面の鋳造物において、高い分離傾向を有するので、その濃度を制限することで、この傾向の低減に役立つ。本発明では、NbリッチMXを形成することなく、又は使用中に有害なイータ相析出傾向を有することなく、最大0.30質量%までのNb量が、ガンマプライム(γ')体積分率に所望の微増を生じさせる。しかしながら、0.49%まで、又は0.40%まで、より好ましくは0.30%、最も好ましくは0.27質量%までのNbの最大量は、MXの析出のいかなる可能性も低く保つには、好ましい。 The main advantage of Nb reduction is to prevent the precipitation of Nb rich MX (NbC). Another advantage is to reduce the tendency of eta phase formation. In addition, Nb has a high separation tendency in a large cross-section casting, and limiting the concentration helps to reduce this tendency. In the present invention, the amount of Nb up to 0.30% by mass in the gamma prime (γ ) volume fraction is obtained without forming Nb-rich MX or without having a harmful tendency to eta phase precipitation during use. This produces the desired slight increase. However, the maximum amount of Nb up to 0.49%, or up to 0.40%, more preferably up to 0.30%, most preferably up to 0.27% by weight, keeps any possibility of MX precipitation low. Is preferred.

炭素:0.000〜0.020質量%、好ましくは0.005〜0.015質量%。   Carbon: 0.000 to 0.020 mass%, preferably 0.005 to 0.015 mass%.

炭素は、複数の粒界領域を分配する合金元素である。その主要な機能は、他の複数の合金元素と様々な炭化物を形成し、増大した粒界凝集を提供することである。本発明の合金で予測された炭化物は、M23およびMXである。また、炭素は母相内に分散されると、適度な固溶強化を有する。 Carbon is an alloy element that distributes a plurality of grain boundary regions. Its primary function is to form various carbides with other alloying elements to provide increased grain boundary aggregation. Predicted carbides in the alloys of the present invention are M 23 C 6 and MX. Moreover, when carbon is dispersed in the matrix, it has an appropriate solid solution strengthening.

0.020質量%の上限は、特に、ニオブも減らされるときに、NbリッチMXの形成を制限する。本発明者は、0.02%を超える炭素レベルは、鋳造物内に、特に100mmを上回る断面寸法内に、許容できないレベルのNb MXをもたらすことになることを見いだした。好ましくは、炭素は、複数の粒界炭化物を実現し、それにより粒界凝集を増大させ、母相に分散されるときに一定の固溶強化を提供すべく、少なくとも0.005質量%の量で存在する。好ましくは、炭素は、粒界における過度の炭化物析出を回避すべく、0.015質量%又はそれより少ない量で存在する。   The upper limit of 0.020 wt% limits the formation of Nb-rich MX, especially when niobium is also reduced. The inventor has found that carbon levels above 0.02% will result in unacceptable levels of Nb MX in the casting, particularly in cross-sectional dimensions above 100 mm. Preferably, the carbon is in an amount of at least 0.005% by weight to achieve a plurality of grain boundary carbides, thereby increasing grain boundary aggregation and providing a certain solid solution strengthening when dispersed in the parent phase. Exists. Preferably, the carbon is present in an amount of 0.015 wt% or less to avoid excessive carbide precipitation at the grain boundaries.

ホウ素:0.000〜0.005質量%、ジルコニウム:0.000〜0.03質量%。   Boron: 0.000 to 0.005 mass%, zirconium: 0.000 to 0.03 mass%.

ホウ素及びZrは、炭化物の粗大化を抑制し、その結果として粒界強度を増大させるべく、添加され得る。クリープ強度及び延性は、これらの元素の添加によって、増大する。ホウ素の添加は、粒界スライド耐性を改善する。   Boron and Zr can be added to suppress carbide coarsening and consequently increase grain boundary strength. Creep strength and ductility increase with the addition of these elements. The addition of boron improves the grain boundary slide resistance.

マンガン:0.00〜0.50質量%、好ましくは0.15〜0.45質量%。   Manganese: 0.00 to 0.50 mass%, preferably 0.15 to 0.45 mass%.

マンガンは、合金の凝固範囲を低減させることによって、合金の溶接性を改善する。そのため、Mnは、最大0.50質量%まで、好ましくは少なくとも0.15質量%、存在する。しかしながら、マンガンは保護スケールの完全性を低減するので、好ましくは0.45質量%又はそれより少ない最大量で存在する。   Manganese improves the weldability of the alloy by reducing the solidification range of the alloy. Therefore, Mn is present up to 0.50% by weight, preferably at least 0.15% by weight. However, manganese is preferably present in a maximum amount of 0.45 wt% or less because it reduces the integrity of the protective scale.

シリコン:0.00〜0.40質量%、好ましくは0.10〜0.25質量%。   Silicon: 0.00-0.40 mass%, preferably 0.10-0.25 mass%.

シリコンは、炭化物のモホロジーを制御し、耐腐食性に有益であり得る。Siレベルが高過ぎる場合、次にこれはG相形成を促進し得る。   Silicon controls the carbide morphology and may be beneficial for corrosion resistance. If the Si level is too high, this can then promote G phase formation.

更に、過度のSi量は、延性、靱性、及び加工性の損失に寄与し得る。従って、Siは、モホロジー及び炭化物含有量の制御を利用するとともに、延性、靱性、及び加工性の損失を制限すべく、好ましくは、最大0.40質量%まで存在する。好ましい範囲は、0.10〜0.25質量%である。   Furthermore, an excessive amount of Si can contribute to loss of ductility, toughness, and workability. Accordingly, Si is preferably present up to a maximum of 0.40% by weight to control morphology and carbide content and limit loss of ductility, toughness, and workability. A preferable range is 0.10 to 0.25% by mass.

モリブデン:0.00〜0.50質量%、好ましくは0.20〜0.30質量%、より好ましくは0.23〜0.27質量%。   Molybdenum: 0.00 to 0.50 mass%, preferably 0.20 to 0.30 mass%, more preferably 0.23 to 0.27 mass%.

本発明は、Mo含有量を、その分離傾向、及びMoリッチの析出物(炭化物)を形成する能力に起因して、0.50%に制限する。Moは、母相の固溶強化に寄与する。Moはガンマ(γ)母相、M23、及びガンマプライム内に、主に分配される。Moはガンマ母相の固溶強化、及びガンマプライムの微増に寄与し、従って好ましくは、0.20〜0.30質量%の範囲内、より好ましくは0.23〜0.28質量%、理想的には0.25質量%で添加され、Nbの除去による強度損失を克服すべく補償を行う。図16は、ガンマプライム(γ')質量%の増大への、予測されるMoの小さいが有益な効果を示す。 The present invention limits the Mo content to 0.50% due to its tendency to separate and the ability to form Mo-rich precipitates (carbides). Mo contributes to solid solution strengthening of the parent phase. Mo is mainly distributed within the gamma (γ) matrix, M 23 C 6 , and gamma prime. Mo contributes to solid solution strengthening of the gamma matrix and a slight increase in gamma prime, and therefore preferably in the range of 0.20 to 0.30% by mass, more preferably 0.23 to 0.28% by mass, ideal Specifically, it is added at 0.25% by mass, and compensation is performed to overcome the strength loss due to the removal of Nb. FIG. 16 shows the expected small but beneficial effect of Mo on increasing gamma prime (γ ′) mass%.

鋳造は鍛錬用合金と同程度に均質化され得ないので、鋳造合金中に分離する複数の元素への更なる制限は、鍛錬用合金と比較するとより重要である。   Since casting cannot be homogenized to the same extent as a wrought alloy, further restrictions on the elements that separate into the cast alloy are more important compared to the wrought alloy.

窒素:0.00〜0.05質量%、好ましくは最大0.03質量%。   Nitrogen: 0.00-0.05% by mass, preferably at most 0.03% by mass.

チタンは最も有力な窒化物形成元素なので、窒素と容易に結合して、MXを形成する。残留窒素を最小に維持することによって、ガンマプライムγ'質量分率に逓減効果を有する、不要なMXの形成が防がれる。 Titanium is the most potent nitride-forming element, so it easily combines with nitrogen to form MX. Keeping residual nitrogen to a minimum prevents the formation of unwanted MX, which has a diminishing effect on the gamma prime γ mass fraction.

硫黄及びリンは、不要なトレース元素であり、Ni合金の複数の粒界に分配する。従って、これらの元素は、粒界強度に影響しないように、低レベルに望ましく制御される。   Sulfur and phosphorus are unnecessary trace elements and are distributed to a plurality of grain boundaries of the Ni alloy. Therefore, these elements are desirably controlled to a low level so as not to affect the grain boundary strength.

硫黄は、望ましくは、最大0.010質量%、好ましくは最大0.005%、理想的には0.001質量%より少なく又はこれと等しく制御され、リンは、最大0.015質量%、好ましくは最大0.010%に制御される。   Sulfur is desirably controlled up to 0.010% by weight, preferably up to 0.005%, ideally less than or equal to 0.001% by weight and phosphorus up to 0.015% by weight, preferably Is controlled to a maximum of 0.010%.

亜鉛、スズ、鉛は低融点構成物質であり、これらの存在が粒界凝集に影響し得るので、Ni合金中のトランプ元素と見なされる。望ましくは、これらの元素は、80ppmのZn、60ppmのSn、及び20ppmのPbに制限され、より望ましくは、30ppmのZn、50ppmのSn、及び10ppmのPbに制限される。   Zinc, tin, and lead are low melting point constituents and their presence can affect grain boundary aggregation and are therefore considered to be trump elements in the Ni alloy. Desirably, these elements are limited to 80 ppm Zn, 60 ppm Sn, and 20 ppm Pb, and more desirably 30 ppm Zn, 50 ppm Sn, and 10 ppm Pb.

タンタルは、Ni合金中の炭化物形成元素であり、望ましくは最大0.25%に制限される。本発明者は、実行されたシミュレーションに従って、タンタルは0.15質量%の添加で、0.2%だけガンマプライム(γ')質量分率を増大させることを、理解した。また、Taは、ガンマ(γ)及びガンマプライム(γ')中に分配するだけであることが、複数の平衡計算から分かる。従って、Taの添加は、不要なMXの増大に影響しないであろう。従って、本発明の合金では、好ましくは、Taは0.10〜0.20質量%、より望ましく0.13〜0.17質量%のレベルで存在する。図15は、ガンマプライム(γ')質量%へのタンタルの影響を示す。 Tantalum is a carbide forming element in Ni alloys and is desirably limited to a maximum of 0.25%. The inventor has realized that, according to the simulations performed, tantalum increases the gamma prime (γ ) mass fraction by 0.2% with the addition of 0.15 wt%. It can also be seen from multiple equilibrium calculations that Ta only distributes in gamma (γ) and gamma prime (γ ). Therefore, the addition of Ta will not affect the unwanted increase in MX. Therefore, in the alloy of the present invention, Ta is preferably present at a level of 0.10 to 0.20 wt%, more desirably 0.13 to 0.17 wt%. FIG. 15 shows the effect of tantalum on gamma prime (γ ′) mass%.

銅は、本発明の意図された添加物ではなく、残留物と見なされ、従って、0.50質量%、好ましくは0.10質量%に制限される。   Copper is considered a residue, not the intended additive of the present invention, and is therefore limited to 0.50 wt%, preferably 0.10 wt%.

鉄はいくつかの固溶強化特性を有するが、本発明では1.50質量%、好ましくは1.00%、より好ましくは0.80%より少なく制限され、残留物と見なされる。   Iron has some solid solution strengthening properties, but in the present invention it is limited to less than 1.50% by weight, preferably less than 1.00%, more preferably less than 0.80% and is considered a residue.

バナジウム及びタングステンは、本発明では意図して添加されず、以下の値に制限される。Wは、最大0.20質量%、望ましくは最大0.05質量%。バナジウムは、最大0.10質量%、望ましくは最大0.05質量%。   Vanadium and tungsten are not intentionally added in the present invention and are limited to the following values. W is at most 0.20% by mass, preferably at most 0.05% by mass. Vanadium is a maximum of 0.10% by mass, desirably a maximum of 0.05% by mass.

マグネシウムは、脱酸素剤又は脱硫黄剤として使用され得る。Mgレベルは、合金内に最大0.02質量%まで許容され得る。しかしながら、鋳造合金では、大気中で鋳造するとき酸化膜を生じさせる傾向に起因して、好ましくは、0.01質量%に制限されるべきである。   Magnesium can be used as an oxygen scavenger or desulfurizer. Mg levels can be allowed up to 0.02% by weight in the alloy. However, cast alloys should preferably be limited to 0.01% by weight due to the tendency to produce oxide films when cast in air.

カルシウムは、脱硫黄剤及び脱酸素剤として添加され得る。この点において、最大0.02質量%まで、望ましくは最大0.01質量%までに限って、許容される。   Calcium can be added as a desulfurizer and oxygen scavenger. In this respect, only a maximum of 0.02% by weight, desirably a maximum of 0.01% by weight, is acceptable.

特性評価中の鋳造合金に存在する主要相のリスト。   A list of the main phases present in the cast alloy being characterized.

母相:ガンマ(γ)。   Mother phase: gamma (γ).

合金母相は、最大20%までのγ'を有するγ(ガンマ)から成る。   The alloy matrix consists of γ (gamma) with γ ′ up to 20%.

ガンマプライム(γ')。   Gamma prime (γ ').

γ'相は、合金に強固な析出強化を提供する。   The γ 'phase provides strong precipitation strengthening for the alloy.

MX   MX

0.50%より少なく又はさらに低くNb含有量を減少させ、及び炭素含有量を低減させることは、NbリッチMXが形成されないことを意味する。従って、MX質量分率は、合金740及び740Hの場合より低くなる。   Decreasing the Nb content and reducing the carbon content below or even below 0.50% means that no Nb-rich MX is formed. Thus, the MX mass fraction is lower than for alloys 740 and 740H.

23は、多くの他のニッケルをベースとする超合金でのように、粒界に沿って、通例生じるCrリッチの析出物である。それは、より低い温度のエージングの作用として析出する。 M 23 C 6 is a Cr-rich precipitate that typically occurs along grain boundaries, as in many other nickel-based superalloys. It precipitates as a function of lower temperature aging.

シグマ:従来この相はCr含有量が高く、低い温度の相である。   Sigma: Conventionally, this phase has a high Cr content and is a low temperature phase.

シグマは、本発明における固溶処理条件及びエージングでは、検出されなかった。   Sigma was not detected under the solid solution treatment conditions and aging in the present invention.

:未検出。 M 3 B 2 : not detected.

鋳造業では、大断面鋳造として固溶強化合金を成功裏に製造することは、現在製品化されている。   In the casting industry, the successful production of solid solution strengthened alloys as large section castings is currently commercialized.

ガンマプライム(γ')強化合金では、これらの合金が比較的新しいので、これらの新材料を鋳造する世界的な経験がほとんどなく、利用可能な鋳造仕様もない。 In gamma prime (γ ) reinforced alloys, these alloys are relatively new, so there is little global experience in casting these new materials and no casting specifications are available.

これらの合金に、特別の配慮が以下に望ましく与えられる。   Special considerations are desirably given below to these alloys.

a)溶融手法:Ni合金の溶融手法は、従来の鋼鉄製造と多くの点で異なる。複数の揮発性合金元素の酸化を防ぐべく、特殊な技術が使用され得る。VOD、VODC、又はAOD溶融が、複数の大型コンポーネントの製造のために用いられる。   a) Melting technique: The melting technique of Ni alloys differs in many respects from conventional steel production. Special techniques can be used to prevent oxidation of multiple volatile alloy elements. VOD, VODC, or AOD melting is used for the manufacture of multiple large components.

b)注入技術:チタン及びアルミニウムと合金化され、大気中で注入されるNi合金は、望ましくは、鋳造物の表面の複数の酸化欠陥を防ぐよう注意して注入される。   b) Injection technique: Ni alloys alloyed with titanium and aluminum and injected in the atmosphere are preferably injected with care to prevent multiple oxidation defects on the surface of the casting.

c)凝固:Ni合金の凝固特性は鋼鉄とは全く異なり、従来の方法技術は、単に許容できる品質の鋳造物を製造することにおいて、満足のいくものではないことが多い。本発明の合金とともに使用され得るニッケル合金を鋳造するプロセスが、国際公開第2009/130472号に開示されている。   c) Solidification: The solidification characteristics of Ni alloys are quite different from steel, and conventional process techniques are often not satisfactory in producing simply acceptable quality castings. A process for casting nickel alloys that can be used with the alloys of the present invention is disclosed in WO 2009/130472.

d)熱処理:本発明の合金は、理想的には固溶処理によって熱処理され、続いて水焼き入れ、空冷、又は断面寸法が許容されれば静止空気冷却などで冷却される、又は特定の用途に対しては熱処理せずに「鋳造のまま」である。特殊な均質化技術が、特定の複数の断面寸法に対して用いられ得る。   d) Heat treatment: The alloys of the present invention are ideally heat treated by a solid solution treatment followed by water quenching, air cooling, or cooling with static air cooling if the cross-sectional dimensions are acceptable, or for specific applications Is "as cast" without heat treatment. Special homogenization techniques can be used for specific cross-sectional dimensions.

従って、本発明は、700℃を上回る温度で高い応力破断強度を有し、かつ鋳造物として鋳造され得る、析出硬化型超合金用の新たな合金組成を提供する。従って、本発明の合金は、鋳造プロセスを使用した、複数の蒸気タービンケーシング、バルブ、及び(補助的な)バルブコンポーネントの製造のための、又は700℃を上回る高温、強度、耐腐食性が所望される任意の他の用途のための使用に理想的である。一実施形態では、500〜850℃、望ましく650〜750℃で動作するためのバルブ又はバルブコンポーネントに合金が使用される。(補助的な)バルブコンポーネントは、ボンネット、カバー、ベンド、又はエルボーなどのコンポーネントであってよく、発電所内で高温において動作し得る。以下の表7及び表8は、本発明を要約する。   Accordingly, the present invention provides a new alloy composition for precipitation hardening superalloys that has high stress rupture strength at temperatures above 700 ° C. and can be cast as a casting. Thus, the alloys of the present invention are desirable for the production of multiple steam turbine casings, valves, and (auxiliary) valve components using a casting process, or for high temperatures, strength, and corrosion resistance above 700 ° C. Ideal for use for any other application to be done. In one embodiment, an alloy is used in a valve or valve component for operation at 500-850 ° C, preferably 650-750 ° C. The (auxiliary) valve component may be a component such as a bonnet, cover, bend, or elbow and may operate at high temperatures within the power plant. Tables 7 and 8 below summarize the present invention.

トランプ元素:(最大値)   Trump element: (maximum value)

Zn:最大80ppm、望ましくは最大30ppm、Sn:60ppm、望ましくは最大50ppm、Pb:最大20ppm、望ましくは最大10ppm   Zn: up to 80 ppm, desirably up to 30 ppm, Sn: 60 ppm, desirably up to 50 ppm, Pb: up to 20 ppm, desirably up to 10 ppm

本発明は、樹脂結合された粒子状物質が型を作成するために使用される砂型(sand moulding)鋳造技術を使用して典型的に作成されるものなど、一度限りの鋳造物に特に適用できる。砂型の粒子状物質は、例えば、砂、ジルコン、溶融石英、アルミナ、マグネシア、セラミック球、又はクロマイト、又はそれらの任意の組み合わせであってよい。例えば、合金は、例えば発電所で使用される高圧蒸気タービンケーシング、又はバルブを、鋳造によって製造するために使用され得る。最新の先進超々臨界圧タービンでは、コンポーネントの動作温度が700℃を超える。   The present invention is particularly applicable to one-off castings, such as those typically made using sand molding casting techniques in which resin-bonded particulate material is used to create the mold. . The sand-type particulate material may be, for example, sand, zircon, fused quartz, alumina, magnesia, ceramic spheres, or chromite, or any combination thereof. For example, the alloy can be used to produce high pressure steam turbine casings, or valves, for example used in power plants, by casting. In the latest advanced ultra-supercritical turbines, the operating temperature of components exceeds 700 ° C.

一連の熱力学的予測が成され、そこに表9にあるような、全ての主要元素の組成式がある。結果は、図7〜13、及び表10〜12にある。   A series of thermodynamic predictions are made, and there are compositional formulas for all major elements, as shown in Table 9. The results are in FIGS. 7 to 13 and Tables 10 to 12.

図7は、0.015%の固定炭素含有量における、400〜1600℃の最大γ'含有量の変化をx軸に、Nb含有量の変化をy軸にして示す。 Inconel(登録商標)740及び740H(炭素0.015%と仮定)は、それぞれ21%及び19.7%のγ'含有量を有するが、0.5%のNb含有量を有する本発明は、約18%のγ'含有量を有し、0.25%のNb含有量では約17%のγ'含有量を有す。こうして、本発明の合金は、良好な複数の析出硬化特性を持つ。   FIG. 7 shows changes in the maximum γ ′ content from 400 to 1600 ° C. on the x-axis and changes in the Nb content on the y-axis at a fixed carbon content of 0.015%. Inconel® 740 and 740H (assuming 0.015% carbon) have a γ ′ content of 21% and 19.7%, respectively, while the present invention with an Nb content of 0.5% It has a γ ′ content of about 18%, and an Nb content of 0.25% has a γ ′ content of about 17%. Thus, the alloys of the present invention have good multiple precipitation hardening properties.

図8は、0.25%の固定Nb含有量における、800〜1350℃の間のNb MX相の最大質量%の変化をy軸に、炭素の質量%の変化をx軸に示す。図に示すように、0.015%より少ない炭素含有量において、Nb MXの質量分率は0である。これが、好ましいCの上限レベルが0.015%又はそれより少ない理由である。しかしながら、最大0.02%までの炭素レベルでさえ、Nb MXは0.02質量%より少なく存在するだけである。図9は、図8と類似である。ただし、図9はグラフ上部のx軸にNb含有量、グラフ下部のx軸にC含有量をプロットすることによって、Nb及びC含有量の複合効果を示す。左側に多量のNb MXのが存在するが、Nb及びCの両方とも減らされるにつれて、Nb MXのレベルは減少する。0.43%及びそれより少ないNb含有量、かつ0.015%及びそれより少ないC含有量において、生じるNb MXは非常に少ない、又は全くないことが予測される。   FIG. 8 shows the change in maximum mass% of the Nb MX phase between 800 and 1350 ° C. on the y-axis and the change in mass% of carbon on the x-axis at a fixed Nb content of 0.25%. As shown in the figure, the mass fraction of Nb MX is 0 at a carbon content of less than 0.015%. This is why the preferred upper C level is 0.015% or less. However, even at carbon levels up to 0.02%, Nb MX is present in less than 0.02% by weight. FIG. 9 is similar to FIG. However, FIG. 9 shows the combined effect of Nb and C content by plotting the Nb content on the x-axis at the top of the graph and the C content on the x-axis at the bottom of the graph. There is a large amount of Nb MX on the left side, but as both Nb and C are reduced, the level of Nb MX decreases. At Nb content of 0.43% and less, and C content of 0.015% and less, it is expected that very little or no Nb MX will be produced.

熱力学計算が示すことは以下のとおりである。   The thermodynamic calculations show that:

1)イータ相は、炭素を0.018%まで又はそれより低く減らすことによって、かつNbを0.54まで又はそれより低く減らすことによって、本発明の合金から完全に取り除かれる。   1) The eta phase is completely removed from the alloys of the present invention by reducing the carbon to 0.018% or lower and by reducing Nb to 0.54 or lower.

2)本発明では、Nb MXは、炭素を0.015%又はそれより低く、Nbを0.43%又はそれより低くすると完全に取り除かれ、ガンマプライムは17%と予測される。   2) In the present invention, Nb MX is completely removed when carbon is 0.015% or lower and Nb is 0.43% or lower, and gamma prime is expected to be 17%.

図10〜13は、Nb MX及びTi MXへの炭素含有量の低減効果を示す。全てのグラフは0.25%のNb含有量を仮定し、炭素含有量は、図10、11、12及び13に対して、それぞれ0.046%、0.036%、0.029%、及び0.015%である。これらの図に示すように、MX相中のNbの量(及び全体のMXの一部としてのNb MXの量)は、Nb含有量が減らされるにつれて、減少する。   10-13 show the effect of reducing the carbon content on Nb MX and Ti MX. All graphs assume an Nb content of 0.25%, and the carbon content is 0.046%, 0.036%, 0.029%, and FIG. 10, 11, 12, and 13, respectively. 0.015%. As shown in these figures, the amount of Nb in the MX phase (and the amount of Nb MX as part of the overall MX) decreases as the Nb content is reduced.

Nb及びCの両方は、大断面の鋳造物にクラックが入ることが示されたNbCが、生じるかどうかを決定する上で重要である。そのため、本発明にあるように、Nb及びCの含有量を低く維持することが有益である。   Both Nb and C are important in determining whether NbC, which has been shown to crack in large section castings, will occur. Therefore, as in the present invention, it is beneficial to keep the Nb and C contents low.

表10〜12は、変化するNb及びCの含有量を有する、表9(図7〜13と同様)の組成に基づいた熱力学計算の結果を示す。これらの表は、任意のMX相中のTi及びNbの最大量、並びに800〜1350℃の温度範囲におけるイータ相の最大量を示す。*が付けられた複数の例は、本発明の範囲外である。   Tables 10-12 show the results of thermodynamic calculations based on the compositions of Table 9 (similar to FIGS. 7-13) with varying Nb and C contents. These tables show the maximum amount of Ti and Nb in any MX phase and the maximum amount of eta phase in the temperature range of 800-1350 ° C. Examples with * are outside the scope of the present invention.

従って、CはMXの組成分配に最も大きな影響を及ぼすため、望ましくは、より少ないCが選択される。   Therefore, since C has the greatest influence on the compositional distribution of MX, desirably less C is selected.

Nbが0.62重量%に増加するとイータ相が現れ、Nbが0.25重量%から1.86重量%に増加すると、ガンマプライムの割合が17%から21%に増加することが、分かり得る。   It can be seen that the eta phase appears when Nb increases from 0.62% by weight, and that the percentage of gamma prime increases from 17% to 21% when Nb increases from 0.25% to 1.86% by weight. .

従って、Nbは、ガンマプライム及びイータ相に最も大きな影響を及ぼす。   Therefore, Nb has the greatest influence on the gamma prime and eta phase.

イータ相は、Cが0.018%及びそれより低い組成、かつNbが0.54%及びそれより低い組成の場合に、完全に消滅する。Ti及びNbの分布線は、0.015%及びそれより低いC、かつ0.43%及びそれより低いNbの組成において、ほぼ平坦である。計算中に、ガンマプライムの分率は、Nbの含有量が減少するにつれて、20%から17%に減少する。   The eta phase disappears completely when the composition of C is 0.018% and lower and the composition of Nb is 0.54% and lower. The Ti and Nb distribution lines are nearly flat at a composition of 0.015% and lower C, and 0.43% and lower Nb. During the calculation, the gamma prime fraction decreases from 20% to 17% as the Nb content decreases.

図7〜13及び表10〜12は、CがNbより大きい影響をMXに及ぼすことを示し、Cが増えるほど、予測によるNbCが増える。また、Nbはイータ相及びガンマプライムに影響を及ぼし、イータ相及びガンマプライムの割合は、Nb含有量の増加とともに増加する。従って、Cを低含有量(実用性に応じて)に維持すると同時に、適切なNb含有量を選択することが、十分なガンマプライムをもたらし、かつイータ相もなくなる。   7 to 13 and Tables 10 to 12 show that C has an influence on MX that is greater than Nb. As C increases, the predicted NbC increases. Nb also affects the eta phase and gamma prime, and the ratio of eta phase and gamma prime increases with increasing Nb content. Thus, maintaining C at a low content (depending on practicality) while selecting an appropriate Nb content provides sufficient gamma prime and no eta phase.

図7〜13及び表10〜12から、0.02%又はそれより低い炭素の最大量、かつ0.5%又はそれより低いNbの最大量が、イータ相を除去しNb MXの量を非常に低いレベルに維持するために見いだされ得る。0.25%もしくはそれより低いNb含有量、又は0.015%もしくはそれより低いC含有量において、イータ及びNb MXの存在は取り除かれる。   From FIGS. 7-13 and Tables 10-12, the maximum amount of carbon of 0.02% or lower and the maximum amount of Nb of 0.5% or lower removes the eta phase and greatly reduces the amount of Nb MX. Can be found to maintain a low level. At Nb content of 0.25% or lower, or C content of 0.015% or lower, the presence of eta and Nb MX is eliminated.

本発明者は、γ'の分率の微増は合金の強度を増大させ得て、それは、MX析出の減少に起因して延性に悪影響を及ぼすことなく、現在では実現され得ることを理解した。γ'の分率の増加を実現すべく、本発明者は、合金中のTi及びAlの総量の影響を調査した。表13は、室温での平衡シミュレーションの結果を示す。その中で、Ti及びAlの量は変えられ、さもなければ、組成は表14の合金G130と等しい。   The inventor has realized that a slight increase in the fraction of γ ′ can increase the strength of the alloy, which can now be achieved without adversely affecting ductility due to a decrease in MX precipitation. In order to realize an increase in the fraction of γ ′, the present inventors investigated the influence of the total amount of Ti and Al in the alloy. Table 13 shows the results of equilibrium simulation at room temperature. In it, the amount of Ti and Al can be varied, otherwise the composition is equal to alloy G130 in Table 14.

Al含有量を1.43質量%に、Ti含有量を1.52質量%に増やすことによって、ガンマプライム(γ')は10%だけ増大され得ることが分かる。   It can be seen that by increasing the Al content to 1.43 wt% and the Ti content to 1.52 wt%, the gamma prime (γ ′) can be increased by 10%.

表13の結果によれば、長期使用エージング中にイータ(η)相の析出を防ぐために、Tiを最大1.6質量%に維持しつつ、Al+Tiは2.8質量%以上、より好ましくは2.9質量%以上であることが望ましい。   According to the results in Table 13, in order to prevent precipitation of the eta (η) phase during long-term use aging, Al + Ti is 2.8% by mass or more, more preferably 2% while maintaining Ti at a maximum of 1.6% by mass. .9% by mass or more is desirable.

新たな合金中の予測ガンマプライム(γ')分率の減少を補うことに更に役立てるべく、最大0.25質量%までの許容レベルで、0.15質量%のTaが添加される。これは、図15に示すように、ガンマプライム(γ')質量%を増大させる効果を有する。ここで、ガンマプライム(γ')質量%は、Al、Ti、Nb、及びMoを表6に詳述されたような提案された組成式1に維持しながら、Ta(質量%)の増大に対してプロットされた。ガンマプライム(γ')分率は、0.15質量%のTaの添加で0.2%だけ増える。計算から、Taはガンマ(γ)及びガンマプライム(γ')中に分配するだけである。従って、Taの添加は、MXの増大に何の影響もない。 To further assist in compensating for the decrease in the predicted gamma prime (γ ) fraction in the new alloy, 0.15 wt% Ta is added at an acceptable level up to 0.25 wt%. This has the effect of increasing the gamma prime (γ ) mass%, as shown in FIG. Here, gamma prime (γ ) mass% increases Ta (mass%) while maintaining Al, Ti, Nb, and Mo in the proposed composition formula 1 as detailed in Table 6. Plotted against. The gamma prime (γ ) fraction increases by 0.2% with the addition of 0.15 wt% Ta. From the calculation, Ta only distributes in gamma (γ) and gamma prime (γ ). Therefore, the addition of Ta has no effect on the increase in MX.

表14は、本発明の範囲内に含まれる3つの試験合金の組成式を質量%で示す。一番右側の列は、それぞれの合金の推定質量分率γ'を示す。   Table 14 shows the composition formulas of three test alloys included in the scope of the present invention in mass%. The rightmost column shows the estimated mass fraction γ ′ of each alloy.

G130融成物が最初に製造され、試験された。主な目標は、高品質のタービンコンポーネントに必要とされ得るような、材料の微細構造的な完全性を、薄い断面から厚い断面まで保証することである。合金G130は、合金740Hから炭素含有量を低減し、Nbを除去することは、粒間クラック及び体積的欠陥が除去されるような程度に、MX析出を低減することを示す。   A G130 melt was first made and tested. The main goal is to ensure the microstructural integrity of the material from thin to thick sections, as may be required for high quality turbine components. Alloy G130 shows that reducing the carbon content from alloy 740H and removing Nb reduces MX precipitation to such an extent that intergranular cracks and volumetric defects are removed.

G130合金は、G130A及びG130Bより低い強度を有するが、これはより低いγ'質量分率によってもたらされたと考えられる。G130A及びG130Bは、MXの大部分を合金母相に(特に大断面に)添加することなく、これに対処する。 The G130 alloy has lower strength than G130A and G130B, which is believed to have been caused by the lower γ mass fraction. G130A and G130B address this without adding most of MX to the alloy matrix (especially in the large cross section).

G130を超えるγ'分率の増大は、名目上0.25質量%のNb(G130A組成)の導入によって、及びAl+Tiの合計含有量を2.8質量%以上に更に増大、及び名目上0.15質量%のTa(G130B組成)を添加することによって実現された。図7はγ'質量分率へのNbの影響、表13はγ'質量分率へのAl+Tiの影響、図15はγ'質量分率へのTaの影響を示す。全ての試験中、Moは目的のある添加物であり、0.25質量%のレベルまで添加された。図16は、γ'質量分率へのMoの影響を示す。 The increase in the γ ′ fraction over G130 is due to the introduction of nominally 0.25% by weight of Nb (G130A composition) and the total content of Al + Ti further increased to 2.8% by weight and nominally 0.8. This was realized by adding 15% by mass of Ta (G130B composition). 7 'effect of Nb on the mass fraction, Table 13 gamma' gamma effect of Al + Ti into the mass fraction, FIG. 15 shows the effect of Ta on the gamma 'mass fraction. During all tests, Mo was the desired additive and was added to a level of 0.25% by weight. FIG. 16 shows the effect of Mo on the γ mass fraction.

表15は、G130、G130A,及びG130Bの間の組成及び特性における主な違いを要約する。   Table 15 summarizes the main differences in composition and properties between G130, G130A, and G130B.

表16及び表17は、100mm及び200mmの厚さの断面を持つ合金G130、G130A、及びG130Bの、室温及び高温の機械的特性を詳述する。引張試験に対するUTS、降伏強度、伸長、断面減少率、及び室温試験の場合におけるシャルピー試験の結果が与えられる。   Tables 16 and 17 detail the room temperature and high temperature mechanical properties of alloys G130, G130A, and G130B having cross sections with thicknesses of 100 mm and 200 mm. The UTS for tensile test, yield strength, elongation, cross-sectional reduction rate, and Charpy test results in the case of room temperature test are given.

図に示すように、G130Bの機械的特性は、G130の機械的特性より優れたG130Aの機械的特性より優れている。   As shown, the mechanical properties of G130B are superior to the mechanical properties of G130A which are superior to the mechanical properties of G130.

図17は、鋳造物として製造された他の複数の析出硬化Ni合金と比べた、G130B、G130A,及びG130合金の厚い断面の引張強度の利点を示す。本発明の合金は、鋳造合金282、263および740Hと比べて試験された200mm断面において、改善されたUTSを有する。一方、試験された本発明の複数の合金は、100mm断面において、合金282、263および740Hに匹敵する。しかしながら、263及び282合金では、それらの伸長及び断面減少率の特性がはるかに劣り、これらの材料を処理、溶接補修、製造することを非常に難しくしている。このことは、これらの材料が特定の最大断面寸法の限度を有することを意味し得る。   FIG. 17 illustrates the advantages of thick section tensile strength of G130B, G130A, and G130 alloys compared to other precipitation hardened Ni alloys manufactured as castings. The alloy of the present invention has an improved UTS in the 200 mm cross section tested compared to the cast alloys 282, 263 and 740H. On the other hand, the tested alloys of the present invention are comparable to alloys 282, 263 and 740H in the 100 mm cross section. However, with the 263 and 282 alloys, their stretch and cross-section reduction properties are much poorer, making it very difficult to process, weld repair and manufacture these materials. This can mean that these materials have certain maximum cross-sectional dimension limits.

図18は、本発明の複数の合金の室温における降伏強度を詳述する。降伏強度は、他の複数のA−USC鋳造合金候補に匹敵する。   FIG. 18 details the yield strength at room temperature of the alloys of the present invention. The yield strength is comparable to other A-USC casting alloy candidates.

合金263は、長期使用時の不安定性を欠点として持ち得るが、750℃のA−USC用途用の候補として知られている。当該材料は、他の複数の析出硬化Ni合金と比べて全般的に良好な延性、及び良好な複数の溶接能力特性で、概して知られている。しかしながら、図19は、鋳造物として鋳造されるとき、当該材料の大断面の延性は、G130B合金と比べて劣ることを示す。一方、図18が示すように、本発明の合金の室温での強度は、合金263に匹敵する、又はそれより高い。   Alloy 263 is known as a candidate for 750 ° C. A-USC application, although it may have the disadvantage of instability during long-term use. Such materials are generally known for generally better ductility and better weldability characteristics than other precipitation hardened Ni alloys. However, FIG. 19 shows that the ductility of the large section of the material is inferior to that of the G130B alloy when cast as a casting. On the other hand, as FIG. 18 shows, the strength of the alloy of the present invention at room temperature is comparable to or higher than that of the alloy 263.

図20は、他の複数の鋳造Ni合金と比べた、短期試験後の、合金G130及びG130Bの応力破断性能を示す。これは、合金G130は固溶強化合金より良好に機能するが、予想されたように、他の複数の析出強化合金より低い強度であることを示す。しかしながら、合金G130は、合金263、740、及び282で問題となり、大断面鋳造物としてそれらの合金の使用を妨げる大断面での微細構造のクラックを欠点として持たないので、使用に適している。また、G130は、標準組成の合金740及び合金263で問題となる、使用中の好ましくないイータ相の形成を欠点として持たない。図20のG130B(好ましい合金範囲)の結果は、G130より高い応力破断強度を示し、応力試験の結果は、鋳造合金263のスキャッタバンド内に近接している。しかしながら、鋳造合金263、740、及び282のデータは、非常に小さい7kgの鋳造物から取られており、本来の厚い断面のコンポーネントでの応力破断強度を表わさないことは、留意されるべきである。263、740、及び282が、より大きい試験片サイズ、例えば500kgを超える鋳造物で試験されたとき、非常に劣った微細構造粒界の完全性に起因して、ほとんどの応力破断サンプルは早期に、又はローディング中にさえ壊れた。   FIG. 20 shows the stress rupture performance of alloys G130 and G130B after a short term test compared to other cast Ni alloys. This indicates that alloy G130 performs better than solid solution strengthened alloys, but, as expected, has lower strength than other precipitation strengthened alloys. However, alloy G130 is suitable for use because it does not suffer from microcracking at large cross-sections that would be problematic for alloys 263, 740, and 282 and prevent their use as large cross-section castings. Also, G130 does not have the disadvantage of forming an undesired eta phase during use, which is a problem with alloys 740 and 263 of standard composition. The results for G130B (preferred alloy range) in FIG. 20 show higher stress rupture strength than G130, and the stress test results are close to the scatter band of the cast alloy 263. However, it should be noted that the data for cast alloys 263, 740, and 282 are taken from a very small 7 kg cast and do not represent the stress rupture strength in the original thick section component. . When 263, 740, and 282 are tested with larger specimen sizes, eg, castings over 500 kg, most stress rupture samples are premature due to very poor microstructure grain boundary integrity. Or even broken during loading.

しかしながら、G130及びG130Bの結果は、適切な大きい試験材料からのものであり、従って、本来のコンポーネント特性に関する。更に、早期故障は全く認められなかった。   However, the G130 and G130B results are from a suitable large test material and thus relate to the original component properties. Furthermore, no premature failure was observed.

図21は、本発明の範囲内の2つの合金(G130及びG130B)の異なる断面寸法に対する、短期応力破断対ラーソンミラーパラメータを詳述する。グラフは、A−USCの目標基準である700℃、100,000時間で80Mpaが、試験された全ての材料で明瞭に満たされ得ること、及びサンプルがいまだに試験中のG130B融成物(好ましい組成)は、750℃、100,000時間の用途で80MPaを実現する可能性があるように見えることを示す。   FIG. 21 details short-term stress rupture versus Larson mirror parameters for different cross-sectional dimensions of two alloys (G130 and G130B) within the scope of the present invention. The graph shows that the A-USC target criteria of 80 Mpa at 100,000 ° C. and 100,000 hours can be clearly filled with all the materials tested, and that the G130B melt whose sample is still under test (preferred composition) ) Indicates that there appears to be a possibility of achieving 80 MPa in applications at 750 ° C. and 100,000 hours.

図22は、鋳造及び熱処理後の合金G130Bの粒界のSEM顕微鏡写真であり、MX炭化物析出物が全く存在しないことを示す。   FIG. 22 is a SEM micrograph of the grain boundary of alloy G130B after casting and heat treatment, showing that no MX carbide precipitates are present.

Claims (33)

質量%単位で、24.0〜26.0%のCr、19.0〜22.0%のCo、1.00〜1.60%のAl、1.00〜1.60%のTi、最大1.50%までのFe、最大0.020%までのC、最大0.40%までのSi、最大0.50%までのMn、最大0.50%までのCu、最大0.50%までのMo、最大0.50%までのNb、最大0.005%までのB、最大0.03%までのZr、最大0.10%までのV、最大0.02%までのMg、最大0.25%までのTa、最大0.010%までのS、最大0.015%までのP、最大0.20%までのW、最大0.02%までのCa、最大0.05%までのN、最大80ppmまでのZn、最大60ppmまでのSn、最大20ppmまでのPb、及び、バランスNi及び複数の不純物から成る合金。   In mass percent units, 24.0-26.0% Cr, 19.0-22.0% Co, 1.00-1.60% Al, 1.00-1.60% Ti, max Up to 1.50% Fe, up to 0.020% C, up to 0.40% Si, up to 0.50% Mn, up to 0.50% Cu, up to 0.50% Mo, up to 0.50% Nb, up to 0.005% B, up to 0.03% Zr, up to 0.10% V, up to 0.02% Mg, up to 0 Up to 25% Ta, up to 0.010% S, up to 0.015% P, up to 0.20% W, up to 0.02% Ca, up to 0.05% N, Zn up to 80 ppm, Sn up to 60 ppm, Pb up to 20 ppm, and balanced Ni and multiple Alloy consisting of impurities. 0.50%より少ないNb、又は0.49%より少ないNb、好ましくは0.40%より少ないNbから成る、請求項1に記載の合金。   2. An alloy according to claim 1 consisting of less than 0.50% Nb, or less than 0.49% Nb, preferably less than 0.40%. 最大0.25%までのNb、好ましくは最大0.15%までのNbから成る、請求項1又は2に記載の合金。   3. An alloy according to claim 1 or 2, comprising up to 0.25% Nb, preferably up to 0.15% Nb. 0.20〜0.30%のNb、好ましくは0.23〜0.27%のNbから成る、請求項1に記載の合金。   2. Alloy according to claim 1, consisting of 0.20 to 0.30% Nb, preferably 0.23 to 0.27% Nb. 最大0.015%までのCから成る、請求項1から4の何れか一項に記載の合金。   5. An alloy according to any one of the preceding claims, consisting of up to 0.015% C. 0.10〜0.20%のTa,好ましくは0.13〜0.17%のTaから成る、請求項1から5の何れか一項に記載の合金。   6. An alloy according to any one of the preceding claims, consisting of 0.10 to 0.20% Ta, preferably 0.13 to 0.17% Ta. 0.005%又はそれより多くのCから成る、請求項1から6の何れか一項に記載の合金。   7. An alloy according to any one of claims 1 to 6 consisting of 0.005% or more C. 少なくとも2.8質量%のTi+Al、望ましくは少なくとも2.9質量%のTi+Alから成る、請求項1から7の何れか一項に記載の合金。   8. An alloy according to any one of the preceding claims, comprising at least 2.8% by weight Ti + Al, desirably at least 2.9% by weight Ti + Al. 3.15質量%より少ないTi+Al、望ましくは3.05質量%より少ないTi+Alから成る、請求項1から8の何れか一項に記載の合金。   9. An alloy according to any one of the preceding claims, comprising less than 3.15% by weight Ti + Al, desirably less than 3.05% by weight Ti + Al. 1.40〜1.55%のAlから成る、請求項1から9の何れか一項に記載の合金。   10. An alloy according to any one of claims 1 to 9 consisting of 1.40 to 1.55% Al. 1.40〜1.55%のTiから成る、請求項1から10の何れか一項に記載の合金。   11. An alloy according to any one of the preceding claims, consisting of 1.40 to 1.55% Ti. 0.20〜0.30%のMo、好ましくは0.23〜0.27%のMoから成る、請求項1から11の何れか一項に記載の合金。   12. An alloy according to any one of the preceding claims, consisting of 0.20 to 0.30% Mo, preferably 0.23 to 0.27% Mo. 0.10〜0.25%のSiから成る、請求項1から12の何れか一項に記載の合金。   13. An alloy according to any one of the preceding claims, consisting of 0.10 to 0.25% Si. 0.15〜0.45%のMnから成る、請求項1から13の何れか一項に記載の合金。   14. An alloy according to any one of the preceding claims, consisting of 0.15 to 0.45% Mn. 24.5〜25.0%のCrから成る、請求項1から14の何れか一項に記載の合金。   15. An alloy according to any one of the preceding claims consisting of 24.5 to 25.0% Cr. 19.5〜20.5%のCoから成る、請求項1から15の何れか一項に記載の合金。   16. An alloy according to any one of the preceding claims, consisting of 19.5 to 20.5% Co. 最大0.10%までのCuから成る、請求項1から16の何れか一項に記載の合金。   17. An alloy according to any one of the preceding claims, consisting of up to 0.10% Cu. 最大1.00%までのFe、好ましくは最大0.80%までのFeから成る、請求項1から17の何れか一項に記載の合金。   18. An alloy according to any one of the preceding claims, consisting of up to 1.00% Fe, preferably up to 0.80% Fe. Mgを含む、請求項1から18の何れか一項に記載の合金。   The alloy according to any one of claims 1 to 18, comprising Mg. 最大0.03%までのNから成る、請求項1から19の何れか一項に記載の合金。   20. An alloy according to any one of the preceding claims, consisting of up to 0.03% N. 最大0.005%までのS、より望ましくは0.001%のSから成る、請求項1から20の何れか一項に記載の合金。   21. An alloy according to any one of the preceding claims, comprising up to 0.005% S, more preferably 0.001% S. 最大0.010%までのPから成る、請求項1から21の何れか一項に記載の合金。   2. An alloy according to any one of claims 1 to 21 consisting of up to 0.010% P. 最愛0.01%までのCaから成る、請求項1から22の何れか一項に記載の合金。   23. An alloy according to any one of the preceding claims, consisting of up to 0.01% beloved Ca. 最大0.05%までのWから成る、請求項1から23の何れか一項に記載の合金。   24. The alloy of any one of claims 1 to 23, comprising up to 0.05% W. 最大0.05%までのVから成る、請求項1から24の何れか一項に記載の合金。   25. An alloy according to any one of claims 1 to 24, comprising up to 0.05% V. 最大30ppmまでのZn,最大50ppmまでのSn、最大10ppmまでのPbから成る、請求項1から25の何れか一項に記載の合金。   26. Alloy according to any one of the preceding claims, consisting of up to 30 ppm Zn, up to 50 ppm Sn, up to 10 ppm Pb. 請求項1から26の何れか一項に記載の合金を含む、鋳造製品。   Cast product comprising an alloy according to any one of claims 1 to 26. 請求項1から26の何れか一項に記載の合金を含む、蒸気タービンケーシング又はガスタービンケーシング又はバルブ。   A steam turbine casing or a gas turbine casing or valve comprising the alloy according to any one of claims 1 to 26. 請求項1から26の何れか一項に記載の合金を含む、バルブ又はバルブコンポーネント。   A valve or valve component comprising the alloy of any one of claims 1 to 26. 前記コンポーネントは鋳造製品である、請求項28又は29に記載の蒸気タービンケーシング又はガスタービンケーシング又はバルブ又はバルブコンポーネント。   30. A steam turbine casing or gas turbine casing or valve or valve component according to claim 28 or 29, wherein the component is a cast product. 前記バルブ又はバルブコンポーネントは、500〜850℃、望ましくは650〜750℃で動作する、請求項30に記載のバルブ又はバルブコンポーネント。   31. The valve or valve component according to claim 30, wherein the valve or valve component operates at 500-850C, desirably 650-750C. 実質的に、添付の複数の図面を参照して以上に説明されたような、及びそれらに示されたような、合金。   An alloy substantially as hereinbefore described and illustrated with reference to the accompanying drawings. 実質的に添付の複数の図面を参照して以上に説明されたような、及びそれらに示されたような、バルブ、バルブコンポーネント、蒸気タービンケーシング又はガスタービンケーシング。   A valve, valve component, steam turbine casing or gas turbine casing, substantially as hereinbefore described and illustrated with reference to the accompanying drawings.
JP2016511136A 2013-05-03 2014-05-02 Alloy composition Active JP6414787B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1308070.0A GB2513852B (en) 2013-05-03 2013-05-03 Alloy composition
GB1308070.0 2013-05-03
PCT/GB2014/051384 WO2014177892A1 (en) 2013-05-03 2014-05-02 Alloy composition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016518529A true JP2016518529A (en) 2016-06-23
JP6414787B2 JP6414787B2 (en) 2018-10-31

Family

ID=48627306

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016511136A Active JP6414787B2 (en) 2013-05-03 2014-05-02 Alloy composition

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP2992120B1 (en)
JP (1) JP6414787B2 (en)
CN (1) CN105164291B (en)
GB (1) GB2513852B (en)
PL (1) PL2992120T3 (en)
WO (1) WO2014177892A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019534945A (en) * 2016-10-12 2019-12-05 シーアールエス ホールディングス, インコーポレイテッドCrs Holdings, Incorporated Superalloy having high temperature resistance and scratch resistance, product made from the alloy, and method for producing the alloy

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104561666A (en) * 2015-02-09 2015-04-29 苏州市神龙门窗有限公司 Door/window-coated nickel-chrome alloy coating and heat treatment process thereof
CN106246282B (en) * 2015-04-30 2018-09-25 金华天阳机械股份有限公司 A kind of engine sump tank
CN108085569A (en) * 2017-12-15 2018-05-29 重庆友拓汽车零部件有限公司 A kind of formula and its preparation process of automobile using clutch case
CN115537603B (en) * 2021-06-30 2023-08-11 宝武特种冶金有限公司 High-temperature-resistant nickel-based alloy, manufacturing method and application thereof

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4140555A (en) * 1975-12-29 1979-02-20 Howmet Corporation Nickel-base casting superalloys
JPS56108852A (en) * 1980-01-17 1981-08-28 Cannon Muskegon Corp Directional cast alloy for high temperature operation
JPS5881585A (en) * 1981-11-11 1983-05-16 Hitachi Ltd Solid phase joining method of superalloy
JPS5881584A (en) * 1981-11-11 1983-05-16 Hitachi Ltd Solid phase joining method of metal
JPS60116740A (en) * 1983-11-30 1985-06-24 Daido Steel Co Ltd Anvil for forging
JPS6184347A (en) * 1984-09-25 1986-04-28 Honda Motor Co Ltd Hollow valve for internal-combustion engine
JPS61235529A (en) * 1985-04-10 1986-10-20 Hitachi Zosen Corp Material for roll used in continuous casting equipment
JP2004500485A (en) * 2000-01-24 2004-01-08 ハンチントン、アロイス、コーポレーション Ni-Co-Cr high temperature strength and corrosion resistant alloy

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR55100E (en) * 1946-11-25 1951-06-06 Rolls Royce Nickel base alloy
US4461659A (en) * 1980-01-17 1984-07-24 Cannon-Muskegon Corporation High ductility nickel alloy directional casting of parts for high temperature and stress operation
US20100135847A1 (en) * 2003-09-30 2010-06-03 General Electric Company Nickel-containing alloys, method of manufacture thereof and articles derived therefrom
GB2459509B (en) 2008-04-25 2011-05-11 Goodwin Plc An apparatus for casting and a method of casting
JP5254693B2 (en) * 2008-07-30 2013-08-07 三菱重工業株式会社 Welding material for Ni-base alloy
CH699716A1 (en) * 2008-10-13 2010-04-15 Alstom Technology Ltd Component for high temperature steam turbine and high temperature steam turbine.

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4140555A (en) * 1975-12-29 1979-02-20 Howmet Corporation Nickel-base casting superalloys
JPS56108852A (en) * 1980-01-17 1981-08-28 Cannon Muskegon Corp Directional cast alloy for high temperature operation
JPS5881585A (en) * 1981-11-11 1983-05-16 Hitachi Ltd Solid phase joining method of superalloy
JPS5881584A (en) * 1981-11-11 1983-05-16 Hitachi Ltd Solid phase joining method of metal
JPS60116740A (en) * 1983-11-30 1985-06-24 Daido Steel Co Ltd Anvil for forging
JPS6184347A (en) * 1984-09-25 1986-04-28 Honda Motor Co Ltd Hollow valve for internal-combustion engine
JPS61235529A (en) * 1985-04-10 1986-10-20 Hitachi Zosen Corp Material for roll used in continuous casting equipment
JP2004500485A (en) * 2000-01-24 2004-01-08 ハンチントン、アロイス、コーポレーション Ni-Co-Cr high temperature strength and corrosion resistant alloy

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019534945A (en) * 2016-10-12 2019-12-05 シーアールエス ホールディングス, インコーポレイテッドCrs Holdings, Incorporated Superalloy having high temperature resistance and scratch resistance, product made from the alloy, and method for producing the alloy
JP2021038467A (en) * 2016-10-12 2021-03-11 シーアールエス ホールディングス, インコーポレイテッドCrs Holdings, Incorporated High-temperature- and scratch-tolerant superalloy, article of manufacture made of that alloy, and process for making that alloy
JP7105229B2 (en) 2016-10-12 2022-07-22 シーアールエス・ホールディングス・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー High-temperature, scratch-resistant superalloys, products made from the alloys, and methods of making the alloys
JP7138689B2 (en) 2016-10-12 2022-09-16 シーアールエス・ホールディングス・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー High-temperature, scratch-resistant superalloys, products made from the alloys, and methods of making the alloys

Also Published As

Publication number Publication date
JP6414787B2 (en) 2018-10-31
WO2014177892A1 (en) 2014-11-06
GB2513852B (en) 2015-04-01
EP2992120A1 (en) 2016-03-09
CN105164291B (en) 2018-04-03
EP2992120B1 (en) 2017-03-01
PL2992120T3 (en) 2017-09-29
GB2513852A (en) 2014-11-12
GB201308070D0 (en) 2013-06-12
CN105164291A (en) 2015-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5270123B2 (en) Nitride reinforced cobalt-chromium-iron-nickel alloy
JP5869034B2 (en) Nickel superalloys and parts made from nickel superalloys
JP6414787B2 (en) Alloy composition
US9238853B2 (en) Nickel-base casting superalloy and cast component for stream turbine using the same as material
JP6223743B2 (en) Method for producing Ni-based alloy
JP4261562B2 (en) Ni-Fe based forged superalloy excellent in high temperature strength and high temperature ductility, its manufacturing method, and steam turbine rotor
CA2808409C (en) High temperature low thermal expansion ni-mo-cr alloy
JP5995158B2 (en) Ni-base superalloys
CA3053741A1 (en) Ni-based heat resistant alloy and method for producing the same
JP6788605B2 (en) Nickel-based alloy
AU2017200656B2 (en) Ni-based superalloy for hot forging
JP6733211B2 (en) Ni-based superalloy for hot forging
JP2003013161A (en) Ni-BASED AUSTENITIC SUPERALLOY WITH LOW THERMAL EXPANSION AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR
JP6772735B2 (en) Ni-based heat-resistant alloy member and its manufacturing method
US8828313B2 (en) Ni-base alloy for turbine rotor of steam turbine and turbine rotor of steam turbine
JP6795038B2 (en) Austenitic heat-resistant alloy and welded joints using it
JP5356572B2 (en) Turbine rotor
JP7112317B2 (en) Austenitic steel sintered materials and turbine components
JP6688598B2 (en) Austenitic steel and cast austenitic steel using the same
JP7256374B2 (en) Austenitic heat-resistant alloy member
JP7421054B2 (en) Austenitic heat-resistant alloy parts
JP6062326B2 (en) Cast Ni-base alloy and turbine casting parts
JP2012117379A (en) CASTING Ni GROUP ALLOY FOR STEAM TURBINE AND CAST COMPONENT FOR THE STEAM TURBINE
WO2016142962A1 (en) Ni-based alloy for casting and cast component for turbine
JP2015081357A (en) Ni-BASED ALLOY FOR CASTING AND TURBINE CASTING COMPONENT

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160913

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170911

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171003

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20171218

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20180403

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180803

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20180816

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180904

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180921

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6414787

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250