JP7374160B2 - ニッケル基合金の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ニッケル基合金の製造方法に関する。
欧州特許第１３７７６９０号明細書から、正偏析も負偏析も実質的に存在しないニッケル基超合金の製造方法であって、
合金を金型に鋳込むステップ、
前記合金を少なくとも６４９℃で少なくとも１０時間加熱することにより、該合金のアニーリングおよび過時効を行うステップ、
少なくとも３．６３ｋｇ／分の溶解速度で前記合金のエレクトロスラグ再溶解を行うステップ、
完全凝固後４時間以内に前記合金を加熱炉に導入するステップ、
前記合金を、前記加熱炉内で、第１の温度である３１６℃～９８２℃で少なくとも１０時間保持するステップ、
前記炉の温度を前記第１の温度から第２の温度である少なくとも１１６３℃に高めて、前記合金内での熱応力を回避するステップ、
前記合金を、前記第２の温度で少なくとも１０時間保持するステップ、
３．６３～５ｋｇ／分の溶解速度で前記合金のＶＡＲ電極の真空アーク再溶解を行って、ＶＡＲインゴットを製造するステップ
を含む方法を引用することができる。
合金を金型に鋳込むステップ、
前記合金を少なくとも６４９℃で少なくとも１０時間加熱することにより、該合金のアニーリングおよび過時効を行うステップ、
少なくとも３．６３ｋｇ／分の溶解速度で前記合金のエレクトロスラグ再溶解を行うステップ、
完全凝固後４時間以内に前記合金を加熱炉に導入するステップ、
前記合金を、前記加熱炉内で、第１の温度である３１６℃～９８２℃で少なくとも１０時間保持するステップ、
前記炉の温度を前記第１の温度から第２の温度である少なくとも１１６３℃に高めて、前記合金内での熱応力を回避するステップ、
前記合金を、前記第２の温度で少なくとも１０時間保持するステップ、
３．６３～５ｋｇ／分の溶解速度で前記合金のＶＡＲ電極の真空アーク再溶解を行って、ＶＡＲインゴットを製造するステップ
を含む方法を引用することができる。
ニッケル基合金は、好ましくはＡｌｌｏｙ ７１８またはＡｌｌｏｙ ７０６である。
より高い温度範囲（例えば、５００～１２５０℃）での熱処理を用いることで、偏析を均質化し、かつ材料内の応力を低減できることが一般に知られている。
本発明は、ニッケル基合金の、代替的でより費用効果の高い製造方法であって、最終再溶解ステップにおいて材料に導入される微細構造の改善および欠陥の低減を可能とすることで、将来的な顧客の要求を満たす方法を提示するという課題に基づく。欧州特許第１３７７６９０号明細書に開示されている方法に対して、第１の再溶解と第２の再溶解との間の煩雑な方法操作により生じるコストを回避することが望ましい。また、溶解および再溶解に起因する不具合を回避することにより、品質が大幅に改善される。
本課題は、ニッケル基合金の製造方法であって、
ＶＩＭ、ＶＯＦまたはＶＬＦにより電極を製造し、
前記電極を、炉内で、応力低減および過時効を行うために、５００～１３００℃の温度範囲で１０～３３６時間の熱処理に供し、その際、１０００℃～１３００℃の温度範囲で少なくとも１０時間、最大４８時間にわたって熱処理を行い、
前記電極を、空気中または前記炉内で、室温ないし９００℃未満の温度に冷却し、
前記冷却された電極を、次いで、３．０～１０ｋｇ／分の再溶解速度でのＥＳＲによって再溶解させて、ＥＳＲインゴットを製造し、
前記ＥＳＲインゴットを、空気中または前記炉内で、室温ないし９００℃未満の温度に冷却し、
前記ＥＳＲインゴットを、３．０～１０ｋｇ／分の再溶解速度で、１５％未満、さらに良好にはその上１０％未満、理想的には５％未満の再溶解速度の変動幅で、ＶＡＲにより新たに再溶解させ、
前記再溶解されたＶＡＲインゴットを、５００～１２５０℃の温度範囲で１０～３３６時間の熱処理に供し、
前記ＶＡＲインゴットを、次いで、熱間および／または冷間成形によって所望の製品形状および寸法にする
ことによる方法によって解決される。
ＶＩＭ、ＶＯＦまたはＶＬＦにより電極を製造し、
前記電極を、炉内で、応力低減および過時効を行うために、５００～１３００℃の温度範囲で１０～３３６時間の熱処理に供し、その際、１０００℃～１３００℃の温度範囲で少なくとも１０時間、最大４８時間にわたって熱処理を行い、
前記電極を、空気中または前記炉内で、室温ないし９００℃未満の温度に冷却し、
前記冷却された電極を、次いで、３．０～１０ｋｇ／分の再溶解速度でのＥＳＲによって再溶解させて、ＥＳＲインゴットを製造し、
前記ＥＳＲインゴットを、空気中または前記炉内で、室温ないし９００℃未満の温度に冷却し、
前記ＥＳＲインゴットを、３．０～１０ｋｇ／分の再溶解速度で、１５％未満、さらに良好にはその上１０％未満、理想的には５％未満の再溶解速度の変動幅で、ＶＡＲにより新たに再溶解させ、
前記再溶解されたＶＡＲインゴットを、５００～１２５０℃の温度範囲で１０～３３６時間の熱処理に供し、
前記ＶＡＲインゴットを、次いで、熱間および／または冷間成形によって所望の製品形状および寸法にする
ことによる方法によって解決される。
本発明による方法の有利なさらなる実施形態（例えば、さらなるＶＡＲ再溶解ステップ）は、従属請求項に見出すことができる。
従来技術と比較して、ＥＳＲ再溶解後の熱処理ステップが省略され、再溶解速度がより厳密に規定される。したがって、熱処理をベース電極でのみ行い、従来技術で説明されているように熱処理をＥＳＲインゴットで行う、ということはしない。そのようにして製造された材料は、再溶解に起因する不具合の発生がはるかに少なくなる。
ＶＩＭインゴットを狙いどおりに熱処理することによって、内部応力が低減し、かつ偏析欠陥が解消される。このことは、後の再溶解ステップＥＳＲおよびＶＡＲに好影響を及ぼす。
前記課題は、ニッケル基合金の製造方法であって、
ＶＩＭにより電極を製造し、
Ｎｉ基合金がガンマプライム相を形成する場合には、前記電極が２００℃よりも低温になる前に、理想的には２５０℃よりも低温になる前に、前記電極を炉に収容し、
前記電極を、炉内で、応力低減および過時効を行うために、５００～１２５０℃の温度範囲で１０～３３６時間の熱処理に供し、
前記電極を、空気中または前記炉内で、室温ないし９００℃未満の温度に冷却し、
前記電極の表面を、不具合の除去および（例えば、ブラッシング、研磨、酸洗、切断、剥離などによる）清浄化のために処理し、
前記冷却された電極を、次いで、３．０～１０ｋｇ／分の再溶解速度でのＥＳＲによって再溶解させて、直径４００～１５００ｍｍのＥＳＲインゴットを製造し、
前記ＥＳＲインゴットを、空気中または前記炉内で、室温ないし９００℃未満の温度に冷却し、
必要に応じて、前記ＥＳＲインゴットの表面を、不具合の除去および（例えば、ブラッシング、研磨、酸洗、切断、剥離などによる）清浄化のために処理し、
前記冷却されたＥＳＲインゴットを、５００～１２５０℃の温度範囲で１０～３３６時間のさらなる熱処理に供し、
前記ＥＳＲインゴットを、空気中または前記炉内で、室温ないし８７０℃未満の温度に冷却し、
前記ＥＳＲインゴットを、３．０～１０ｋｇ／分の再溶解速度で、１５％未満、さらに良好にはその上１０％未満、理想的には５％未満の再溶解速度の変動幅で、ＶＡＲにより新たに再溶解させて、直径４００～１５００ｍｍのＶＡＲインゴットを製造し、
前記Ｎｉ基合金がガンマプライム相を形成する場合には、前記ＶＡＲインゴットが頂部領域で２００℃よりも低温になる前に、理想的には２５０℃よりも低温になる前に、前記ＶＡＲインゴットを炉に収容し、
前記再溶解されたＶＡＲインゴットを、５００～１２５０℃の温度範囲で１０～３３６時間の熱処理に供し、
前記ＶＡＲインゴットを、空気中または前記炉内で室温ないし９００℃未満の温度に冷却するか、または８５０℃を超える高温で熱間成形プロセスに送り、
前記ＶＡＲインゴットを、次いで、熱間および／または冷間成形（例えば、鍛造、圧延、延伸）によって、所望の製品形状（例えば、インゴット、バー、ワイヤ、シート、ストリップ、箔）および寸法にする
ことによる方法によっても解決されることが好ましい。
ＶＩＭにより電極を製造し、
Ｎｉ基合金がガンマプライム相を形成する場合には、前記電極が２００℃よりも低温になる前に、理想的には２５０℃よりも低温になる前に、前記電極を炉に収容し、
前記電極を、炉内で、応力低減および過時効を行うために、５００～１２５０℃の温度範囲で１０～３３６時間の熱処理に供し、
前記電極を、空気中または前記炉内で、室温ないし９００℃未満の温度に冷却し、
前記電極の表面を、不具合の除去および（例えば、ブラッシング、研磨、酸洗、切断、剥離などによる）清浄化のために処理し、
前記冷却された電極を、次いで、３．０～１０ｋｇ／分の再溶解速度でのＥＳＲによって再溶解させて、直径４００～１５００ｍｍのＥＳＲインゴットを製造し、
前記ＥＳＲインゴットを、空気中または前記炉内で、室温ないし９００℃未満の温度に冷却し、
必要に応じて、前記ＥＳＲインゴットの表面を、不具合の除去および（例えば、ブラッシング、研磨、酸洗、切断、剥離などによる）清浄化のために処理し、
前記冷却されたＥＳＲインゴットを、５００～１２５０℃の温度範囲で１０～３３６時間のさらなる熱処理に供し、
前記ＥＳＲインゴットを、空気中または前記炉内で、室温ないし８７０℃未満の温度に冷却し、
前記ＥＳＲインゴットを、３．０～１０ｋｇ／分の再溶解速度で、１５％未満、さらに良好にはその上１０％未満、理想的には５％未満の再溶解速度の変動幅で、ＶＡＲにより新たに再溶解させて、直径４００～１５００ｍｍのＶＡＲインゴットを製造し、
前記Ｎｉ基合金がガンマプライム相を形成する場合には、前記ＶＡＲインゴットが頂部領域で２００℃よりも低温になる前に、理想的には２５０℃よりも低温になる前に、前記ＶＡＲインゴットを炉に収容し、
前記再溶解されたＶＡＲインゴットを、５００～１２５０℃の温度範囲で１０～３３６時間の熱処理に供し、
前記ＶＡＲインゴットを、空気中または前記炉内で室温ないし９００℃未満の温度に冷却するか、または８５０℃を超える高温で熱間成形プロセスに送り、
前記ＶＡＲインゴットを、次いで、熱間および／または冷間成形（例えば、鍛造、圧延、延伸）によって、所望の製品形状（例えば、インゴット、バー、ワイヤ、シート、ストリップ、箔）および寸法にする
ことによる方法によっても解決されることが好ましい。
電極を初めて再溶解させる前に、電極を（例えば、ブラッシング、研磨、酸洗、切断、剥離などによる）表面処理に供した場合に、有利であり得る。この場合、さらなる再溶解により排除することができず、後の適用で損傷を与える可能性のある不具合を除去することができる。
本発明のもう１つの構想によれば、ＥＳＲインゴットを、そのＶＡＲ再溶解の前に、（例えば、ブラッシング、研磨、酸洗、切断、剥離などによる）さらなる表面処理に供され、この場合にも、さらなる再溶解により排除することのできない不具合を除去することができる。
本発明のもう１つの構想によれば、ＥＳＲ再溶解に代えて、ＶＡＲ再溶解が直接行われる。
この方法は、任意のＮｉ合金に適用でき、特に表１による合金に適用できる。
以下に、本発明による方法パラメータを用いて製造できる合金組成物を示す。いずれのデータも、重量％で示す：
Ｃ 最大０．２５
Ｓ 最大０．０３
Ｃｒ １７～３２
Ｎｉ ３３～７２
Ｍｎ 最大１
Ｓｉ 最大１
Ｍｏ ０～１０
Ｔｉ 最大３．２５
Ｎｂ 最大５．５
Ｃｕ 最大０．５
Ｆｅ 最大２５
Ａｌ 最大３．１５
Ｖ 最大０．６
Ｚｒ 最大０．１２
Ｃｏ 最大３５
および製造に起因する不純物。
ならびに、必要に応じて任意に以下のもの（データを、重量％で示す）：
Ｎｂ＋Ｔａ 最大５．２
Ｂ 最大０．０２
Ｓｅ 最大０．０００５
Ｂｉ 最大０．００００５
Ｐｂ 最大０．００２
Ｐ 最大０．０３。
Ｃ 最大０．２５
Ｓ 最大０．０３
Ｃｒ １７～３２
Ｎｉ ３３～７２
Ｍｎ 最大１
Ｓｉ 最大１
Ｍｏ ０～１０
Ｔｉ 最大３．２５
Ｎｂ 最大５．５
Ｃｕ 最大０．５
Ｆｅ 最大２５
Ａｌ 最大３．１５
Ｖ 最大０．６
Ｚｒ 最大０．１２
Ｃｏ 最大３５
および製造に起因する不純物。
ならびに、必要に応じて任意に以下のもの（データを、重量％で示す）：
Ｎｂ＋Ｔａ 最大５．２
Ｂ 最大０．０２
Ｓｅ 最大０．０００５
Ｂｉ 最大０．００００５
Ｐｂ 最大０．００２
Ｐ 最大０．０３。
以下の元素を、次のように有利に設定できる（データを、重量％で示す）：
Ｃ 最大０．２
Ｓ 最大０．０２
Ｃｒ １７～２５
Ｎｉ ４５～５８
Ｍｎ 最大０．６
Ｓｉ 最大０．４
Ｍｏ ０～６．１
Ｔｉ ０．１～２．７
Ａｌ 最大１．７
Ｃｏ 最大１３。
Ｃ 最大０．２
Ｓ 最大０．０２
Ｃｒ １７～２５
Ｎｉ ４５～５８
Ｍｎ 最大０．６
Ｓｉ 最大０．４
Ｍｏ ０～６．１
Ｔｉ ０．１～２．７
Ａｌ 最大１．７
Ｃｏ 最大１３。
以下に、Ａｌｌｏｙ ７１８ベースの合金の一例を示す（データを、重量％で示す）：
Ｃ 最大０．０８
Ｓ 最大０．０１５
Ｃｒ １７～２１
Ｎｉ ５０～５５
Ｍｎ 最大０．３５
Ｓｉ 最大０．３５
Ｍｏ ２．８～３．３
Ｔｉ ０．６５～１．１５
Ｎｂ ４．７５～５．５
Ｃｕ 最大０．３
Ｆｅ ６～２５
Ｐ 最大０．０１５
Ａｌ ０．２～０．８
Ｃｏ 最大１
Ｂ 最大０．００６
Ｔａ 最大０．０５
Ｐｂ 最大０．００１
Ｓｅ 最大０．０００５
Ｂｉ 最大０．００００５。
Ｃ 最大０．０８
Ｓ 最大０．０１５
Ｃｒ １７～２１
Ｎｉ ５０～５５
Ｍｎ 最大０．３５
Ｓｉ 最大０．３５
Ｍｏ ２．８～３．３
Ｔｉ ０．６５～１．１５
Ｎｂ ４．７５～５．５
Ｃｕ 最大０．３
Ｆｅ ６～２５
Ｐ 最大０．０１５
Ａｌ ０．２～０．８
Ｃｏ 最大１
Ｂ 最大０．００６
Ｔａ 最大０．０５
Ｐｂ 最大０．００１
Ｓｅ 最大０．０００５
Ｂｉ 最大０．００００５。
あるいは、この合金が、より高いＮｉ含有率を有することも可能である。
Ｃ 最大０．１
Ｓ 最大０．０３
Ｃｒ １７～３２
Ｎｉ ５８～７９
Ｎｂ 最大０．６
Ｆｅ 最大１８
Ｃ 最大０．１
Ｓ 最大０．０２
Ｃｒ １７～３０
Ｎｉ ５８～７２
Ｍｎ 最大１
Ｓｉ 最大１
Ｍｏ ０～１０
Ｔｉ 最大３．２５
Ｎｂ 最大４．１
Ｃｕ 最大０．５
Ｆｅ 最大１８
Ａｌ 最大３．１５
Ｖ 最大０．６
Ｚｒ 最大０．１
Ｃｏ 最大１５
ならびに、必要に応じて任意に以下のもの（データを、重量％で示す）：
Ｂ 最大０．００８
Ｓｅ 最大０．０００５
Ｂｉ 最大０．００００５
Ｐｂ 最大０．００２
Ｐ 最大０．０３。
Ｓ 最大０．０３
Ｃｒ １７～３２
Ｎｉ ５８～７９
Ｎｂ 最大０．６
Ｆｅ 最大１８
Ｃ 最大０．１
Ｓ 最大０．０２
Ｃｒ １７～３０
Ｎｉ ５８～７２
Ｍｎ 最大１
Ｓｉ 最大１
Ｍｏ ０～１０
Ｔｉ 最大３．２５
Ｎｂ 最大４．１
Ｃｕ 最大０．５
Ｆｅ 最大１８
Ａｌ 最大３．１５
Ｖ 最大０．６
Ｚｒ 最大０．１
Ｃｏ 最大１５
ならびに、必要に応じて任意に以下のもの（データを、重量％で示す）：
Ｂ 最大０．００８
Ｓｅ 最大０．０００５
Ｂｉ 最大０．００００５
Ｐｂ 最大０．００２
Ｐ 最大０．０３。
次のように、さらなる限定が考えられる（データを、重量％で示す）：
Ｃ ０．０１～０．０４
Ｍｎ 最大０．５
Ｓｉ 最大０．５
Ｃｕ 最大０．２
ならびに、必要に応じて任意に以下のもの（データを、重量％で示す）：
Ｍｏ ８～１０。
Ｃ ０．０１～０．０４
Ｍｎ 最大０．５
Ｓｉ 最大０．５
Ｃｕ 最大０．２
ならびに、必要に応じて任意に以下のもの（データを、重量％で示す）：
Ｍｏ ８～１０。
以下に、Ａｌｌｏｙ７８０ベースの合金の一例を示す（データを、重量％で示す）：
Ｃ 最大０．１
Ｓ 最大０．０１５
Ｎ 最大０．０３
Ｃｒ １６～２０
Ｎｉ ２６～６２
Ｍｎ 最大０．５
Ｓｉ 最大０．３
Ｍｏ ２～４
Ｔｉ ０．１～１
Ｃｕ 最大０．５
Ｆｅ 最大１０
Ｐ 最大０．０３
Ａｌ １～３
Ｍｇ 最大０．０１
Ｃａ 最大０．０１
Ｚｒ 最大０．０５
Ｃｏ １５～２８
Ｂ 最大０．０２
Ｏ 最大０．０２
Ｎｂ＋Ｔａ ４～６。
Ｃ 最大０．１
Ｓ 最大０．０１５
Ｎ 最大０．０３
Ｃｒ １６～２０
Ｎｉ ２６～６２
Ｍｎ 最大０．５
Ｓｉ 最大０．３
Ｍｏ ２～４
Ｔｉ ０．１～１
Ｃｕ 最大０．５
Ｆｅ 最大１０
Ｐ 最大０．０３
Ａｌ １～３
Ｍｇ 最大０．０１
Ｃａ 最大０．０１
Ｚｒ 最大０．０５
Ｃｏ １５～２８
Ｂ 最大０．０２
Ｏ 最大０．０２
Ｎｂ＋Ｔａ ４～６。
この製造方法により製造された材料は、超音波試験において比較不具合サイズ０．８ｍｍで、不具合が大幅に少なく（５０％）なる。
本発明による方法は、以下の合金に好ましく適用可能である：
Ａｌｌｏｙ ６０１
Ａｌｌｏｙ ６０２ ＣＡおよびそのバリアントＭＣＡ
Ａｌｌｏｙ ６１７およびそのバリアント６１７ Ｂおよび６１７ ＯＣＣ
Ａｌｌｏｙ ６２５
Ａｌｌｏｙ ６９０
Ａｌｌｏｙ ６９９ＸＡ
Ａｌｌｏｙ ７１８およびそのバリアント
Ａｌｌｏｙ ７８０
Ａｌｌｏｙ ７８８
Ａｌｌｏｙ ８０Ａ
Ａｌｌｏｙ ８１
Ａｌｌｏｙ Ｘ－７５０
Ａｌｌｏｙ Ｃ－２６３
Ａｌｌｏｙ Ｋ－５００
ワスパロイ（Ｗａｓｐａｌｌｏｙ）
ＦＭ ６２５
ＦＭ ６１７、ならびに
ＦＭ ６０２。
Ａｌｌｏｙ ６０１
Ａｌｌｏｙ ６０２ ＣＡおよびそのバリアントＭＣＡ
Ａｌｌｏｙ ６１７およびそのバリアント６１７ Ｂおよび６１７ ＯＣＣ
Ａｌｌｏｙ ６２５
Ａｌｌｏｙ ６９０
Ａｌｌｏｙ ６９９ＸＡ
Ａｌｌｏｙ ７１８およびそのバリアント
Ａｌｌｏｙ ７８０
Ａｌｌｏｙ ７８８
Ａｌｌｏｙ ８０Ａ
Ａｌｌｏｙ ８１
Ａｌｌｏｙ Ｘ－７５０
Ａｌｌｏｙ Ｃ－２６３
Ａｌｌｏｙ Ｋ－５００
ワスパロイ（Ｗａｓｐａｌｌｏｙ）
ＦＭ ６２５
ＦＭ ６１７、ならびに
ＦＭ ６０２。
表１に、上記の合金の例示的な分析範囲を示す。
４００ｍｍ超（円形および矩形）のインゴット形態が得られる。
ＶＩＭ、ＥＳＲ、ＶＡＲインゴットを電極の寸法に鍛造して、合金およびインゴットの直径に応じて必要となり得るより良好な均質性を生じさせることも可能である。
必要な製品形状および寸法への熱間成形を、通常の方法（鍛造、圧延など）により行うことができる。
この方法で製造されたインゴットおよびバーを、通常の方法でさらに加工して、半製品形態（バー、シート、ストリップ、箔、ワイヤなど）を製造することができる。
本発明による方法について、例示的に以下のように説明する。
本発明による方法を用いて、いくつかの溶解物、例えばＳ３およびＳ４を製造した。
ＶＩＭにより電極を製造し、
前記電極を、応力低減および偏析の補整のために、炉内で５００～１３００℃の温度範囲で１０～７２時間熱処理した。この場合、１０００℃～１３００℃の温度範囲で少なくとも１０時間、最大４８時間にわたって処理を行い、
前記電極を、空気中または前記炉内で、室温ないし９００℃未満の温度に冷却し、
前記電極を、例えば研磨などの表面処理に供し、
前記電極を、次いで、３～６ｋｇ／分の再溶解速度でのＥＳＲによって再溶解させて、ＥＳＲインゴットを製造し、
前記ＥＳＲインゴットを、前記炉内で室温ないし９００℃未満の温度に冷却し、
前記ＥＳＲインゴットを、３～６ｋｇ／分の再溶解速度でＶＡＲにより再溶解させ、
前記ＶＡＲインゴットを、次いで、炉内で、５００～１２２０℃の温度範囲で２０～１００時間熱処理し、
前記ＶＡＲインゴットを、次いで、研磨するか、または加工せずに熱間もしくは冷間成形によってバーを製造した。
前記電極を、応力低減および偏析の補整のために、炉内で５００～１３００℃の温度範囲で１０～７２時間熱処理した。この場合、１０００℃～１３００℃の温度範囲で少なくとも１０時間、最大４８時間にわたって処理を行い、
前記電極を、空気中または前記炉内で、室温ないし９００℃未満の温度に冷却し、
前記電極を、例えば研磨などの表面処理に供し、
前記電極を、次いで、３～６ｋｇ／分の再溶解速度でのＥＳＲによって再溶解させて、ＥＳＲインゴットを製造し、
前記ＥＳＲインゴットを、前記炉内で室温ないし９００℃未満の温度に冷却し、
前記ＥＳＲインゴットを、３～６ｋｇ／分の再溶解速度でＶＡＲにより再溶解させ、
前記ＶＡＲインゴットを、次いで、炉内で、５００～１２２０℃の温度範囲で２０～１００時間熱処理し、
前記ＶＡＲインゴットを、次いで、研磨するか、または加工せずに熱間もしくは冷間成形によってバーを製造した。
本発明による方法を用いない比較溶解物Ｓ１およびＳ２の場合には、ＶＩＭにより製造された電極を、応力低減および偏析の補整のために、単に、炉内で５００～１０００℃の温度範囲で１０～４８時間熱処理するにとどめた。
いずれの溶解物も（本発明による溶解物と、比較溶解物の双方ともに）、Ａｌｌｏｙ ７１８分析報告（表１参照）に従って製造した。
製造時に生じた、選択された再溶解速度の差異を、図１～４から得ることができる。
再溶解速度には、次の水準までの差異が生じた。
概念の説明
ＶＩＭ 真空誘導溶解（Ｖａｃｃｕｍ Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｍｅｌｔｉｎｇ）
ＶＯＤ 真空酸素脱炭（Ｖａｃｃｕｍ Ｏｘｙｇｅｎ Ｄｅｃａｒｂｕｒｉｚａｔｉｏｎ）
ＶＬＦ 真空取鍋炉（Ｖａｃｃｕｍ Ｌａｄｌｅ Ｆｕｒｎａｃｅ）
ＥＳＲ エレクトロスラグ再溶解
ＶＡＲ 真空アーク再溶解（Ｖａｃｕｕｍ Ａｒｃ Ｒｅｍｅｌｔｉｎｇ）
ＶＩＭ 真空誘導溶解（Ｖａｃｃｕｍ Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｍｅｌｔｉｎｇ）
ＶＯＤ 真空酸素脱炭（Ｖａｃｃｕｍ Ｏｘｙｇｅｎ Ｄｅｃａｒｂｕｒｉｚａｔｉｏｎ）
ＶＬＦ 真空取鍋炉（Ｖａｃｃｕｍ Ｌａｄｌｅ Ｆｕｒｎａｃｅ）
ＥＳＲ エレクトロスラグ再溶解
ＶＡＲ 真空アーク再溶解（Ｖａｃｕｕｍ Ａｒｃ Ｒｅｍｅｌｔｉｎｇ）
Claims (14)
- ニッケル基合金の製造方法であって、
ＶＩＭにより電極を製造し、
前記電極が２００℃よりも低温になる前に、前記電極を炉に収容し、
前記電極を、炉内で、応力低減および過時効を行うために、５００～１２５０℃の温度範囲で１０～３３６時間の熱処理に供し、
前記電極を、空気中または前記炉内で、室温ないし９００℃未満の温度に冷却し、
前記電極の表面を、不具合の除去および、ブラッシング、研磨、酸洗、切断又は剥離による清浄化のために処理し、
前記冷却された電極を、次いで、３．０～１０ｋｇ／分の再溶解速度でのＥＳＲによって再溶解させて、直径４００～１５００ｍｍのＥＳＲインゴットを製造し、
前記ＥＳＲインゴットを、空気中または前記炉内で、室温ないし９００℃未満の温度に冷却し、
前記冷却されたＥＳＲインゴットを、５００～１２５０℃の温度範囲で１０～３３６時間のさらなる熱処理に供し、
前記ＥＳＲインゴットを、空気中または前記炉内で、室温ないし８７０℃未満の温度に冷却し、
前記ＥＳＲインゴットを、３．０～１０ｋｇ／分の再溶解速度で、１５％未満の再溶解速度の変動幅で、ＶＡＲにより新たに再溶解させて、直径４００～１５００ｍｍのＶＡＲインゴットを製造し、
前記ＶＡＲインゴットが頂部領域で２００℃よりも低温になる前に、前記ＶＡＲインゴットを炉に収容し、
前記再溶解されたＶＡＲインゴットを、５００～１２５０℃の温度範囲で１０～３３６時間の熱処理に供し、
前記ＶＡＲインゴットを、空気中または前記炉内で室温ないし９００℃未満の温度に冷却するか、または８５０℃を超える高温で熱間成形プロセスに送り、
前記ＶＡＲインゴットを、次いで、熱間および／または冷間成形によって、製品を得る、
ことによる、方法。 - 前記ＥＳＲインゴットを、空気中または前記炉内で、室温ないし９００℃未満の温度に冷却した後、前記ＥＳＲインゴットの表面を、不具合の除去およびブラッシング、研磨、酸洗、切断又は剥離による清浄化のために処理する、請求項１に記載の方法。
- 前記ＶＡＲインゴットを、さらなるＶＡＲ再溶解ステップで３．０～１０ｋｇ／分の再溶解速度で再溶解させ、次いで、５００～１３００℃の温度範囲で１０～３３６時間の熱処理に供することを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
- 前記ＶＡＲインゴットを、前記熱処理の後に、空気中または前記炉内で室温ないし９００℃未満の温度に冷却することを特徴とする、請求項３に記載の方法。
- 前記ＶＡＲインゴットを、前記熱処理の後に、高温で、８００℃を超える温度での熱間成形に移行させることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
- 前記ニッケル基合金が、以下の組成（重量％）：
Ｃ 最大０．２５％
Ｓ 最大０．０３％
Ｃｒ １７～３２％
Ｎｉ ３３～７２％
Ｍｎ 最大１％
Ｓｉ 最大１％
Ｍｏ ０～１０％
Ｔｉ ３．２５％以下
Ｎｂ ５．５％以下
Ｃｕ ０．５％以下
Ｆｅ ２５％以下
Ｐ 最大０．０３％
Ａｌ ３．１５％以下
Ｖ 最大０．６％
Ｚｒ 最大０．１％
Ｃｏ ３５％以下
Ｂ 最大０．０２％
および製造に起因する不純物
の合金であることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。 - 前記ニッケル基合金が、以下の組成（重量％）：
Ｃ 最大０．０８
Ｓ 最大０．０１５
Ｃｒ １７～２１
Ｎｉ ５０～５５
Ｍｎ 最大０．３５
Ｓｉ 最大０．３５
Ｍｏ ２．８～３．３
Ｔｉ ０．６５～１．１５
Ｎｂ ４．７５～５．５
Ｃｕ 最大０．３
Ｆｅ ６～２５
Ｐ 最大０．０１５
Ａｌ ０．２～０．８
Ｃｏ 最大１
Ｂ 最大０．００６
Ｐｂ 最大０．００１
Ｓｅ 最大０．０００５
Ｂｉ 最大０．００００５
Ｎｂ＋Ｔａ ４．７５～５．５％
および製造に起因する不純物
の合金であることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。 - 前記ニッケル基合金が、以下の組成（重量％）：
Ｃ 最大０．１
Ｓ 最大０．０１５
Ｎ 最大０．０３
Ｃｒ １６～２０
Ｎｉ ２６～６２
Ｍｎ 最大０．５
Ｓｉ 最大０．３
Ｍｏ ２～４
Ｔｉ ０．１～１
Ｃｕ 最大０．５
Ｆｅ 最大１０
Ｐ 最大０．０３
Ａｌ １～３
Ｍｇ 最大０．０１
Ｃａ 最大０．０１
Ｚｒ 最大０．０５
Ｃｏ １５～２８
Ｂ 最大０．０２
Ｏ 最大０．０２
Ｎｂ＋Ｔａ ４～６
および製造に起因する不純物
の合金であることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。 - 前記製造されたＶＡＲインゴットの直径が、４５０ｍｍ超である、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
- 前記製造されたＶＡＲインゴットの直径が、５００ｍｍ超である、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
- 前記製造されたＶＡＲインゴットが、再溶解欠陥を含まない、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
- 前記ＶＡＲインゴットの前記熱処理を、１０００℃～１３００℃の温度範囲で、少なくとも１０時間、最大４８時間行う、請求項３に記載の方法。
- 前記成形が、鍛造、圧延または延伸である、請求項１に記載の方法。
- 前記製品が、インゴット、バー、ワイヤ、シート、ストリップまたは箔である、請求項１に記載の方法。
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