JP7073051B2 - 超合金物品及び関連物品の製造方法 - Google Patents
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Description
実施例1:サンプルワークピース1
表1に示すサンプル超合金組成物から真空誘導溶融プロセスにより材料を製造し、直径約1-3/8インチ×高さ3インチのインゴットを得た。サンプル超合金組成物は、チタン及びタンタルを含まない。
サンプルワークピース2及び3を市販の合金組成物Rene’88DT及びHaynes(登録商標)282(登録商標)から、サンプルワークピース2及び3を、それぞれ、合金組成物Rene’88DT及びHaynes(登録商標)282(登録商標)のガンマプライムソルバス温度よりも高い温度に溶体化熱処理し、その後溶体化熱処理温度から徐冷したことを除いて、実施例1で使用した同じ方法を使用して製造した。
次いで、各サンプルワークピース(1~3)のミクロ組織を走査型電子顕微鏡(SEM)で検査した。市販の合金組成物の比較サンプルワークピース2及び3は、平均粒径>250nmを有するガンマプライム相を有することが観察され、これはサンプルワークピース2及び3が徐冷の間に過時効を受けることを示唆していた。図2及び3は、サンプルワークピース2及び3のSEM画像を示す。図4は、サンプルワークピース1のSEM画像を示す。サンプルワークピース2及び3とは対照的に、サンプルワークピース1は、<100nmの平均粒径を有するガンマプライム相の析出を有していた。サンプルワークピース1を透過型電子顕微鏡(TEM)で高倍率で検査して、(1種以上の)析出相の詳細をさらに特徴付けた。TEM分析により、サンプルワークピース1においてガンマプライム相の析出が確認され、ガンマダブルプライム相の析出は全く観察されないか又は観察不能であることが確認された。エネルギー分散分光法(EDS)により、微細ガンマプライム相(粒径<100nm)の析出物がアルミニウム及びニオブにおいて富んでいることが示された。ガンマプライム析出相における実質的なニオブの存在により、ガンマプライム析出相の形成におけるニオブの寄与が確認された。
Claims (6)
- 物品の製造方法であって、
ニッケル基超合金を含むワークピースをニッケル基超合金のガンマプライムソルバス温度よりも高い温度で熱処理するステップであって、ニッケル基超合金が、0.5重量%~4重量%のアルミニウム、1.5重量%~7重量%のニオブ、10重量%~30重量%のクロム、0重量%~45重量%のコバルト、0重量%~40重量%の鉄、0重量%~4重量%のモリブデン、0重量%~4重量%のタングステン、0重量%~2重量%のハフニウム、0重量%~0.1重量%のジルコニウム、0重量%~0.2重量%の炭素、0重量%~0.1重量%のホウ素を含んでおり、ニッケル超合金が、チタン及びタンタルを含んでいないか、或いは2重量%未満のチタン、2重量%未満のタンタル又は2重量%未満のチタンとタンタルとの組合せしか含んでおらず、残部がニッケルであって、ニッケルが30重量%以上存在し、チタン/アルミニウム原子比、タンタル/アルミニウム原子比又は(チタン+タンタル)/アルミニウム原子比が1未満である、前記ステップと、
熱処理ワークピースを、ニッケル基超合金のガンマプライムソルバス温度よりも高い温度から10°F/分(5.55556°C/分)未満の冷却速度でニッケル基超合金のガンマプライムソルバス温度よりも低い温度に冷却して、100nm未満の平均粒径を有するガンマプライム析出相を冷却ワークピース材料の20体積%以上の濃度で含む冷却ワークピースを得るステップと
を含む、方法。 - 物品の製造方法であって、
0.5重量%~4重量%のアルミニウム、1.5重量%~7重量%のニオブ、10重量%~30重量%のクロム、0重量%~45重量%のコバルト、0重量%~40重量%の鉄、0重量%~4重量%のモリブデン、0重量%~4重量%のタングステン、0重量%~2重量%のハフニウム、0重量%~0.1重量%のジルコニウム、0重量%~0.2重量%の炭素、0重量%~0.1重量%のホウ素を含むニッケル基超合金を含むワークピースをニッケル基超合金のガンマプライムソルバス温度よりも高い温度で熱処理するステップであって、ニッケル超合金が、チタン及びタンタルを含んでいないか、或いは2重量%未満のチタン、2重量%未満のタンタル又は2重量%未満のチタンとタンタルとの組合せしか含んでおらず、残部がニッケルであって、ニッケルが30重量%以上存在し、チタン/アルミニウム原子比、タンタル/アルミニウム原子比又は(チタン+タンタル)/アルミニウム原子比が1未満である、前記ステップと、
熱処理ワークピースを、ニッケル基超合金のガンマプライムソルバス温度よりも高い温度から50°F/分(27.77778°C/分)未満の冷却速度で冷却して、250nm未満の平均粒径を有するガンマプライム析出相を冷却ワークピース材料の10体積%以上の濃度で含む冷却ワークピースを得るステップと
を含む、方法。 - ガンマプライム析出相が100nm未満の平均粒径を有する、請求項2に記載の方法。
- ガンマプライム析出相が、冷却ワークピース材料の20体積%~60体積%の範囲の濃度で存在する、請求項1乃至3のいずれかに記載の方法。
- ニッケル基超合金からなる材料を含む物品であって、ニッケル基超合金が、
0.5重量%~4重量%のアルミニウム、1.5重量%~7重量%のニオブ、10重量%~30重量%のクロム、0重量%~45重量%のコバルト、0重量%~40重量%の鉄、0重量%~4重量%のモリブデン、0重量%~4重量%のタングステン、0重量%~2重量%のハフニウム、0重量%~0.1重量%のジルコニウム、0重量%~0.2重量%の炭素、0重量%~0.1重量%のホウ素を含んでおり、ニッケル超合金が、チタン及びタンタルを含んでいないか、或いは2重量%未満のチタン、2重量%未満のタンタル又は2重量%未満のチタンとタンタルとの組合せしか含んでおらず、残部がニッケルであって、ニッケルが30重量%以上存在し、チタン/アルミニウム原子比、タンタル/アルミニウム原子比又は(チタン+タンタル)/アルミニウム原子比が1未満であり、
材料が、材料中に分散した100nm未満の平均粒径を有するガンマプライム析出相を材料の10体積%以上の濃度でさらに含んでいる、物品。 - ニッケル基超合金からなる材料を含む物品であって、ニッケル基超合金が、
0.5重量%~4重量%のアルミニウム、1.5重量%~7重量%のニオブ、10重量%~30重量%のクロム、0重量%~45重量%のコバルト、0重量%~40重量%の鉄、0重量%~4重量%のモリブデン、0重量%~4重量%のタングステン、0重量%~2重量%のハフニウム、0重量%~0.1重量%のジルコニウム、0重量%~0.2重量%の炭素、0重量%~0.1重量%のホウ素を含んでおり、ニッケル超合金が、チタン及びタンタルを含んでいないか、或いは2重量%未満のチタン、2重量%未満のタンタル又は2重量%未満のチタンとタンタルとの組合せしか含んでおらず、残部がニッケルであって、ニッケルが30重量%以上存在し、チタン/アルミニウム原子比、タンタル/アルミニウム原子比又は(チタン+タンタル)/アルミニウム原子比が2未満であり、
材料が、材料中に分散した250nm未満の平均粒径を有するガンマプライム析出相を材料の10体積%以上の濃度でさらに含んでいる、物品。
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