JPH07150277A - 優れた応力破断強度および結晶粒度制御性を有するニッケル基合金 - Google Patents

優れた応力破断強度および結晶粒度制御性を有するニッケル基合金

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JPH07150277A
JPH07150277A JP6156023A JP15602394A JPH07150277A JP H07150277 A JPH07150277 A JP H07150277A JP 6156023 A JP6156023 A JP 6156023A JP 15602394 A JP15602394 A JP 15602394A JP H07150277 A JPH07150277 A JP H07150277A
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JP
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alloy
grain size
nickel
tantalum
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Pasupathy Ganesan
パスパシィ、ガネサン
Gaylord D Smith
ゲイロード、ダーレル、スミス
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Inco Alloys International Inc
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 応力破断寿命が改良され、結晶粒度の調整に
より疲労強度が優れ、良好な耐腐食性を有するＮｉ系合
金を提供する。 【構成】 炭素０．０４〜０．１５％、鉄０〜８％、ク
ロム１８〜２５％、コバルト１０〜１５％、モリブデン
５〜９％、アルミニウム０．７〜１．５％、タングステ
ン０〜５％、チタン０〜０．５％、タンタル０．７〜
２．５％、マンガン０〜１％、ケイ素０．０５〜０．７
５％、ジルコニウム０．０１〜０．１％、ホウ素０〜
０．０５％、残部がニッケルおよび不可避的不純物から
なる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、優れた応力−破断強度
および結晶粒度制御性、ならびに疲労強度および耐腐食
性を有するニッケル系合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】過酷な条件下、特に高い温度および応力
下で使用できる合金を必要とする工業がある。これには
例えば、ガスタービン部品があてはまるが、この分野で
は現在の規格は、８７１℃／９８ MPa（１６００°Ｆ／
１４．２ ksi）の応力破断条件下で５０時間を超える寿
命を要求している。この様な部品の製造業者が設定する
標準は益々高くなってきており、材料供給者に競争力の
ある価格を維持しながら、より優れた合金を探すように
要求している。この様な合金に対する過酷な必要条件
は、等温酸化および繰返し酸化に対する耐久性、耐加炭
性、中間温度で長時間露出した後の良好な熱安定性、良
好な溶接性、調整された結晶粒度、および優れた応力破
断強度である。
【０００３】この目的に広く使用されている合金の一つ
は、インコネル合金６１７である（インコネルは、イン
コ社グループの商標である）。この合金に関する応力破
断（ＳＲＵ）寿命は、一般的に９２７℃／６２ MPa（１
７００°Ｆ／９ ksi）で約４７時間に限られている。確
かに、ＳＲＵ寿命は、焼鈍温度の増加と共に１００時間
を超えるまで延ばすことができる。しかし、このＳＲＵ
寿命の増加と共に、高い焼鈍温度により結晶粒度が増大
し、繰返し疲労強度が低下する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、応力
破断寿命が改良され、結晶粒度の調整により疲労強度が
優れ、良好な耐腐食性を有するニッケル系合金を提供す
ることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、重量％で表し
て、下記の組成を有することを特徴とするニッケル基合
金である。炭素０．０４〜０．１５％、鉄０〜８％、ク
ロム１８〜２５％、コバルト１０〜１５％、モリブデン
５〜９％、アルミニウム０．７〜１．５％、タングステ
ン１〜５％、チタン０〜０．５％、タンタル０．７〜
２．５％、マンガン０〜１％、ケイ素０．０５〜０．７
５％、ジルコニウム０．０１〜０．１％、ホウ素０〜
０．０５％、残部がニッケルおよび不可避的不純物。
【０００６】タングステンおよびタンタルを調整しなが
ら加えることにより、結晶粒度調整剤の存在下で応力破
断強度が改良されることが分かった。したがって、２２
００°Ｆ（１２０４℃）までの最終焼鈍温度を使用し
て、１６００°Ｆ／１４．２ ksi（８７１℃／９８ MP
a）および１７００°Ｆ／９ ksi（９２７℃／７６ MP
a）で５０時間を超える応力破断寿命を得ることができ
る。一方、結晶粒度はＡＳＴＭ ４〜６．５（８９〜３
８μm ）に維持され、それによって過酷な条件下におけ
る使用に必要な疲労強度が維持される。
【０００７】以下に、本発明を詳細に説明する。本発明
の合金の試料ならびにインコネル合金６１７の比較組成
物に対して数多くの試験を行い、本発明合金の有効性を
立証した。各合金試料の組成を、表１に示す。
【０００８】
【表１】
【０００９】
【表２】
【００１０】
【表３】
【００１１】表２に示す様に、タンタル、タングステン
およびチタンの組成を変えた合金について応力破断試験
を行った。応力破断（ＳＲＵ）試験は、２２００°Ｆ
（１２０４℃）で５分間焼鈍し、続いて水で急冷した厚
さ０．０６２インチ（０．１５cm）の細片を使用して行
った。本明細書に含まれる応力破断試験データはすべて
ＡＳＴＭ Ｅ−１３９により試験して得たものである。
１６００°Ｆ／１４．２ksi（８７１℃／９８ MPa）お
よび１７００°Ｆ／９ ksi（９２７℃／７６ MPa）にお
けるＳＲＵ寿命および伸長を測定した。表２における組
成の値は、比較し易い様に丸めてある。
【００１２】 表２ 1600°F/14.2 Ksi 1700°F/9 Ksi (871℃/98 MPa) (927℃/62 MPa) 合金 Ｔａ Ｗ Ｔｉ Ａｌ SRU 寿命 伸長 SRU 寿命 伸長 （時間） (%) （時間） (%) 2 1.0 - 1.0 1.3 136 25 47 51 4 1.0 - 0.5 1.3 82 42 39 62 9 1.0 3 1.0 1.3 240 15 76 38 15 0.5 3 0.3 1.3 33 70 47 78 16 0.5 5 0.3 1.3 36 73 48 58 19 1.0 3 0.3 1.3 34 78 52 70 20 1.0 5 0.3 1.3 50 58 63 51 21 1.0 3 0.1 0.6 51 78 63 59 22 1.0 5 0.1 0.6 41 97 77 77 27 2.0 3 0.3 1.3 130 20 35 58 28 2.0 5 0.3 1.3 107 71 47 39 29 2.4 3 0.3 1.3 82 39 67 61 30 2.5 5 0.3 1.3 99 34 48 80 31 1.5 - 0.3 1.3 45 62 43 75 32 2.0 - 0.3 1.3 63 37 47 86 33 2.5 - 0.3 1.2 100 48 65 59
【００１３】応力破断試験の結果から、１６００°Ｆ／
１４．２ ksi（８７１℃／９８ MPa）において、ＳＲＵ
寿命は、２％以上のタンタルを含む組成物で著しく改良
され、伸長は＞３０％になることが分かる。タングステ
ンを５％加えることにより、１７００°Ｆ／９ ksi（９
２７℃／６２ MPa）におけるＳＲＵ寿命が改良される。
チタンおよびタングステンの両方を増加することにより
応力破断強度が改良されるが、これは衝撃強度を犠牲に
している様である。
【００１４】表３は、Ｔａ、ＷおよびＴｉの組成を変え
た組成物に関する衝撃強度試験の結果を示す。衝撃強度
試験は、直径０．６２５インチ（０．１５９cm）の棒を
使用して行った。これらの結果は、表３に示す温度で２
４時間露出した後の焼鈍試料に関するものである。ま
た、１４００°Ｆ（７６０℃）で長時間、すなわち１０
０および３００時間保持した焼鈍試料に関するデータも
示す。表３および本明細書の他のすべての衝撃強度デー
タは、ＡＳＴＭ Ｅ−２３にしたがって得たものであ
る。
【００１５】
【表４】
【００１６】上記のデータから、応力破断強度、衝撃強
度およびタンタルの価格が高いことなどの非技術な点も
考慮して、Ｔａ、ＷおよびＴｉの組成間のバランスが必
要である。
【００１７】上記の特性に加えて、望ましい合金は良好
な疲労強度を有する必要がある。この特性は、結晶粒度
の調節により最も直接的に得られる。例えば、ＡＳＴＭ
＃４〜６．５（８９〜３８μm ）の細かい結晶粒度
が、本発明合金に良好な疲労強度を与える。ＡＳＴＭ
＃２（１７８μm ）程度の大きさの結晶粒度は、さらに
改良された応力破断強度を与えるが、疲労強度を幾つか
の用途にしか受け入れられない程度に低下する傾向があ
る。結晶粒度の調整は、少量のジルコニウム、ケイ素、
チタン、窒素および約０．０８％の炭素の様な結晶粒度
調整剤を加えることにより達成することができる。表４
は、特定の合金に対する、焼鈍温度変化の影響を示す。
【００１８】合金試料を表示する温度に５分間保持し、
続いて水で急冷した（比較試料Ｂだけは１０分間焼鈍し
た）。水で急冷することにより、有害な炭化物の沈殿の
形成が防止される。これらの結果から、２２００°Ｆ
（１２０４℃）を超える焼鈍温度は１６００°Ｆ／１
４．２ ksi（８７１℃／９８ MPa）では応力破断強度を
あまり改良しないが、１７００°Ｆ／９ ksi（９２７℃
／６２ MPa）では、ＳＲＵ寿命は一般的に２２００°Ｆ
（１２０４℃）および２２５０°Ｆ（１２３２℃）で増
加し続ける。焼鈍温度が増加するにつれて、結晶粒度が
増加し、同時に疲労強度が低下する。したがって、約２
２００°Ｆ（１２０４℃）の焼鈍温度により、良好な応
力破断寿命および良好な疲労強度の望ましいバランスが
得られる。
【００１９】対照的に、タンタルおよびタングステンを
含まない比較のＢ試料は、焼鈍温度の増加と共に応力破
断寿命の増加を示す。しかし、上記の結晶粒度調整剤、
すなわちケイ素およびジルコニウムが存在しないため
に、粒子の成長が制御されず、疲労強度が不十分にな
る。通常、ケイ素の添加は応力破断寿命に好ましくない
影響を与える。しかし、本発明者は、調整された量のタ
ンタルおよびタングステンを加えることにより、ケイ素
の存在下でも応力破断特性が保存されることを発見し
た。
【００２０】
【表５】
【００２１】窒素および炭素の粒度調整剤としての効
果、およびそれらの応力破断特性に対する影響を確認す
るために、１．５％のタンタルを含み、２種類の炭素量
（０．０４％および０．０８％）および２種類の窒素量
（０および０．０４％）を含む、４種類の組成物を調製
した（また、合金１〜１０および１５〜３３は、約０．
０３〜０．０５％の窒素も含む）。これらの試料を表示
する温度に５分間保持し、続いて水で急冷した。焼鈍温
度は２１００°Ｆ（１１４９℃）、２１５０°Ｆ（１１
７７℃）および２２００°Ｆ（１２０４℃）であった。
１６００°Ｆ／１４．２ ksi（８７１℃／９８ MPa）お
よび１７００°Ｆ／９ ksi（９２７℃／６２ MPa）にお
ける応力破断結果、および様々な焼鈍後のＡＳＴＭ結晶
粒度を、表５に示す。
【００２２】これらの結果は、窒素含有組成物が結晶粒
度が細かいために応力破断寿命が低く、この効果は１６
００°Ｆ／１４．２ ksi（８７１℃／９８ MPa）でより
顕著であることを示している。良好な応力破断特性は、
タンタル含有量１．５％で、少量のジルコニウムおよび
０．０８％炭素の様な、十分な結晶粒度調整剤を含む場
合に得ることができる。ジルコニウムは溶接性に好まし
くない影響を及ぼすので、ジルコニウムは０．１重量％
未満に制限するのが最も有利である。したがって、窒素
は結晶粒度調整剤としては重要ではないと思われる。
【００２３】
【表６】
【００２４】上記の成分に加えて、アルミニウムおよび
チタンの量を変えて高温用途向けの特性を改良すること
もできる。表５は、ＡｌおよびＴｉ濃度のＳＲＵ寿命お
よび伸長に対する影響を示す。一般的に、合金２１およ
び２２（ＡｌおよびＴｉの濃度が低い）はＳＲＵ寿命の
増加を示す。しかし、より重要なのは、表３に示す様
に、それぞれ合金１９および２０と比較した時に、これ
らの合金で衝撃強度が増加していることである。
【００２５】一般的に、高温強度特性に関して、応力破
断結果は、良好な応力破断寿命（＞５０時間）が約１〜
１．５％タンタル、３〜５％タングステンおよび７〜１
０％モリブデンで得られることを示している。しかし、
タングステンを３％から５％に増加すると、１４００°
Ｆ（７６０℃）で長時間露出した後の衝撃強度が低下す
る（合金２１および２２、および合金４０および４４を
比較）。また、タンタルを１％から１．５％に増加する
と、１．３％Ａｌにおける衝撃強度が低下する様であ
る。合金３６および４０を比較することにより、使用す
るアルミニウムの量が低ければ、タンタル含有量が高い
程、良好な衝撃強度が得られる。タンタル量が２％を超
えると、合金３３（２．４％Ｔａ）の様に、１６００°
Ｆ／１４．２ ksi（８７１℃／９８ MPa）で１００時間
に近い応力破断寿命が得られる。しかし、ミュー相の形
成により、中間温度に露出した後、衝撃強度が低下す
る。また、タンタルの価格が高いために、合金の原価も
増加するであろう。
【００２６】さらに、過剰のモリブデン（少なくとも１
０％Ｍｏ）は、高温に長時間さらした後の衝撃強度に悪
影響を及ぼすことが分かった。例えば、表６は１６００
°Ｆ（８７１℃）に長時間露出した後の衝撃強度を示
す。
【００２７】 表６ 1600°Ｆ(871℃）に 衝撃強度 衝撃強度 おける露出時間 合金４６ 合金４７ （時間） (ft lbs) (Joules) (ft lbs) (Joules) １００ １９ ２６ ３４ ４６ ３００ ８ １１ ４０ ５４ １０００ ４ ５ ４０ ５４
【００２８】表６の結果は、約１０％のモリブデンを含
む合金は、衝撃強度が時間と共に減少することを示して
いる。したがって、合金の成分としてモリブデンの量
は、５〜９％に制限することを推奨する。より好ましく
は、モリブデンは８．５％に制限する。８７１℃におけ
る衝撃特性の低下を防止するには、モリブデンの量を８
％に制限するのが最も有利である。
【００２９】図１は、耐時効性(age resistant) 合金４
７のＳＲＵを市販の合金６１７と比較している。合金４
７の試料を２１５０°Ｆ（１１７７℃）で１．５時間＋
（１時間／インチ板厚）焼鈍し、水で急冷した。現在、
２１５０°Ｆ（１１７７℃）で熱処理し、続いて水で急
冷することにより、９％以下のモリブデンを有する合金
に最適の特性が得られると考えられる。本発明の合金
は、熱処理の後にミュー相を含まないのが最も有利であ
る。１６００°Ｆ（８７１℃）以上の温度で、本発明の
合金は破断までのサイクルが少なくとも２桁のオーダー
で増加している。
【００３０】各種のガスタービン部品の接続に使用され
ている市販のブレーズサイクルを模擬するために、下記
の実験を行った。選択した試料を２１７５°Ｆ（１１９
１℃）に加熱し、その温度に２０分間保持し、次いで４
０°Ｆ／分（２２．２℃／分）の速度で１７００°Ｆ
（９２７℃）に冷却し、次いで空気冷却した。場合によ
り、このサイクルを３回繰返した。次いで、これらの試
料に１７００°Ｆ／９ ksi（９２７℃／６２ MPa）で応
力破断試験を行った。その結果を、表７に示す。これら
の結果は、合金２１および２２の試料が、ブレーズサイ
クルの後にもそれらの応力破断強度を維持していること
を示している。
【００３１】 表７ １サイクル ３サイクル SRU 寿命 伸長 SRU 寿命 伸長合金 Ｔａ Ｗ Ｔｉ Ａｌ （時間） (%) （時間） (%) 21 1.0 3.0 0.1 0.6 47 66 50 57 22 1.0 5.0 0.1 0.6 - - 37 48 36 1.5 3.0 0.3 0.3 29 82 45 25 39 1.5 3.0 0.3 1.3 17 34 23 3540 1.5 5.0 0.3 1.3 14 91 12 39
【００３２】腐食特性も重要である。試料の腐食性能
は、表８に、断面の単位面積あたりの質量変化の形態で
示す。データは、１１００℃における等温酸化（ＯＸ
２）、１０９３℃における繰返し酸化（Cyc.ＯＸ）、１
０００℃における、Ｈ2 −１％ＣＨ4 中における加炭試
験（Ｃ１）およびＨ2 −５．５％ＣＨ4 −４．５％ＣＯ
2中における加炭試験（Ｃ２）に関して示す。繰返し酸
化では、試料をその温度に１５分間加熱し、空気中で５
分間冷却する。記載した繰返し酸化データは約１５００
サイクルに対する値で、酸化および加炭試験に対する露
出時間は約１０００時間であった。データは、合金に特
定の環境に対する耐性を与える上での個々の元素、アル
ミニウム、チタン、ケイ素、タンタル、モリブデンおよ
びタングステンの効果に関して表示する。露出時間は約
１０００時間であるが、繰返し酸化は約１５００サイク
ルまで行った。
【００３３】
【表７】
【００３４】表８のデータは、低アルミニウム含有量は
高温酸化に対して有害ではないが、繰返し酸化耐性はア
ルミニウム含有量の低い組成物において著しく低下する
（合金２１および２２を合金４０と、およびこれら３種
類の合金を、約１．２〜１．３％Ａｌを含む残りの組成
物と比較）ことを示している。高アルミニウム含有量
も、Ｈ2 −１％ＣＨ4 （Ｃ１）の加炭環境に対する耐性
を増加させる（合金１９および２１を比較）。少量のジ
ルコニウムは、繰返し酸化耐性を合金６１７に対して改
良すると思われる（合金３４対比較合金Ａ）。
【００３５】より高いチタン含有量（０．５％対０．３
％）は高温酸化耐性および耐Ｈ2 −１％ＣＨ4 性を下げ
る様であるが、酸化性加炭耐性を損なわない（合金４３
対合金４２）。より高いケイ素含有量は酸化性加炭耐性
を改良する（合金４４対合金４５）。また、酸化性加炭
環境（Ｈ2 −５．５％ＣＨ4 −４．５％ＣＯ2 ）におい
て、ケイ素を意図的に加えなかった幾つかの合金は１０
〜２０ mg/cm2 の質量増加を示すが、ケイ素を含む組成
物は質量増加が１０ mg/cm2 未満である。
【００３６】タンタルを１．５％から２．５％に増加し
ても、高温酸化耐性を損なわないと思われる（合金３８
対合金３６）。モリブデンを７％未満に下げると、高温
酸化耐性が低下する（合金３３対合金４０）。しかし、
タングステンを３％（合金３６対合金３８）から増加し
ても別の場合では高温酸化耐性は低下しなかった。タン
グステン含有量がより高い場合は、上記のどちらの場合
も、還元性加炭環境（Ｈ2 −１％ＣＨ4 ）に対する耐性
が低下した。
【００３７】図２および図３は、合金６１７と比較し
て、合金４７は耐腐食性が同等またはやや改良されてい
ることを示している。しかし、本発明の合金は、水素／
５．５％メタン／４．５％二酸化炭素雰囲気および空気
／５％Ｈ2 Ｏ蒸気雰囲気中での耐腐食性が、合金Ｘ、１
８８および２３０と比較して著しく改良されている。
【００３８】腐食結果をまとめると、良好な繰返し酸化
および加炭耐性を与えるには、０．８％アルミニウムが
必要である。酸化性加炭環境に対する耐性を与えるに
は、一定量のケイ素が必要である。チタンは、酸化性加
炭環境に対する耐性を付与するが、高温酸化耐性を損な
う。繰返し酸化耐性を与えるには少量のジルコニウムを
加え、衝撃強度の改良に必要なアルミニウムの低下を補
償することができる。機械的特性および腐食性の研究か
ら、下記の組成物が望ましい特性を有する合金を与える
であろう。
【００３９】 表９ 元素 広い 中間 狭い 公称 炭素 0.04〜0.15 0.04〜0.15 0.04〜0.15 0.085 鉄 0〜8 0〜6 0〜4 1.0 クロム 18〜25 19〜24 20〜23 21.8 コバルト 10〜15 10〜15 10〜15 12.5 モリブデン 5〜9 5〜8.5 5〜8 7.0 アルミニウム 0.7〜1.5 0.7〜1.5 0.7〜1.5 1.0 タングステン 0〜5 1〜5 2〜5 3.0 チタン 0〜0.5 0〜0.5 0.02〜0.5 0.1 タンタル 0.7〜2.5 0.7〜2.2 0.7〜2.0 1.3 マンガン 0〜1.0 0〜1 0〜1 - ケイ素 0.05〜0.75 0.05〜0.6 0.05〜0.5 0.2 ジルコニウム 0.01〜0.1 0.01〜0.1 0.01〜0.1 0.06 ホウ素 0〜0.05 0〜0.02 0.0001〜0.01 0.003 ニッケル＋ 残り 残り 残り 残り 不純物
【００４０】他の残留元素としては、約０．０５％まで
のＭｇおよび１％以下のＣｕが存在できる。上記の組成
により、良好な応力破断強度と優れた結晶粒度調整が期
待される。これらの合金の酸化および加炭に耐する耐性
は、合金６１７と同等である。再熱焼鈍は２１５０°Ｆ
（１１７７℃）で行えるが、良好な応力破断特性を得る
ためには、最終焼鈍を２２００°Ｆ（１２０４℃）また
は２１５０°Ｆ（１１７７℃）で行うべきである。
【００４１】追加の引張試験結果から、９％以下のモリ
ブデンを含む合金で、降伏および引張特性が改良される
ことが分かった。さらに、初期クリープデータは、合金
６１７よりも改良されていることを示している。大規模
インゴットは、エレクトロスラグ リメルティング（Ｅ
ＳＲ）により処理することができる。ＥＳＲを使用する
場合、融解速度は、縞状微小構造を形成しない速度に調
節すべきである。縞状微小構造は衝撃強度をさらに低下
させることがある。加工性を改良するために、所望によ
り上記の合金にホウ素を加えることができる。
【００４２】法律の規定により本発明の特定の実施態様
を説明した。当業者には、請求項に記載する本発明の形
態で変形を行うことができ、本発明のある種の特徴を、
他の特徴を対応して使用することなく、有利に使用でき
ることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明合金と合金６１７との、様々な高温にお
ける、張力／張力高サイクル疲労破断を比較した図であ
る。
【図２】水素／５．５％メタン／４．５％二酸化炭素雰
囲気中、１０００℃における、本発明合金の質量変化を
市販合金Ｘ、１８８、２３０および６１７の質量変化と
比較した図である。
【図３】空気／５％Ｈ2 Ｏ蒸気雰囲気中の、本発明合金
の質量変化を市販合金Ｘ、１８８、２３０および６１７
の質量変化と比較した図である。
【手続補正書】
【提出日】平成６年８月１５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３６】タンタルを１．５％から２．５％に増加し
ても、高温酸化耐性を損なわないと思われる（合金３８
対合金３６）。モリブデンを７％未満に下げると、高温
酸化耐性が低下する（合金３５対合金４０）。しかし、
タングステンを３％（合金３６対合金３８）から増加し
ても別の場合では高温酸化耐性は低下しなかった。タン
グステン含有量がより高い場合は、上記のどちらの場合
も、還元性加炭環境（Ｈ２−１％ＣＨ４）に対する耐性
が低下した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゲイロード、ダーレル、スミス アメリカ合衆国ウェストバージニア州、ハ ンチントン、スタムフォード、パーク、ド ライブ、120

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】重量％で、炭素０．０４〜０．１５％、鉄
    ０〜８％、クロム１８〜２５％、コバルト１０〜１５
    ％、モリブデン５〜９％、アルミニウム０．７〜１．５
    ％、タングステン１〜５％、チタン０〜０．５％、タン
    タル０．７〜２．５％、マンガン０〜１％、ケイ素０．
    ０５〜０．７５％、ジルコニウム０．０１〜０．１％、
    ホウ素０〜０．０５％、残部がニッケルおよび不可避的
    不純物からなることを特徴とする、高温強度特性、結晶
    粒度制御性および耐腐食性に優れたニッケル基合金。
  2. 【請求項２】前記合金が、鉄０〜６重量％、クロム１９
    〜２４重量％、およびモリブデン５〜８．５重量％を含
    むことを特徴とする、請求項１に記載の合金。
  3. 【請求項３】前記合金が、タングステン１〜５重量％を
    含むことを特徴とする、請求項１に記載の合金。
  4. 【請求項４】前記合金が、タンタル０．７〜２．２重量
    ％を含むことを特徴とする、請求項１に記載の合金。
  5. 【請求項５】前記合金が、８７１℃／９８ MPaおよび９
    ２７℃／６２ MPaで５０時間を超える応力破断寿命を有
    し、結晶粒度が３８〜８９μm であることを特徴とす
    る、請求項１に記載の合金。
  6. 【請求項６】重量％で、炭素０．０４〜０．１５％、鉄
    ０〜６％、クロム１９〜２４％、コバルト１０〜１５
    ％、モリブデン５〜８．５％、アルミニウム０．７〜
    １．５％、タングステン０〜５％、チタン０〜０．５
    ％、タンタル０．７〜２．２％、マンガン０〜１％、ケ
    イ素０．０５〜０．６％、ジルコニウム０．０１〜０．
    １％、ホウ素０〜０．０２％、残部がニッケルおよび不
    可避的不純物からなることを特徴とする、高温強度特
    性、結晶粒度制御性および耐腐食性に優れたニッケル基
    合金。
  7. 【請求項７】前記合金が、鉄０〜４重量％、クロム２０
    〜２３重量％、およびモリブデン５〜８重量％を含むこ
    とを特徴とする、請求項６に記載の合金。
  8. 【請求項８】前記合金が、タングステン２〜５重量％を
    含むことを特徴とする、請求項６に記載の合金。
  9. 【請求項９】前記合金が、タンタル０．７〜２．０重量
    ％を含むことを特徴とする、請求項６に記載の合金。
  10. 【請求項１０】前記合金が、８７１℃／９８ MPaおよび
    ９２７℃／６２ MPaで５０時間を超える応力破断寿命を
    有し、結晶粒度が３８〜８９μm であることを特徴とす
    る、請求項６に記載の合金。
  11. 【請求項１１】重量％で、炭素０．０４〜０．１５％、
    鉄０〜４％、クロム２０〜２３％、コバルト１０〜１５
    ％、モリブデン５〜８％、アルミニウム０．７〜１．５
    ％、タングステン２〜５％、チタン０．０５〜０．５
    ％、タンタル０．７〜２．０％、マンガン０〜１％、ケ
    イ素０．０５〜０．５％、ジルコニウム０．０１〜０．
    １％、ホウ素０．０００１〜０．０１％、残部がニッケ
    ルおよび不可避的不純物からなることを特徴とする、高
    温強度特性、結晶粒度制御性および耐腐食性に優れたニ
    ッケル基合金。
  12. 【請求項１２】前記合金が、８７１℃／９８ MPaおよび
    ９２７℃／６２ MPaで５０時間を超える応力破断寿命を
    有し、結晶粒度が３８〜８９μm であることを特徴とす
    る、請求項１１に記載の合金。
  13. 【請求項１３】炭素０．０４〜０．１５重量％、鉄０〜
    ４重量％、クロム２０〜２３重量％、コバルト１０〜１
    ５重量％、モリブデン５〜８重量％、アルミニウム０．
    ７〜１．５重量％、タングステン２〜５重量％、チタン
    ０．０５〜０．５重量％、タンタル０．７〜２．０重量
    ％、マンガン０〜１重量％、ケイ素０．０５〜０．５重
    量％、ジルコニウム０．０１〜０．０５重量％、ホウ素
    ０．０００１〜０．０１重量％および残りがニッケルと
    不可避的不純物からなることを特徴とする、請求項１１
    に記載の合金。
  14. 【請求項１４】炭素０．０８５重量％、鉄１．０重量
    ％、クロム２１．８重量％、アルミニウム１．０重量
    ％、ケイ素０．２重量％、チタン０．１重量％、コバル
    ト１２．５重量％、モリブデン７．０重量％、タンタル
    １．３重量％、ジルコニウム０．０６重量％、ホウ素
    ０．００３重量％、タングステン３重量％、および残り
    が本質的にニッケルからなる公称組成を有することを特
    徴とする、請求項１１に記載の合金。
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