JPH0455033A - Ｎｉ基超合金製品の恒温鍛造方法 - Google Patents
Ｎｉ基超合金製品の恒温鍛造方法Info
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- JPH0455033A JPH0455033A JP16757190A JP16757190A JPH0455033A JP H0455033 A JPH0455033 A JP H0455033A JP 16757190 A JP16757190 A JP 16757190A JP 16757190 A JP16757190 A JP 16757190A JP H0455033 A JPH0455033 A JP H0455033A
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Landscapes
- Forging (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、Ｎ１基超合金製品の恒温鍛造方法に関する。
か−る恒温鍛造により成形されるものの例としては、ジ
ェットエンジンや発電機の高温ガスタービンに用いられ
るディスクやブレード等がある。
ェットエンジンや発電機の高温ガスタービンに用いられ
るディスクやブレード等がある。
（従来の技術）
Ｎｉ基耐熱合金は、変形抵抗が高く、また、変形能も一
般的に低いため、複雑形状の鍛造加工は難しいとされて
きた。
般的に低いため、複雑形状の鍛造加工は難しいとされて
きた。
しかし、近年、Ｎｉ基超超耐熱合金微粉末焼結体を用い
て押出した微細結晶粒超塑性合金（例えばｌＮ−１００
）を超塑性発現温度に加熱して熱間鍛造することによっ
て、所期の製品形状に成形加工する方法（Ｇａｔｏｒｉ
ｚｉｎｇ法）が実用化されている。
て押出した微細結晶粒超塑性合金（例えばｌＮ−１００
）を超塑性発現温度に加熱して熱間鍛造することによっ
て、所期の製品形状に成形加工する方法（Ｇａｔｏｒｉ
ｚｉｎｇ法）が実用化されている。
この方法の問題としては、約十〜数十億円もか−る敵方
ｔｆ押出しプレスが必要でありコスト高となる。また、
大型の製品を作ろうとすると、押出し加工の際、中心部
と周辺部で結晶粒にパラつきが生じ、均一な品質の製品
が得られないという欠点があった。
ｔｆ押出しプレスが必要でありコスト高となる。また、
大型の製品を作ろうとすると、押出し加工の際、中心部
と周辺部で結晶粒にパラつきが生じ、均一な品質の製品
が得られないという欠点があった。
そこで、本出願人は上記の欠点を解消するために、Ａｒ
ガスを使った熱間加工装置の中で、１０００°Ｃ以上の
高温を保ちながら、２０００気圧以上の高圧をかけて結
晶粒径約５ミクロンのＮｉ基超超合金微粉末再結晶させ
、これを１時間以上保持（一種の静的再結晶）すると、
５００％以上の引張り伸びを示す水あめ状の素材を得、
この素材を鍛造プレスで成形するという方法を提案した
。
ガスを使った熱間加工装置の中で、１０００°Ｃ以上の
高温を保ちながら、２０００気圧以上の高圧をかけて結
晶粒径約５ミクロンのＮｉ基超超合金微粉末再結晶させ
、これを１時間以上保持（一種の静的再結晶）すると、
５００％以上の引張り伸びを示す水あめ状の素材を得、
この素材を鍛造プレスで成形するという方法を提案した
。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、上記のような粉末→ＨＩＰ→恒温鍛造法
のように、粉末合金を鍛造素材として用いる場合、加工
によって得られる歪がある程度加わらないと、Ｐ Ｐ
Ｂ （Ｐｒｉｏｒ Ｐａｒｈｃｌｅ Ｂｏｕｎｄａｒｙ
）という組織が残り、例えば既述のディスクとして用い
られる場合に一番重要な因子である低サイクル疲労特性
を低下させてしまうという問題がある。
のように、粉末合金を鍛造素材として用いる場合、加工
によって得られる歪がある程度加わらないと、Ｐ Ｐ
Ｂ （Ｐｒｉｏｒ Ｐａｒｈｃｌｅ Ｂｏｕｎｄａｒｙ
）という組織が残り、例えば既述のディスクとして用い
られる場合に一番重要な因子である低サイクル疲労特性
を低下させてしまうという問題がある。
本発明は、前記ＰＰＢ組織に基づく問題点を解消し、低
サイクル疲労特性などの機械的特性を安定させることを
可能ならしめたＮｉ基超合金製品の恒温鍛造方法を提供
することを目的とする。
サイクル疲労特性などの機械的特性を安定させることを
可能ならしめたＮｉ基超合金製品の恒温鍛造方法を提供
することを目的とする。
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するため、本発明は、鍛造によって得ら
れる製品の加工歪が、相当塑性歪で６０％以上になるよ
うに、ＨＩＰ処理されたＮｉ基鉛粉末超合金よる鍛造素
材を用いて恒温鍛造するという手段を採用した。
れる製品の加工歪が、相当塑性歪で６０％以上になるよ
うに、ＨＩＰ処理されたＮｉ基鉛粉末超合金よる鍛造素
材を用いて恒温鍛造するという手段を採用した。
（作 用）
鍛造素材に対し相当塑性歪で６０％以上加えると、材料
の内部にＰＰＢ組織が残らない健全な組織となり、低サ
イクル疲労特性等の機械的特性が安定する。
の内部にＰＰＢ組織が残らない健全な組織となり、低サ
イクル疲労特性等の機械的特性が安定する。
（実施例）
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
本発明の適用対象となるＮｉ基鉛粉末超合金、例えばｌ
Ｎ−１００、ＴＭＰ−３、Ｒｅｎｅ９５等の微細結晶超
塑性合金ならいずれのものでも適用可能であり、これら
の合金は超塑性発現温度が１０００〜１１５０°Ｃの間
にある。なお、超塑性発現のための歪速度は１０−３〜
１０−’ ５ｅｃ−’程度である。これらの合金は、現
在のところ、数〜数十μｍ程度の微粒粉末を、熱間等方
圧加圧（ＨＩＰ）により加圧焼結した後、熱処理が施さ
れて製造される。
Ｎ−１００、ＴＭＰ−３、Ｒｅｎｅ９５等の微細結晶超
塑性合金ならいずれのものでも適用可能であり、これら
の合金は超塑性発現温度が１０００〜１１５０°Ｃの間
にある。なお、超塑性発現のための歪速度は１０−３〜
１０−’ ５ｅｃ−’程度である。これらの合金は、現
在のところ、数〜数十μｍ程度の微粒粉末を、熱間等方
圧加圧（ＨＩＰ）により加圧焼結した後、熱処理が施さ
れて製造される。
次に具体的実施例を掲げて説明する。
（１）下記組成（ｗｔ％）のＭｏｄ、 ｌＮ−１００
超塑性Ｎｉ基合金を素材として用いた。
超塑性Ｎｉ基合金を素材として用いた。
Ｃ：０．０７％ Ｃｒ ： １２．４％ Ｃｏ ：
１８．５％Ｍｏ ： ３．２％ Ａ／ ： ４．３
％ Ｔｉ ： ５．０％Ｖ：Ｑ、８％ Ｂ：０．０
２％ Ｚｒ ： ０．０６％残部実質的にＮ１ （２）次に表１に示すような鍛造素材阻１〜陥４を用意
し、それぞれの圧下率で鍛造し相当塑性歪を事前に数値
シミュレーション等を用いて検討した。
１８．５％Ｍｏ ： ３．２％ Ａ／ ： ４．３
％ Ｔｉ ： ５．０％Ｖ：Ｑ、８％ Ｂ：０．０
２％ Ｚｒ ： ０．０６％残部実質的にＮ１ （２）次に表１に示すような鍛造素材阻１〜陥４を用意
し、それぞれの圧下率で鍛造し相当塑性歪を事前に数値
シミュレーション等を用いて検討した。
表１ 鍛造条件
ＡＣ＋ ８４３°ＣＸ１６ｈｒ／ＡＣ＋７６０°ＣＸ２
４ｈｒ／ＡＣの条件下でそれぞれ熱処理を行なった。
４ｈｒ／ＡＣの条件下でそれぞれ熱処理を行なった。
かくして、第２図のＬＣＦ試験片採取位置で示したハツ
チング部分の試験片を採取し、数値計算等によって相当
塑性歪ｉを測定したところＮｃＬｌのそれは１．１であ
り、同様にＮ（１２〜Ｎｏ、４も測定した。
チング部分の試験片を採取し、数値計算等によって相当
塑性歪ｉを測定したところＮｃＬｌのそれは１．１であ
り、同様にＮ（１２〜Ｎｏ、４も測定した。
（３）その後、上記Ｎ１１ｌ〜隘４の試験片の低サイク
ル疲労特性を下記表２の条件で行なった。
ル疲労特性を下記表２の条件で行なった。
表２
第１図は、上記表１におけるＮｏ、１の鍛造素材の形状
（プレフォーム形状）と、最終形状（図示では実験的で
あるので単純な形状であるが、工業的には所期目的の製
品形状である）を示したものである。
（プレフォーム形状）と、最終形状（図示では実験的で
あるので単純な形状であるが、工業的には所期目的の製
品形状である）を示したものである。
なお、上記鍛造素材Ｎｕｌｌ〜Ｎ０１４の鍛造は、それ
ぞれ４００ｔｆ超塑性鍛造装置を用いて行なった。
ぞれ４００ｔｆ超塑性鍛造装置を用いて行なった。
その後、１１７０℃Ｘ ２ ｈｒ／ＲＥＣ＋１０８０°
ＣＸ４ｈｒ／（４）上記テスト結果を第３図のグラフに
示す。同図において横軸に相当塑性歪（％）を、縦軸に
低サイクル疲労寿命数を示したものである。なお、同図
には参考データとしてＨＩＰ＋押出しの場合を併せて示
している。
ＣＸ４ｈｒ／（４）上記テスト結果を第３図のグラフに
示す。同図において横軸に相当塑性歪（％）を、縦軸に
低サイクル疲労寿命数を示したものである。なお、同図
には参考データとしてＨＩＰ＋押出しの場合を併せて示
している。
この第３図から判るように、相当塑性歪が６０％以上に
なると低サイクル疲労寿命数が大幅に向上し、且つ安定
した数値を示している。即ち、相当塑性歪で６０％以上
加わると、材料の内部組織においてＰＰＢが残ることな
く健全な組織となり、低サイクル疲労特性などの機械的
特性が安定した好適な鍛造製品が得られた。
なると低サイクル疲労寿命数が大幅に向上し、且つ安定
した数値を示している。即ち、相当塑性歪で６０％以上
加わると、材料の内部組織においてＰＰＢが残ることな
く健全な組織となり、低サイクル疲労特性などの機械的
特性が安定した好適な鍛造製品が得られた。
（５）本発明は、上記（１）〜（４）のテスト結果から
判るように、ＨｒＰ処理されたＮｉ基粉末超合金を恒温
鍛造する際、鍛造によって得られる相当塑性歪の下限値
を事前に検討して定量化しておき、該相当塑性歪が６０
％以上になるような鍛造製品を得るようにするのである
。
判るように、ＨｒＰ処理されたＮｉ基粉末超合金を恒温
鍛造する際、鍛造によって得られる相当塑性歪の下限値
を事前に検討して定量化しておき、該相当塑性歪が６０
％以上になるような鍛造製品を得るようにするのである
。
（発明の効果）
本発明は、鍛造によって得られる製品の加工歪が、相当
塑性歪で６０％以上になるように、ＨＩＰ処理されたＮ
ｉ基粉末超合金による鍛造素材を用いて恒温鍛造するも
のであるから、製品内部にＰＰＢ組織が残ることなく健
全な組織となり、低サイクル疲労特性の優れ且つ安定し
た鍛造製品が得られる。
塑性歪で６０％以上になるように、ＨＩＰ処理されたＮ
ｉ基粉末超合金による鍛造素材を用いて恒温鍛造するも
のであるから、製品内部にＰＰＢ組織が残ることなく健
全な組織となり、低サイクル疲労特性の優れ且つ安定し
た鍛造製品が得られる。
第１図は、本発明の鍛造条件の説明に用いた鍛造素材形
状とテスト製品形状を示した説明図、第２図は第１図の
テスト製品からのＬＣＦ試験片採取位置を示す説明図、
第３図はＭｏｄ、 ＩＮ −１００の相当塑性歪と低サ
イクル疲労寿命数の関係グラフ図である。 特 許 出 願 人 株式会社神戸製鋼所勇１図 第２ 図 ＠ ３ 図
状とテスト製品形状を示した説明図、第２図は第１図の
テスト製品からのＬＣＦ試験片採取位置を示す説明図、
第３図はＭｏｄ、 ＩＮ −１００の相当塑性歪と低サ
イクル疲労寿命数の関係グラフ図である。 特 許 出 願 人 株式会社神戸製鋼所勇１図 第２ 図 ＠ ３ 図
Claims (1)
- （１）鍛造によって得られる製品の加工歪が、相当塑性
歪で６０％以上になるように、ＨＩＰ処理されたＮｉ基
粉末超合金による鍛造素材を用いて恒温鍛造することを
特徴とするＮｉ基超合金製品の恒温鍛造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16757190A JP2723343B2 (ja) | 1990-06-26 | 1990-06-26 | Ｎｉ基超合金製品の恒温鍛造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16757190A JP2723343B2 (ja) | 1990-06-26 | 1990-06-26 | Ｎｉ基超合金製品の恒温鍛造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0455033A true JPH0455033A (ja) | 1992-02-21 |
| JP2723343B2 JP2723343B2 (ja) | 1998-03-09 |
Family
ID=15852208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16757190A Expired - Lifetime JP2723343B2 (ja) | 1990-06-26 | 1990-06-26 | Ｎｉ基超合金製品の恒温鍛造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2723343B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009066661A (ja) * | 2007-09-17 | 2009-04-02 | General Electric Co <Ge> | 鍛造金型及び鍛造方法 |
| CN103820678A (zh) * | 2014-03-02 | 2014-05-28 | 王文姣 | 高裂纹扩展抗力的镍基高温合金 |
| CN103866162A (zh) * | 2014-03-02 | 2014-06-18 | 王文姣 | 一种具有高裂纹扩展抗力的镍基粉末冶金高温合金 |
| CN110116203A (zh) * | 2019-06-06 | 2019-08-13 | 西北有色金属研究院 | 一种消除镍基粉末高温合金原始颗粒边界的方法 |
-
1990
- 1990-06-26 JP JP16757190A patent/JP2723343B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009066661A (ja) * | 2007-09-17 | 2009-04-02 | General Electric Co <Ge> | 鍛造金型及び鍛造方法 |
| CN103820678A (zh) * | 2014-03-02 | 2014-05-28 | 王文姣 | 高裂纹扩展抗力的镍基高温合金 |
| CN103866162A (zh) * | 2014-03-02 | 2014-06-18 | 王文姣 | 一种具有高裂纹扩展抗力的镍基粉末冶金高温合金 |
| CN110116203A (zh) * | 2019-06-06 | 2019-08-13 | 西北有色金属研究院 | 一种消除镍基粉末高温合金原始颗粒边界的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2723343B2 (ja) | 1998-03-09 |
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