JPH0559474A - 単結晶生成品を製造するための改良された、特性の均衡したニツケルをベースとする超合金 - Google Patents

単結晶生成品を製造するための改良された、特性の均衡したニツケルをベースとする超合金

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JPH0559474A
JPH0559474A JP63800034A JP80003488A JPH0559474A JP H0559474 A JPH0559474 A JP H0559474A JP 63800034 A JP63800034 A JP 63800034A JP 80003488 A JP80003488 A JP 80003488A JP H0559474 A JPH0559474 A JP H0559474A
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Abstract

(57)【要約】 電子出願以前の出願であるので 要約・選択図及び出願人の識別番号は存在しない。

Description

【発明の詳細な説明】 ここに発表し請求される発明は、1984年4月2 日同時係属出願595,845号に開示し特許請求され ている発明と関連がある。
(産業上の利用分野) 本発明は、全般的に、航空機ガスタービンエン ジンの高熱部材、特に回転羽(rotating blades) に有用な、単結晶品として鋳造可能なニッケルを ベースとする超合金に関するものである。
(従来の技術) ガスタービンエンジンの効率は、エンジンの各 種部品の作動温度に大きく左右され、作動温度が 高くなれば効率が良くなる。作動温度能力を上げ る1つの方法は、例えばタービン羽根及び翼 (turbine blades and vanes)などの最も高温で作 動する部品を鋳造する場合に、その中に入り組ん だ空洞の通路を有する部品を鋳造し、その部品の 前縁及び後縁の中にある穴に冷却用の空気を強制 的に通すことができるようにすることである。こ のようにすれば、内部冷却は熱伝導により、外部 冷却は膜すなわち境界層冷却により行うことがで きる。
効率を上げるための研究により、ますます高温 に耐えつつその基本的な材料特性を維持できる耐 熱超合金もまた開発されるに至った。この種の超 合金の開発は、前述の内部に複雑な空気冷却用通 路を備えた鋳造部品の設計、開発及び製造に関連 して行われることが多かった。
(発明が解決しようとする課題) 今回の発明は、ニッケルをベースとする超合金 を更に改良することによる効率の向上を目指して いる。従って、今回の発明により、現在製造され ているニッケルをベースとする超合金から造られ た単結晶製品よりも、応力破壊強度及び高、低サ イクル疲労特性の点で大幅に高温能力の高い単結 晶製品を造るためのニッケルをベースとする超合 金は提供される。更に、その周期的酸化による劣 化に対する耐性及び高温腐食に対する耐性が優れ ているため、今回の発明の超合金は従来得られな かった独自の均衡した機械的及び環境的特性を有 している。
(課題を解決するための手段) 本発明によれば、単結晶鋳造品を造るのに適し た超合金は、重量百分率(重量%)で下記の第I 表に示す元素を含み、残余の成分はニッケル(Ni) 及び付随的不純物からなる。
この発明にはまたガスタービンエンジンのター ビン羽根及び翼などの上記組成範囲内の組成を有 する鋳造された単結晶品も含まれる。
単結晶を造ることのできる技法としては、現在 2つの基本的な方向性凝固法(directional solidification (DS) method)が良く知られてい る。一つは種結晶(seed crystal)を使う方法で あり、他の一つは、入り組んだ通路を使って合金 の単結晶を1個選びこれを単結晶品に成長させる 方法で「チョーク」処理法(''choke''process)と 呼ばれている。
(実 施 例) この発明の合金を開発し試験するため、第II表 に掲げる三つのグループに分けた合金を、3000 グラムずつ真空誘導溶解して直径1-1/2インチの 銅鋳型に鋳込みインゴットに形成した。続いてイ ンゴットを再溶融し、前回に述べた他の方法を使 うこともできたが今回はチョーク処理法により1 /2インチ×2インチ×4インチの単結晶スラブに 鋳込んだ。別に行った一連の実験により、単結晶 スラブ内のイットリウム残留量を求めたところ最 初のインゴットに存在していた量の30%であっ た。このため、第II表のイットリウム含有率を確 保するため30%残残留を考慮に入れて最初のイン ゴットには十分多めのイットリウムを加えた。
第Iグループの合金は、ガンマ(γ)マトリク ス合金元素としてのタングステン、モリブデン及 びレニウムの相互作用を評価するため設計された。
第IIグループの合金は、その他の変数の影響を評 価できるように、第Iグループとは幾分独立に設 計された。アルミニウムの含有量は高率に維持し、 チタンとタンタルの量は約63容積%までのガン マダッシュ(γ’)レベルとなるように変え、ク ロムはγ’レベルを高くするために減らした。ク ロム含有率8%の第Iグループの合金は、総体的 に第IIグループの合金よりも安定性が低いことが 分かったので、クロムの基準含有率を第Iグルー プの8%から7%に減らして安定性を良くした。
番号812-814の合金はコバルトの含有率を変えて 安定性への影響を評価した。
第IIIグループの合金は第Iグループ及び第IIグ ループの合金の評価に基づき設計された。第IIグ ループでは、γ’容体化によるγ’含有率の上限 は約60容積%であった。番号824-826の合金は、 5.5%のレニウムを含み強度は高いが不安定な 820番の合金を基にして造られた。したがって安 定性を増すためレニウムを減らした。827-829番 の合金は、821番(0% Ti)を基にしたがタングス テンとレニウムの含有率を変えた。830-833番の 合金は、800番(1.5% Ti)を基にしたがレニウム、 タングステン及びモリブデンの含有率を変えた。
834番と835番の合金は、タンタルとチタンを犠 牲にしてアルミニウムを増やした。第IIIグループ の合金ではすべて、第IIグループの812-814番の 評価に基づいてコバルトの含有率は10%に維持 された。
第I,II及びIIIグループの合金について応力破 壊強度に対する評価を行った。試験結果を第III表 に示す。なお、試験を行う前に、第III表に「R」 の記号が付されている合金を除き、その他のすべ ての合金は次の方法により1/2インチ厚さの単 結晶スラブとして熱処理を施した。
第1段階:少なくとも95%のγ′相の溶融を 達成するために、2350−2400°F
で 2時間合金を溶融すること 第2段階:1975°Fに4時間保つこと 第3段階:1650°Fに16時間保つこと 第IIIグループの合金は、最初は1600°F/80
ksi及び1800°F/40 ksiで試験された。第V
II表 に報告されているような他の試験結果に基づき、 追加の試料を2390°Fで2時間溶解させ、急冷 して2050°Fで4時間、続いて1650°Fで4時間 熟成し、1800°F/40 ksi及び2000°F
/20 ksiで第 III表に掲げる“R”処理及び応力破壊試験を行っ た。再加熱処理により1800°F/40 ksiにお
ける破 壊寿命は平均約30%延びるという結果がえられ た。ガスタービンエンジンに使用するための臨界 パラメータである1800°F/40 ksiにおい
て、第I グループ及び第IIグループの合金もまた“R”処 理を施せば寿命が30%延びると予想される。
他の実験でもまた、溶解温度から2000°Fまで の冷却速度を100〜600°F/minの範囲で変え
て 見たが、本発明の合金の応力破壊特性にはわずか な影響しかなく、冷却速度を早めることにより 1800°F/40 ksiにおける寿命をわずかに延
ばす傾 向が見られるに過ぎなかった。そのデータを第IV 表に示す。
従って、本発明の超合金については、現在のと ころ望ましい熱処理は下記の通りである。すなわ ち、第1段階として,少なくとも95%のγ’相 の溶解が可能な温度範囲で、できれば2385-2395 °Fで2時間かけて溶解させ、最小100°F/min
の 速度で2000°Fまで冷却し、60分またはそれ以下 の時間で1200°Fまで炉内冷却し、その後室温ま で冷却すること、第2段階として、2050±25°F
ま で4時間加熱し、6分以内に1200°F未満に炉内冷 却してから室温まで冷却すること、及び第3段階 として、1650±25°Fまで4時間加熱しその後室
温 まで炉内冷却することである。すべての熱処理段 階は真空または不活性雰囲気で行われ、室温まで 冷却する段階を省略して、処理は直接次の加熱段 階に進めることができる。
第I、II及びIIIグループの合金からえられた応 力破壊データから見て、約5%のレニウムが 1800°F/40ksiで最高の応力破壊強度を示
す。
このデータからまた、破壊寿命をタングステン含 有量が一定としたときのレニウム含有量の関数と してグラフに描けば、1800°F/40ksiでの応
力 破壊寿命は、レニウムとタングステンの割合が (3 Re +7W)から(5 Re +3W)の範囲でえられる。
最も望ましい実施例、821番の合金については、 現在好ましいレニウムとタングステンの組み合わ せは、現在のレニウムとタングステンの相対的な 価格を考えれば(3 Re + 5W)である。
すべての合金は微細構造の安定性について評価 された。試料は2375−2400°Fで2時間溶解
し、 1975°Fで4時間、そして1650°Fで16時間
熟成 するという熱処理が施された。その後、異なった 幾組かの試料を1800°Fで1000時間、また2000
°F で1000時間加熱した。稀釈された村上の電解液 (diluted Murakami's electrolyte)によるエッチ ングを含む調製後、試料は金属組織学的に調べ、 位相的ちゅう密相(topologically close packed phase:TCP)の相対量は目視で求めた。第IIグルー プの合金は、818番及び819番を除きTCPの析出 が全くないかあるいは極微量(821番)であり、グ ループ全体として見れば、第IIIグループの合金に 比べ微細構造の不安定さを招く傾向が少なく、第 Iグループの合金と比べた場合は1800°Fでも 2000°Fでもはるかにこの傾向が少なかった。
第V表には、コーティングされていない直径 1/4インチ、長さ3インチのピン状試料に2150°F で天然ガスの炎をマッハ1で吹き付けて行った周 期的酸化試験の結果を示す。試料は一様に炎に曝 されるように回転させ、1時間おきに炎から周期 的に外して試料を室温に冷却した。試料の長さ方 向を横切って切り取った部分について外部金属損 失を測定した。片側当りの金属損失は試験前後の ピンの直径の差を2で割って求めた。表のデータ は1つの試料について互いに直角な2つの直径を 測ってえられた平均値である。
第Iグループの合金の中でイットリウムを含む 2つの合金(802及び808)はとびぬけて酸化耐性が 強かった。すべてにイットリウムが含まれている 第IIグループの合金では、2150°Fで200時間の 高速(マッハ1)酸化後も金属損失はなく、わず かに2-3ミル(mil)のγ’の減少が見られただけ であり、イットリウムとハフニウムの相乗効果が 作用している。これらのデータからはまた、レニ ウムは酸化耐性を強めるか、または少なくとも合 金内でレニウムに置換えられたタングステンより も害が少ないことが分かり、また金属組織学的調 査からもγ’の安定性が改善されるという結果が えられた。
本発明の合金の高温耐蝕性を、実用のタービン 羽根製作用の3種の合金、すなわち、Rene' 125、 B 1900及びMM200(Hf)とともに、合金の試料を 1600°FのJP-5燃料を燃焼させた炎に曝し燃焼生 成物に名目上1ppmの塩を添加するという試験を 行って評価した。試験は、最初は約1ppmで 1040時間、次いで約2ppmで578時間行った。
200時間おきの目盛ピン(calibration pins)に基 づくNaClの化学測定により、塩のレベルは最初 の1000時間は0から1ppmの間であり次の300 -400時間は1〜2ppmであり、残りの300時間は 2ppm以上であった。これらの高温腐食試験から えられた結論は次の通りである。
1) B1900はすべての塩のレベルで最も耐蝕性が 低い。
2) MM200(Hf)はすべての塩のレベルでこれに次 いで耐蝕性が低い。
3) 本発明の合金、特に821番及びRene'125に は類似の高温腐食のふるまいが見られ、本発明の 合金の方がRene'125よりわずかに耐蝕性が低い。
4) Rene'125と他の合金の場合のように、本発 明の合金も腐食試験における塩の量に敏感であり、 塩の量を増せば耐蝕性が低くなった。従って、 B1900,MM200(Hf),Rene'125及び本発明の合金の 間の差は塩の量が多くなれば縮まる。この結果は 過去の経験とも一致し、本発明の合金はRene' 125相当品が要求される使用に適していることが 分かる。
821番の合金は第VI表の組成を持った300ポン ドのマスターヒート(master heat :本格的な金属 溶融)として大型化された。マスターヒートにイ ットリウムを加えるのではなくマスターヒート原 料が再溶解され溶融したときに、単結晶スラブ及 びタービン羽根を造る方向性凝固化の前にイット リウムを加えた。第VII、VIII、IX及びX表のデータ をえるため使った試料については400 ppmの量の イットリウムを加えた。300ポンドのマスターヒ ート及び12ポンドの実験用ヒートからの821番 合金についての応力破壊強度のデータは第IX表に 示されている。
引っ張り強さ、低サイクル疲労、及び高サイク ル疲労試験は、2390°Fで2時間で溶解され、1975 °Fで4時間及び1650°Fで16時間で熟成された合 金821番の300ポンドのヒートから取った単結晶 材質について行った。その結果を第VIII、IX及びX 表にそれぞれ示す。表中、USTは最大引っ張り強 さ、YSは0.2%ひずみ変形(strain offset)にお ける降伏強さ、Elは伸び、そしてRAは面積の減 少率である。
同一出願人による同時係属合衆国出願第595,8 45号にもっと詳細に記載されているように、本発 明の超合金は、ホウ素、ジルコン、そして炭素な どの粒界強化元素を避けるべきだという長年にわ たり培われた単結晶超合金技術分野における常識、 すなわち、工業規模での溶融及び合金化の慣用技 術に従って、このような元素はできるだけ低水準 に抑えるという技術常識とは相容れない。この種 の元素を制限しようとする一般的な理由は、γ’ 相溶解温度に関連して当初溶解温度を上げること であり、これによりヒートの液化温度をγ’相の 完全な溶解が妥当な時間内に溶質に富んだ部分で の局部的溶解を惹き起こすことなく行えるという ものである。もう1つの理由は、有害なTCP相の 形成を最小限または絶無にすることである。
合衆国出願第595,845号の明細書にも記されて いるように、単結晶品は必ずしも全体として単結 晶である必要はなく、粒界はできるだけ低角粒界 (low angle grain boundaries)であればよく、粒 界間の結晶学的不整合は約5-6度であれば一般に 許容される。低角粒界と高角粒界(high angle grain boundaries)との区別は、後者では隣接粒 子間の境界が結晶学的な方向で約5-6度よりも多 く異なることである。高角粒界は表面エネルギが 数百エルグ/cm2のオーダーの大きな部分であり、 あまりにも雑然とした不整合のため構造を容易に 記述したりモデル化することのできない領域であ る。
またこれもその中に記されているように、以前 は禁ぜられていた元素も、加減された少量であれ ば許容され、合衆国出願第595,845号の単結晶超 合金がえられる結果となり、このものは低角粒界 の許容度が向上され、従来の単結晶超合金よりも 粒界強度(grain boundary strength)が高い。こ の粒界強度の増大の1つの結果として、従来の技 術による単結晶超合金の許容限度である6°以上 の粒界の不整合があっても、その発明のニッケル をベースとする超合金から造られた単結晶品では 許容することができる。これを言い換えれば、通 常の検査法で広い範囲の粒界が受容できるため、 例えば、使用中の信頼性が良くなり、検査費用が 安くなり、高い収率がえられるということになる。
その発明の斬新な特徴は本発明の斬新な超合金に 具現されており、このため本発明の超合金もまた 低角粒界の許容度が高くなり上述の利点も備えて いる。
本発明の超合金はまたイットリウムで合金化さ れるので、インベストメント鋳造方法(investmen t casting process)に使われるセラミックの鋳型 (mold)及び心型(core)については、イットリウ ムで合金化されないニッケルをベースとする超合 金よりも高度に反応性が高い。セラミック/金属 の不安定さは系の総体的な熱力学的条件により制 御することができる。生成自由エネルギΔG° が負であればあるほど酸素との親和性はより大き くなる。イットリウムなどの反応性の高い元素を より多く加えるほど酸化物に対する生成自由エネ ルギはますます負になって通常のSiOやZr Oのセラミックの鋳型と心型を使ったときより も金属/セラミックの反応性が高まることが見い 出された。米国防省に報告された空軍刊行図書、 AFML-TR-77-211の熱力学的考察及び研究「共晶の 方向制凝固に関する改良された心型及び鋳型材料 の開発」(Development of Advansed Core and Mo ld Materials forDirectional Solidific ation o f Eutectics)1977年刊によれば、アルミナは反応 性が低いので、反応性元素を含む超合金を鋳造す るときの鋳型、心型及び表面コーティング用の材 料として望ましい。
また、インベストメント鋳造に際して、種々の 温度条件その他のパラメーターを低く抑えること によって、溶融金属と鋳型及び心型との相互作用 が減り、イットリウムの残留量が増え、イットリ ウム分布の均一性が改善されることが分かった。
つまり本発明の単結晶品の鋳造における過熱及び モールドの予熱をできる限り低く抑え、引き出し 速度を上げることである。
前述の大型化した300ポンドのマスターヒート から得られた821番合金を材料として、いくつか のコアを持たない小型タービン羽根をインベスト メント鋳造した。これらの羽根は先端から根元ま での寸法が約1.5インチで羽根の幅(span)は約 0.75インチであった。羽根の先端からプラット ホーム(platform)までの距離は1インチであった。
前述のように、イットリウムは溶融中かつ方向性 凝固の前ののマスターヒート材料に点火され、こ の場合の添加量は2000ppmであった。一般に、 多くの羽根(blades)は第XI表に示されるように 許容できる結晶構造を示し、鋳造パラメータを低 めに取ったときにイットリウムの残留率が良かっ た。また、面積対容積の比がイットリウムの残留 率に影響すると思われ、この比が大きくなるとイ ットリウムの残留率が低下した。このことは前縁 と後縁のイットリウムの残留率を比較すれば分か り、前縁の方が後縁よりも面積対容積比が小さく、 イットリウムの残留率は一貫して前端の方が後端 よりも高い。
更にまた、大型の充実したタービン羽根(先端 から根元まで4-3/4インチ)及び空気冷却を行う ための蛇行している通路を内蔵するコアを持った 大小のタービン羽根の単結晶インベストメント鋳 造品も製作した。大型の充実したタービン羽根で は、所望の50〜300ppmレベルの範囲内のイッ トリウム分布をえるために2400ppmからのイッ トリウムを後で加える必要があった。低い試作鋳 造パラメータを採用した場合も通路を内蔵するコ アを持った羽根において、許容できるイットリウ ムレベルを得るために、上記と同様のレベルを必 要とした。コアを持たない小型羽根の場合と同じ に、面積対容積比の効果は明らかであり、前端の 方が後端に比べてイットリウム量が多かった。
本発明に関しては特定の実施例を上げて説明し たが、この技術に通暁した人々にとっては、特許 請求の範囲に掲げた本発明の範囲内で変更及び改 造が可能であることは理解されるであろう。

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 本質的に、重量百分率で5-10%のクロ ム、5-10%のコバルト、0-2%のモリブデン、3- 10%のタングステン、3-8%のタンタル、0-2% のチタン、5-7%のアルミニウム、0-6%のレニ ウム、0-0.5%のハフニウム、0-0.07%の炭素、 0-0.015%のホウ素、及び0-0.075%のイットリ ウム成分を有し、残りの成分がニッケル及び付随 的不純物であるニッケルをベースとする超合金。
  2. 【請求項2】 本質的に、重量百分率で6.75-7.25%の クロム、7.0-8.0%のコバルト、1.3-1.7%のモ リブデン、4.75-5.25%のタングステン、6.3- 6.7%のタンタル、最大0.02%のチタン、6.1- 6.3%のアルミニウム、2.75-3.25%のレニウム、 0.12-0.18%のハフニウム、0.04-0.06%の炭素、 0.003-0.005%のホウ素、及び0.005-0.030%の イットリウム成分を有し、残りの成分がニッケル 及び付随的不純物である請求項1記載の超合金。
  3. 【請求項3】 本質的に、重量百分率で7%のクロム、 7.5%のコバルト、1.5%のモリブデン、5%の タングステン、6.5%のタンタル、0%のチタン、 6.2%のアルミニウム、3%のレニウム、0.15% のハフニウム、0.05%の炭素、0.004%のホウ素、 及び0.01%のイットリウム成分を有し、残りの 成分がニッケル及び付随的不純物である請求項2 記載の超合金。
  4. 【請求項4】 本質的に、重量百分率で5-10%のクロ ム、5-10%のコバルト、0-2%のモリブデン、3- 10%のタングステン、3-8%のタンタル、0-2% のチタン、5-7%のアルミニウム、0-6%のレニ ウム、0-0.5%のハフニウム、0-0.07%の炭素、 0-0.015%のホウ素、及び0-0.075%のイットリ ウム成分を有し、残りの成分がニッケル及び付随 的不純物である、単結晶品製品のためのニッケル をベースとする超合金。
  5. 【請求項5】 本質的に、重量百分率で6.75-7.25%の クロム、7.0-8.0%のコバルト、1.3-1.7%のモ リブデン、4.75-5.25%のタングステン、6.3- 6.7%のタンタル、最大0.02%のチタン、6.1- 6.3%のアルミニウム、2.75-3.25%のレニウム、 0.12-0.18%のハフニウム、0.04-0.06%の炭素、 0.003-0.005%のホウ素、及び0.005-0.030%の イットリウム成分を有し、残りの成分がニッケル 及び付随的不純物である請求項4記載の超合金。
  6. 【請求項6】 本質的に、重量百分率で7%のクロム、 7.5%のコバルト、1.5%のモリブデン、5%の タングステン、6.5%のタンタル、0%のチタン、 6.2%のアルミニウム、3%のレニウム、0.15% のハフニウム、0.05%の炭素、0.004%のホウ素、 及び0.01%のイットリウム成分を有し、残りの 成分がニッケル及び付随的不純物である請求項5 記載の超合金。
  7. 【請求項7】 ガスタービンエンジン用の翼部材である 請求項4記載の製品。
  8. 【請求項8】 本質的に、重量百分率で5-10%のクロ ム、5-10%のコバルト、0-2%のモリブデン、3- 10%のタングステン、3-8%のタンタル、0-2% のチタン、5-7%のアルミニウム、0-6%のレニ ウム、0-0.5%のハフニウム、0-0.07%の炭素、 0-0.015%のホウ素、及び0-0.075%のイットリ ウム成分を有し、残りの成分がニッケル及び付随 的不純物からなり、改善された低角粒界に対する 許容度を有する単結晶品製造のためのニッケルを ベースとする超合金。
  9. 【請求項9】 本質的に、重量百分率で6.75-7.25%の クロム、7.0-8.0%のコバルト、1.3-1.7%のモ リブデン、4.75-5.25%のタングステン、6.3- 6.7%のタンタル、最大0.02%のチタン、6.1-6. 3%のアルミニウム、2.75-3.25%のレニウム、 0.12-0.18%のハフニウム、0.04-0.06%の炭素、 0.003-0.005%のホウ素、及び0.005-0.030%の イットリウム成分を有し、残りの成分がニッケル 及び付随的不純物である請求項8記載の超合金。
  10. 【請求項10】 本質的に、重量百分率で7%のクロ
    ム、 7.5%のコバルト、1.5%のモリブデン、5%の タングステン、6.5%のタンタル、0%のチタン、 6.2%のアルミニウム、3%のレニウム、0.15% のハフニウム、0.05%の炭素、0.004%のホウ素、 及び0.01%のイットリウム成分を有し、残りの 成分がニッケル及び付随的不純物である請求項9 記載の超合金。
  11. 【請求項11】 ガスタービンエンジン用の翼部材であ
    る 請求項8記載の製品。
  12. 【請求項12】 真空または不活性雰囲気内で行われ、
    次 のa)からf)の工程、すなわち、 a) 本質的に、重量百分率で5-10%のクロ ム、5-10%のコバルト、0-2%のモリブデン、3- 10%のタングステン、3-8%のタンタル、0-2% のチタン、5-7%のアルミニウム、0-6%のレニ ウム、0-0.5%のハフニウム、0-0.07%の炭素、 0-0.015%のホウ素、及び0-0.075%のイットリ ウム成分を有し、残りの成分がニッケル及び付随 的不純物からなる組成を有する単結晶品を選ぶこ と、 b) 少なくとも95%のγ’相の溶解が可能 な温度範囲で2時間の加熱を行うこと、 c) 最小100°F/minの速度で2000°F
    まで 冷却した後60分以内に1200°Fに冷却すること、 d) 2050±25°Fに4時間加熱すること、 e) 6分以内に1200°F未満に冷却すること、 f) 1650±25°Fに4時間加熱すること の各工程からなる熱処理方法。
  13. 【請求項13】 単結晶品の組成は、本質的に、重量百
    分 率で6.75-7.25%のクロム、7.0-8.0%のコバル ト、1.3-1.7%のモリブデン、4.75-5.25%のタ ングステン、6.3-6.7%のタンタル、最大0.02% のチタン、6.1-6.3%のアルミニウム、2.75-3.2 5%のレニウム、0.12-0.18%のハフニウム、 0.04-0.06%の炭素、0.003-0.005%のホウ素、 及び0.005-0.030%のイットリウム成分を有し、 残りの成分がニッケル及び付随的不純物である請 求項12記載の熱処理方法。
  14. 【請求項14】 単結晶品の組成は、本質的に、重量百
    分 率で7%のクロム、7.5%のコバルト、1.5%の モリブデン、5%のタングステン、6.5%のタン タル、0%のチタン、6.2%のアルミニウム、3 %のレニウム、0.15%のハフニウム、0.05%の炭 素、0.004%のホウ素、及び0.01%のイットリ ウム成分を有し、残りの成分がニッケル及び付随 的不純物である請求項12記載の熱処理方法。
  15. 【請求項15】 請求項12、b)における温度範囲が約 2385から2395°F%である請求項12に記載の熱 処理方法。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0789087A1 (en) 1996-02-09 1997-08-13 Hitachi, Ltd. High strength Ni-base superalloy for directionally solidified castings
US6159314A (en) * 1998-03-04 2000-12-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Nickel-base single-crystal superalloys, method for manufacturing the same, and gas turbine parts prepared therefrom
JP2001214227A (ja) * 2000-01-28 2001-08-07 General Electric Co <Ge> 最小限の結晶粒欠陥しか呈さないニッケル基超合金
JP2004197216A (ja) * 2002-12-16 2004-07-15 Howmet Research Corp ニッケル基超合金本発明は、ボンドコートおよびボンドコート上の耐熱バリアーコーティングを付着させて耐熱バリアーコーティングの密着性を向上させる下地として有用であるニッケル基超合金に関する。
WO2007119404A1 (ja) 2006-03-20 2007-10-25 National Institute For Materials Science Ni基超合金とその製造方法およびタービンブレードまたはタービンベーン部品
US7306682B2 (en) 2003-08-11 2007-12-11 Hitachi, Ltd. Single-crystal Ni-based superalloy with high temperature strength, oxidation resistance and hot corrosion resistance
JP2008063661A (ja) * 2006-09-07 2008-03-21 Alstom Technology Ltd ニッケル基超合金を熱処理する方法
JP2012532250A (ja) * 2009-06-30 2012-12-13 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ ニッケル基超合金組成物及び超合金物品
EP2876176A1 (en) 2013-11-25 2015-05-27 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Ni-based casting superalloy and cast article therefrom
JP2016502594A (ja) * 2012-10-31 2016-01-28 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ ニッケル基超合金および物品

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61284545A (ja) * 1985-06-10 1986-12-15 ユナイテツド・テクノロジ−ズ・コ−ポレイシヨン ニツケル基超合金組成物
JPS62141842A (ja) * 1985-12-16 1987-06-25 Nec Corp 交換装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61284545A (ja) * 1985-06-10 1986-12-15 ユナイテツド・テクノロジ−ズ・コ−ポレイシヨン ニツケル基超合金組成物
JPS62141842A (ja) * 1985-12-16 1987-06-25 Nec Corp 交換装置

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0789087A1 (en) 1996-02-09 1997-08-13 Hitachi, Ltd. High strength Ni-base superalloy for directionally solidified castings
US6051083A (en) * 1996-02-09 2000-04-18 Hitachi, Ltd. High strength Ni-base superalloy for directionally solidified castings
US6159314A (en) * 1998-03-04 2000-12-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Nickel-base single-crystal superalloys, method for manufacturing the same, and gas turbine parts prepared therefrom
JP2001214227A (ja) * 2000-01-28 2001-08-07 General Electric Co <Ge> 最小限の結晶粒欠陥しか呈さないニッケル基超合金
JP2004197216A (ja) * 2002-12-16 2004-07-15 Howmet Research Corp ニッケル基超合金本発明は、ボンドコートおよびボンドコート上の耐熱バリアーコーティングを付着させて耐熱バリアーコーティングの密着性を向上させる下地として有用であるニッケル基超合金に関する。
US7306682B2 (en) 2003-08-11 2007-12-11 Hitachi, Ltd. Single-crystal Ni-based superalloy with high temperature strength, oxidation resistance and hot corrosion resistance
WO2007119404A1 (ja) 2006-03-20 2007-10-25 National Institute For Materials Science Ni基超合金とその製造方法およびタービンブレードまたはタービンベーン部品
US8852500B2 (en) 2006-03-20 2014-10-07 National Institute For Materials Science Ni-base superalloy, method for producing the same, and turbine blade or turbine vane components
JP2008063661A (ja) * 2006-09-07 2008-03-21 Alstom Technology Ltd ニッケル基超合金を熱処理する方法
JP2012532250A (ja) * 2009-06-30 2012-12-13 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ ニッケル基超合金組成物及び超合金物品
JP2016502594A (ja) * 2012-10-31 2016-01-28 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ ニッケル基超合金および物品
EP2876176A1 (en) 2013-11-25 2015-05-27 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Ni-based casting superalloy and cast article therefrom
US10024174B2 (en) 2013-11-25 2018-07-17 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Ni-based casting superalloy and cast article therefrom

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