JPH04124238A - High corrosion resistant cobalt base alloy - Google Patents

High corrosion resistant cobalt base alloy

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JPH04124238A
JPH04124238A JP24249890A JP24249890A JPH04124238A JP H04124238 A JPH04124238 A JP H04124238A JP 24249890 A JP24249890 A JP 24249890A JP 24249890 A JP24249890 A JP 24249890A JP H04124238 A JPH04124238 A JP H04124238A
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JP
Japan
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weight
alloy
oxidation
grain boundary
base alloy
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JP24249890A
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Japanese (ja)
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Masaru Yamamoto
優 山本
Yoichi Tsuda
陽一 津田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PURPOSE:To manufacture a sound precision casting by constituting it of specified wt.% of C, Cr, Ni, W, Ti, Al, Fe, B, Zr and either Ta or Nb and the balance Co. CONSTITUTION:A high corrosion resistant cobalt base alloy is constituted of, by weight, 0.3 to O.7% C, 24.5 to 33% Cr, 8 to 12% Ni, 5 to 9% W, 0.2 to 0.5% Ti, 0.05 to 0.2% Al, <=0.2% Fe, 0.005 to 0.015% B, <=0.1% Zr, 3 to 4.5% of at least either Ta or Nb and the balance Co with inevitable impurities. In this way, the high corrosion resistant cobalt base alloy as the material constituting parts small in the fear of grain boundary oxidation at the time of parts manufacturing and combining sufficient oxidation resistance, corrosion resistance and creep resistance even at a high driving temp. can be offered.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は高温機器の耐熱部品材料として使用される高耐
食性コバルト基合金に係り、特に鋳造時における粒界酸
化が少ない高耐食性コバルト基合金に関する。
Detailed Description of the Invention [Objective of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a highly corrosion-resistant cobalt-based alloy used as a material for heat-resistant parts of high-temperature equipment, and particularly relates to a highly corrosion-resistant cobalt-based alloy that exhibits less grain boundary oxidation during casting. Relating to corrosion-resistant cobalt-based alloys.

(従来の技術) 近年、燃焼動力機器においてはその運転経済性を高める
ために高温度燃焼化が進められている。
(Prior Art) In recent years, high-temperature combustion has been promoted in combustion power equipment in order to improve its operating economy.

例えばジェットエンジン用ガスタービンの燃焼ガス温度
は従来の1100℃程度から最近では1300℃を超え
る値に設定されるものも現われている。そのためガスタ
ービンの静翼等の構成部品の使用温度も900℃から1
100℃の高温度に達する場合がある。このような高温
度の使用環境においては、通常の酸化作用の他に、燃焼
カスによる腐食作用も顕著になるため、使用材料としで
は、耐酸化性および耐食性が共に優れた高Cr含有コバ
ルト基合金が使用されている。
For example, the combustion gas temperature of gas turbines for jet engines has been set at a value exceeding 1,300° C. from the conventional level of about 1,100° C. in some cases. For this reason, the operating temperature of gas turbine stator blades and other components has also increased from 900°C to 1°C.
Temperatures as high as 100°C may be reached. In such a high-temperature usage environment, in addition to the normal oxidation effect, the corrosion effect due to combustion residue becomes noticeable, so we recommend using a high Cr-containing cobalt-based alloy that has excellent oxidation and corrosion resistance. is used.

従来、−船釣に使用される代表的な高Cr含有コバルト
基合金としては24%Cr−Co基合金(Mar−M5
09)が市販されている。このC。
Conventionally, a typical high Cr-containing cobalt-based alloy used for boat fishing is 24% Cr-Co-based alloy (Mar-M5).
09) is commercially available. This C.

基合金を使用して耐熱部品等を製造する場合には、ます
るつぼ内において母合金インゴットを!解して合金溶湯
を調製し、し、かる後に所定形状の鋳型に合金溶湯を注
入して凝固させる、いわゆる精密鋳造法が採用されてい
る。
When manufacturing heat-resistant parts using a base alloy, the master alloy ingot must be placed in a crucible! A so-called precision casting method is employed in which a molten alloy is prepared by melting, and then the molten alloy is poured into a mold of a predetermined shape and solidified.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、従来のCo基合金を原材料として精密鋳
造法によって鋳造された部品には、第4図に示すように
、表面近傍の粒界またはデンドライト境界に析出した炭
化物が過度の酸化、いわゆる粒界酸化を受けて楔状の深
い酸化溝が多数形成される。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in parts cast by precision casting using conventional Co-based alloys as raw materials, carbides precipitated at grain boundaries or dendrite boundaries near the surface, as shown in Figure 4. is subjected to excessive oxidation, so-called grain boundary oxidation, and many wedge-shaped deep oxidation grooves are formed.

この酸化溝は部品の耐クリープ性を著しく低下させるた
め、このような合金を使用して形成した鋳造部品は、鋳
造後に放電加工や機械加工によって外表面の粒界酸化部
分を除去する処理が必要とされた。そのため部品の製造
工程が複雑化し生産効率も低くなる欠点があった。特に
中空部を有する鋳造部品の内表面部の加工や粒界酸化部
分の除去は実質的に不可能であったため、鋳造部品の信
頼性に限界かあった。
These oxidation grooves significantly reduce the creep resistance of the part, so cast parts made using such alloys must be treated to remove the grain boundary oxidation parts on the outer surface by electric discharge machining or machining after casting. It was said that This has the disadvantage of complicating the parts manufacturing process and lowering production efficiency. In particular, it is virtually impossible to process the inner surface of a cast part having a hollow part or to remove the grain boundary oxidized parts, so there is a limit to the reliability of the cast part.

一方、近年運転温度の上昇による運転効率の向上がより
求められ、その運転温度においても十分耐酸化性および
耐腐食性を有する材料の開発が要請されている。
On the other hand, in recent years there has been a growing demand for improved operating efficiency as operating temperatures have increased, and there has been a demand for the development of materials that have sufficient oxidation and corrosion resistance even at these operating temperatures.

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであ
り、上述のような部品製造時における粒界酸化のおそれ
が少なく、より高い運転温度においても十分な耐酸化性
、耐腐食性および耐クリープ性を兼ね備えた部品を構成
する材料としての高耐食性コバルト基合金を提供するこ
とを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and has a structure that reduces the risk of grain boundary oxidation during the manufacturing of parts and has sufficient oxidation resistance, corrosion resistance, and resistance even at higher operating temperatures. The object of the present invention is to provide a highly corrosion-resistant cobalt-based alloy that can be used as a material for parts that have creep properties.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(課題を解決するための手段と作用) 本発明者等は、上記目的を達成するため種々の組成を有
する合金を調製し、その特性を比較検討した結果、下記
の組成範囲を有するコバルト基合金を形成したときに、
従来と比較して耐食性、耐酸化性および耐クリープ特性
が著しく改善された合金が得られ、その知見に基づいて
本願発明を完成した。
(Means and effects for solving the problem) In order to achieve the above object, the present inventors prepared alloys having various compositions, and as a result of comparing and examining their properties, the present inventors discovered a cobalt-based alloy having the following composition range. When forming the
An alloy with significantly improved corrosion resistance, oxidation resistance, and creep resistance compared to the conventional one was obtained, and the present invention was completed based on this knowledge.

すなわち本発明に係る高耐食性コバルト基合金は、重量
%で、炭素を0.3〜07%、クロムを24.5〜33
%、ニッケルを8〜12%、タングステンを5〜9%、
チタンを0.2〜0.5%、アルミニウムを0.05〜
0.2%、鉄を0゜2%以下、ホウ素を0.005−0
.015%、ジルコニウムを0.1%以下、タンタルお
よびニオブの少なくとも一方を3〜4,5%、残部コバ
ルトおよび不可避的不純物からなることを特徴とする。
That is, the highly corrosion-resistant cobalt-based alloy according to the present invention contains 0.3 to 0.7% carbon and 24.5 to 33% chromium by weight.
%, nickel 8-12%, tungsten 5-9%,
0.2-0.5% titanium, 0.05-0.5% aluminum
0.2%, iron less than 0°2%, boron 0.005-0
.. 0.15% of zirconium, 0.1% or less of zirconium, 3 to 4.5% of at least one of tantalum and niobium, and the remainder cobalt and inevitable impurities.

以下に本発明に係る高耐食性コバルト基合金の成分組成
の限定理由を述べる。
The reason for limiting the composition of the highly corrosion resistant cobalt-based alloy according to the present invention will be described below.

炭素はチタン、タンタル、ニオブ、ジルコニウム、タン
グステンと結合して、分散強化相としての炭化物を形成
し、引張強度、クリープ強度を維持する元素で、これら
の効果を得るには0.3重量%以上が必要である。しか
しながら、炭素の量が0.7%を超えて増大すると、デ
ンドライト境界部に析出した炭化物が網目状に連結して
、高温領域における延性が低下するとともに、クリープ
強度も低下するので、0. 7重量%を上限とする。
Carbon is an element that combines with titanium, tantalum, niobium, zirconium, and tungsten to form carbides as a dispersion-strengthening phase and maintains tensile strength and creep strength. is necessary. However, when the amount of carbon increases beyond 0.7%, the carbides precipitated at the dendrite boundaries are connected in a network, resulting in a decrease in ductility in the high-temperature region and a decrease in creep strength. The upper limit is 7% by weight.

クロムは耐酸化、耐腐食性を維持向上する基本元素であ
り、より高温度域における耐食性を保持するために、2
4.5重量%以上か必要である。
Chromium is a basic element that maintains and improves oxidation and corrosion resistance.
4.5% by weight or more is required.

しかしながら、含有量が33重量%を超えると、高温領
域における延性が低下するので、含有量は24.5〜3
3%の範囲に設定される。
However, if the content exceeds 33% by weight, the ductility in the high temperature region will decrease, so the content should be 24.5 to 3% by weight.
It is set within a range of 3%.

ニッケルは、コバルト、クロムとともに高温で安定なコ
バルト−ニッケルークロムの合金素地を形成する元素で
、クロムの上述の範囲で、安定した合金素地を形成する
ため、その含有量は8〜12重量%の範囲に設定される
Nickel is an element that, together with cobalt and chromium, forms a cobalt-nickel-chromium alloy base that is stable at high temperatures.In order to form a stable alloy base within the above range of chromium, its content is 8 to 12% by weight. The range is set to .

タングステンは、一部の炭素とともに炭化物を形成して
素地の強化に寄与するが、大部分はコバルト−ニッケル
ークロムの素地中に溶は込んで、合金組織を強化する。
Tungsten forms carbides with some carbon and contributes to strengthening the matrix, but most of it melts into the cobalt-nickel-chromium matrix and strengthens the alloy structure.

その効果を十分得るには、少なくとも5重量%は必要で
あるが、9%を超えるように過度に含有させると、脆化
を生じるので、9重量%を上限とする。
In order to fully obtain the effect, at least 5% by weight is required, but if the content exceeds 9%, embrittlement will occur, so the upper limit is set at 9% by weight.

チタンは、炭素と結合して、分散強化相としての炭化物
を形成する元素で、所要の高温強度を達成するには、0
.2重量%以上必要であるが、過度に多くなると高温延
性の低下を生じるので、0゜5重量%を上限とする。
Titanium is an element that combines with carbon to form carbides as a dispersion-strengthening phase.
.. 2% by weight or more is required, but if the amount is too high, high temperature ductility will be reduced, so the upper limit is set at 0.5% by weight.

アルミニウムは、微量の添加でも高温強度を増す効果を
有するか、望ましくは0.05重量%以上が必要である
か、添加量が増すにつれて延性は低下するので、0.2
重量%を上限とする。
Aluminum has the effect of increasing high-temperature strength even when added in a small amount, preferably 0.05% by weight or more, or ductility decreases as the amount added increases, so 0.2
The upper limit is % by weight.

ジルコニウムは、従来高温強度・延性を改善するために
添加されていたが、鋳造凝固時に形成される炭化物の酸
化を加速するので、極力少なくすることが好ましく、含
有量の上限は0. 1重量%に設定される。
Zirconium has conventionally been added to improve high-temperature strength and ductility, but since it accelerates the oxidation of carbides formed during casting solidification, it is preferable to reduce it as much as possible, and the upper limit of the content is 0. It is set at 1% by weight.

ホウ素は、粒界やデンドライト境界部に濃縮して、合金
素地を強化する効果があるか、この効果を得るには、少
なくとも0.005重量%の添加が必要である。しかし
ながら、0.015重量%を超えるほどに多量に添加す
ると濃縮部で脆化相が形成され強度が低下するので、0
.015重量%が添加量の上限とされる。
Boron has the effect of concentrating in grain boundaries and dendrite boundaries to strengthen the alloy matrix, or at least 0.005% by weight of boron must be added to obtain this effect. However, if it is added in a large amount exceeding 0.015% by weight, a brittle phase will be formed in the concentrated part and the strength will decrease.
.. The upper limit of the amount added is 0.015% by weight.

タンタルとニオブはともに、炭化物を形成する強化元素
として作用するとともに、コバルト−ニッケルークロム
の素地中に固溶して、高温強度および耐食性を高める効
果をもっている。この効果を得るためには、3重量%以
上か必要であが、4゜5重量%を超えて過度に添加され
ると偏析を生じる。したかって、均質な鋳造品を得るに
は、4゜5重量%か上限である。タンタルおよびニオブ
の上記強化作用はほぼ同等とみなせるので、タンタルと
ニオブのどちらか一方のみでもよく、両方を同時に用い
てもよい。いずれの場合においても、一方あるいは両方
の合計量の範囲(プ53〜4.5重量%に設定される。
Both tantalum and niobium act as reinforcing elements that form carbides, and also have the effect of increasing high-temperature strength and corrosion resistance by being solid-solved in the cobalt-nickel-chromium matrix. In order to obtain this effect, it is necessary to add 3% by weight or more, but if it is added in excess of 4.5% by weight, segregation will occur. Therefore, to obtain a homogeneous casting, the upper limit is 4.5% by weight. Since the above-mentioned strengthening effects of tantalum and niobium can be considered to be almost equivalent, either tantalum or niobium may be used alone, or both may be used at the same time. In either case, the total amount of one or both is set within a range of 53 to 4.5% by weight.

鉄は本発明の合金に対しては、不可避的不純物の1つで
あるが、特にコバルト−ニッケルークロム素地の安定性
を確保するために、その含有量は0.20重量%以下に
設定される。
Iron is one of the inevitable impurities for the alloy of the present invention, but its content is set at 0.20% by weight or less, especially in order to ensure the stability of the cobalt-nickel-chromium matrix. Ru.

(実施例) 次に本発明に係る高耐食性コバルト基合金を実施例によ
り具体的に説明する。通常の真空溶解炉を用いて、下記
第1表に示される成分組成をもつ合金溶湯を調製し、真
空中で鋳型に注入し、材料試験用の試料片を調製した。
(Example) Next, the highly corrosion-resistant cobalt-based alloy according to the present invention will be specifically explained using examples. A molten alloy having the composition shown in Table 1 below was prepared using an ordinary vacuum melting furnace, and poured into a mold in vacuum to prepare a sample piece for material testing.

第1表           (単位 重量%)第1表
に示す成分組成のうち、実施例1,2゜3は本発明にな
る合金であり、比較例1は前記市販のCo基合金(Ma
r−M509)に相当するものである。溶湯を注入する
鋳型として、S t O2A j! 20a  Z r
 02からなる汎用の材料で形成した鋳型を使用した。
Table 1 (Unit: Weight %) Of the component compositions shown in Table 1, Examples 1, 2 and 3 are alloys according to the present invention, and Comparative Example 1 is the commercially available Co-based alloy (Ma
r-M509). As a mold for pouring molten metal, S t O2A j! 20a Z r
A mold made of a general-purpose material consisting of 02 was used.

ところで鋳造時に生じる粒界酸化量は、原料合金の組成
によって変化するが、鋳型の材質によっても影響を受け
る。そこで合金表面での酸化反応を抑制するために、鋳
型材料の主要成分と合金溶湯との組成比を変えることに
よって上記弊害を防止することもできる。しかしながら
本発明の意図するところは、特に鋳型材質を特別に設定
することなく、汎用材料で形成したいずれの鋳型を使用
しまた場合においても、等しく効果的に粒界酸化を防止
することにあるので、本実施例では一般的な鋳型材料で
形成した鋳型を用いている。したがって本発明では、鋳
型材質を本実施例のものに制限するものではない。
Incidentally, the amount of grain boundary oxidation that occurs during casting varies depending on the composition of the raw material alloy, but is also influenced by the material of the mold. Therefore, in order to suppress the oxidation reaction on the alloy surface, the above-mentioned disadvantages can be prevented by changing the composition ratio between the main components of the mold material and the molten alloy. However, the purpose of the present invention is to prevent grain boundary oxidation equally effectively regardless of whether a mold made of a general-purpose material is used and no particular mold material is specified. In this embodiment, a mold made of a general mold material is used. Therefore, in the present invention, the mold material is not limited to that of this example.

第1図は上記のように鋳造した実施例1に係る試料片の
表面部のミクロ金属組織を示す顕微鏡写真であり、鋳造
したままの状態における断面組織を示す。
FIG. 1 is a micrograph showing the micrometallic structure of the surface of the sample piece according to Example 1 cast as described above, and shows the cross-sectional structure in the as-cast state.

一方、第4図は比較例1に係る試料片の同じくミクロ金
属組織を示す顕微鏡写真である。第4図に示すように比
較例1においては、平均深さが0゜3■にも及ぶ深い粒
界酸化層が多数観察される。
On the other hand, FIG. 4 is a microscopic photograph showing the micrometallic structure of a sample piece according to Comparative Example 1. As shown in FIG. 4, in Comparative Example 1, many deep grain boundary oxidation layers with an average depth of 0.3 mm are observed.

一方、第1図に示す実施例1においては、粒界酸化層は
全く観察されず、極めて良好な耐食性を具備しているこ
とがわかる。この傾向は実施例2〜3および比較例2に
ついても同様に観察された。
On the other hand, in Example 1 shown in FIG. 1, no grain boundary oxidation layer was observed, indicating that it had extremely good corrosion resistance. This tendency was observed in Examples 2 to 3 and Comparative Example 2 as well.

第2図は上記のように調製された実施例1〜3および比
較例1〜2の各合金試料片について、断面ミクロ観察を
行ない、粒界酸化深さの分布を測定した結果を、合金中
のジルコニウム含有量との関係で表したグラフである。
Figure 2 shows the results of cross-sectional micro-observation of each of the alloy sample pieces of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 2 prepared as described above and measurement of the grain boundary oxidation depth distribution in the alloy. It is a graph expressed in relation to the zirconium content.

第2図のグラフから明らかなうよに、ジルコニウム含有
量を本発明に示す0.1重量%以下に設定することによ
り、実質的に粒界酸化は発生しないことが確認された。
As is clear from the graph of FIG. 2, it was confirmed that grain boundary oxidation does not substantially occur by setting the zirconium content to 0.1% by weight or less as specified in the present invention.

一般に、超耐熱合金の鋳造に使用される鋳型材には酸化
ジルコニウム(ZrO2)が含まれているため、溶湯を
鋳型に注入した際に、溶湯と鋳型との反応により鋳型に
含有されていたジルコニウムが溶湯中に溶出し、鋳造品
中のジルコニウム含有量が増大する場合かある。この増
大量は鋳込溶湯温度や鋳型中の酸化ジルコニウム量によ
り若干具なるか、たかだか0.02〜0.03重量%程
度である。よって、第2図から予測される粒界酸化を生
じない限界のシルコニr’7ム含有量よりも低い値にジ
ルコニウム含有量を制限することにより、粒界酸化をほ
ぼ完全に防止することができる。
Generally, the mold material used for casting super heat-resistant alloys contains zirconium oxide (ZrO2), so when molten metal is poured into the mold, the zirconium contained in the mold is removed by the reaction between the molten metal and the mold. may be eluted into the molten metal, increasing the zirconium content in the cast product. This amount of increase varies depending on the temperature of the molten metal and the amount of zirconium oxide in the mold, and is approximately 0.02 to 0.03% by weight at most. Therefore, grain boundary oxidation can be almost completely prevented by limiting the zirconium content to a value lower than the limit silconium r'7 content that does not cause grain boundary oxidation, as predicted from Figure 2. .

次に実施例1〜3および比較例1〜2て調製した各試料
片を対象に腐食試験を実施し、耐食特性を調査した。腐
食試験は、90%N a 、S O4+10%NaCJ
から成る人口合成灰を各試料片表面に塗布した後に、温
度900°Cで5時間加熱して塗布面の最大侵食深さを
測定する方法で実施した。なお比較例1〜2の試料片に
おいては鋳造時に発生した粒界酸化層で試料表面が被覆
されているため、その影響を除くため、鋳造した全ての
合金試料を予め機械加工によって直径20−1高さ20
−の円柱状に削り出し、鋳造品表面の酸化層を除去した
試料片を調製して腐食試験に供した。
Next, a corrosion test was conducted on each sample piece prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 2 to investigate the corrosion resistance properties. Corrosion test: 90% Na, SO4 + 10% NaCJ
The artificial synthetic ash consisting of ash was applied to the surface of each sample piece, heated at a temperature of 900°C for 5 hours, and the maximum erosion depth of the applied surface was measured. In addition, in the sample pieces of Comparative Examples 1 and 2, the sample surface is covered with a grain boundary oxidation layer generated during casting, so in order to eliminate this effect, all cast alloy samples were pre-machined to a diameter of 20-1. height 20
- A sample piece was prepared by cutting it into a cylindrical shape and removing the oxide layer on the surface of the cast product, and was subjected to a corrosion test.

上記条件による腐食試験結果を第3図に示す。Figure 3 shows the results of the corrosion test under the above conditions.

腐食状況は、各試料片の粒界に腐食が進行した深さのう
ちの最大侵食深さで表示している。第3図に示すように
、実施例1〜3において調製したコバルト基合金の最大
侵食深さは比較例1〜2において調製した従来のコバル
ト基合金と比較して約2分の1以下となり、優れた耐食
性を発揮することが実証された。この耐食性は、主とし
て合金中に添加されたCr量に依存するものと考えられ
、本発明に示す組成範囲において従来合金より優れた耐
食性を確保することができる。
The corrosion status is expressed as the maximum corrosion depth among the depths to which corrosion has progressed to the grain boundaries of each sample piece. As shown in FIG. 3, the maximum erosion depth of the cobalt-based alloys prepared in Examples 1 to 3 is about half or less compared to the conventional cobalt-based alloys prepared in Comparative Examples 1 to 2. It has been demonstrated that it exhibits excellent corrosion resistance. It is thought that this corrosion resistance mainly depends on the amount of Cr added to the alloy, and in the composition range shown in the present invention, corrosion resistance superior to that of conventional alloys can be ensured.

次に本発明に係る高耐食性コバルト基合金のクリープ特
性を従来材と比較するために各試料片を高温度クリープ
試験に供した。
Next, in order to compare the creep characteristics of the highly corrosion resistant cobalt-based alloy according to the present invention with conventional materials, each sample piece was subjected to a high temperature creep test.

すなわち実施例1〜3および比較例1〜2において鋳造
した丸棒状試験片よりクリープラブチャー試験用試料片
を調製した。ここで比較例1〜2においては鋳造時に試
料表面部において生成した酸化層の影響を除去するため
に所定形状に削り出して調製した。そして調製した試料
片を2グループに分け、一方のグループは熱処理をせず
鋳造のままクリープ試験に供する一方、他方のグループ
は温度1230℃で4時間加熱する溶体化処理を施した
試料片とし同様にクリープ試験に供した。
That is, sample pieces for the creep rupture test were prepared from the round rod-shaped test pieces cast in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 2. In Comparative Examples 1 and 2, the sample was prepared by cutting it into a predetermined shape in order to remove the influence of the oxidized layer generated on the sample surface during casting. The prepared specimens were divided into two groups, and one group was subjected to the creep test as cast without heat treatment, while the other group was subjected to solution treatment by heating at a temperature of 1230°C for 4 hours. It was subjected to a creep test.

そして各試料片に10.5kgf/In!Aの引張応力
を負荷させ、かつ温度を1000°Cに保持した状態で
試料片がクリープ破壊するまでの破断時間を計測して下
記第2表に示す結果を得た。
And 10.5kgf/In for each sample piece! The rupture time until creep failure of the sample piece was measured while the tensile stress of A was applied and the temperature was maintained at 1000°C, and the results shown in Table 2 below were obtained.

第2表 第2表に示す結果から明らかなように、実施例1〜3に
係るコバルト基合金は、比較例1〜2に対して同等以上
の高いクリープラブチャー強度を有していることが確認
される。特に実施例1,3においては予め溶体化処理を
施すことにより破断時間を10%程度延ばすことができ
る。
Table 2 As is clear from the results shown in Table 2, the cobalt-based alloys according to Examples 1 to 3 have a creep rupture strength equivalent to or higher than that of Comparative Examples 1 to 2. It is confirmed. In particular, in Examples 1 and 3, the rupture time can be extended by about 10% by performing solution treatment in advance.

また熱処理条件として、鋳造のままで熱処理無しの場合
と、1230°Cで4時間加熱を行なう溶体化処理有り
の場合とを例示しているが、材料の要求特性において熱
処理の有無を適宜設定することができ、いずれの場合に
おいても上記条件に制限されるものではない。また溶体
化処理(熱処理)条件としても、第2表に示した条件値
に限定されることはなく、組成に応じて適宜選択するこ
とができる。市販の合金Mar−M509(比較例1)
の高いクリープ強度は、炭素とタンタルとジルコニウム
の適当な組合せにおいて達成されるが、本発明において
は粒界酸化を防止する観点からジルコニウム含有量を本
発明の範囲内に制限する一方、粒界を強化する目的でホ
ウ素含有量を高めることにより、高いクリープラブチャ
ー強度を確保している。また、クリープ強度の改善に影
響を及ぼすタンタルおよびニオブの働きは、第2表に示
したように、いずれでもほぼ同等であり、タンタルとニ
オブのいずれか一方を含有する場合でも、また両者を同
時に含有する場合においても、本発明の範囲内であれば
、高いラブチャー強度を達成することかできる。
Furthermore, as examples of heat treatment conditions, the case of as-cast without heat treatment and the case of solution treatment of heating at 1230°C for 4 hours are exemplified, but the presence or absence of heat treatment can be set as appropriate depending on the required characteristics of the material. However, in any case, it is not limited to the above conditions. Further, the solution treatment (heat treatment) conditions are not limited to the condition values shown in Table 2, and can be appropriately selected depending on the composition. Commercially available alloy Mar-M509 (Comparative Example 1)
A high creep strength of carbon, tantalum, and zirconium can be achieved by a suitable combination of carbon, tantalum, and zirconium. However, in the present invention, from the viewpoint of preventing grain boundary oxidation, the zirconium content is limited within the range of the present invention, while the grain boundary By increasing the boron content for reinforcement purposes, high creep rupture strength is ensured. Furthermore, as shown in Table 2, the effects of tantalum and niobium on improving creep strength are almost the same, and even when either tantalum or niobium is contained, or both are used simultaneously. Even when it is contained, as long as it is within the scope of the present invention, high Loveture strength can be achieved.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明の通り本発明に係る高耐食性コバルト基合金に
よれば、精密鋳造時における合金溶湯と鋳型との酸化反
応が少なく、粒界酸化がない健全な精密鋳造品を製造す
ることができる。また高いクリープラブチャー強度を保
持する上に、耐食性は従来材と比較して大幅に改善され
ており、従来以上に苛酷な高温度条件下で使用されるガ
スタービン・エンジンの静翼などの高温部品用材料とし
て使用した場合に優れた性能を発揮する。したがって高
温機器の信頼性を高め、機器の長時間運転を可能にする
など優れた効果を発揮する。
As explained above, according to the highly corrosion-resistant cobalt-based alloy according to the present invention, there is little oxidation reaction between the molten alloy and the mold during precision casting, and it is possible to produce a sound precision cast product without grain boundary oxidation. In addition to maintaining high creep rupture strength, the corrosion resistance has been greatly improved compared to conventional materials, making it suitable for high-temperature materials such as stator blades of gas turbine engines, which are used under more severe and high-temperature conditions than before. Demonstrates excellent performance when used as a material for parts. Therefore, it has excellent effects such as increasing the reliability of high-temperature equipment and enabling long-term operation of the equipment.

4、4,

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

2図は粒界の酸化深さとジルコニウム含有量との関係を
示すグラフ、 第3図は腐食試験によって測 定した最大侵食深さを示すグラフ、 第4図は従来
Figure 2 is a graph showing the relationship between grain boundary oxidation depth and zirconium content, Figure 3 is a graph showing the maximum corrosion depth measured by corrosion tests, and Figure 4 is a graph showing the relationship between grain boundary oxidation depth and zirconium content.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 重量%で、炭素を0.3〜0.7%、クロムを24.5
〜33%、ニッケルを8〜12%、タングステンを5〜
9%、チタンを0.2〜0.5%、アルミニウムを0.
05〜0.2%、鉄を0.2%以下、ホウ素を0.00
5〜0.015%、ジルコニウムを0.1%以下、タン
タルおよびニオブの少なくとも一方を3〜4.5%、残
部コバルトおよび不可避的不純物からなることを特徴と
する高耐食性コバルト基合金。
In weight%, carbon 0.3-0.7%, chromium 24.5%
~33%, nickel 8~12%, tungsten 5~
9%, titanium 0.2-0.5%, aluminum 0.
05-0.2%, iron 0.2% or less, boron 0.00
5 to 0.015%, 0.1% or less of zirconium, 3 to 4.5% of at least one of tantalum and niobium, and the remainder cobalt and inevitable impurities.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997005297A1 (en) * 1995-07-28 1997-02-13 Westinghouse Electric Corporation Cobalt alloy

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WO1997005297A1 (en) * 1995-07-28 1997-02-13 Westinghouse Electric Corporation Cobalt alloy

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