JP2825836B2 - ニッケルベース超合金 - Google Patents
ニッケルベース超合金Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/10—Changing 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
- C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
- C22C19/051—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
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Description
【発明の詳細な説明】 〈技術分野〉 ニッケルを基体とする超合金は、その構造によって高
温度でその卓越した機械的性質を有するために熱的に及
び機械的に要求の多い熱機関に使用される。これをガス
タービン用ブレード材料として使用するのが好ましい。
温度でその卓越した機械的性質を有するために熱的に及
び機械的に要求の多い熱機関に使用される。これをガス
タービン用ブレード材料として使用するのが好ましい。
本発明は、一方向凝固の鋳造−合金を主眼にしてニッ
ケルベース超合金を更に発展させることにある。
ケルベース超合金を更に発展させることにある。
特に本発明は600〜750℃の温度範囲で改良された機械
的性質を有する析出硬化しうるニッケルベース超合金に
関する。
的性質を有する析出硬化しうるニッケルベース超合金に
関する。
更に本発明は析出硬化しうるニッケルベース超合金か
ら部材を製造する方法に関する。その際合金を溶融し、
鋳造し、そのクリスタリットを強制的に一方向凝固さ
せ、その後熱処理を行う。
ら部材を製造する方法に関する。その際合金を溶融し、
鋳造し、そのクリスタリットを強制的に一方向凝固さ
せ、その後熱処理を行う。
〈従来技術〉 従来技術として次の文献が挙げられる： −ロバート ダブリュー ファウレー（Robert W.Fawle
y）、超合金の発展、超合金、第３−29頁、編集者 Che
ster T.Sims and William C.Hagel,John Wiley and Son
s、ニューヨーク1972 −ミチコ ヤマザキ、日本国内企業のニッケルベース超
合金の発展、ガスタービン及び他の適用に関する高温合
金1986、第945−953頁、1986年10月６−９日、ベルギ
ー、リージ（Lige）で開催された会議の議事録、D.Re
idel pnblishing company,Dordrecht.市場で入手可能な
ニッケルベース−鋳造−超合金として商品名IN738（INC
O）の合金がしばしば使用される。これは次の組成を有
する： Cr＝16 重量−％ Co＝ 8.5 重量−％ Ｗ＝ 2.6 重量−％ Mo＝ 1.75 重量−％ Ta＝ 1.75 重量−％ Al＝ 3.4 重量−％ Ti＝ 3.4 重量−％ Zr＝ 0.1 重量−％ Ｂ＝ 0.01 重量−％ Ｃ＝ 0.11 重量−％ Ni＝残り この合金は工業用ガスタービンに長い期間必要とされ
る耐塑性変形性に関してしばしば不十分である。その上
これは高価な軍事用金属コバルトの多量を含有する。
y）、超合金の発展、超合金、第３−29頁、編集者 Che
ster T.Sims and William C.Hagel,John Wiley and Son
s、ニューヨーク1972 −ミチコ ヤマザキ、日本国内企業のニッケルベース超
合金の発展、ガスタービン及び他の適用に関する高温合
金1986、第945−953頁、1986年10月６−９日、ベルギ
ー、リージ（Lige）で開催された会議の議事録、D.Re
idel pnblishing company,Dordrecht.市場で入手可能な
ニッケルベース−鋳造−超合金として商品名IN738（INC
O）の合金がしばしば使用される。これは次の組成を有
する： Cr＝16 重量−％ Co＝ 8.5 重量−％ Ｗ＝ 2.6 重量−％ Mo＝ 1.75 重量−％ Ta＝ 1.75 重量−％ Al＝ 3.4 重量−％ Ti＝ 3.4 重量−％ Zr＝ 0.1 重量−％ Ｂ＝ 0.01 重量−％ Ｃ＝ 0.11 重量−％ Ni＝残り この合金は工業用ガスタービンに長い期間必要とされ
る耐塑性変形性に関してしばしば不十分である。その上
これは高価な軍事用金属コバルトの多量を含有する。
他の、ガスタービン構造に使用される市販のニッケル
ベース−鋳造−超合金として商品名IN792（INCO）の合
金が挙げられる。これは次の組成を有する： Cr＝12.4 重量−％ Co＝ 9 重量−％ Ｗ＝ 3.8 重量−％ Mo＝ 1.9 重量−％ Ta＝ 3.9 重量−％ Al＝ 3.1 重量−％ Ti＝ 4.5 重量−％ Zr＝ 0.1 重量−％ Ｂ＝ 0.02 重量−％ Ｃ＝ 0.12 重量−％ Ni＝残り この合金も長い期間必要とされるその塑性変形挙動を
満足させない。その上その腐食安定性は適用温度範囲内
でどちらかといえば下限にある。
ベース−鋳造−超合金として商品名IN792（INCO）の合
金が挙げられる。これは次の組成を有する： Cr＝12.4 重量−％ Co＝ 9 重量−％ Ｗ＝ 3.8 重量−％ Mo＝ 1.9 重量−％ Ta＝ 3.9 重量−％ Al＝ 3.1 重量−％ Ti＝ 4.5 重量−％ Zr＝ 0.1 重量−％ Ｂ＝ 0.02 重量−％ Ｃ＝ 0.12 重量−％ Ni＝残り この合金も長い期間必要とされるその塑性変形挙動を
満足させない。その上その腐食安定性は適用温度範囲内
でどちらかといえば下限にある。
したがって存在する合金を特にその長期間使用につい
て改良することが要求される。
て改良することが要求される。
〈本発明の説明〉 本発明は、600℃〜750℃の温度範囲で十分な腐食安定
性の維持下に改良された機械的性質、たとえば耐熱性、
耐塑性変形性等々を有する、析出硬化しうるニッケルベ
ース超合金を見い出すことを課題とする。この合金は特
に10000時間以上の長期間使用に関して一方向凝固で鋳
造された部材に適さねばならない。更に本発明の課題
は、最適な機械的性質を保証する一方向凝固に鋳造され
た部材に関する熱処理を見い出すことにある。
性の維持下に改良された機械的性質、たとえば耐熱性、
耐塑性変形性等々を有する、析出硬化しうるニッケルベ
ース超合金を見い出すことを課題とする。この合金は特
に10000時間以上の長期間使用に関して一方向凝固で鋳
造された部材に適さねばならない。更に本発明の課題
は、最適な機械的性質を保証する一方向凝固に鋳造され
た部材に関する熱処理を見い出すことにある。
この課題は前述のニッケルベース超合金が次の組成を
有することによって解決される： Cr＝12−15 重量−％ Co＝３−4.5 重量−％ Ｗ＝１−3.5 重量−％ Ta＝４−5.5 重量−％ Al＝３−4.3 重量−％ Ti＝4.5 重量−％ Hf＝2.5 重量−％以下 Ｂ＝0.02 重量−％以下 Zr＝0.01−0.06 重量−％ Ｃ＝0.05−0.07 重量−％ Ni＝残り 更にこの課題は、前述の方法で熱処理が次の処理段階
から成ることによって解決される： ａ）アルゴン雰囲気下で1100℃に加熱し、 ｂ）10時間1100℃に保ち、 ｃ）速度30℃/hで1220℃に加熱し、 ｄ）アルゴン雰囲気下で２時間1220℃に保ち、 ｅ）アルゴン雰囲気下で速度30℃/hで1270〜1280℃に加
熱し、 ｆ）アルゴン雰囲気下で10時間1280℃に保ち、 ｇ）少なくとも10℃／分の速度で室温に冷却し、 ｈ）850℃に加熱し、 ｉ）空気中で４時間850℃に保ち、 ｋ）少なくとも10℃／分の速度で室温に冷却し、 ｌ）760℃に加熱し、 ｍ）空気中で16時間760℃に保ち、 ｎ）少なくとも10℃／分の速度で室温に冷却する。
有することによって解決される： Cr＝12−15 重量−％ Co＝３−4.5 重量−％ Ｗ＝１−3.5 重量−％ Ta＝４−5.5 重量−％ Al＝３−4.3 重量−％ Ti＝4.5 重量−％ Hf＝2.5 重量−％以下 Ｂ＝0.02 重量−％以下 Zr＝0.01−0.06 重量−％ Ｃ＝0.05−0.07 重量−％ Ni＝残り 更にこの課題は、前述の方法で熱処理が次の処理段階
から成ることによって解決される： ａ）アルゴン雰囲気下で1100℃に加熱し、 ｂ）10時間1100℃に保ち、 ｃ）速度30℃/hで1220℃に加熱し、 ｄ）アルゴン雰囲気下で２時間1220℃に保ち、 ｅ）アルゴン雰囲気下で速度30℃/hで1270〜1280℃に加
熱し、 ｆ）アルゴン雰囲気下で10時間1280℃に保ち、 ｇ）少なくとも10℃／分の速度で室温に冷却し、 ｈ）850℃に加熱し、 ｉ）空気中で４時間850℃に保ち、 ｋ）少なくとも10℃／分の速度で室温に冷却し、 ｌ）760℃に加熱し、 ｍ）空気中で16時間760℃に保ち、 ｎ）少なくとも10℃／分の速度で室温に冷却する。
〈本発明の実施方法〉 本発明を図によって詳述される下記の実施例を用いて
説明する。その際 第１図は第一合金に関する熱処理の図表を、 第２図は第二合金に関する熱処理の図表を、 第３図は700℃の温度で第一合金から成る部材の塑性変
形挙動の図表を、 第４図は700℃の温度で第二合金から成る部材の塑性変
形挙動の図表を示す。
説明する。その際 第１図は第一合金に関する熱処理の図表を、 第２図は第二合金に関する熱処理の図表を、 第３図は700℃の温度で第一合金から成る部材の塑性変
形挙動の図表を、 第４図は700℃の温度で第二合金から成る部材の塑性変
形挙動の図表を示す。
第１図中、熱処理の温度／時間−図表を第一合金に関
して表わす。１は段階的溶体化処理に関する時間の関数
での温度経過である。1100℃までの加熱は厳密なもので
はなく、任意に行うことができる。1100℃から1220℃ま
で加熱速度30℃/hを維持する。1220℃の温度を２時間保
ち、次いで30℃/hで1280℃に加熱する。この温度を10時
間保つ（超溶体化処理）。次いで急速に室温に冷却す
る。２は時効硬化（析出硬化）に関する時間の関数での
温度変化を示す。
して表わす。１は段階的溶体化処理に関する時間の関数
での温度経過である。1100℃までの加熱は厳密なもので
はなく、任意に行うことができる。1100℃から1220℃ま
で加熱速度30℃/hを維持する。1220℃の温度を２時間保
ち、次いで30℃/hで1280℃に加熱する。この温度を10時
間保つ（超溶体化処理）。次いで急速に室温に冷却す
る。２は時効硬化（析出硬化）に関する時間の関数での
温度変化を示す。
第一段階は850℃/4hであり、３は時効硬化に関する温
度の変化であり、第二段階は760℃/16hである。線４は8
50℃/24hでの第一段階の時効硬化に関する時間の関数で
の温度経過を示す。たとえばこれは少なくとも簡単にす
るために実際に第二段階の時効硬化の代りに実施する。
度の変化であり、第二段階は760℃/16hである。線４は8
50℃/24hでの第一段階の時効硬化に関する時間の関数で
の温度経過を示す。たとえばこれは少なくとも簡単にす
るために実際に第二段階の時効硬化の代りに実施する。
第２図は第二合金に関する熱処理の図表を表わす。処
理の経過は1270℃の超−溶体化処理の温度まで第１図に
よる処理の経過と同一である。５は溶体化処理に関する
時間の関数での温度であり、６及び７は第二段階の時効
硬化に関する温度であり、８は第一段階の時効硬化に関
する温度である。曲線６、７、８は第１図中の曲線２、
３、４と丁度対応する。
理の経過は1270℃の超−溶体化処理の温度まで第１図に
よる処理の経過と同一である。５は溶体化処理に関する
時間の関数での温度であり、６及び７は第二段階の時効
硬化に関する温度であり、８は第一段階の時効硬化に関
する温度である。曲線６、７、８は第１図中の曲線２、
３、４と丁度対応する。
第３図中、700℃の温度での第一合金から成る部材の
塑性変形挙動の図表である。結果は一方向凝固で鋳造さ
れた加工片から仕上げられたテストロッドを示す（引張
試験）。９は700℃の温度で破壊するまでの負荷時間の
関数での耐えた引張応力である。細線の曲線は補外され
た値を示す。短時間試験で合金は約1000MPaに耐える。1
000時間以上合金はまだ引張負荷約700MPaに耐える。
塑性変形挙動の図表である。結果は一方向凝固で鋳造さ
れた加工片から仕上げられたテストロッドを示す（引張
試験）。９は700℃の温度で破壊するまでの負荷時間の
関数での耐えた引張応力である。細線の曲線は補外され
た値を示す。短時間試験で合金は約1000MPaに耐える。1
000時間以上合金はまだ引張負荷約700MPaに耐える。
第４図は700℃の温度での第二合金から成る部材の塑
性変形の図表である。これは再度一方向凝固のテストロ
ッドである。耐えた引張応力は第３図による第一合金の
それと著しく同一である。曲線10は第３図中の曲線９に
対応する。
性変形の図表である。これは再度一方向凝固のテストロ
ッドである。耐えた引張応力は第３図による第一合金の
それと著しく同一である。曲線10は第３図中の曲線９に
対応する。
実施例1: 第１及び３図参照。
次の組成のニッケルベース超合金を製造する： Cr＝13.32 重量−％ Co＝ 3.2 重量−％ Ｗ＝ 2.25 重量−％ Ta＝ 4.8 重量−％ Al＝ 4.1 重量−％ Ti＝ 4.41 重量−％ Ｂ＝ 0.016 重量−％ Zr＝ 0.015 重量−％ Ｃ＝ 0.064 重量−％ Ni＝残り 出発材料として適当な合金前駆体を使用する。これを
通常の割合で減圧炉中で使用し、溶融する。その際溶融
物は約1500℃の温度に達する。溶融物を減圧下で鋳造
し、インゴットを再度減圧下に再溶融する。次いで溶融
物を減圧下に一方向凝固のセラミック材料から成る細長
い形で鋳造する。得られたロッドは直径12mm及び長さ14
0mmを有する。ロッド全体をアルゴン雰囲気下に次の順
序で熱処理する（第１図参照）。
通常の割合で減圧炉中で使用し、溶融する。その際溶融
物は約1500℃の温度に達する。溶融物を減圧下で鋳造
し、インゴットを再度減圧下に再溶融する。次いで溶融
物を減圧下に一方向凝固のセラミック材料から成る細長
い形で鋳造する。得られたロッドは直径12mm及び長さ14
0mmを有する。ロッド全体をアルゴン雰囲気下に次の順
序で熱処理する（第１図参照）。
ａ）アルゴン雰囲気下で1100℃に加熱し、 ｂ）10時間1100℃に保ち、 ｃ）速度30℃/hで1220℃に加熱し、 ｄ）アルゴン雰囲気下で２時間1220℃に保ち、 ｅ）アルゴン雰囲気下で速度30℃/hで1280℃に加熱し、 ｆ）アルゴン雰囲気下で10時間1280℃に保ち、 ｇ）少なくとも10℃／分の速度で室温に冷し、 ｈ）850℃に加熱し、 ｉ）空気中で４時間850℃に保ち、 ｋ）少なくとも10℃／分の速度で室温に冷却し、 ｌ）760℃に加熱し、 ｍ）空気中で16時間760℃に保ち、 ｎ）少なくとも10℃／分の速度で室温に冷却する。
熱処理されたロッドから塑性変形テスト用の多数のテ
ストロッドを加工する。テストロッドは直径6mm及び長
さ60mmを有する。塑性変形テストを破壊するまで一定の
引張応力下で700℃の一定温度で実施する。結果を第３
図の曲線９で表わす。この記載からその値は破壊するま
での負荷時間500時間から市販合金IN738の値の約130MPa
だけ上方にあることが分る。したがって破壊するまでの
同一時間で、新規合金から成る部材はかなり高い負荷に
耐えることができる。650MPaより小さい不変化の負荷で
破壊するまでの耐えうる時間を考慮した場合、これは新
規合金に関してIN738の場合より約10倍多い。たとえば5
00時間の代りに5000時間;1000時間の代りに10000時間。
ストロッドを加工する。テストロッドは直径6mm及び長
さ60mmを有する。塑性変形テストを破壊するまで一定の
引張応力下で700℃の一定温度で実施する。結果を第３
図の曲線９で表わす。この記載からその値は破壊するま
での負荷時間500時間から市販合金IN738の値の約130MPa
だけ上方にあることが分る。したがって破壊するまでの
同一時間で、新規合金から成る部材はかなり高い負荷に
耐えることができる。650MPaより小さい不変化の負荷で
破壊するまでの耐えうる時間を考慮した場合、これは新
規合金に関してIN738の場合より約10倍多い。たとえば5
00時間の代りに5000時間;1000時間の代りに10000時間。
実施例2; 第２及び４図参照。
次の組成のニッケルベース超合金を製造する： Cr＝13.24 重量−％ Co＝ 4.2 重量−％ Ｗ＝ 1.85 重量−％ Ta＝ 5.08 重量−％ Al＝ 3.76 重量−％ Ti＝ 4.86 重量−％ Ｂ＝ 0.013 重量−％ Zr＝ 0.015 重量−％ Ｃ＝ 0.065 重量−％ Ni＝残り 合金の溶融に際して、例１に於けると全く同様に行
う。溶融物を一方向凝固のために対応するセラミック型
で鋳造する。この方法で製造された、直径12mm及び長さ
140mmのロッドをアルゴン雰囲気下に第２図に従って次
の様に熱処理する； ａ）アルゴン雰囲気下で1100℃に加熱し、 ｂ）10時間1100℃に保ち、 ｃ）速度30℃/hで1220℃に加熱し、 ｄ）アルゴン雰囲気下で２時間1220℃に保ち、 ｅ）アルゴン雰囲気下で速度30℃/hで1270℃に加熱し、 ｆ）アルゴン雰囲気下で10時間1280℃に保ち、 ｇ）少なくとも10℃／分の速度で室温に冷却し、 ｈ）850℃に加熱し、 ｉ）空気中で４時間850℃に保ち、 ｋ）少なくとも10℃／分の速度で室温に冷却する。
う。溶融物を一方向凝固のために対応するセラミック型
で鋳造する。この方法で製造された、直径12mm及び長さ
140mmのロッドをアルゴン雰囲気下に第２図に従って次
の様に熱処理する； ａ）アルゴン雰囲気下で1100℃に加熱し、 ｂ）10時間1100℃に保ち、 ｃ）速度30℃/hで1220℃に加熱し、 ｄ）アルゴン雰囲気下で２時間1220℃に保ち、 ｅ）アルゴン雰囲気下で速度30℃/hで1270℃に加熱し、 ｆ）アルゴン雰囲気下で10時間1280℃に保ち、 ｇ）少なくとも10℃／分の速度で室温に冷却し、 ｈ）850℃に加熱し、 ｉ）空気中で４時間850℃に保ち、 ｋ）少なくとも10℃／分の速度で室温に冷却する。
熱処理されたロッドから、塑性変形テスト用のテスト
ロッド（直径6mm及び長さ60mm）を加工する。テストを
例１と同様に700℃の温度で実施する。結果を第４図の
曲線10で示す。曲線10（第４図）及び９（第３図）は実
質上一致する。この場合例１と同様な結果が得られる。
ロッド（直径6mm及び長さ60mm）を加工する。テストを
例１と同様に700℃の温度で実施する。結果を第４図の
曲線10で示す。曲線10（第４図）及び９（第３図）は実
質上一致する。この場合例１と同様な結果が得られる。
本発明は実施例に限定されない。新規の析出硬化しう
るニッケルベース超合金の組成は次の範囲内を変化す
る： Cr＝12.15 重量−％ Co＝３−4.5 重量−％ Ｗ＝１−3.5 重量−％ Ta＝４−5.5 重量−％ Al＝３−4.3 重量−％ Ti＝４−５ 重量−％ Hf＝2.5 重量−％以下 Ｂ＝0.02 重量−％以下 Zr＝0.01−0.06 重量−％ Ｃ＝0.05−0.07 重量−％ Ni＝残り この合金類の典型的代表物として次の２つの合金が適
する： Cr＝12−14 重量−％ Co＝３−４ 重量−％ Ｗ＝２−３ 重量−％ Ta＝４−５ 重量−％ Al＝４−4.3 重量−％ Ti＝４−4.5 重量−％ Hf＝2.5 重量−％以下 Ｂ＝0.02 重量−％以下 Zr＝0.01−0.06 重量−％ Ｃ＝0.05−0.07 重量−％ Ni＝残り 又は Cr＝13−13.5 重量−％ Co＝４−4.5 重量−％ Ｗ＝１−２ 重量−％ Ta＝５−5.5 重量−％ Al＝３−４ 重量−％ Ti＝４−５ 重量−％ Hf＝2.5 重量−％以下 Ｂ＝0.02 重量−％以下 Zr＝0.01−0.03 重量−％ Ｃ＝0.05−0.07 重量−％ Ni＝残り 析出硬化しうるニッケルベース超合金から成る部材に
関する製造方法は、合金を溶融し、鋳造し、そのクリス
タリットを強制的に一方向凝固させ、その後熱処理する
ことにあり、それは次の処理工程から成る： ａ）アルゴン雰囲気下で1100℃に加熱し、 ｂ）10時間1100℃に保ち、 ｃ）速度30℃/hで1220℃に加熱し、 ｄ）アルゴン雰囲気下で２時間1220℃に保ち、 ｅ）アルゴン雰囲気下で速度30℃/hで1270〜1280℃に加
熱し、 ｆ）アルゴン雰囲気下で10時間1280℃に保ち、 ｇ）少なくとも10℃／分の速度で室温に冷却し、 ｈ）850℃に加熱し、 ｉ）空気中で４時間850℃に保ち、 ｋ）少なくとも10℃／分の速度で室温に冷却し、 ｌ）760℃に加熱し、 ｍ）空気中で16時間760℃に保ち、 ｎ）少なくとも10℃／分の速度で室温に冷却する。
るニッケルベース超合金の組成は次の範囲内を変化す
る： Cr＝12.15 重量−％ Co＝３−4.5 重量−％ Ｗ＝１−3.5 重量−％ Ta＝４−5.5 重量−％ Al＝３−4.3 重量−％ Ti＝４−５ 重量−％ Hf＝2.5 重量−％以下 Ｂ＝0.02 重量−％以下 Zr＝0.01−0.06 重量−％ Ｃ＝0.05−0.07 重量−％ Ni＝残り この合金類の典型的代表物として次の２つの合金が適
する： Cr＝12−14 重量−％ Co＝３−４ 重量−％ Ｗ＝２−３ 重量−％ Ta＝４−５ 重量−％ Al＝４−4.3 重量−％ Ti＝４−4.5 重量−％ Hf＝2.5 重量−％以下 Ｂ＝0.02 重量−％以下 Zr＝0.01−0.06 重量−％ Ｃ＝0.05−0.07 重量−％ Ni＝残り 又は Cr＝13−13.5 重量−％ Co＝４−4.5 重量−％ Ｗ＝１−２ 重量−％ Ta＝５−5.5 重量−％ Al＝３−４ 重量−％ Ti＝４−５ 重量−％ Hf＝2.5 重量−％以下 Ｂ＝0.02 重量−％以下 Zr＝0.01−0.03 重量−％ Ｃ＝0.05−0.07 重量−％ Ni＝残り 析出硬化しうるニッケルベース超合金から成る部材に
関する製造方法は、合金を溶融し、鋳造し、そのクリス
タリットを強制的に一方向凝固させ、その後熱処理する
ことにあり、それは次の処理工程から成る： ａ）アルゴン雰囲気下で1100℃に加熱し、 ｂ）10時間1100℃に保ち、 ｃ）速度30℃/hで1220℃に加熱し、 ｄ）アルゴン雰囲気下で２時間1220℃に保ち、 ｅ）アルゴン雰囲気下で速度30℃/hで1270〜1280℃に加
熱し、 ｆ）アルゴン雰囲気下で10時間1280℃に保ち、 ｇ）少なくとも10℃／分の速度で室温に冷却し、 ｈ）850℃に加熱し、 ｉ）空気中で４時間850℃に保ち、 ｋ）少なくとも10℃／分の速度で室温に冷却し、 ｌ）760℃に加熱し、 ｍ）空気中で16時間760℃に保ち、 ｎ）少なくとも10℃／分の速度で室温に冷却する。
変法として熱処理を次の様に実施する： ａ）アルゴン雰囲気下で1100℃に加熱し、 ｂ）10時間1100℃に保ち、 ｃ）速度30℃/hで1220℃に加熱し、 ｄ）アルゴン雰囲気下で２時間1220℃に保ち、 ｅ）アルゴン雰囲気下で速度30℃/hで1270〜1280℃に加
熱し、 ｆ）アルゴン雰囲気下で10時間1280℃に保ち、 ｇ）少なくとも10℃／分の速度で室温に冷却し、 ｈ）850℃に加熱し、 ｉ）空気中で24時間850℃に保ち、 ｋ）少なくとも10℃／分の速度で室温に冷却する。
熱し、 ｆ）アルゴン雰囲気下で10時間1280℃に保ち、 ｇ）少なくとも10℃／分の速度で室温に冷却し、 ｈ）850℃に加熱し、 ｉ）空気中で24時間850℃に保ち、 ｋ）少なくとも10℃／分の速度で室温に冷却する。
新規合金の利点は、市場で入手できるニッケルベース
−鋳造−超合金に比して600〜750℃の温度範囲で改良さ
れた塑性変形挙動を示すことである。新規合金は、同一
の耐久期間で持続負荷の増加又はその他の同一の負荷で
市販の合金に比して10倍まで時間的に長い使用を可能に
し、これは上記使用条件下で十分な腐食安定性を示す。
−鋳造−超合金に比して600〜750℃の温度範囲で改良さ
れた塑性変形挙動を示すことである。新規合金は、同一
の耐久期間で持続負荷の増加又はその他の同一の負荷で
市販の合金に比して10倍まで時間的に長い使用を可能に
し、これは上記使用条件下で十分な腐食安定性を示す。
第１図は第一合金に関する熱処理の図表を、 第２図は第二合金に関する熱処理の図表を、 第３図は700℃の温度で第一合金から成る部材の塑性変
形挙動の図表を、 第４図は700℃の温度で第二合金から成る部材の塑性変
形挙動の図表を示す。 １……溶体化処理に関する時間の関数での温度。 ２……時効硬化（析出硬化）に関する時間の関数での温
度。 ３……時効硬化（析出硬化）に関する時間の関数での温
度。 ４……第一段階の時効硬化（析出硬化）に関する時間の
関数での温度。 ５……溶体化処理に関する時間の関数での温度。 ６……時効硬化（析出硬化）に関する時間の関数での温
度。 ７……時効硬化（析出硬化）に関する時間の関数での温
度。 ８……第一段階の時効硬化（析出硬化）に関する時間の
関数での温度 ９……700℃で破壊するまでの負荷時間の関数での引張
応力。 10……700℃で破壊するまでの時間の関数での引張応
力。
形挙動の図表を、 第４図は700℃の温度で第二合金から成る部材の塑性変
形挙動の図表を示す。 １……溶体化処理に関する時間の関数での温度。 ２……時効硬化（析出硬化）に関する時間の関数での温
度。 ３……時効硬化（析出硬化）に関する時間の関数での温
度。 ４……第一段階の時効硬化（析出硬化）に関する時間の
関数での温度。 ５……溶体化処理に関する時間の関数での温度。 ６……時効硬化（析出硬化）に関する時間の関数での温
度。 ７……時効硬化（析出硬化）に関する時間の関数での温
度。 ８……第一段階の時効硬化（析出硬化）に関する時間の
関数での温度 ９……700℃で破壊するまでの負荷時間の関数での引張
応力。 10……700℃で破壊するまでの時間の関数での引張応
力。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６９１ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６９１Ａ ６９１Ｂ ６９１Ｃ ６９２ ６９２Ａ (56)参考文献 特開 昭62−30037（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−52339（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C22C 19/05 C22F 1/10
Claims (7)
- 【請求項１】次の組成を有することを特徴とする、600
〜750℃の温度範囲で改良された機械的性質を有する析
出硬化しうるニッケルベース超合金。 Cr＝12−15 重量−％ Co＝３−4.5 重量−％ Ｗ＝１−3.5 重量−％ Ta＝４−5.5 重量−％ Al＝３−4.3 重量−％ Ti＝４−５ 重量−％ Hf＝2.5 重量−％以下 Ｂ＝0.02 重量−％以下 Zr＝0.01−0.06 重量−％ Ｃ＝0.05−0.07 重量−％ Ni＝残り - 【請求項２】次の組成を有する請求項１記載の析出硬化
しうるニッケルベース超合金。 Cr＝12−14 重量−％ Co＝３−４ 重量−％ Ｗ＝２−３ 重量−％ Ta＝４−５ 重量−％ Al＝４−4.3 重量−％ Ti＝４−4.5 重量−％ Hf＝2.5 重量−％以下 Ｂ＝0.02 重量−％以下 Zr＝0.01−0.06 重量−％ Ｃ＝0.05−0.07 重量−％ Ni＝残り - 【請求項３】次の組成を有する請求項２記載の析出硬化
しうるニッケルベース超合金。 Cr＝13.32 重量−％ Co＝ 3.2 重量−％ Ｗ＝ 2.25 重量−％ Ta＝ 4.8 重量−％ Al＝ 4.1 重量−％ Ti＝ 4.41 重量−％ Ｂ＝ 0.016 重量−％ Zr＝ 0.015 重量−％ Ｃ＝ 0.064 重量−％ Ni＝残り - 【請求項４】次の組成を有する請求項１記載の析出硬化
しうるニッケルベース超合金。 Cr＝13−13.5 重量−％ Co＝４−4.5 重量−％ Ｗ＝１−２ 重量−％ Ta＝５−5.5 重量−％ Al＝３−４ 重量−％ Ti＝４−５ 重量−％ Hf＝2.5 重量−％以下 Ｂ＝0.01−0.02 重量−％ Zr＝0.01−0.02 重量−％ Ｃ＝0.05−0.07 重量−％ Ni＝残り - 【請求項５】次の組成を有する請求項４記載の析出硬化
しうるニッケルベース超合金。 Cr＝13.24 重量−％ Co＝ 4.2 重量−％ Ｗ＝ 1.85 重量−％ Ta＝ 5.08 重量−％ Al＝ 3.76 重量−％ Ti＝ 4.86 重量−％ Ｂ＝ 0.013 重量−％ Zr＝ 0.015 重量−％ Ｃ＝ 0.065 重量−％ Ni＝残り - 【請求項６】合金を溶融し、鋳造し、そのクリスタリッ
トを強制的に一方向凝固させ、その後熱処理を行う請求
項１記載の析出硬化しうるニッケルベース超合金から部
材を製造するにあたり、熱処理が次の処理段階から成る
ことを特徴とする上記超合金から部材を製造する方法。 ａ）アルゴン雰囲気下で1100℃に加熱し、 ｂ）10時間1100℃に保ち、 ｃ）速度30℃/hで1220℃に加熱し、 ｄ）アルゴン雰囲気下で２時間1220℃に保ち、 ｅ）アルゴン雰囲気下で速度30℃/hで1270〜1280℃に加
熱し、 ｆ）アルゴン雰囲気下で10時間1280℃に保ち、 ｇ）少なくとも10℃／分の速度で室温に冷却し、 ｈ）850℃に加熱し、 ｉ）空気中で４時間850℃に保ち、 ｋ）少なくとも10℃／分の速度で室温に冷却し、 ｌ）760℃に加熱し、 ｍ）空気中で16時間760℃に保ち、 ｎ）少なくとも10℃／分の速度で室温に冷却する。 - 【請求項７】合金を溶融し、鋳造し、そのクリスタリッ
トを強制的に一方向凝固させ、その後熱処理を行う請求
項１記載の析出硬化しうるニッケルベース超合金から部
材を製造するにあたり、熱処理が次の処理段階から成る
ことを特徴とする上記超合金から部材を製造する方法。 ａ）アルゴン雰囲気下で1100℃に加熱し、 ｂ）10時間1100℃に保ち、 ｃ）速度30℃/hで1220℃に加熱し、 ｄ）アルゴン雰囲気下で２時間1220℃に保ち、 ｅ）アルゴン雰囲気下で速度30℃/hで1270〜1280℃に加
熱し、 ｆ）アルゴン雰囲気下で10時間1280℃に保ち、 ｇ）少なくとも10℃／分の速度で室温に冷却し、 ｈ）850℃に加熱し、 ｉ）空気中で４時間850℃に保ち、 ｋ）少なくとも10℃／分の速度で室温に冷却する。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
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| CH755/88-4 | 1988-03-02 |
Publications (2)
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|---|---|
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| DE (1) | DE58901443D1 (ja) |
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| GB2071695A (en) * | 1980-03-13 | 1981-09-23 | Rolls Royce | An alloy suitable for making single-crystal castings and a casting made thereof |
| CH654593A5 (de) * | 1983-09-28 | 1986-02-28 | Bbc Brown Boveri & Cie | Verfahren zur herstellung eines feinkoernigen werkstuecks aus einer nickelbasis-superlegierung. |
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-
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-
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- 1989-02-03 DE DE8989101901T patent/DE58901443D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-02-24 CA CA000592074A patent/CA1334632C/en not_active Expired - Fee Related
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