JP7230243B2 - 粉末用ニッケル基合金および粉末の製造方法 - Google Patents
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Description
・ 1040℃を上回る融点を有する合金を準備する段階、
・ 前記の組成物を溶解する段階、
・ その溶解した組成物を、遠心分離器または回転噴霧装置を利用して噴霧する段階
を有する方法が記載されている。
・ VIMにより電極を製造する段階、
・ 前記電極を、応力の低減およびエージングのために炉内で温度範囲400~1250℃で、時間10~336時間の間、熱処理に供する段階、
・ 前記電極を、寸法に応じて、殊に直径に応じて、空気中または炉内で、室温~1250℃未満、殊に900℃未満の温度に冷却する段階、
・ 引き続き、その冷却された電極をVARによって再溶解速度3.0~10kg/分で再溶解してVARブロックにする段階、
・ 前記VARブロックを炉内で、温度範囲400~1250℃で、時間10~336時間の間、熱処理する段階、
・ 前記VARブロックを、寸法に応じて、殊に直径に応じて、空気中または炉内で、室温~1250℃未満、殊に900℃未満の温度に冷却する段階、
・ 前記VARブロックを再度、再溶解速度3.0~10kg/分で再溶解する段階、
・ その再溶解されたVARブロックを温度範囲400~1250℃で、時間10~336時間の間、熱処理に供する段階、
・ 引き続き、前記VARブロックを熱間成形および/または冷間成形によって、所望の製品の形状および寸法にする段階
を含む前記方法を開示している。
C 0.15~0.5%
S 最大0.15%、殊に最大0.03%
Cr 20~25%
Ni 残部
Mn 最大1%
Si 最大1%
Mo 8~10%
Ti 0.25~0.6%
Nb 5.5%まで
Cu 5%まで、殊に0.5%まで
Fe 25%まで
P 最大0.03%、殊に最大0.02%
Al 0.8~1.5%
V 最大0.6%
Zr 最大0.12%、殊に最大0.1%
Co 10~15%
B 0.0060~0.125%
O >0.00001~0.1%
および製造に起因する不純物
によって定義され、ここで炭素のホウ素に対する比(C/B)が4~25である、前記ニッケル基合金によって解決される。
・ 合金をVIM炉内で溶解し、
・ その液状の溶湯を5分~2時間の間、保持して均質化し、
・ 閉じた噴霧装置を供給ガスで-10℃~-120℃の露点に制御し、
・ 前記溶湯を、ノズルを通じてガス流量2qm3/分~150qm3/分を有するガス流中に吹き込み、
・ 凝固した粉末粒子をガス密の密閉容器に集め、ここで、
・ 前記粒子は粒子サイズ5μm~250μmを有し、
・ 前記粉末粒子は球状であり、
・ 前記粉末は評価された対象の総面積に対して0.0~4%の細孔面積(細孔 >1μm)のガス包有物を有し、
・ 前記粉末は2g/cm3~合金の密度である約8g/cm3のかさ密度を有し、
・ 前記粉末を、アルゴンを有する保護ガス雰囲気下で気密包装する、
前記方法によっても解決される。
・ 定義された化学分析を伴う母合金ブロックを、VIM炉において溶解することにより製造する、
・ 母合金ブロックを鋸引きによって小さな片に分離する、
・ その母合金の片をVIM炉で溶解する、
または
・ 定義された重量の合金元素を化学分析に応じてVIMにおいて溶解する、
・ その液状の溶湯を5分~2時間の間、保持して均質化する。
・ 閉じた噴霧装置をアルゴンガスで露点-10℃~-120℃、好ましくは-30℃~-100℃の範囲に制御する、
・ 前記溶湯を、ノズルを通じてガス流量2qm3/分~150qm3/分を有するアルゴンガス流中に吹き込む、
・ 凝固した粉末粒子をガス密の密閉容器に集める、
・ 前記粒子は粒子サイズ5μm~250μmを有し、ここで、好ましい範囲は5~150μm、もしくは10~150μmである、
・ 前記粉末粒子は球状である、
・ 前記粉末は評価された対象の総面積に対して0.0~4%の細孔面積(細孔 >1μm)のガス包有物を有し、ここで、好ましい範囲は0.0~2%である。前記粉末のガス包有物の量は、製造される部分に残る空孔率を低くすることができる、
・ 前記粉末は2g/cm3~合金の密度である約8g/cm3のかさ密度を有し、ここで、好ましい範囲は4~5g/cm3の値である、
・ 前記粉末を、アルゴンを有する保護ガス雰囲気下で気密包装する。
0.01~80%
0.01~50%
0.01~30%
0.01~20%
0.01~10%
0.01~10%
0.1~5%
0.5~10%
1~5%
2~3%。
粉末を用いた3D印刷
選択的レーザー焼結および
選択的レーザー溶融
レーザークラッディング
選択的電子ビーム溶接。
VIM 真空誘導溶解
VIGA 真空不活性ガス噴霧装置
VAR 真空アーク再溶解
VOD 真空酸素脱炭
VLF 真空取鍋炉
EIGA 電極誘導溶解ガス噴霧。
0.0~2%
0.0~0.5%
0.0~0.2%
0.0~0.1%
0.0~0.05%
である。
4~5g/cm3
2~8g/cm3
2~7g/cm3
3~6g/cm3。
C 0.15~0.50%
S 最大0.150%、殊に最大0.03%
Cr 22~25%
Ni 残部
Mn 最大1%
Si 最大1%
Mo 8~10%
Ti 0.25~0.5%
Nb 最大5.5%
Cu 最大5%、殊に最大0.5%
Fe 最大25%
Al 0.80~1.50%
V 最大0.6%
Zr 最大0.12%、殊に最大0.1%
Co 11~13%
O 0.00001~0.1%
B 0.0060~0.125%
および製造に起因する不純物、
ここで、炭素のホウ素に対する比(C/B)は4~25であり、且つB+Cの合計は>0.1875%~<0.525%である。
Nb+Ta 最大5.2%
Se 最大0.0005%
Bi 最大0.00005%
Pb 最大0.002%
P 最大0.01%。
・ 0.00001~0.1
・ 0.00002~0.1
・ 0.00005~0.1
・ 0.00008~0.1
・ 0.0001~0.1
・ 0.0002~0.1
・ 0.0005~0.1
・ 0.0008~0.1
・ 0.001~0.1
・ 0.002~0.1
・ 0.005~0.1
・ 0.008~0.1
・ 0.010~0.1
・ 0.00001~0.10
・ 0.00001~0.08
・ 0.00001~0.05
・ 0.00001~0.03
・ 0.00001~0.02。
Co >11~<15%
Mn >0.001~<0.3%
Mo >8.4~<10%
Ti >0.25~<0.35%。
C/Bは>12~<18である。
・ 部品または部材の付加製造
・ 部品または部材上の層の付加製造
・ タービン用の部品の製造
・ オイル産業およびガス産業用の部品の製造
・ バルブ(Ventilatoren)およびフランジの製造。
Claims (28)
- 粉末用のニッケル基合金であって、以下の含分(質量%):
C >0.15%~0.5%
S 最大0.15%
Cr 20~25%
Ni 残部
Mn 最大1%
Si 最大1%
Mo 10%まで
Ti 0.25~0.6%
Nb 5.5%まで
Cu 5%まで
Fe 25%まで
P 最大0.03%
Al 0.8~1.5%
V 最大0.6%
Zr 最大0.12%
Co 15%まで
B 0.006~0.125%
O >0.00001~0.1%
および製造に起因する不純物
によって定義され、ここで炭素のホウ素に対する比(C/B)が4~25である、前記ニッケル基合金。 - Sが(質量%で)最大0.03%である、請求項1に記載の合金。
- Cuが(質量%で)0.5%までである、請求項1または2に記載の合金。
- Pが(質量%で)最大0.02%である、請求項1~3のいずれかに記載の合金。
- Zrが(質量%で)最大0.1%である、請求項1~4のいずれかに記載の合金。
- Coが(質量%で)>11%~<15%である、請求項1~5のいずれかに記載の合金。
- Mnが(質量%で)>0.001~<0.30%である、請求項1~6のいずれかに記載の合金。
- Moが(質量%で)>8.4%~<10%である、請求項1~7のいずれかに記載の合金。
- Tiが(質量%で)>0.25%~<0.35%である、請求項1~8のいずれかに記載の合金。
- Bが(質量%で)>0.010%且つ<0.05%である、請求項1~9のいずれかに記載の合金。
- C/Bが>10~25である、請求項1~10のいずれかに記載の合金。
- C+Bの合計が0.156~0.625%である、請求項1~11のいずれかに記載の合金。
- C+Bの合計が0.16~0.6%である、請求項1~11のいずれかに記載の合金。
- C+Bの合計が0.1875~0.530%である、請求項1~11のいずれかに記載の合金。
- 750℃で、且つ261MPaの負荷で到達されるクリープ値が322時間を上回る、請求項1~14のいずれかに記載の合金。
- 請求項1~15のいずれかに記載のニッケル基合金からの粉末の製造方法であって、
・ 合金をVIM炉内で溶解し、
・ その液状の溶湯を5分~2時間の間、保持して均質化し、
・ 閉じた噴霧装置を供給ガスで-10℃~-120℃の露点に制御し、
・ 前記溶湯を、ノズルを通じて、ガス流量2qm3/分~150qm3/分を有するガス流中に吹き込み、
・ 凝固した粉末粒子をガス密の密閉容器に集め、ここで、
・ 前記粒子は粒子サイズ5μm~250μmを有し、
・ 前記粉末粒子は球状であり、
・ 前記粉末は評価された対象の総面積に対して0.0~4%の細孔面積(細孔 >1μm)のガス包有物を有し、
・ 前記粉末は2g/cm3 ~8g/cm3のかさ密度を有し、
・ 前記粉末を、アルゴンを有する保護ガス雰囲気下で気密包装する、
前記方法。 - 前記合金をまず、定義された化学分析を伴う母合金ブロックとして、VIM炉において溶解することによって製造し、
・ 前記母合金ブロックを鋸引きによって小さな片に分離し、
・ その母合金の片をVIM炉において溶解する、
請求項16に記載の方法。 - 供給ガスとして不活性ガスを用いることを特徴とする、請求項16または17に記載の方法。
- 供給ガスとしてアルゴンを用いることを特徴とする、請求項16または17に記載の方法。
- 前記溶湯が噴霧されるガス流がアルゴンからなることを特徴とする、請求項16~19のいずれかに記載の方法。
- 前記溶湯が噴霧されるガス流が窒素からなることを特徴とする、請求項16~20のいずれかに記載の方法。
- 前記溶湯が噴霧されるガス流が窒素とアルゴンとの混合物からなることを特徴とする、請求項16~21のいずれかに記載の方法。
- 溶湯の噴霧を0.5~80kg/分で行うことを特徴とする、請求項16~22のいずれかに記載の方法。
- 部品または部材の付加製造のための、請求項16~23のいずれかに記載の方法によって製造される粉末の使用。
- 部品または部材上の層の付加製造のための、請求項16~23のいずれかに記載の方法によって製造される粉末の使用。
- タービンの部品の製造のための、請求項16~23のいずれかに記載の方法によって製造される粉末の使用。
- オイル産業およびガス産業用の部品の製造のための、請求項16~23のいずれかに記載の方法によって製造される粉末の使用。
- バルブまたはフランジの製造のための、請求項16~23のいずれかに記載の方法によって製造される粉末の使用。
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