JPH01290731A - 耐酸化性合金 - Google Patents
耐酸化性合金Info
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- JPH01290731A JPH01290731A JP1077942A JP7794289A JPH01290731A JP H01290731 A JPH01290731 A JP H01290731A JP 1077942 A JP1077942 A JP 1077942A JP 7794289 A JP7794289 A JP 7794289A JP H01290731 A JPH01290731 A JP H01290731A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
発明の背景、態様の概要
発明の分野
本発明は、分散強化粉末冶金ニッケル基合金に関し、よ
り詳細には、2000〜2200°F(1093〜12
04℃)を超える高温での高度の耐酸化性を与えるニッ
ケルークロム型の機械的合金化材料に関する。
り詳細には、2000〜2200°F(1093〜12
04℃)を超える高温での高度の耐酸化性を与えるニッ
ケルークロム型の機械的合金化材料に関する。
当業者に周知のように、粉末冶金合金は、しばしば比較
して言えば少量の耐火材料、特に酸化物、通常、酸化イ
ツトリウムの配合によって強化されている。しばしば酸
化物分散強化(rODsJ )合金と称されるこのよう
な材料は、中温、例えば、1200〜1500°F(6
50〜815℃)と約2000〜2200°F(109
3〜1204℃)の高温との両方において多種多様な用
途を見出している。米国特許節3,591,362号明
細書、第3.723,092号明細書、第3.725゜
088号明細書、第3.837.930号明細書、第3
,926,568号明細書などおよび他のものに記載の
周知の金属的合金化(MA)法は、とりわけ、イン・コ
ネル(lNC0NEL)合金MA754およびMA60
00およびインコロイ(INCOLOY)合金MA95
6を含めて多数のこのような製品を製造している。
して言えば少量の耐火材料、特に酸化物、通常、酸化イ
ツトリウムの配合によって強化されている。しばしば酸
化物分散強化(rODsJ )合金と称されるこのよう
な材料は、中温、例えば、1200〜1500°F(6
50〜815℃)と約2000〜2200°F(109
3〜1204℃)の高温との両方において多種多様な用
途を見出している。米国特許節3,591,362号明
細書、第3.723,092号明細書、第3.725゜
088号明細書、第3.837.930号明細書、第3
,926,568号明細書などおよび他のものに記載の
周知の金属的合金化(MA)法は、とりわけ、イン・コ
ネル(lNC0NEL)合金MA754およびMA60
00およびインコロイ(INCOLOY)合金MA95
6を含めて多数のこのような製品を製造している。
754は、今日までのところMA金合金最大の用途を立
証している。それは、中温で高水準の応力−破壊強さを
与え、且つ2000〜2200°F(1093〜120
4℃)において許容可能な応力破壊性および優秀な耐酸
化性を与える。その結果、それは、ガスタービンエンジ
ン中の羽根として利用されており且つ航空宇宙応用用の
他の部品の製作で好適である。第1図および第2図は、
約2000°F(1100℃)および2200°F(1
200℃)での耐酸化性に関するMA754vsMA合
金6000および周知のマルーエム(Mar−M)合金
509の比較を示す。
証している。それは、中温で高水準の応力−破壊強さを
与え、且つ2000〜2200°F(1093〜120
4℃)において許容可能な応力破壊性および優秀な耐酸
化性を与える。その結果、それは、ガスタービンエンジ
ン中の羽根として利用されており且つ航空宇宙応用用の
他の部品の製作で好適である。第1図および第2図は、
約2000°F(1100℃)および2200°F(1
200℃)での耐酸化性に関するMA754vsMA合
金6000および周知のマルーエム(Mar−M)合金
509の比較を示す。
MA754の多くの特質にも拘らず、操作条件が最も厳
しいより進歩したガスタービンエンジン応用の場合には
、長期使用のために一層高い水準の耐酸化性が特に必要
なものである。この理由で、研究が企てられ、それによ
って周知の高い耐酸化性被覆物は、所望の目的を満たす
ためにMA754表面に適用されている。しかしながら
、予想外の課題に遭遇している。このような被覆物は、
最初は基材に接着または結合するが、表面から時期尚早
に緩む傾向がある。課題は、このように−部分、このよ
うな被覆物がより長い時間能の合金に結合する原因を確
かめるものになった。
しいより進歩したガスタービンエンジン応用の場合には
、長期使用のために一層高い水準の耐酸化性が特に必要
なものである。この理由で、研究が企てられ、それによ
って周知の高い耐酸化性被覆物は、所望の目的を満たす
ためにMA754表面に適用されている。しかしながら
、予想外の課題に遭遇している。このような被覆物は、
最初は基材に接着または結合するが、表面から時期尚早
に緩む傾向がある。課題は、このように−部分、このよ
うな被覆物がより長い時間能の合金に結合する原因を確
かめるものになった。
研究から、本発明者等は、やっかいな反応が基材表面で
生ずることを見出した。耐酸化目的で使用する被覆物は
、アルミニウムを含有し、典型的組成はCr2O%、T
a4%、A18%、C。
生ずることを見出した。耐酸化目的で使用する被覆物は
、アルミニウムを含有し、典型的組成はCr2O%、T
a4%、A18%、C。
23%、Y0.6%、ニッケルおよび不純物(残部)で
ある〔それは商標アムドライ(Amdry)997で販
売されている〕。明らかに、起こることは、MA754
などのODS基材材料からの酸素および窒素、主として
前者が基材表面に上方に移行し且つ被覆物のアルミニウ
ムが基材に拡散することによってアルミニウムおよび酸
素/窒素が反応して表面酸化物および窒化物を生成する
ことである。このことは、表面から分離または引き離さ
れ結局耐酸化性に悪影響を及ぼす傾向があるように被覆
物の基材への接着を破壊する。
ある〔それは商標アムドライ(Amdry)997で販
売されている〕。明らかに、起こることは、MA754
などのODS基材材料からの酸素および窒素、主として
前者が基材表面に上方に移行し且つ被覆物のアルミニウ
ムが基材に拡散することによってアルミニウムおよび酸
素/窒素が反応して表面酸化物および窒化物を生成する
ことである。このことは、表面から分離または引き離さ
れ結局耐酸化性に悪影響を及ぼす傾向があるように被覆
物の基材への接着を破壊する。
発明の概要
本発明者等は、成る%のアルミニウムをMA754など
の0DSW材合金に配合するならば、アルミニウムが合
金中の酸素および窒素と反応し、このようにして有害容
量の酸化物および窒化物が被覆材料のアルミニウムと反
応する理由で生成することから排除されるように表面へ
の移行を阻止するであろうことを見出した。換言すれば
、アルミニウムは、遊離酸素/窒素をその場でタイアッ
プし、それによってこれらの成分がさもなければ被覆物
中のアルミニウムと反応して酸化物層およびより少ない
程度で窒化物層を形成するであろう被覆物/合金基材界
面への拡散を阻止する。これらの酸化物/窒化物層は、
熱サイクルの熱応力が保護被覆物を基材表面から上げる
ことを可能にすると思われる。
の0DSW材合金に配合するならば、アルミニウムが合
金中の酸素および窒素と反応し、このようにして有害容
量の酸化物および窒化物が被覆材料のアルミニウムと反
応する理由で生成することから排除されるように表面へ
の移行を阻止するであろうことを見出した。換言すれば
、アルミニウムは、遊離酸素/窒素をその場でタイアッ
プし、それによってこれらの成分がさもなければ被覆物
中のアルミニウムと反応して酸化物層およびより少ない
程度で窒化物層を形成するであろう被覆物/合金基材界
面への拡散を阻止する。これらの酸化物/窒化物層は、
熱サイクルの熱応力が保護被覆物を基材表面から上げる
ことを可能にすると思われる。
発明の態様
一般に、本発明によれば、本発明で意図する基材合金は
、クロム約10〜35%、アルミニウム約3〜9%、炭
素0.2%まで、少量であるが強度を付与するのに十分
な有効な量の耐火酸化物チタン3%までを含有し、残部
は本質上ニッケルである。アルミニウム含量は約3.7
5または4%〜7%、クロムは16〜30%であること
が最も好ましい。チタンは、0.1%〜1%存在するこ
とが更に好ましい。また、合金は、タングステン10%
まで、例えば、0.5〜8%;モリブデン8%まで、例
えば、0.5〜5%;タンタル826まで、例えば、0
.5〜5%;コロンビウム4%まで;コバルト20%ま
で;レニウム4%まで;ハフニウム2%まで;および鉄
4%までを含有していてもよい。
、クロム約10〜35%、アルミニウム約3〜9%、炭
素0.2%まで、少量であるが強度を付与するのに十分
な有効な量の耐火酸化物チタン3%までを含有し、残部
は本質上ニッケルである。アルミニウム含量は約3.7
5または4%〜7%、クロムは16〜30%であること
が最も好ましい。チタンは、0.1%〜1%存在するこ
とが更に好ましい。また、合金は、タングステン10%
まで、例えば、0.5〜8%;モリブデン8%まで、例
えば、0.5〜5%;タンタル826まで、例えば、0
.5〜5%;コロンビウム4%まで;コバルト20%ま
で;レニウム4%まで;ハフニウム2%まで;および鉄
4%までを含有していてもよい。
本発明で意図するような被覆材料は、クロム約15〜2
5%、アルミニウム3〜11%、タンタル約5%まで、
イツトリウム約0.3または0.4〜1%を含有し、ニ
ッケル、コバルトまたは鉄またはそれらの組み合わせは
残部プラス不純物を構成する。好ましくは、被覆物は、
クロム20〜30%、アルミニウム6〜8.5%、タン
タル3〜5%およびイツトリウム約0.5〜0.75%
からなり、残部は本質上ニッケルである。
5%、アルミニウム3〜11%、タンタル約5%まで、
イツトリウム約0.3または0.4〜1%を含有し、ニ
ッケル、コバルトまたは鉄またはそれらの組み合わせは
残部プラス不純物を構成する。好ましくは、被覆物は、
クロム20〜30%、アルミニウム6〜8.5%、タン
タル3〜5%およびイツトリウム約0.5〜0.75%
からなり、残部は本質上ニッケルである。
本発明を実施する際には、合金基材の各種の合金成分の
%に関して注意を払うべきである。万一クロム含量が約
35%を超えるならば、加工および二次加工の困難が後
から起こるであろう。クロム10%を使用してもよいが
、被覆物が多孔であるならば、酸化的迅速劣化が随伴す
ることがある。
%に関して注意を払うべきである。万一クロム含量が約
35%を超えるならば、加工および二次加工の困難が後
から起こるであろう。クロム10%を使用してもよいが
、被覆物が多孔であるならば、酸化的迅速劣化が随伴す
ることがある。
クロム少なくとも16%、有利には少なくとも20%が
好ましく、それによってこの可能性を消す。後述のよう
に、合金体中のアルミニウム3%の場合にさえ、酸化物
/窒化物は、表面で生成することがある。このように、
アルミニウム少なくとも4.5または5%は、存在する
ことが最も有益である。アルミニウム量8または9%ま
でが利用できるが、このような%は、不要であり且つ過
度の硬化および二次加工の困難を生じ且つ融点を所望水
準よりも低いものに下げることがあることが考えられる
。上限6または7%は、有利であると思われる。
好ましく、それによってこの可能性を消す。後述のよう
に、合金体中のアルミニウム3%の場合にさえ、酸化物
/窒化物は、表面で生成することがある。このように、
アルミニウム少なくとも4.5または5%は、存在する
ことが最も有益である。アルミニウム量8または9%ま
でが利用できるが、このような%は、不要であり且つ過
度の硬化および二次加工の困難を生じ且つ融点を所望水
準よりも低いものに下げることがあることが考えられる
。上限6または7%は、有利であると思われる。
炭素は、0.2%を超えるべきではない。その理由は、
炭化物を生成する傾向があり、この炭化物が過剰量で性
質を劣化することがあるからである。前記のように、チ
タンは、なかんずく、窒素と化合し且つタイアップする
ので、1%までの量で存在することが好ましい。より高
い%は必要ではなく、0,4〜0.75%の範囲は満足
であると思われる。耐火酸化物に関しては、例えば、5
%までの高率が存在できるが、約1または2%を超える
には及ばない。0.4〜1%の範囲が、全く満足である
。0.4%、場合によって0.3%未満では、強度が、
無駄に損なわれることがある。
炭化物を生成する傾向があり、この炭化物が過剰量で性
質を劣化することがあるからである。前記のように、チ
タンは、なかんずく、窒素と化合し且つタイアップする
ので、1%までの量で存在することが好ましい。より高
い%は必要ではなく、0,4〜0.75%の範囲は満足
であると思われる。耐火酸化物に関しては、例えば、5
%までの高率が存在できるが、約1または2%を超える
には及ばない。0.4〜1%の範囲が、全く満足である
。0.4%、場合によって0.3%未満では、強度が、
無駄に損なわれることがある。
酸化イツトリウムは、好ましい耐火物である。ホウ素お
よびジルコニウムの一方または両方は、強化および他の
目的でホウ素0.2%まで、例えば、0.003〜0.
1%およびジルコニウム0.5%まで、例えば、0.0
5〜0.25%の%で存在できる。
よびジルコニウムの一方または両方は、強化および他の
目的でホウ素0.2%まで、例えば、0.003〜0.
1%およびジルコニウム0.5%まで、例えば、0.0
5〜0.25%の%で存在できる。
当業者に本発明のより良い理解を与えるために、下記デ
ータおよび情報を与える。
ータおよび情報を与える。
一連の6種の合金をボールミル中で機械的合金化法によ
って調製した。アルミニウム0. 3%、3%、4%、
5.5%、6%または7%を表■に報告のような組成物
に加えた。アルミニウム0.3%を含有する合金1は、
MA754に相当し且つ「コントロール合金」である。
って調製した。アルミニウム0. 3%、3%、4%、
5.5%、6%または7%を表■に報告のような組成物
に加えた。アルミニウム0.3%を含有する合金1は、
MA754に相当し且つ「コントロール合金」である。
低圧プラズマ溶射技術を使用して、前記アムドライ被覆
物を基材表面に適用した。被覆物の厚さは、平均0.0
075インチ(0,19關)であり、試験片は直径約0
.3インチ(7,6mm) 、長さ0.75インチ(1
9,1順)であった。
物を基材表面に適用した。被覆物の厚さは、平均0.0
075インチ(0,19關)であり、試験片は直径約0
.3インチ(7,6mm) 、長さ0.75インチ(1
9,1順)であった。
表I
基材組成2重量%
合金 N+ Cr AI V )lo T
i Ta CB Zr Y2O3その他1
残部 20 0.3 − − 0.5 − 0.0
5 − − 0.6 1Pc2 残部 203−−0
.5 − σ、05 − −〇、6 1Pc3 残部
20 4 − − 0.5 − 0.05 −
− 0.6 1Fe4 残部 20 5.5 4.0
2.0 2.5 2.0 0.05 0.01 0.
150.955 残部 20 B 3.5 2.
0 − − (1,05Q、Ql O,15(1
,956残部 9,5 7 8,0 2.0 − 1
.0 0.05 0.01 0.151.17AF5(
残部 2’ −−−”ロー −8A
l、23C。
i Ta CB Zr Y2O3その他1
残部 20 0.3 − − 0.5 − 0.0
5 − − 0.6 1Pc2 残部 203−−0
.5 − σ、05 − −〇、6 1Pc3 残部
20 4 − − 0.5 − 0.05 −
− 0.6 1Fe4 残部 20 5.5 4.0
2.0 2.5 2.0 0.05 0.01 0.
150.955 残部 20 B 3.5 2.
0 − − (1,05Q、Ql O,15(1
,956残部 9,5 7 8,0 2.0 − 1
.0 0.05 0.01 0.151.17AF5(
残部 2’ −−−”ロー −8A
l、23C。
0%Y
被覆試験片を標準バーナーリグ(rig)中で2000
°F(1095℃)で500時間評価した。
°F(1095℃)で500時間評価した。
空気−燃料30:1の比率(標準海塩水5ppmが加え
られた硫黄的850ppmを含有するJP−5)を使用
した。試験片をバーナー炎中で約58分間さらしく質量
流量は約5,5立方フイ一ト/分であった)、次いで、
室温の空気の爆風中で2分間さらした。試験完了時に、
試験片の横断面を中点でとり、次いで、エツチングして
いない状態で金属組織学的に調べた(倍率100x)。
られた硫黄的850ppmを含有するJP−5)を使用
した。試験片をバーナー炎中で約58分間さらしく質量
流量は約5,5立方フイ一ト/分であった)、次いで、
室温の空気の爆風中で2分間さらした。試験完了時に、
試験片の横断面を中点でとり、次いで、エツチングして
いない状態で金属組織学的に調べた(倍率100x)。
第3図の顕微鏡写真は、コントロールMA754(合金
1)を示す。それ自体およびそれだけで被覆物は高度に
耐酸化性(わずかにだけ酸化/硫化)であるが、基材/
被覆物界面は、重い酸化を反映する。ビンの上部におい
て、この酸化物/窒化物の層は、被覆物を基材表面から
上げる原因となる。本発明者等の初期の印象は、酸化物
(A1203)層が被覆物を通しての酸素の拡散から生
ずるか被覆物中の亀裂または他の被覆物欠陥による被覆
物/基材界面と通しての酸素の通過によって生ずること
であった。このことは、真相ではないことが見出された
。被覆物/基材界面の構造は、合金内から界面への拡散
によって界面で反応した酸素および窒素と一致する。未
反応酸素含量は、一般に、約0.1〜0.5%であった
。
1)を示す。それ自体およびそれだけで被覆物は高度に
耐酸化性(わずかにだけ酸化/硫化)であるが、基材/
被覆物界面は、重い酸化を反映する。ビンの上部におい
て、この酸化物/窒化物の層は、被覆物を基材表面から
上げる原因となる。本発明者等の初期の印象は、酸化物
(A1203)層が被覆物を通しての酸素の拡散から生
ずるか被覆物中の亀裂または他の被覆物欠陥による被覆
物/基材界面と通しての酸素の通過によって生ずること
であった。このことは、真相ではないことが見出された
。被覆物/基材界面の構造は、合金内から界面への拡散
によって界面で反応した酸素および窒素と一致する。未
反応酸素含量は、一般に、約0.1〜0.5%であった
。
未反応酸素は、通常、MA合金中で約0.2%存在する
。未反応窒素に関しては、典型的には、約0.05〜0
.4または0.5%であるが、通常、0.1%未満の量
で存在する。
。未反応窒素に関しては、典型的には、約0.05〜0
.4または0.5%であるが、通常、0.1%未満の量
で存在する。
第3図のフィンガーの出現は、被覆物からのアルミニウ
ムの内部拡散に起因する。従って、外部拡散酸素/窒素
と会う内部拡散アルミニウムの[反応フロント(fro
nt)Jは、基材の粒を通しての酸素/窒素拡散よりも
迅速な酸化物/金属界面でのアルミニウム拡散のため連
続的に内側に移動している。
ムの内部拡散に起因する。従って、外部拡散酸素/窒素
と会う内部拡散アルミニウムの[反応フロント(fro
nt)Jは、基材の粒を通しての酸素/窒素拡散よりも
迅速な酸化物/金属界面でのアルミニウム拡散のため連
続的に内側に移動している。
第4図〜第8図の顕微鏡写真を参照すると、第4図中(
合金2)、酸化アルミニウムのより少ない生成が500
時間露出後に被覆物/基材界面で生じたことがわかるで
あろう。−層少量のアルミナが合金3の場合に生成しく
第5図)、傾向は合金4(第6図)の場合に繰り越した
。アルミニウム量6%および7%において(第7図およ
び第8図)、界面は、アルミナを含まない。
合金2)、酸化アルミニウムのより少ない生成が500
時間露出後に被覆物/基材界面で生じたことがわかるで
あろう。−層少量のアルミナが合金3の場合に生成しく
第5図)、傾向は合金4(第6図)の場合に繰り越した
。アルミニウム量6%および7%において(第7図およ
び第8図)、界面は、アルミナを含まない。
本発明の合金の更に他の特質は、未被覆状態で顕著に高
められた水準の耐酸化性を与え、即ち、アルミニウム自
体が耐酸化性に貢献することである。このように、合金
は、大抵の応用で保護被覆物の不在下で使用できる。
められた水準の耐酸化性を与え、即ち、アルミニウム自
体が耐酸化性に貢献することである。このように、合金
は、大抵の応用で保護被覆物の不在下で使用できる。
アルミニウムの存在に由来するなお更に他の利益は、1
500〜1900”F(約815〜1038℃)゛で約
48時間まで、例えば、8〜24時間熱処理時にγプラ
イム硬化相N 13 A 1を形成するであろうことで
ある。γプライムは、特に1200/1300°F(約
650/704℃)〜1500/1600°F(815
/871℃)の中温範囲内で引張強さおよび応力−破壊
強さを与える。
500〜1900”F(約815〜1038℃)゛で約
48時間まで、例えば、8〜24時間熱処理時にγプラ
イム硬化相N 13 A 1を形成するであろうことで
ある。γプライムは、特に1200/1300°F(約
650/704℃)〜1500/1600°F(815
/871℃)の中温範囲内で引張強さおよび応力−破壊
強さを与える。
高温引張強さ特性および応力破壊特性に対するアルミニ
ウムの効果を表Hに記載の合金7〜10に関して表■お
よび■に報告する。機械的合金化法を使用して、組成物
を調製した。直径9/32インチ(約7.14mm)の
ボールをボール対粉末の比率20:1で使用して、合金
7および8をアトライター中で窒素/空気雰囲気中で3
0時間合金化した。得られた粉末を篩分けて+20メツ
シユの粒子を除去し、軟鋼製缶に詰め、缶を1950’
F(約1066℃)で約1,5時間予熱し、押出して2
インチ×1/2インチ(約50、 8mmX 12.
7mm)の棒にした。次いで、棒は、熱処理するか、各
種の温度で圧延した後、熱処理する(2400°F(約
1316℃)で約1時間加熱した後に空冷することから
なる)ことによって更に熱間加工した。直径6フイ一ト
X幅2フィート(約183cmX約61cm)のボール
ミルを使用して、合金9および10を調製した。これら
の合金は、公称上チタン0,5%を含有していた。
ウムの効果を表Hに記載の合金7〜10に関して表■お
よび■に報告する。機械的合金化法を使用して、組成物
を調製した。直径9/32インチ(約7.14mm)の
ボールをボール対粉末の比率20:1で使用して、合金
7および8をアトライター中で窒素/空気雰囲気中で3
0時間合金化した。得られた粉末を篩分けて+20メツ
シユの粒子を除去し、軟鋼製缶に詰め、缶を1950’
F(約1066℃)で約1,5時間予熱し、押出して2
インチ×1/2インチ(約50、 8mmX 12.
7mm)の棒にした。次いで、棒は、熱処理するか、各
種の温度で圧延した後、熱処理する(2400°F(約
1316℃)で約1時間加熱した後に空冷することから
なる)ことによって更に熱間加工した。直径6フイ一ト
X幅2フィート(約183cmX約61cm)のボール
ミルを使用して、合金9および10を調製した。これら
の合金は、公称上チタン0,5%を含有していた。
表■
合金 Cr A I T iCY 203 N
i% % % % % % 1 20 0.3 0.5 0.05 0.6
残部7 20 3 − 0.05 0.13
“8 20 4 − 0.05 0.6 “9
20 3 0.5 0.口5
0.6 ”10 20 4 0.5
0.05 0.B ll表■縦方向引張性 試験温度 硬ざ& 0.2%YSUTS
EI RA金合金 F (”C) (
Re) Ksj(Ml’a) %
(%) (%)7 70(21)
36 92.4(637) 122.8(84
5) 14.8 112800(427)
−77,4(534) IIIJ(767) 13
.4 23.01400(760) −89,
1(47B) 73.8(509) 14.8
37.22000(1093) −14,8
(102) 16.4(113) 9.11
38.08 70(2+) 42
105.9(730) 142.7(984)
8.3 18.2800(427)
97.9(675) 120.8(831)
9.4 20.31400(760)
79.8(550) 89.3(816)
10.4 29.62000(1093)
−15,7(ioll) 16.1(ill)
lQ、8 34.47 70(21)
31 95.7(680) 1311.
7(956) 9.ON、D。
i% % % % % % 1 20 0.3 0.5 0.05 0.6
残部7 20 3 − 0.05 0.13
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20 3 0.5 0.口5
0.6 ”10 20 4 0.5
0.05 0.B ll表■縦方向引張性 試験温度 硬ざ& 0.2%YSUTS
EI RA金合金 F (”C) (
Re) Ksj(Ml’a) %
(%) (%)7 70(21)
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5) 14.8 112800(427)
−77,4(534) IIIJ(767) 13
.4 23.01400(760) −89,
1(47B) 73.8(509) 14.8
37.22000(1093) −14,8
(102) 16.4(113) 9.11
38.08 70(2+) 42
105.9(730) 142.7(984)
8.3 18.2800(427)
97.9(675) 120.8(831)
9.4 20.31400(760)
79.8(550) 89.3(816)
10.4 29.62000(1093)
−15,7(ioll) 16.1(ill)
lQ、8 34.47 70(21)
31 95.7(680) 1311.
7(956) 9.ON、D。
8 70(21) 38 121.
6(113g) 149.8(1031) 5.
ON、D。
6(113g) 149.8(1031) 5.
ON、D。
7” 1750(954) 7.4(5
1) 10.0(89) 42.9 78.08(
3)1750(954) 8.3(43)
8.7(60) 47.0 110.01
70(21) 85(586)
140(%5) 21,0 33.0+
100(427) 711(53g)
12B(869) 1B、0 25.0
1400(780) 40(270)
50(345) 34.0 55.0
2000<1093) −19,5(134)
21.5(14g) 12.5 24(1)
lh/2400°F(1315℃)/AC焼鈍された熱
機械的加工棒 (2)lh/2400°F(1315℃)/AC焼鈍さ
れた熱機械的加工シート (3)押出したままの未再結晶化棒 表■巾のデータは、合金7および8の引張強さが200
0°F(1093℃)の試験温度までコントロール合金
1と少なくとも等しいことを反映する。これらの合金は
、1750°F(954℃)で未再結晶化状態で良好な
延性を示した(表■参照)(これは熱機械的に加工して
棒とした時に良好な二次加工性を予告する)。更に、こ
れらの合金は、予備試験および引張試験において(表■
)この製品形態でのこれらの合金の有利な応用の可能性
を示すシートに成功裡に熱機械的に加工できた。
1) 10.0(89) 42.9 78.08(
3)1750(954) 8.3(43)
8.7(60) 47.0 110.01
70(21) 85(586)
140(%5) 21,0 33.0+
100(427) 711(53g)
12B(869) 1B、0 25.0
1400(780) 40(270)
50(345) 34.0 55.0
2000<1093) −19,5(134)
21.5(14g) 12.5 24(1)
lh/2400°F(1315℃)/AC焼鈍された熱
機械的加工棒 (2)lh/2400°F(1315℃)/AC焼鈍さ
れた熱機械的加工シート (3)押出したままの未再結晶化棒 表■巾のデータは、合金7および8の引張強さが200
0°F(1093℃)の試験温度までコントロール合金
1と少なくとも等しいことを反映する。これらの合金は
、1750°F(954℃)で未再結晶化状態で良好な
延性を示した(表■参照)(これは熱機械的に加工して
棒とした時に良好な二次加工性を予告する)。更に、こ
れらの合金は、予備試験および引張試験において(表■
)この製品形態でのこれらの合金の有利な応用の可能性
を示すシートに成功裡に熱機械的に加工できた。
表■
2000°F(1093℃)での応力破壊特性破壊応力
Ks i (MPa) 100時間 1000時間 合金 縦方向 縦横断方向 縦方
向 縦横断方向7−8” +2(83)
7(48) 11.5(79) 4.5(31
)インコネル合金MA754 +4.8(102)
5.5(38) 13.8(94) 3.5(
24)インコロイ合金MA958 8.3(57)
8J(57) 7.4(51) −−★イ
ンコネル合金MA754と同じ応力−時間傾きを概算仮
定前記表■の応力−破壊特性に関しては、押出棒を17
50〜2100°F(954〜約1149℃)の温度で
厚さ減少25〜46%、典型的には30%に熱間圧延し
た後、約2400″F(約1315℃)で焼鈍して二次
結晶化応答および集合組織発生を評価した。より粗い二
次結晶性粒構造が、より高い圧延温度を使用して得られ
た。このことは、2000°F(1093℃)で改良さ
れた応力−破壊特性を生ずる傾向があった。これに関し
て、粒アスペクト比(rGARJ )は、5〜10の範
囲内およびそれ以上のGAR値が縦方向破壊強さをかな
り高める場合には高温破壊強さに対して重要な影響を有
する。成る応用においては、この高い強度は、低いモジ
ュラス(21〜22ks i/150GPa)集合組織
との組み合わせで望ましい。好適な熱機械的加工条件を
使用して、耐疲労性(例えば、耐熱性)を改良するであ
ろう低いモジュラス集合組織を有する本発明の合金を調
製することが可能である、シート形態においては、この
集合組織は、しばしば望ましいが(シートの平面で)、
より重要なことに、等方性が二次加工性およびサービス
に必要である。このことに関しては、約1のアスペクト
比を有するより均一な粒構造が、望ましい。このような
構造は、本発明の合金のシート形態で発生された。
Ks i (MPa) 100時間 1000時間 合金 縦方向 縦横断方向 縦方
向 縦横断方向7−8” +2(83)
7(48) 11.5(79) 4.5(31
)インコネル合金MA754 +4.8(102)
5.5(38) 13.8(94) 3.5(
24)インコロイ合金MA958 8.3(57)
8J(57) 7.4(51) −−★イ
ンコネル合金MA754と同じ応力−時間傾きを概算仮
定前記表■の応力−破壊特性に関しては、押出棒を17
50〜2100°F(954〜約1149℃)の温度で
厚さ減少25〜46%、典型的には30%に熱間圧延し
た後、約2400″F(約1315℃)で焼鈍して二次
結晶化応答および集合組織発生を評価した。より粗い二
次結晶性粒構造が、より高い圧延温度を使用して得られ
た。このことは、2000°F(1093℃)で改良さ
れた応力−破壊特性を生ずる傾向があった。これに関し
て、粒アスペクト比(rGARJ )は、5〜10の範
囲内およびそれ以上のGAR値が縦方向破壊強さをかな
り高める場合には高温破壊強さに対して重要な影響を有
する。成る応用においては、この高い強度は、低いモジ
ュラス(21〜22ks i/150GPa)集合組織
との組み合わせで望ましい。好適な熱機械的加工条件を
使用して、耐疲労性(例えば、耐熱性)を改良するであ
ろう低いモジュラス集合組織を有する本発明の合金を調
製することが可能である、シート形態においては、この
集合組織は、しばしば望ましいが(シートの平面で)、
より重要なことに、等方性が二次加工性およびサービス
に必要である。このことに関しては、約1のアスペクト
比を有するより均一な粒構造が、望ましい。このような
構造は、本発明の合金のシート形態で発生された。
前記のように、本発明の合金におけるアルミニウムの存
在は、改良された耐酸化性を与える。また、それは、耐
熱腐食性を高める。第9図〜第11図および表■は、そ
れぞれコントロール合金1 (MA754)vs本発明
の合金の耐酸化性およびバーナーリグ耐食性を示す。第
9図〜第11図は、MA合金758および956、合金
HXおよびH31,88を含めた他の周知の合金に関し
てのデータを包含する。MA956は、耐酸化性に関し
て最良の既知の粉末冶金合金の1っである。
在は、改良された耐酸化性を与える。また、それは、耐
熱腐食性を高める。第9図〜第11図および表■は、そ
れぞれコントロール合金1 (MA754)vs本発明
の合金の耐酸化性およびバーナーリグ耐食性を示す。第
9図〜第11図は、MA合金758および956、合金
HXおよびH31,88を含めた他の周知の合金に関し
てのデータを包含する。MA956は、耐酸化性に関し
て最良の既知の粉末冶金合金の1っである。
表V
2O00°F(1093℃)での312時間後のバーナ
ーリグ酸化/硫化腐食結果 金属損失 攻撃の深さ 合金 ピン直径(インチ) ビン直径(インチ)1
0.0127 0.01859 0
.0022★ 0.01010 0.0
011★ なし★接着性スケールのため直径
の増加 アルミニウムを含有するならば、高度に耐酸化性である
いかなる好適な被覆物も、使用できることが更に付言さ
れるべきである。当業者が前記のことから理解するであ
ろうように重要なものはアルミニウムである。
ーリグ酸化/硫化腐食結果 金属損失 攻撃の深さ 合金 ピン直径(インチ) ビン直径(インチ)1
0.0127 0.01859 0
.0022★ 0.01010 0.0
011★ なし★接着性スケールのため直径
の増加 アルミニウムを含有するならば、高度に耐酸化性である
いかなる好適な被覆物も、使用できることが更に付言さ
れるべきである。当業者が前記のことから理解するであ
ろうように重要なものはアルミニウムである。
前記議論は、粉末冶金技術によって調製された合金に集
中している。しかしながら、前記組成の鍛錬合金も、被
覆して有用な複合体を形成することができると思われる
。実際的事項として、はとんど酸素および/または窒素
が真空溶融に関しては存在していないであろうが、これ
は、空気溶融プラクティ哀を使用する場合である。この
ような合金は、耐火酸化物を必要としないであろう。イ
ツトリウム0.5または1%まで、またはセリウム0,
25または0.5%までなどは、耐火酸化物の代わりに
使用できる。また、対応鍛錬合金は、酸化攻撃に対する
抵抗が必要とされる各種の応用で非被覆状態で利用でき
るとみなされる。
中している。しかしながら、前記組成の鍛錬合金も、被
覆して有用な複合体を形成することができると思われる
。実際的事項として、はとんど酸素および/または窒素
が真空溶融に関しては存在していないであろうが、これ
は、空気溶融プラクティ哀を使用する場合である。この
ような合金は、耐火酸化物を必要としないであろう。イ
ツトリウム0.5または1%まで、またはセリウム0,
25または0.5%までなどは、耐火酸化物の代わりに
使用できる。また、対応鍛錬合金は、酸化攻撃に対する
抵抗が必要とされる各種の応用で非被覆状態で利用でき
るとみなされる。
本発明を特定の態様を参照して説明したが、当業者が容
易に理解するように、本発明の精神および範囲から逸脱
せずに修正および変更を施すことアくできることが理解
されるべきである。このような修正および変更は、本発
明の権限および範囲内であるとみなされる。所定%範囲
の合金成分は、他の成分に与えられた%範囲とともに使
用できる。
易に理解するように、本発明の精神および範囲から逸脱
せずに修正および変更を施すことアくできることが理解
されるべきである。このような修正および変更は、本発
明の権限および範囲内であるとみなされる。所定%範囲
の合金成分は、他の成分に与えられた%範囲とともに使
用できる。
合金のニッケル含量を言及する際に使用する「残部」ま
たは「残部は本質上」なる用語は、本発明の合金の基本
特性に悪影響を及ぼさない量の他の元素の存在を除外し
ない。
たは「残部は本質上」なる用語は、本発明の合金の基本
特性に悪影響を及ぼさない量の他の元素の存在を除外し
ない。
9図〜第11図はコントロール対本発明の合金の耐酸化
性およびバーナーリグ耐食性を示すグラフである。 出願人代理人 佐 藤 −□雄 MG/CM2 A CIJ 〜 N
−〜MG/CM2 4 (Al l’t、1 −
、 ”00()ooo。 FIG、3 #−゛ ゛ 5 〜 FIG、4 F I G、 5 F I G、 6 、′ F I G、 7 “ 8 ゛ ◆ ″′ 、 ゛、゛ FIG、8 MA754 +5%H2012006CFIG、
9 MG/CM2 、 MG/CM2
性およびバーナーリグ耐食性を示すグラフである。 出願人代理人 佐 藤 −□雄 MG/CM2 A CIJ 〜 N
−〜MG/CM2 4 (Al l’t、1 −
、 ”00()ooo。 FIG、3 #−゛ ゛ 5 〜 FIG、4 F I G、 5 F I G、 6 、′ F I G、 7 “ 8 ゛ ◆ ″′ 、 ゛、゛ FIG、8 MA754 +5%H2012006CFIG、
9 MG/CM2 、 MG/CM2
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、被覆物と酸化物分散強化粉末冶金合金基材とからな
る複合金属体であって、前記被覆物はクロム15〜25
%、アルミニウム約3〜11%、タンタル5%まで、イ
ットリウム1%までおよびニッケル(残部)からなり、
合金は本質上クロム10〜35%、アルミニウム3〜9
%、炭素0.2%まで、少量であるが強度を高めるのに
有効な量から5%までの耐火酸化物、チタン3%まで、
タングステン10%まで、モリブデン8%まで、タンタ
ル8%まで、コロンビウム4%まで、コバルト20%ま
で、レニウム4%まで、ハフニウム2%まで、鉄4%ま
でからなり、残部はニッケルであることを特徴とする複
合金属体。 2、被覆物が、クロム約20〜30%、アルミニウム約
6〜8.5%、タンタル約3〜5%、およびイットリウ
ム約0.5〜0.75%を含有する、請求項1に記載の
複合金属体。 3、被覆物が、アルミニウム約6〜約8.5%を含有す
る、請求項1に記載の複合金属体。 4、基材合金が、チタン約0.1%〜1%を含有する、
請求項1に記載の複合金属体。 5、基材合金が、クロム16〜30%、アルミニウム約
4%〜7%、イットリア約0.3〜2%、ホウ素0.1
%まで、ジルコニウム0.25%まで、タングステン8
%まで、モリブデン5%まで、コロンビウム2%まで、
コバルト15%まで、レニウム2%まで、ハフニウム1
%まで、および鉄2%までを含有する、請求項1に記載
の複合金属体。 6、基材合金が、アルミニウム約5〜7%を含有する、
請求項1に記載の複合金属体。 7、基材合金のアルミニウムが、少なくとも4.5%で
ある、請求項5に記載の複合金属体。 8、2200°F(約1204℃)程度の高温での良好
な耐酸化性、高温での良好な耐硫化腐食性、および13
00°F〜2200°F(約704℃〜約1204℃)
の温度での良好な引張強さおよび応力−破壊強さによっ
て特徴づけられる粉末冶金合金であって、前記合金はク
ロム16〜30%、アルミニウム約3〜9%、5%まで
の量の耐火酸化物、チタン約0.1〜3%、タングステ
ン10%まで、モリブデン8%まで、タンタル8%まで
、コロンビウム4%まで、コバルト20%まで、レニウ
ム4%まで、ハフニウム2%まで、鉄4%までおよびニ
ッケル(残部)からなることを特徴とする粉末冶金合金
。 9、アルミニウム5〜7%を含有する、請求項8に記載
の合金。 10、シート形態であり且つ粒アスペクト比約1を有す
る、請求項8に記載の合金。 11、粒アスペクト比少なくとも5を有する、請求項8
に記載の合金。 12、チタンが、0.1〜1%存在する、請求項8に記
載の合金。 13、被覆物と酸化物分散強化粉末冶金合金基材とから
なる複合金属体であって、前記被覆物はアルミニウム少
なくとも3%を含有し、前記合金はクロム10〜35%
、アルミニウム3〜9%、炭素0.2%まで、少量であ
るが強度を高めるのに有効な量から5%までの耐火酸化
物、チタン3%まで、タングステン10%まで、モリブ
デン8%まで、タンタル8%まで、コロンビウム4%ま
で、コバルト20%まで、レニウム4%まで、ハフニウ
ム2%まで、鉄4%までからなり、残部は微細なニッケ
ルであることを特徴とする複合金属体。 14、2200°F(約1204℃)程度の高温での良
好な耐酸化性、高温での良好な耐硫化腐食性、および1
300°F〜2200°F(約704℃〜約1204℃
)の温度での良好な引張強さおよび応力−破壊強さによ
って特徴づけられる鍛錬合金であって、前記合金はクロ
ム16〜30%、アルミニウム約3〜9%、イットリウ
ム1%まで、チタン約0.1〜3%、タングステン10
%まで、モリブデン8%まで、タンタル8%まで、コロ
ンビウム4%まで、コバルト20%まで、レニウム4%
まで、ハフニウム2%まで、鉄4%までおよびニッケル
(残部)からなることを特徴とする鍛錬合金。 15、アルミニウム5〜7%を含有する、請求項14に
記載の合金。 16、チタンが、0.1〜1%存在する、請求項14に
記載の合金。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US177484 | 1980-08-12 | ||
US07/177,484 US5002834A (en) | 1988-04-01 | 1988-04-01 | Oxidation resistant alloy |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01290731A true JPH01290731A (ja) | 1989-11-22 |
Family
ID=22648790
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1077942A Pending JPH01290731A (ja) | 1988-04-01 | 1989-03-29 | 耐酸化性合金 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5002834A (ja) |
EP (1) | EP0336612B1 (ja) |
JP (1) | JPH01290731A (ja) |
AT (1) | ATE98931T1 (ja) |
CA (1) | CA1335045C (ja) |
DE (1) | DE68911566T2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021066142A1 (ja) * | 2019-10-03 | 2021-04-08 | 東京都公立大学法人 | 耐熱合金、耐熱合金粉末、耐熱合金成形体およびその製造方法 |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5427601A (en) * | 1990-11-29 | 1995-06-27 | Ngk Insulators, Ltd. | Sintered metal bodies and manufacturing method therefor |
IN187185B (ja) * | 1995-04-25 | 2002-02-23 | Siemens Ag | |
US6823698B2 (en) * | 2000-12-22 | 2004-11-30 | Johns Manville International, Inc. | Rotary fiberization spinner disc |
US7320517B2 (en) * | 2002-12-06 | 2008-01-22 | Visx, Incorporated | Compound modulation transfer function for laser surgery and other optical applications |
US7476450B2 (en) * | 2006-03-24 | 2009-01-13 | United Technologies Corporation | Coating suitable for use as a bondcoat in a thermal barrier coating system |
EP2550375B1 (en) | 2010-03-23 | 2016-01-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Metallic bondcoat with a high gamma/gamma' transition temperature and a component |
US20120128526A1 (en) * | 2010-11-24 | 2012-05-24 | Kulkarni Anand A | Metallic Bondcoat or Alloy with a High y/y' Transition Temperature and a Component |
US10391557B2 (en) * | 2016-05-26 | 2019-08-27 | Kennametal Inc. | Cladded articles and applications thereof |
US10344757B1 (en) | 2018-01-19 | 2019-07-09 | Kennametal Inc. | Valve seats and valve assemblies for fluid end applications |
US11566718B2 (en) | 2018-08-31 | 2023-01-31 | Kennametal Inc. | Valves, valve assemblies and applications thereof |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5266836A (en) * | 1975-10-29 | 1977-06-02 | Gen Electric | Coated product of nickellchromium base alloy having improved dispersion |
JPS58197255A (ja) * | 1982-03-31 | 1983-11-16 | エクソン・リサ−チ・アンド・エンヂニアリング・コムパニ− | 分散強化高温合金におけるアルミナ−イツトリア混合酸化物 |
Family Cites Families (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3723092A (en) * | 1968-03-01 | 1973-03-27 | Int Nickel Co | Composite metal powder and production thereof |
US3591362A (en) * | 1968-03-01 | 1971-07-06 | Int Nickel Co | Composite metal powder |
US3728088A (en) * | 1968-03-01 | 1973-04-17 | Int Nickel Co | Superalloys by powder metallurgy |
US3743548A (en) * | 1971-05-06 | 1973-07-03 | Cabot Corp | Dispersion hardened metals having improved oxidation characteristics at elevated temperature |
BE794142A (fr) * | 1972-01-17 | 1973-07-17 | Int Nickel Ltd | Alliages pour hautes temperatures |
US3926568A (en) * | 1972-10-30 | 1975-12-16 | Int Nickel Co | High strength corrosion resistant nickel-base alloy |
US3992161A (en) * | 1973-01-22 | 1976-11-16 | The International Nickel Company, Inc. | Iron-chromium-aluminum alloys with improved high temperature properties |
US3979534A (en) * | 1974-07-26 | 1976-09-07 | General Electric Company | Protective coatings for dispersion strengthened nickel-chromium/alloys |
US4101713A (en) * | 1977-01-14 | 1978-07-18 | General Electric Company | Flame spray oxidation and corrosion resistant superalloys |
US4101715A (en) * | 1977-06-09 | 1978-07-18 | General Electric Company | High integrity CoCrAl(Y) coated nickel-base superalloys |
US4237193A (en) * | 1978-06-16 | 1980-12-02 | General Electric Company | Oxidation corrosion resistant superalloys and coatings |
EP0025263B1 (en) * | 1979-07-25 | 1983-09-21 | The Secretary of State for Defence in Her Britannic Majesty's Government of the United Kingdom of Great Britain and | Nickel and/or cobalt base alloys for gas turbine engine components |
US4447503A (en) * | 1980-05-01 | 1984-05-08 | Howmet Turbine Components Corporation | Superalloy coating composition with high temperature oxidation resistance |
US4460542A (en) * | 1982-05-24 | 1984-07-17 | Cabot Corporation | Iron-bearing nickel-chromium-aluminum-yttrium alloy |
US4446199A (en) * | 1982-07-30 | 1984-05-01 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Overlay metallic-cermet alloy coating systems |
CH660200A5 (en) * | 1984-07-16 | 1987-03-31 | Bbc Brown Boveri & Cie | Process for applying a high-temperature corrosion protection layer to a component consisting in the base body of a superalloy or of a high-melting metal |
DE3426201A1 (de) * | 1984-07-17 | 1986-01-23 | BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden, Aargau | Verfahren zum aufbringen von schutzschichten |
US4668312A (en) * | 1985-03-13 | 1987-05-26 | Inco Alloys International, Inc. | Turbine blade superalloy I |
DE3612568A1 (de) * | 1986-04-15 | 1987-10-29 | Bbc Brown Boveri & Cie | Hochtemperatur-schutzschicht |
US4758480A (en) * | 1987-12-22 | 1988-07-19 | United Technologies Corporation | Substrate tailored coatings |
-
1988
- 1988-04-01 US US07/177,484 patent/US5002834A/en not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-03-23 AT AT89302922T patent/ATE98931T1/de not_active IP Right Cessation
- 1989-03-23 DE DE89302922T patent/DE68911566T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-03-23 EP EP89302922A patent/EP0336612B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-03-29 CA CA000597347A patent/CA1335045C/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-03-29 JP JP1077942A patent/JPH01290731A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5266836A (en) * | 1975-10-29 | 1977-06-02 | Gen Electric | Coated product of nickellchromium base alloy having improved dispersion |
JPS58197255A (ja) * | 1982-03-31 | 1983-11-16 | エクソン・リサ−チ・アンド・エンヂニアリング・コムパニ− | 分散強化高温合金におけるアルミナ−イツトリア混合酸化物 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021066142A1 (ja) * | 2019-10-03 | 2021-04-08 | 東京都公立大学法人 | 耐熱合金、耐熱合金粉末、耐熱合金成形体およびその製造方法 |
US11846006B2 (en) | 2019-10-03 | 2023-12-19 | Tokyo Metropolitan Public University Corporation | Heat-resistant alloy, heat-resistant alloy powder, heat-resistant alloy structural component, and manufacturing method of the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA1335045C (en) | 1995-04-04 |
DE68911566D1 (de) | 1994-02-03 |
ATE98931T1 (de) | 1994-01-15 |
EP0336612A1 (en) | 1989-10-11 |
EP0336612B1 (en) | 1993-12-22 |
US5002834A (en) | 1991-03-26 |
DE68911566T2 (de) | 1994-04-14 |
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