JPH1121645A - Ni-base superalloy having heat resistance, production of ni-base superalloy having heat resistance, and ni-base superalloy parts having heat resistance - Google Patents

Ni-base superalloy having heat resistance, production of ni-base superalloy having heat resistance, and ni-base superalloy parts having heat resistance

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JPH1121645A
JPH1121645A JP17470297A JP17470297A JPH1121645A JP H1121645 A JPH1121645 A JP H1121645A JP 17470297 A JP17470297 A JP 17470297A JP 17470297 A JP17470297 A JP 17470297A JP H1121645 A JPH1121645 A JP H1121645A
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JP
Japan
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resistant superalloy
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base heat
heat
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JP17470297A
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Inventor
Hiroki Yamamoto
浩喜 山本
Kiyoshi Imai
潔 今井
Hiroaki Yoshioka
洋明 吉岡
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a directionally solidified Ni-base superalloy having high temp. strength comparable with that of the conventional first-generation Ni-base single crystal alloy and also having excellent corrosion resistance and oxidation resistance in high temp. combustion gas, production of the Ni-base superalloy, and parts made of the Ni-base superalloy. SOLUTION: This Ni-base superalloy having heat resistance can be produced by applying unidirectional solidification process to an Ni-base superalloy material which has a composition consisting of, by weight, 8-14% Cr, 7-12% Co, 5-8% Al, 1-4% Ti, 3-8% W, 3-8% Ta, 0.5-2% Mo, 0.5-2.5% Nb, 1.5-3% Ir, 0.05-0.2% C, 0.01-0.03% B, 0.02-0.05% Zr, and the balance Ni with inevitable impurities and satisfying 6%<=Al+Ti, 2<=Al/Ti, and W+Ta+Mo<=14%.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高温で長期間使用
される部品、特に工業用ガスタービンにおいて優れた高
温耐食性を有し、かつ高温強度にも優れた一方向凝固N
i基耐熱超合金、およびそのNi基耐熱超合金の製造方
法、ならびにNi基耐熱超合金部品に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a directionally solidified N which has excellent high-temperature corrosion resistance and high-temperature strength in components used for a long time at high temperatures, especially in industrial gas turbines.
The present invention relates to an i-base heat-resistant superalloy, a method for producing the Ni-base heat-resistant superalloy, and a Ni-base heat-resistant superalloy part.

【0002】[0002]

【従来の技術】ガスタービンエンジンの高出力、高効率
化にともなう燃焼温度の上昇に対し、もっとも厳しい使
用環境に曝されるタービンブレードは、多結晶の普通鋳
造合金から、応力負荷方向に結晶粒界をもたない一方向
凝固合金に、さらに結晶粒界を全くもたない単結晶合金
へと変遷を遂げてきた。
2. Description of the Related Art Turbine blades, which are exposed to the most severe operating environment in response to an increase in combustion temperature accompanying a high output and high efficiency of a gas turbine engine, are made of a polycrystalline ordinary cast alloy by using crystal grains in a stress loading direction. A transition has been made to unidirectionally solidified alloys without boundaries and single crystal alloys without any grain boundaries.

【0003】実際、航空機用エンジンのタービンブレー
ドとして、Ni基一方向凝固合金が適用され、主に、R
ene80H、PWA1422、CM247LC等が用
いられている。
[0003] In fact, a Ni-based directionally solidified alloy is applied as a turbine blade of an aircraft engine.
ene80H, PWA1422, CM247LC and the like are used.

【0004】航空機用、例えばジェットエンジンなどの
タービンブレードは、高速で回転するために遠心力を受
け易く、タービンブレードの長手方向に交わるような結
晶粒界にクラックが発生しやすい。つまり、棒状のもの
が引っ張られることにより、引っ張る方向に垂直方向で
ある結晶粒界の表面層部分からクラックが発生し易い。
そこで、このようなクラックに対処するために、タービ
ンブレードの長手方向に垂直である結晶粒界自体を無く
すという方法が開発された。この方法が一方向凝固であ
る。一方向凝固は、Ni基耐熱合金などの合金を溶融状
態から凝固させるときに、合金材料の下の端から冷却し
て、その冷やされた端から上へ向かって結晶を一方向に
成長させる方法である。前記方法をタービンブレードの
ような複雑な曲面を持つ機械部品に適用し、タービンブ
レードの長手方向に結晶を成長させることにより、クリ
ープ破断強度等に優れたタービンブレードを得ることが
可能である。
[0004] Turbine blades for aircraft, such as jet engines, rotate at high speed and are susceptible to centrifugal force, and cracks are likely to occur at crystal grain boundaries that cross the longitudinal direction of the turbine blades. That is, when the rod-shaped object is pulled, cracks are easily generated from the surface layer portion of the crystal grain boundary which is perpendicular to the direction in which the rod is pulled.
Therefore, in order to cope with such cracks, a method has been developed in which a crystal grain boundary itself perpendicular to the longitudinal direction of the turbine blade is eliminated. This method is unidirectional solidification. Unidirectional solidification is a method in which when an alloy such as a Ni-base heat-resistant alloy is solidified from a molten state, cooling is performed from a lower end of the alloy material and a crystal is grown unidirectionally from the cooled end. It is. By applying the above method to a machine component having a complicated curved surface such as a turbine blade and growing crystals in the longitudinal direction of the turbine blade, it is possible to obtain a turbine blade having excellent creep rupture strength and the like.

【0005】ところが、一方向凝固により得られたター
ビンブレードは数本の結晶が縦に長く延びているという
構造を有し、それぞれの結晶の境界が完全に真直ぐでは
なく、ややジグザグになったり斜めになってしまってい
る。そのため、前記タービンブレードは、特に高温での
強度を得ることができない。
However, the turbine blade obtained by unidirectional solidification has a structure in which several crystals are elongated vertically, and the boundaries between the crystals are not completely straight but slightly zigzag or oblique. It has become. Therefore, the turbine blade cannot obtain strength particularly at a high temperature.

【0006】高温強度に関してのみ考慮すれば、Ni基
一方向凝固合金は従来の製造方法によるNi基普通鋳造
合金よりも優れているが、Ni基一方向凝固合金よりも
さらにNi基単結晶合金の方が優れていることが知られ
ている。しかしながら、Ni基単結晶合金は歩留まりが
悪く、現時点でNi基一方向凝固合金の約3倍のコスト
を要するため市場性において難点を有する。
Considering only the high-temperature strength, the Ni-based unidirectional solidified alloy is superior to the Ni-based ordinary cast alloy according to the conventional manufacturing method, but is more effective than the Ni-based unidirectionally solidified alloy. Is known to be better. However, the yield of the Ni-based single crystal alloy is poor, and at present, the cost is about three times that of the Ni-based unidirectionally solidified alloy.

【0007】近年においては、工業用ガスタービンの高
効率化、高温化に伴い、工業用ガスタービンにおいても
従来の普通鋳造合金から一方向凝固合金へと交換されて
きている。しかし、急速に発展を続けているガスタービ
ンの高温化、高効率化、および高出力化の要求を満足す
る高温強度を得ることは困難になりつつある。この点を
解決するために、希土類元素であるReを3%程度添加
した第2世代と呼ばれるNi基一方向凝固合金(例え
ば、Rene142,PWA1426,CM186L
C)が開発されている。前記第2世代Ni基一方向凝固
合金は、第1世代Ni基単結晶合金(例えば、Rene
N4、PWA1480、CMSX−2)に匹敵する高温
強度を有する。しかしながら、高価なReの添加により
材料費の上昇や、鋳造性低下による製造費の増加が大き
な欠点となっている。
[0007] In recent years, with the increase in efficiency and temperature of industrial gas turbines, conventional gas cast alloys have also been replaced with unidirectional solidified alloys in industrial gas turbines. However, it is becoming difficult to obtain high-temperature strength that satisfies the demands for high temperature, high efficiency, and high output of a rapidly developing gas turbine. In order to solve this problem, a Ni-based directionally solidified alloy called second generation (for example, Rene 142, PWA 1426, CM 186L) to which about 3% of Re, which is a rare earth element, is added.
C) has been developed. The second-generation Ni-based directionally solidified alloy is a first-generation Ni-based single crystal alloy (for example, Rene).
It has a high temperature strength comparable to N4, PWA1480, CMSX-2). However, there are major drawbacks, such as an increase in material cost due to the addition of expensive Re and an increase in manufacturing cost due to a decrease in castability.

【0008】さらに、工業用ガスタービンは航空機用に
比べて、重油系の不純物の多い燃料を使うため、それだ
け腐食環境が厳しい。また、連続運転期間が格段に長
く、点検の間隔が非常に長いために、コーティングが剥
離した場合の腐食進行速度が特に重要となる。従って、
工業用ガスタービンにおいては、高温の燃焼ガス中の耐
高温腐食性および耐酸化性について、従来のNi基一方
向凝固合金よりも高特性とする必要がある。
Furthermore, industrial gas turbines use fuels containing heavy oil-based impurities more than aircraft gas turbines, so that the corrosive environment is severer. In addition, the continuous operation period is extremely long, and the interval between inspections is very long. Therefore, the rate of progress of corrosion when the coating is peeled is particularly important. Therefore,
In an industrial gas turbine, high-temperature corrosion resistance and oxidation resistance in a high-temperature combustion gas must be higher than that of a conventional Ni-based directionally solidified alloy.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たNi基一方向凝固合金は高温強度に優れているもの
の、近年急速に発展を続けているガスタービンの高温
化、高効率化、高出力化の要求に対し、これまでのもの
では十分に満足できる高温強度を有するNi基一方向凝
固合金を得ることは困難であった。また、高温の燃焼ガ
ス中において、高耐食性及び耐酸化性を満足させるNi
基一方向凝固合金は未だ得られていない。
However, although the above-mentioned Ni-based directionally solidified alloy has excellent high-temperature strength, it has been required to increase the temperature, efficiency and output of a gas turbine which has been rapidly developing in recent years. In response to the demands, it has been difficult to obtain a Ni-based directionally solidified alloy having a sufficiently satisfactory high-temperature strength with conventional ones. In addition, in high-temperature combustion gas, Ni that satisfies high corrosion resistance and oxidation resistance
A base directionally solidified alloy has not yet been obtained.

【0010】本発明は、このような課題に対処するため
になされたものであり、従来のNi基一方向凝固合金の
化学組成を適切に調整し、また新たな合金元素の添加に
より、既存の第1世代Ni基単結晶合金に匹敵する高温
強度、従来よりも優れた耐食性及び耐酸化性を有する一
方向凝固Ni基耐熱超合金を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made to address such a problem, and appropriately adjusts the chemical composition of a conventional Ni-based directionally solidified alloy and adds an existing alloy by adding a new alloy element. It is an object of the present invention to provide a unidirectionally solidified Ni-based heat-resistant superalloy having high-temperature strength comparable to that of the first-generation Ni-based single crystal alloy, and excellent corrosion resistance and oxidation resistance as compared with conventional ones.

【0011】そして、前記Ni基耐熱超合金を製造する
際に、熱処理条件及び冷却速度などの諸条件を各種設定
することにより、優れた高温特性を得ることが可能なN
i基耐熱超合金の製造方法を提供することを目的とす
る。
In the production of the Ni-base heat-resistant superalloy, by setting various conditions such as heat treatment conditions and cooling rates, it is possible to obtain excellent high-temperature characteristics.
An object of the present invention is to provide a method for producing an i-base heat-resistant superalloy.

【0012】また、前記のようにして得られたNi基耐
熱超合金を工業用ガスタービン等に適用することによ
り、高温の燃焼ガス中においても優れた耐食性、耐酸化
性を有するNi基耐熱超合金部品を提供することを目的
とする。
Further, by applying the Ni-base heat-resistant superalloy obtained as described above to an industrial gas turbine or the like, a Ni-base heat-resistant superalloy having excellent corrosion resistance and oxidation resistance even in a high-temperature combustion gas. The purpose is to provide alloy parts.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、優れた高
温強度、耐高温腐食性及び耐高温酸化性を有する一方向
凝固Ni基耐熱超合金、およびその製造方法、ならびに
その部品を開発すべく研究を行った結果、本発明に至っ
たものである。
Means for Solving the Problems The present inventors have developed a unidirectionally solidified Ni-based heat-resistant superalloy having excellent high-temperature strength, high-temperature corrosion resistance and high-temperature oxidation resistance, a method for producing the same, and parts thereof. As a result of conducting research for the purpose, the present invention has been achieved.

【0014】請求項1記載のNi基耐熱超合金は、重量
%で、Cr:8〜14%、Co:7〜12%、Al:5
〜8%、Ti:1〜4%、W:3〜8%、Ta:3〜8
%、Mo:0.5〜2%、Nb:0.5〜2.5%、I
r:1.5〜3%、C:0.05〜0.2%、B:0.
01〜0.03%、Zr:0.02〜0.05%を含
み、残部がNiおよび不可避的不純物からなり、かつ6
%≦Al+Ti、2≦Al/Ti、W+Ta+Mo≦1
4%であることを特徴とする。
The Ni-base heat-resistant superalloy according to claim 1 is, by weight%, 8 to 14% of Cr, 7 to 12% of Co, and 5 of Al.
-8%, Ti: 1-4%, W: 3-8%, Ta: 3-8
%, Mo: 0.5 to 2%, Nb: 0.5 to 2.5%, I
r: 1.5-3%, C: 0.05-0.2%, B: 0.
0.01 to 0.03%, Zr: 0.02 to 0.05%, the balance consisting of Ni and unavoidable impurities, and 6%
% ≦ Al + Ti, 2 ≦ Al / Ti, W + Ta + Mo ≦ 1
4%.

【0015】本発明において、上記のように成分を限定
した理由について説明する。
In the present invention, the reasons for limiting the components as described above will be described.

【0016】Cr(クロム)には、耐高温腐食性を向上
させる作用があり、また耐酸化性にも寄与する。Crの
含有量を8〜14%と規定した理由は、8%未満におい
ては所望の高温耐食性を確保できず、含有量が14%を
越えると、析出強化相であるγ′相(Ni(ニッケル)
とAl(アルミニウム)の金属間化合物NiAl)の
析出が抑制されるようになるばかりでなく、TCP相
(σ相)と呼ばれる望ましくない脆化相が生成し、高温
強度が低下してしまうためである。
Cr (chromium) has an effect of improving high-temperature corrosion resistance and also contributes to oxidation resistance. The reason for defining the Cr content to be 8 to 14% is that if the content is less than 8%, the desired high-temperature corrosion resistance cannot be secured, and if the content exceeds 14%, the γ 'phase (Ni (nickel )
Not only the precipitation of the intermetallic compound Ni 3 Al) and Al (aluminum), but also an undesirable embrittlement phase called a TCP phase (σ phase) is generated, and the high-temperature strength is reduced. That's why.

【0017】Co(コバルト)は、γ′相(NiとAl
の金属間化合物NiAl)の固溶温度を低下させて溶
体化処理を容易にするほか、γ相を固溶強化する作用が
あるために、耐高温耐食性を向上させる効果を有する元
素である。Coの含有量を7〜12%と規定した理由
は、7%未満においては所望の効果を得られず、含有量
が12%を越えると、析出強化相であるγ′相の析出が
抑制されるようになるばかりでなく、高温強度が低下し
てしまうためである。
Co (cobalt) has a γ 'phase (Ni and Al
Is an element that has the effect of lowering the solid solution temperature of the intermetallic compound Ni 3 Al) to facilitate the solution treatment, and also has the effect of improving the high-temperature corrosion resistance due to the action of solid solution strengthening of the γ phase. . The reason for defining the Co content to be 7 to 12% is that if the content is less than 7%, the desired effect cannot be obtained, and if the content exceeds 12%, the precipitation of the γ 'phase as a precipitation strengthening phase is suppressed. This is because not only does this result, but also the high-temperature strength decreases.

【0018】Al(アルミニウム)はγ′相を生成する
主要合金元素であり、また表面にAl酸化物を形成する
ことによって耐酸化性にも寄与している。Alの含有量
を5〜8%と規定した理由は、含有量が5%未満である
と、良好なクリープ破断強度を得るのに十分な体積率の
γ′相が生成できず、さらに耐酸化性も低下してしま
い、含有量が8%を越えると、溶体化処理が困難にな
り、未固溶γ′量が増加してクリープ破断強度が低下し
てしまうためである。
Al (aluminum) is a main alloying element for generating a γ 'phase, and also contributes to oxidation resistance by forming an Al oxide on the surface. The reason that the content of Al is specified as 5 to 8% is that if the content is less than 5%, a γ 'phase with a sufficient volume fraction to obtain good creep rupture strength cannot be generated, and If the content exceeds 8%, the solution treatment becomes difficult, the amount of undissolved γ 'increases, and the creep rupture strength decreases.

【0019】Ti(チタン)はγ′相中のAlを代替す
ることができ、得られる相はNi(Al,Ti)とな
り、γ′相の固溶強化に役立つ。さらに後述するように
Irと金属間化合物を形成し高温強度に寄与し、また、
耐高温腐食性に優れるCr酸化物の生成を促進する元素
である。Tiの含有量を1〜4%と規定した理由は、含
有量が1%未満であると、良好なクリープ破断強度を得
るのに十分な体積率のγ′相が生成できない。また、含
有量が4%を越える場合には、Tiは共晶γ′相を作り
易く、かつ超合金の融点を下げるために溶体化処理温度
を十分高くすることができない。そのため、共晶γ′相
を完全に固溶することが困難になり、クリープ破断強度
を低下させてしまうためである。さらに、耐酸化性に対
しても有害である。
Ti (titanium) can substitute for Al in the γ 'phase, and the resulting phase is Ni 3 (Al, Ti), which helps solid solution strengthening of the γ' phase. Further, as described later, an intermetallic compound is formed with Ir to contribute to high-temperature strength,
It is an element that promotes the generation of Cr oxide having excellent high-temperature corrosion resistance. The reason that the content of Ti is defined as 1 to 4% is that if the content is less than 1%, a γ 'phase having a sufficient volume fraction to obtain good creep rupture strength cannot be formed. If the content exceeds 4%, Ti tends to form a eutectic γ 'phase, and the solution treatment temperature cannot be sufficiently increased to lower the melting point of the superalloy. Therefore, it is difficult to completely dissolve the eutectic γ 'phase in a solid solution, and the creep rupture strength is reduced. Furthermore, it is harmful to oxidation resistance.

【0020】以上から明らかなように、γ′相を生成、
強化するためには、AlとTiの2つの合金元素をとも
に添加することが重要である。
As is clear from the above, a γ 'phase is formed,
For strengthening, it is important to add two alloy elements, Al and Ti, together.

【0021】そして本発明において、AlとTiの2つ
の合金元素の添加総量を6%≦Al+Tiとしたが、こ
のように規定した理由は6%未満の添加総量において
は、十分な体積率のγ′相が生成できずにクリープ破断
強度が低下してしまうためである。ところが、AlとT
iの添加総量が6%≦Al+Tiの範囲であっても、T
i含有量が過度になると、高温強度や耐酸化性が低下し
てしまうという問題を有する。そこで、Alがγ′相生
成の主合金元素となるように、Al/Ti比を2≦Al
/Tiと規定することにより、高温強度や耐酸化性の低
下を生じない範囲で、γ′相の生成量及び固溶強化を最
大とすることが可能である。
In the present invention, the total amount of addition of the two alloy elements, Al and Ti, is set to 6% ≦ Al + Ti. The reason for this definition is that when the total amount of addition is less than 6%, a sufficient volume ratio of γ The reason is that the creep rupture strength is lowered without forming the 'phase. However, Al and T
Even if the total amount of i added is in the range of 6% ≦ Al + Ti, T
When the i content is excessive, there is a problem that high-temperature strength and oxidation resistance are reduced. Therefore, the Al / Ti ratio is set to 2 ≦ Al so that Al is the main alloying element for generating the γ ′ phase.
By defining / Ti, it is possible to maximize the generation amount of the γ 'phase and the solid solution strengthening within a range that does not cause a decrease in high-temperature strength or oxidation resistance.

【0022】Nb(ニオブ)はAl、Tiと同様にγ′
相を形成する元素であり、γ′相を固溶強化する元素で
ある。さらに、NbはAlと金属間化合物NbAlを
生成する。NbAlは2000℃以上の融点を有して
おり、NbAl相が析出することより優れた高温強度
を得ることができる。Nbの含有量を0.5〜2%と規
定した理由は、含有量が0.5%未満であると、γ′相
とNbAlとを十分な量生成することができず、含有
量が2.5%を越えてしまうと、耐酸化性が著しく低下
してしまうためである。
Nb (niobium) is γ 'like Al and Ti.
It is an element that forms a phase, and is an element that solid-solution strengthens the γ 'phase. Further, Nb forms an intermetallic compound Nb 3 Al with Al. Nb 3 Al has a melting point of 2,000 ° C. or higher, so that it is possible to obtain superior high-temperature strength due to precipitation of the Nb 3 Al phase. The reason that the content of Nb is defined as 0.5 to 2% is that if the content is less than 0.5%, a sufficient amount of γ ′ phase and Nb 3 Al cannot be generated, Exceeds 2.5%, the oxidation resistance is significantly reduced.

【0023】Ir(イリジウム)は融点が2440℃と
非常に高く、fcc構造を有しTiとγ′相と同じLI
構造のIrTi相を形成する。IrTi相はγ′
相よりも高温での安定性に優れるため、この相を析出さ
せることにより、高温強度を一層向上させることが可能
である。Irの含有量を1.5〜3%と規定した理由
は、含有量が1.5%未満であると十分な量のIr
i相を形成できず、3%を越える過度の添加は延性を低
下させてしまうためである。
Ir (iridium) has a very high melting point of 2440 ° C., has an fcc structure, and has the same LI as Ti and γ ′ phase.
An Ir 3 Ti phase having two structures is formed. Ir 3 Ti phase is γ '
Since the phase is superior in stability at a higher temperature than the phase, it is possible to further improve the high-temperature strength by precipitating this phase. The reason that the content of Ir is defined as 1.5 to 3% is that if the content is less than 1.5%, a sufficient amount of Ir 3 T
This is because an i-phase cannot be formed and excessive addition exceeding 3% lowers ductility.

【0024】W(タングステン)はγ相およびγ′相に
固溶して、両相を固溶強化する合金元素である。Wの含
有量を3〜8%と規定した理由は、含有量が3%未満と
すると特にγ′相の強度が著しく低下し、また含有量が
8%を越えてしまうと、α−Wと呼ばれるTCP相を析
出し、クリープ破断強度を低下させてしまうためであ
る。
W (tungsten) is an alloy element that forms a solid solution in the γ phase and the γ ′ phase to strengthen the solid solution of both phases. The reason that the content of W is specified to be 3 to 8% is that if the content is less than 3%, the strength of the γ 'phase is remarkably reduced, and if the content exceeds 8%, α-W and This is because a so-called TCP phase is precipitated and the creep rupture strength is lowered.

【0025】Mo(モリブデン)は、Taと同様にγ′
相に固溶してγ′相を強化する元素である。Moの含有
量を0.5〜2%と規定した理由は、最低0.5%の含
有量が必要であり、2%を越えるとWと同様に脆化相で
あるTCP相(α−Mo相)を生成し、クリープ破断強
度を低下させてしまうためである。
Mo (molybdenum) is γ ′ similarly to Ta.
An element that forms a solid solution with the phase to strengthen the γ 'phase. The reason why the content of Mo is defined as 0.5 to 2% is that a content of at least 0.5% is necessary, and if it exceeds 2%, the TCP phase (α-Mo) which is an embrittlement phase like W is used. Phase) and lowers the creep rupture strength.

【0026】Ta(タンタル)は主としてγ′相に固溶
してγ′相を強化し、また、Al酸化物の被覆特性を向
上させることができる元素である。Taの含有量を3〜
8%と規定した理由は、含有量が3%未満とすると合金
の強度が低くなってしまい、8%を越えてしまうと、共
晶γ′相を固溶させることが困難となり、クリープ破断
強度が低下してしまうためである。
Ta (tantalum) is an element capable of forming a solid solution mainly in the γ ′ phase to strengthen the γ ′ phase and improving the coating characteristics of the Al oxide. When the content of Ta is 3 to
The reason why the content is specified as 8% is that if the content is less than 3%, the strength of the alloy becomes low, and if it exceeds 8%, it becomes difficult to form a solid solution of the eutectic γ 'phase, and the creep rupture strength Is to be reduced.

【0027】以上述べたW、Ta、Moの3合金元素は
それぞれ異なった固溶強化作用を持つため、3合金元素
を全て添加することが重要である。本発明においては、
この3つの合金元素の添加総量をW+Ta+Mo≦14
%と定めた。このようにW、Ta、Moの添加総量を規
定した理由は、添加総量が少ないとγ相、γ′相の固溶
強化が十分に発揮できないが、添加総量が14%より多
いと高温強度や耐食性及び耐酸化性を著しく低下させて
しまうためである。このように、W、Ta、Moの個々
及び添加総量を規定することにより、高温強度や環境特
性を低下させない範囲でγ相、γ′相の固溶強化を最大
とすることが可能である。
Since the three alloying elements W, Ta, and Mo described above have different solid solution strengthening functions, it is important to add all three alloying elements. In the present invention,
The total added amount of these three alloying elements is expressed as W + Ta + Mo ≦ 14.
%. The reason why the total amount of W, Ta, and Mo is defined as described above is that if the total amount is small, the solid solution strengthening of the γ phase and the γ ′ phase cannot be sufficiently exhibited. This is because corrosion resistance and oxidation resistance are significantly reduced. Thus, by defining the individual amounts and the total amounts of W, Ta, and Mo, it is possible to maximize the solid solution strengthening of the γ phase and the γ ′ phase within a range that does not lower the high-temperature strength and environmental characteristics.

【0028】C(炭素)、B(ホウ素)、Zr(ジルコ
ニウム)は結晶粒界を強化する元素である。しかしなが
ら、これらの合金元素を過度に添加すると高温強度に悪
影響を及ぼすために、Cは0.05〜0.2%、Bは
0.01〜0.03%、Zrは0.02〜0.05%と
規定した。特に、Cの含有量は0.2%を越えると過剰
のCが分離して、疲労亀裂の起点となる炭化物を形成
し、疲労強度を低下させてしまう。また、BとZrとを
含有させると、両者とも過度の添加は延性、靭性を下げ
てしまうが、上述した範囲内の元素を添加することによ
り、高温強度を低下させることなく結晶粒界を強化する
ことが可能である。
C (carbon), B (boron) and Zr (zirconium) are elements that strengthen the crystal grain boundaries. However, excessive addition of these alloying elements adversely affects the high-temperature strength, so that C is 0.05 to 0.2%, B is 0.01 to 0.03%, and Zr is 0.02 to 0.3%. It was specified as 05%. In particular, if the content of C exceeds 0.2%, excess C is separated, forming carbides that serve as starting points of fatigue cracks, and lowering fatigue strength. When B and Zr are contained, excessive addition of both lowers ductility and toughness. However, by adding an element in the above range, the grain boundary is strengthened without lowering the high-temperature strength. It is possible to

【0029】請求項2記載のNi基耐熱超合金は、重量
%で、Cr:8〜14%、Co:7〜12%、Al:5
〜8%、Ti:1〜4%、W:3〜8%、Ta:3〜8
%、Mo:0.5〜2%、Nb:0.5〜2.5%、I
r:1.5〜3%、C:0.05〜0.2%、B:0.
01〜0.03%、Zr:0.02〜0.05%を含
み、残部がNiおよび不可避的不純物からなり、かつ6
%≦Al+Ti、2≦Al/Ti、W+Ta+Mo≦1
4%であるNi基耐熱超合金材料を一方向凝固させてな
ることを特徴とする。
The Ni-base heat-resistant superalloy according to claim 2 is, by weight%, 8 to 14% of Cr, 7 to 12% of Co, and 5: Al.
-8%, Ti: 1-4%, W: 3-8%, Ta: 3-8
%, Mo: 0.5 to 2%, Nb: 0.5 to 2.5%, I
r: 1.5-3%, C: 0.05-0.2%, B: 0.
0.01 to 0.03%, Zr: 0.02 to 0.05%, the balance consisting of Ni and unavoidable impurities, and 6%
% ≦ Al + Ti, 2 ≦ Al / Ti, W + Ta + Mo ≦ 1
It is characterized in that a 4% Ni-base heat-resistant superalloy material is unidirectionally solidified.

【0030】本発明におけるNi基耐熱超合金の成分
は、請求項1記載の成分と同様である。
The components of the Ni-base heat-resistant superalloy in the present invention are the same as the components described in the first aspect.

【0031】上述した成分の中で、C、B及びZrは結
晶粒界を強化する元素であり、一方向凝固超合金におい
ては不可欠な元素である。しかし、C、B及びZrの元
素を過度に添加すると高温強度に悪影響を及ぼすため
に、Cは0.05〜0.2%、Bは0.01〜0.03
%、Zrは0.02〜0.05%と規定した。
Among the above-mentioned components, C, B and Zr are elements that strengthen the crystal grain boundaries and are indispensable elements in the directionally solidified superalloy. However, excessive addition of the elements C, B and Zr adversely affects the high-temperature strength, so that C is 0.05-0.2% and B is 0.01-0.03%.
% And Zr are defined as 0.02 to 0.05%.

【0032】本発明において、Ni基耐熱超合金材料を
一方向凝固させるとは、Ni基耐熱超合金の結晶方位を
一方向にそろえることである。結晶方位を一方向にそろ
えるためには、Ni基耐熱超合金材料を凝固させる際に
熱を一方向に制御すれば良く、この方法によりNi基耐
熱超合金を一方向に凝固させて、高温破壊の起点となる
応力軸方向に垂直な結晶粒界を含まないNi基耐熱超合
金を得ることが可能となる。また、本発明の成分組成を
有するNi基耐熱超合金を一方向凝固させることによ
り、従来よりもさらに高温強度などの特性を向上させる
ことが可能である。
In the present invention, to unidirectionally solidify the Ni-base heat-resistant superalloy means to align the crystal orientation of the Ni-base heat-resistant superalloy in one direction. In order to align the crystal orientation in one direction, it is only necessary to control the heat in one direction when solidifying the Ni-base heat-resistant superalloy material. In this way, the Ni-base heat-resistant superalloy is solidified in one direction and high-temperature fracture occurs. It is possible to obtain a Ni-base heat-resistant superalloy that does not include a crystal grain boundary perpendicular to the stress axis direction, which is the starting point of the heat treatment. Further, by unidirectionally solidifying the Ni-base heat-resistant superalloy having the component composition of the present invention, it is possible to further improve properties such as high-temperature strength as compared with conventional ones.

【0033】請求項3記載のNi基耐熱超合金の製造方
法は、Ni、Cr、Co、Al、Ti、W、Ta、M
o、Nb、Ir、C、B、Zrを含む溶融材料を、一方
向凝固させた後、真空または不活性雰囲気内で、120
0℃〜1250℃に加熱し、同温度範囲で2時間以上溶
体化処理した後急冷し、その後、1050℃〜1150
℃で4時間以上時効処理することを特徴とする。
The method for producing a Ni-base heat-resistant superalloy according to claim 3 is characterized in that Ni, Cr, Co, Al, Ti, W, Ta, M
After the molten material containing o, Nb, Ir, C, B, and Zr is unidirectionally solidified, the molten material is heated to 120
The solution was heated to 0 ° C to 1250 ° C, subjected to a solution treatment in the same temperature range for 2 hours or more, rapidly cooled, and then cooled to 1050 ° C to
It is characterized by aging at 4 ° C. for 4 hours or more.

【0034】本発明においては、1200℃〜1250
℃で2時間以上溶体化処理を行っているが、前記温度に
より溶体化処理を行うことにより、結晶粒界上に残存す
るσ相を効果的に除去することが可能となり、優れた高
温特性を得ることが可能である。
In the present invention, 1200 ° C. to 1250
Although the solution treatment is performed at 2 ° C. for 2 hours or more, by performing the solution treatment at the above temperature, it becomes possible to effectively remove the σ phase remaining on the crystal grain boundaries, and to obtain excellent high-temperature characteristics. It is possible to get.

【0035】また、本発明のように温度、時間などの処
理方法を規定することにより、γ相中に高温強度を担う
所望のLI構造である析出物γ′相(Ni(Al、
Ti))、それに加えてIrTi、NbAlの析出
を確認することができ、これらの析出により高温強度を
有するNi基耐熱超合金を得ることができる。
Further, the temperature as in the present invention, by defining the processing method such as time, a desired LI 2 structure responsible for high temperature strength to the gamma phase precipitates gamma 'phase (Ni 3 (Al,
Ti)) and, in addition, the precipitation of Ir 3 Ti and Nb 3 Al can be confirmed, and a Ni-base heat-resistant superalloy having high-temperature strength can be obtained by the precipitation.

【0036】請求項4記載のNi基耐熱超合金の製造方
法は、請求項3記載のNi基耐熱超合金の製造方法にお
いて、溶体化処理とそれに続く時効処理とを高温で連続
して行う熱処理に際し、溶体化処理1200℃〜125
0℃の温度域から時効処理1050℃〜1150℃の温
度域への冷却速度を、300℃/時間以上に設定し、そ
の時効処理温度域で2時間以上保持した後に急冷し、そ
の後、再び1050℃〜1150℃で4時間以上時効処
理することを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the method for producing a Ni-base heat-resistant superalloy according to the third aspect, wherein the solution treatment and the subsequent aging treatment are continuously performed at a high temperature. At the time of solution treatment 1200 ° C ~ 125
The cooling rate from the temperature range of 0 ° C. to the temperature range of the aging treatment of 1050 ° C. to 1150 ° C. is set to 300 ° C./hour or more. The aging treatment is carried out for 4 hours or more at 1 to 1150 ° C.

【0037】本発明において、請求項3記載の方法と異
なる方法により処理を行っても、請求項3と同様に、γ
相中に高温強度を担う所望のLI構造である析出物
γ′相(Ni(Al、Ti))、それに加えてIr
Ti、NbAlの析出を確認することができ、これら
の析出により高温強度を有するNi基耐熱超合金を得る
ことができる。
In the present invention, even if the processing is performed by a method different from the method described in the third aspect, the same as in the third aspect, γ
The precipitate γ 'phase (Ni 3 (Al, Ti)), which is the desired LI 2 structure bearing high temperature strength in the phase, plus Ir 3
Precipitation of Ti and Nb 3 Al can be confirmed, and a Ni-based heat-resistant superalloy having high-temperature strength can be obtained by the precipitation.

【0038】請求項5記載のNi基耐熱超合金は、重量
%で、Cr:8〜14%、Co:7〜12%、Al:5
〜8%、Ti:1〜4%、W:3〜8%、Ta:3〜8
%、Mo:0.5〜2%、Nb:0.5〜2.5%、I
r:1.5〜3%、Hf:0.5〜2%、Y:0.15
〜0.3%、C:0.05〜0.2%、B:0.01〜
0.03%、Zr:0.02〜0.05%を含み、残部
がNiおよび不可避的不純物からなり、かつ6%≦Al
+Ti、2≦Al/Ti、W+Ta+Mo≦14%であ
ることを特徴とする。
The Ni-base heat-resistant superalloy according to claim 5 is, by weight%, 8 to 14% of Cr, 7 to 12% of Co, and 5: Al.
-8%, Ti: 1-4%, W: 3-8%, Ta: 3-8
%, Mo: 0.5 to 2%, Nb: 0.5 to 2.5%, I
r: 1.5-3%, Hf: 0.5-2%, Y: 0.15
0.3%, C: 0.05-0.2%, B: 0.01-
0.03%, Zr: 0.02-0.05%, the balance being Ni and unavoidable impurities, and 6% ≦ Al
+ Ti, 2 ≦ Al / Ti, and W + Ta + Mo ≦ 14%.

【0039】本発明におけるHf(ハフニウム)及びY
(イットリウム)以外の成分を含有させた理由について
は、請求項1に記載した同様の理由からである。
Hf (hafnium) and Y in the present invention
The reason for including a component other than (yttrium) is based on the same reason as described in claim 1.

【0040】本発明において、Hf及びYを添加した理
由は、Ni基耐熱合金の長時間の組織安定性と耐高温腐
食性、耐酸化性を得るためである。また、高温での耐
食、耐酸化性を向上させるためには、合金表面に形成さ
れる保護皮膜(例えば、Cr,Al)の密
着性を向上させる必要がある。上述したHfとYは、保
護皮膜の密着性を向上させることが可能である。
In the present invention, the reason for adding Hf and Y is to obtain the long-term structural stability, high-temperature corrosion resistance and oxidation resistance of the Ni-base heat-resistant alloy. Further, in order to improve corrosion resistance and oxidation resistance at high temperatures, it is necessary to improve the adhesion of a protective film (for example, Cr 2 O 3 , Al 2 O 3 ) formed on the alloy surface. Hf and Y described above can improve the adhesion of the protective film.

【0041】Hfの添加量を0.5〜2%と規定した理
由は、0.5%以上の添加において保護皮膜の密着性は
著しく向上するが、2%を越えるとNi基耐熱超合金の
融点が下がってしまい、γ′相の固溶を困難にしてしま
うためである。
The reason why the addition amount of Hf is specified to be 0.5 to 2% is that the addition of 0.5% or more significantly improves the adhesion of the protective film, but if it exceeds 2%, the Ni-based heat-resistant superalloy is This is because the melting point decreases and it becomes difficult to form a solid solution of the γ 'phase.

【0042】また、Yの添加量を0.15〜0.3%と
規定した理由は、添加量が0.3%を越えると保護皮膜
の成長を促進し、はく離を生じさせ、その結果として耐
高温腐食、耐酸化特性を劣化させてしまうためである。
The reason why the addition amount of Y is specified to be 0.15 to 0.3% is that if the addition amount exceeds 0.3%, the growth of the protective film is promoted and peeling is caused. This is because high-temperature corrosion resistance and oxidation resistance characteristics are deteriorated.

【0043】請求項6記載のNi基耐熱超合金は、重量
%で、Cr:8〜14%、Co:7〜12%、Al:5
〜8%、Ti:1〜4%、W:3〜8%、Ta:3〜8
%、Mo:0.5〜2%、Nb:0.5〜2.5%、I
r:1.5〜3%、Hf:0.5〜2%、Y:0.15
〜0.3%、C:0.05〜0.2%、B:0.01〜
0.03%、Zr:0.02〜0.05%を含み、残部
がNiおよび不可避的不純物からなり、かつ6%≦Al
+Ti、2≦Al/Ti、W+Ta+Mo≦14%であ
るNi基耐熱超合金材料を一方向凝固させてなることを
特徴とする。
The Ni-base heat-resistant superalloy according to claim 6 is, by weight%, 8 to 14% of Cr, 7 to 12% of Co, and 5 of Al.
-8%, Ti: 1-4%, W: 3-8%, Ta: 3-8
%, Mo: 0.5 to 2%, Nb: 0.5 to 2.5%, I
r: 1.5-3%, Hf: 0.5-2%, Y: 0.15
0.3%, C: 0.05-0.2%, B: 0.01-
0.03%, Zr: 0.02-0.05%, the balance being Ni and unavoidable impurities, and 6% ≦ Al
+ Ti + 2 ≦ Al / Ti, W + Ta + Mo ≦ 14% Ni-based heat-resistant superalloy material is unidirectionally solidified.

【0044】本発明における成分については、請求項5
記載の成分と同様である。
The components in the present invention are described in claim 5.
Same as described components.

【0045】本発明において、上述した成分を有するN
i基耐熱超合金材料を一方向凝固させることによって、
Ni基耐熱超合金の長時間の組織安定性と耐高温腐食
性、耐酸化性を向上させることが可能である。
In the present invention, N having the aforementioned components
By unidirectionally solidifying the i-base heat-resistant superalloy material,
It is possible to improve the long-term structural stability, high-temperature corrosion resistance, and oxidation resistance of the Ni-base heat-resistant superalloy.

【0046】請求項7記載のNi基耐熱超合金の製造方
法は、Ni、Cr、Co、Al、Ti、W、Ta、M
o、Nb、Ir、Hf、Y、C、B、Zrを含む溶融材
料を、一方向凝固させた後、真空または不活性雰囲気内
で、1200℃〜1250℃に加熱し、同温度範囲で2
時間以上溶体化処理した後急冷し、その後、1050℃
〜1150℃で4時間以上時効処理することを特徴とす
る。
The method for producing a Ni-base heat-resistant superalloy according to claim 7 is characterized in that Ni, Cr, Co, Al, Ti, W, Ta, M
After the molten material containing o, Nb, Ir, Hf, Y, C, B, and Zr is unidirectionally solidified, the material is heated to 1200 ° C. to 1250 ° C. in a vacuum or an inert atmosphere.
After solution treatment for more than an hour, quenched, then 1050 ° C
The aging treatment is performed at 1150 ° C. for 4 hours or more.

【0047】本発明は、請求項3記載の製造方法と同様
であるが、本発明の製造方法により、温度、時間などの
処理方法を規定することにより、γ相中に高温強度を担
う所望のLI構造である析出物γ′相(Ni(A
l、Ti))、それに加えてIrTi、NbAlの
析出を確認することができ、これらの析出により高温強
度を有するNi基耐熱超合金を得ることができる。
The present invention is the same as the production method according to the third aspect. However, the production method of the present invention regulates the treatment method such as temperature and time so that the desired high-temperature strength in the γ phase can be obtained. The precipitate γ ′ phase having the LI 2 structure (Ni 3 (A
l, Ti)), and in addition, the precipitation of Ir 3 Ti and Nb 3 Al can be confirmed, and a Ni-based heat-resistant superalloy having high-temperature strength can be obtained by these precipitations.

【0048】請求項8記載のNi基耐熱超合金の製造方
法は、請求項7記載のNi基耐熱超合金の製造方法にお
いて、溶体化処理とそれに続く時効処理とを高温で連続
して行う熱処理に際し、溶体化処理1200℃〜125
0℃の温度域から時効処理1050℃〜1150℃の温
度域への冷却速度を、300℃/時間以上に設定し、そ
の時効処理温度域で2時間以上保持した後に急冷し、そ
の後、再び1050℃〜1150℃で4時間以上時効処
理することを特徴とする。
The method for producing a Ni-base heat-resistant superalloy according to claim 8 is a method for producing a Ni-base heat-resistant superalloy according to claim 7, wherein the solution treatment and the subsequent aging treatment are continuously performed at a high temperature. At the time of solution treatment 1200 ° C ~ 125
The cooling rate from the temperature range of 0 ° C. to the temperature range of the aging treatment of 1050 ° C. to 1150 ° C. is set to 300 ° C./hour or more. The aging treatment is carried out for 4 hours or more at 1 to 1150 ° C.

【0049】本発明においても、請求項4記載の発明と
同様な効果を有するNi基耐熱超合金を得ることが可能
である。
Also in the present invention, it is possible to obtain a Ni-base heat-resistant superalloy having the same effect as the fourth aspect of the present invention.

【0050】請求項9記載のNi基耐熱超合金部品は、
請求項1、2、5または6記載のいずれかのNi基耐熱
超合金によって、タービンブレード、その他のガスター
ビンエンジン部品を構成したことを特徴とする。
The Ni-base heat-resistant superalloy component according to claim 9 is
A turbine blade and other gas turbine engine parts are made of any one of the Ni-base heat-resistant superalloys according to the first, second, fifth, and sixth aspects.

【0051】本発明において、Ni基耐熱超合金部品
は、従来使用されにくかった耐高温腐食性が要求される
工業用ガスタービン部品としても十分適用することがで
きる。この場合には、高温強度および耐酸化性に加え、
耐高温腐食性の利点を最大限に発揮させることが可能で
ある。
In the present invention, the Ni-base heat-resistant superalloy component can be sufficiently applied as an industrial gas turbine component requiring high-temperature corrosion resistance, which has been difficult to use conventionally. In this case, in addition to high temperature strength and oxidation resistance,
It is possible to maximize the advantages of high temperature corrosion resistance.

【0052】すなわち、工業用ガスタービンの高効率化
と長期運転が可能になり、ガスタービンの運用効率を大
幅に向上させることができる。
That is, high efficiency and long-term operation of the industrial gas turbine can be realized, and the operating efficiency of the gas turbine can be greatly improved.

【0053】[0053]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、以下の実施例を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the following examples.

【0054】実施例1(表1〜3:図1〜4) 本実施例では、表1に示す成分組成範囲のNi基耐熱超
合金材料を用いた。
Example 1 (Tables 1 to 3: FIGS. 1 to 4) In this example, a Ni-base heat-resistant superalloy material having the component composition shown in Table 1 was used.

【0055】具体的なNi基耐熱超合金材料の組成は表
1に示すように、重量パーセントでCr12%、Co8
%、Al5.6%、Ti2%、W7%、Ta5%、Mo
0.8%、Nb1%、Ir1.5%、Hf0.5%、Y
0.15%、C0.05%、B0.02%、Zr0.0
3%を含み、残部をNi基および不可避的不純物とし
た。
As shown in Table 1, the specific composition of the Ni-base heat-resistant superalloy material is as follows:
%, Al 5.6%, Ti 2%, W 7%, Ta 5%, Mo
0.8%, Nb1%, Ir1.5%, Hf0.5%, Y
0.15%, C0.05%, B0.02%, Zr0.0
3%, with the balance being Ni-based and unavoidable impurities.

【0056】[0056]

【表1】 [Table 1]

【0057】表2に示すように、上記のNi基耐熱超合
金材料を溶融した後、高速凝固法により一方向凝固柱状
晶に鋳造し、不活性雰囲気下において1220℃で加熱
し、前記温度で3時間溶体化処理を行った。その後、1
080℃で4時間時効処理を施し、試験片を作製した。
As shown in Table 2, after melting the above-mentioned Ni-base heat-resistant superalloy material, it was cast into a directionally solidified columnar crystal by a high-speed solidification method, and heated at 1220 ° C. in an inert atmosphere. The solution treatment was performed for 3 hours. Then 1
Aging treatment was performed at 080 ° C. for 4 hours to prepare a test piece.

【0058】上記の製造方法を表2に示す。Table 2 shows the above manufacturing method.

【0059】[0059]

【表2】 [Table 2]

【0060】本実施例で得られた試験片を対象として、
クリープ破断試験、耐高温腐食性試験および耐酸化性試
験を行った。クリープ破断試験は試験片に対し大気中で
温度950℃,応力24.5kgf/mmの条件で試
験を行い、破断寿命(h)及び伸び(%)のクリープ破
断特性を測定した。耐高温腐食性試験は、NaSO
(75%)+NaCl(25%)の組成を有する900
℃に加熱した溶融塩中に20時間浸漬した後の重量減量
を測定し、腐食減量(mg/cm)とした。耐酸化性
試験は、大気中で8時間毎に室温から温度950℃まで
反復し、100サイクル後の酸化質量増量を測定し、酸
化増量(mg/cm)とした。
With respect to the test piece obtained in this example,
A creep rupture test, a high temperature corrosion resistance test, and an oxidation resistance test were performed. In the creep rupture test, a test piece was tested in the atmosphere at a temperature of 950 ° C. and a stress of 24.5 kgf / mm 2 , and the creep rupture characteristics of rupture life (h) and elongation (%) were measured. The hot corrosion resistance test was performed using Na 2 SO 4
900 having a composition of (75%) + NaCl (25%)
The weight loss after immersion in a molten salt heated to 0 ° C. for 20 hours was measured and defined as the corrosion weight loss (mg / cm 2 ). The oxidation resistance test was repeated every 8 hours in the air from room temperature to a temperature of 950 ° C., and the increase in oxidized mass after 100 cycles was measured and defined as the oxidized increase (mg / cm 2 ).

【0061】上記の試験結果を表3及び図1〜4に示
す。
The test results are shown in Table 3 and FIGS.

【0062】[0062]

【表3】 [Table 3]

【0063】表3に示すように、クリープ破断特性にお
ける寿命が336時間、伸びが22%、腐食減量が0.
68mg/cm、酸化増量が0.31mg/cm
あった。
As shown in Table 3, the life in creep rupture characteristics was 336 hours, the elongation was 22%, and the weight loss in corrosion was 0.1%.
68 mg / cm 2, oxidized amount was 0.31 mg / cm 2.

【0064】実施例2(表1〜3:図1〜4) 本実施例では、表1に示す成分組成範囲のNi基耐熱超
合金材料を用いた。
Example 2 (Tables 1 to 3: FIGS. 1 to 4) In this example, a Ni-base heat-resistant superalloy material having the component composition shown in Table 1 was used.

【0065】具体的なNi基耐熱超合金材料の組成は表
1に示すように、重量パーセントでCr12%、Co8
%、Al5.2%、Ti3%、W5.6%、Ta5%、
Mo0.8%、Nb1%、Ir2.5%、Hf1%、Y
0.2%、C0.07%、B0.015%、Zr0.0
2%を含み、残部をNi基および不可避的不純物とし
た。
As shown in Table 1, the specific composition of the Ni-base heat-resistant superalloy material is as follows:
%, Al 5.2%, Ti 3%, W 5.6%, Ta 5%,
Mo 0.8%, Nb 1%, Ir 2.5%, Hf 1%, Y
0.2%, C 0.07%, B 0.015%, Zr0.0
2%, with the balance being Ni-based and unavoidable impurities.

【0066】また、上記のNi基耐熱超合金材料を用い
て、実施例1と同様の処理を施した試験片を作製した。
Using the above-mentioned Ni-base heat-resistant superalloy material, a test piece subjected to the same treatment as in Example 1 was produced.

【0067】本実施例で得られた試験片を対象として、
クリープ破断試験、耐高温腐食性試験および耐酸化性試
験を行った。その結果、クリープ破断特性における寿命
が338時間、伸びが26%、腐食減量が0.81mg
/cm、酸化増量が0.27mg/cmであった。
なお、試験条件は実施例1と同様である。
For the test piece obtained in this example,
A creep rupture test, a high temperature corrosion resistance test, and an oxidation resistance test were performed. As a result, the life in the creep rupture property was 338 hours, the elongation was 26%, and the corrosion weight loss was 0.81 mg.
/ Cm 2 , and the weight gain of oxidation was 0.27 mg / cm 2 .
The test conditions are the same as in Example 1.

【0068】実施例3(表1〜3:図1〜4) 本実施例では、表1に示す成分組成範囲のNi基耐熱超
合金材料を用いた。
Example 3 (Tables 1 to 3: FIGS. 1 to 4) In this example, a Ni-base heat-resistant superalloy material having the component composition shown in Table 1 was used.

【0069】具体的なNi基耐熱超合金材料の組成は表
1に示すように、重量パーセントでCr12%、Co1
0%、Al5.2%、Ti3%、W7%、Ta5%、M
o1%、Nb2%、Ir2.5%、Hf1.4%、Y
0.3%、C0.05%、B0.015%、Zr0.0
3%を含み、残部をNi基および不可避的不純物とし
た。
As shown in Table 1, the specific composition of the Ni-base heat-resistant superalloy material is as follows:
0%, Al 5.2%, Ti 3%, W 7%, Ta 5%, M
o1%, Nb2%, Ir2.5%, Hf1.4%, Y
0.3%, C0.05%, B0.015%, Zr0.0
3%, with the balance being Ni-based and unavoidable impurities.

【0070】また、上記のNi基耐熱超合金材料を用い
て、実施例1と同様の処理を施した試験片を作製した。
Using the above-mentioned Ni-base heat-resistant superalloy material, a test piece subjected to the same treatment as in Example 1 was produced.

【0071】本実施例で得られた試験片を対象として、
クリープ破断試験、耐高温腐食性試験および耐酸化性試
験を行った。その結果、クリープ破断特性における寿命
が387時間、伸びが21%、腐食減量が0.50mg
/cm、酸化増量が0.33mg/cmであった。
なお、試験条件は実施例1と同様である。
For the test piece obtained in this example,
A creep rupture test, a high temperature corrosion resistance test, and an oxidation resistance test were performed. As a result, the life in creep rupture characteristics was 387 hours, the elongation was 21%, and the corrosion weight loss was 0.50 mg.
/ Cm 2 , and the weight gain by oxidation was 0.33 mg / cm 2 .
The test conditions are the same as in Example 1.

【0072】実施例4(表1〜3:図1〜4) 本実施例では、表1に示す成分組成範囲のNi基耐熱超
合金材料を用いた。
Example 4 (Tables 1 to 3: FIGS. 1 to 4) In this example, a Ni-base heat-resistant superalloy material having the component composition shown in Table 1 was used.

【0073】具体的なNi基耐熱超合金材料の組成は表
1に示すように、重量パーセントでCr14%、Co8
%、Al5.6%、Ti2%、W7%、Ta5%、Mo
1%、Nb1%、Ir1.5%、Hf0.5%、Y0.
2%、C0.07%、B0.02%、Zr0.05%を
含み、残部をNi基および不可避的不純物とした。
As shown in Table 1, the specific composition of the Ni-base heat-resistant superalloy material is as follows: Cr 14%, Co8
%, Al 5.6%, Ti 2%, W 7%, Ta 5%, Mo
1%, Nb 1%, Ir 1.5%, Hf 0.5%, Y0.
2%, C 0.07%, B 0.02%, and Zr 0.05%, with the balance being Ni-based and unavoidable impurities.

【0074】また、上記のNi基耐熱超合金材料を用い
て、実施例1と同様の処理を施した試験片を作製した。
Using the above-mentioned Ni-base heat-resistant superalloy material, a test piece subjected to the same treatment as in Example 1 was produced.

【0075】本実施例で得られた試験片を対象として、
クリープ破断試験、耐高温腐食性試験および耐酸化性試
験を行った。その結果、クリープ破断特性における寿命
が340時間、伸びが26%、腐食減量が0.62mg
/cm、酸化増量が0.54mg/cmであった。
なお、試験条件は実施例1と同様である。
With respect to the test piece obtained in this example,
A creep rupture test, a high temperature corrosion resistance test, and an oxidation resistance test were performed. As a result, in creep rupture characteristics, the life was 340 hours, the elongation was 26%, and the corrosion weight loss was 0.62 mg.
/ Cm 2 and the oxidation weight gain was 0.54 mg / cm 2 .
The test conditions are the same as in Example 1.

【0076】比較例1 本比較例では、表1に示す成分組成の異なる二種類の試
料としてC−1及びC−2を用いた。
Comparative Example 1 In this comparative example, C-1 and C-2 were used as two kinds of samples having different component compositions shown in Table 1.

【0077】具体的な試料C−1の組成は表1に示すよ
うに、重量パーセントで、Cr6.4%、Co4.8
%、Al5.6%、Ti2%、W7%、Ta5%、Mo
0.8%、Nb1%、Ir0%、Hf1%、Y0.2
%、C0.05%、B0.02%、Zr0.02%を含
み、残部をNi基および不可避的不純物とした。
As shown in Table 1, the specific composition of Sample C-1 was 6.4% by weight of Cr and 4.8% of Co by weight percent.
%, Al 5.6%, Ti 2%, W 7%, Ta 5%, Mo
0.8%, Nb1%, Ir0%, Hf1%, Y0.2
%, 0.05% of C, 0.02% of B, and 0.02% of Zr, with the balance being Ni-based and unavoidable impurities.

【0078】具体的な試料C−2の組成は表1に示すよ
うに、重量パーセントで、Cr16%、Co4.8%、
Al5.6%、Ti2%、W7%、Ta5%、Mo0.
8%、Nb1%、Ir0%、Hf1%、Y0.2%、C
0.05%、B0.02%、Zr0.02%を含み、残
部をNi基および不可避的不純物とした。
As shown in Table 1, the specific composition of Sample C-2 was as follows: Cr 16%, Co 4.8%,
Al 5.6%, Ti 2%, W 7%, Ta 5%, MoO.
8%, Nb1%, Ir0%, Hf1%, Y0.2%, C
The composition contained 0.05%, 0.02% of B, and 0.02% of Zr, and the balance was Ni-based and unavoidable impurities.

【0079】また、上記のNi基耐熱超合金材料を用い
て、実施例1と同様の処理を施した試験片を作製した。
Using the above-mentioned Ni-base heat-resistant superalloy material, a test piece subjected to the same treatment as in Example 1 was produced.

【0080】本比較例で得られた試験片を対象として、
クリープ破断試験、耐高温腐食性試験および耐酸化性試
験を行った。その結果、試料C−1は、クリープ破断特
性における寿命が313時間、伸びが22%、腐食減量
が3.06mg/cm、酸化増量が0.42mg/c
であった。また、試料C−2は、クリープ破断特性
における寿命が212時間、伸びが18%、腐食減量が
0.53mg/cm、酸化増量が0.41mg/cm
であった。なお、試験条件は実施例1と同様である。
For the test piece obtained in this comparative example,
A creep rupture test, a high temperature corrosion resistance test, and an oxidation resistance test were performed. As a result, the sample C-1 had a life of 313 hours in creep rupture characteristics, an elongation of 22%, a weight loss of corrosion of 3.06 mg / cm 2 , and a weight gain of oxidation of 0.42 mg / c.
It was m 2. Sample C-2 had a creep rupture life of 212 hours, an elongation of 18%, a weight loss of corrosion of 0.53 mg / cm 2 , and a weight gain of oxidation of 0.41 mg / cm 2 .
It was 2 . The test conditions are the same as in Example 1.

【0081】比較例2 本比較例では、表1に示す成分組成の異なる二種類の試
料としてC−3及びC−4を用いた。
Comparative Example 2 In this comparative example, C-3 and C-4 were used as two kinds of samples having different component compositions shown in Table 1.

【0082】具体的な試料C−3の組成は表1に示すよ
うに、重量パーセントで、Cr14%、Co2.2%、
Al5.6%、Ti2%、W7%、Ta5%、Mo0.
8%、Nb1%、Ir0%、Hf1%、Y0.2%、C
0.05%、B0.02%、Zr0.02%を含み、残
部をNi基および不可避的不純物とした。
As shown in Table 1, the specific composition of Sample C-3 was, as weight percent, 14% Cr, 2.2% Co,
Al 5.6%, Ti 2%, W 7%, Ta 5%, MoO.
8%, Nb1%, Ir0%, Hf1%, Y0.2%, C
The composition contained 0.05%, 0.02% of B, and 0.02% of Zr, and the balance was Ni-based and unavoidable impurities.

【0083】具体的な試料C−4の組成は表1に示すよ
うに、重量パーセントで、Cr12%、Co14%、A
l5.6%、Ti2%、W7%、Ta5%、Mo0.8
%、Nb1%、Ir0%、Hf1%、Y0.2%、C
0.05%、B0.02%、Zr0.02%を含み、残
部をNi基および不可避的不純物とした。
As shown in Table 1, the specific composition of Sample C-4 was as follows: Cr 12%, Co 14%, A
l5.6%, Ti 2%, W 7%, Ta 5%, Mo 0.8
%, Nb1%, Ir0%, Hf1%, Y0.2%, C
The composition contained 0.05%, 0.02% of B, and 0.02% of Zr, and the balance was Ni-based and unavoidable impurities.

【0084】また、上記のNi基耐熱超合金材料を用い
て、実施例1と同様の処理を施した試験片を作製した。
Using the above-mentioned Ni-base heat-resistant superalloy material, a test piece subjected to the same treatment as in Example 1 was produced.

【0085】本比較例で得られた試験片を対象として、
クリープ破断試験、耐高温腐食性試験および耐酸化性試
験を行った。その結果、試料C−3は、クリープ破断特
性における寿命が271時間、伸びが22%、腐食減量
が1.42mg/cm、酸化増量が0.46mg/c
であった。また、試料C−4は、クリープ破断特性
における寿命が216時間、伸びが21%、腐食減量が
0.56mg/cm、酸化増量が0.31mg/cm
であった。なお、試験条件は実施例1と同様である。
For the test piece obtained in this comparative example,
A creep rupture test, a high temperature corrosion resistance test, and an oxidation resistance test were performed. As a result, in Sample C-3, the life in creep rupture characteristics was 271 hours, the elongation was 22%, the corrosion weight loss was 1.42 mg / cm 2 , and the oxidation weight gain was 0.46 mg / c.
It was m 2. Sample C-4 had a creep rupture life of 216 hours, an elongation of 21%, a weight loss of corrosion of 0.56 mg / cm 2 , and a weight gain of oxidation of 0.31 mg / cm 2.
It was 2 . The test conditions are the same as in Example 1.

【0086】比較例3 本比較例では、表1に示す成分組成の異なる二種類の試
料としてC−5及びC−6を用いた。
Comparative Example 3 In this comparative example, C-5 and C-6 were used as two kinds of samples having different component compositions shown in Table 1.

【0087】具体的な試料C−5の組成は表1に示すよ
うに、重量パーセントで、Cr12%、Co4.8%、
Al5.6%、Ti2%、W8%、Ta5%、Mo0
%、Nb1%、Ir0%、Hf1%、Y0.2%、C
0.05%、B0.02%、Zr0.02%を含み、残
部をNi基および不可避的不純物とした。
As shown in Table 1, the specific composition of Sample C-5 was, as weight percent, 12% Cr, 4.8% Co,
Al 5.6%, Ti 2%, W 8%, Ta 5%, Mo0
%, Nb1%, Ir0%, Hf1%, Y0.2%, C
The composition contained 0.05%, 0.02% of B, and 0.02% of Zr, and the balance was Ni-based and unavoidable impurities.

【0088】具体的な試料C−6の組成は表1に示すよ
うに、重量パーセントで、Cr12%、Co4.8%、
Al5.6%、Ti2%、W5%、Ta5%、Mo4
%、Nb1%、Ir0%、Hf1%、Y0.2%、C
0.05%、B0.02%、Zr0.02%を含み、残
部をNi基および不可避的不純物とした。
As shown in Table 1, the specific composition of Sample C-6 was as follows: Cr 12%, Co 4.8%,
Al 5.6%, Ti 2%, W 5%, Ta 5%, Mo4
%, Nb1%, Ir0%, Hf1%, Y0.2%, C
The composition contained 0.05%, 0.02% of B, and 0.02% of Zr, and the balance was Ni-based and unavoidable impurities.

【0089】また、上記のNi基耐熱超合金材料を用い
て、実施例1と同様の処理を施した試験片を作製した。
Further, using the above-mentioned Ni-base heat-resistant superalloy material, a test piece subjected to the same treatment as in Example 1 was produced.

【0090】本比較例で得られた試験片を対象として、
クリープ破断試験、耐高温腐食性試験および耐酸化性試
験を行った。その結果、試料C−5は、クリープ破断特
性における寿命が223時間、伸びが24%、腐食減量
が0.74mg/cm、酸化増量が0.37mg/c
であった。また、試料C−6は、クリープ破断特性
における寿命が216時間、伸びが22%、腐食減量が
1.09mg/cm、酸化増量が0.44mg/cm
であった。なお、試験条件は実施例1と同様である。
For the test piece obtained in this comparative example,
A creep rupture test, a high temperature corrosion resistance test, and an oxidation resistance test were performed. As a result, in sample C-5, the life in creep rupture characteristics was 223 hours, the elongation was 24%, the corrosion weight loss was 0.74 mg / cm 2 , and the oxidation weight gain was 0.37 mg / c.
It was m 2. Sample C-6 has a creep rupture life of 216 hours, an elongation of 22%, a weight loss of corrosion of 1.09 mg / cm 2 , and a weight gain of oxidation of 0.44 mg / cm 2 .
It was 2 . The test conditions are the same as in Example 1.

【0091】比較例4 本比較例では、表1に示す成分組成の異なる二種類の試
料としてC−7及びC−8を用いた。
Comparative Example 4 In this comparative example, C-7 and C-8 were used as two kinds of samples having different component compositions shown in Table 1.

【0092】具体的な試料C−7の組成は表1に示すよ
うに、重量パーセントで、Cr12%、Co4.8%、
Al5.6%、Ti2%、W2%、Ta5%、Mo0.
8%、Nb1%、Ir0%、Hf1%、Y0.2%、C
0.05%、B0.02%、Zr0.02%を含み、残
部をNi基および不可避的不純物とした。
As shown in Table 1, the specific composition of Sample C-7 was, as weight percent, 12% Cr, 4.8% Co,
Al 5.6%, Ti 2%, W 2%, Ta 5%, MoO.
8%, Nb1%, Ir0%, Hf1%, Y0.2%, C
The composition contained 0.05%, 0.02% of B, and 0.02% of Zr, and the balance was Ni-based and unavoidable impurities.

【0093】具体的な試料C−8の組成は表1に示すよ
うに、重量パーセントで、Cr12%、Co4.8%、
Al5.6%、Ti2%、W9%、Ta5%、Mo0.
8%、Nb1%、Ir0%、Hf1%、Y0.2%、C
0.05%、B0.02%、Zr0.02%を含み、残
部をNi基および不可避的不純物とした。
As shown in Table 1, the specific composition of Sample C-8 was as follows: Cr 12%, Co 4.8%,
Al 5.6%, Ti 2%, W 9%, Ta 5%, MoO.
8%, Nb1%, Ir0%, Hf1%, Y0.2%, C
The composition contained 0.05%, 0.02% of B, and 0.02% of Zr, and the balance was Ni-based and unavoidable impurities.

【0094】また、上記のNi基耐熱超合金材料を用い
て、実施例1と同様の処理を施した試験片を作製した。
Using the above-mentioned Ni-base heat-resistant superalloy material, test pieces subjected to the same treatment as in Example 1 were produced.

【0095】本比較例で得られた試験片を対象として、
クリープ破断試験、耐高温腐食性試験および耐酸化性試
験を行った。その結果、試料C−7は、クリープ破断特
性における寿命が216時間、伸びが16%、腐食減量
が0.72mg/cm、酸化増量が0.43mg/c
であった。また、試料C−8は、クリープ破断特性
における寿命が210時間、伸びが27%、腐食減量が
1.25mg/cm、酸化増量が0.45mg/cm
であった。なお、試験条件は実施例1と同様である。
For the test piece obtained in this comparative example,
A creep rupture test, a high temperature corrosion resistance test, and an oxidation resistance test were performed. As a result, in Sample C-7, the life in creep rupture characteristics was 216 hours, the elongation was 16%, the weight loss in corrosion was 0.72 mg / cm 2 , and the weight gain in oxidation was 0.43 mg / c.
It was m 2. Sample C-8 had a creep rupture life of 210 hours, an elongation of 27%, a weight loss of corrosion of 1.25 mg / cm 2 , and a weight gain of oxidation of 0.45 mg / cm 2.
It was 2 . The test conditions are the same as in Example 1.

【0096】比較例5 本比較例では、表1に示す成分組成の異なる二種類の試
料としてC−9及びC−10を用いた。
Comparative Example 5 In this comparative example, C-9 and C-10 were used as two kinds of samples having different component compositions shown in Table 1.

【0097】具体的な試料C−9の組成は表1に示すよ
うに、重量パーセントで、Cr12%、Co4.8%、
Al5.6%、Ti2%、W8%、Ta2%、Mo0.
8%、Nb1%、Ir0%、Hf1%、Y0.2%、C
0.05%、B0.02%、Zr0.02%を含み、残
部をNi基および不可避的不純物とした。
As shown in Table 1, the specific composition of Sample C-9 was as follows: Cr 12%, Co 4.8%,
Al 5.6%, Ti 2%, W 8%, Ta 2%, MoO.
8%, Nb1%, Ir0%, Hf1%, Y0.2%, C
The composition contained 0.05%, 0.02% of B, and 0.02% of Zr, and the balance was Ni-based and unavoidable impurities.

【0098】具体的な試料C−10の組成は表1に示す
ように、重量パーセントで、Cr12%、Co4.8
%、Al5.6%、Ti2%、W5%、Ta9%、Mo
0.8%、Nb1%、Ir0%、Hf1%、Y0.2
%、C0.05%、B0.02%、Zr0.02%を含
み、残部をNi基および不可避的不純物とした。
As shown in Table 1, the specific composition of Sample C-10 was as follows: Cr 12%, Co 4.8 by weight.
%, Al 5.6%, Ti 2%, W 5%, Ta 9%, Mo
0.8%, Nb1%, Ir0%, Hf1%, Y0.2
%, 0.05% of C, 0.02% of B, and 0.02% of Zr, with the balance being Ni-based and unavoidable impurities.

【0099】また、上記のNi基耐熱超合金材料を用い
て、実施例1と同様の処理を施した試験片を作製した。
Using the above-mentioned Ni-base heat-resistant superalloy material, a test piece subjected to the same treatment as in Example 1 was produced.

【0100】本比較例で得られた試験片を対象として、
クリープ破断試験、耐高温腐食性試験および耐酸化性試
験を行った。その結果、試料C−9は、クリープ破断特
性における寿命が219時間、伸びが20%、腐食減量
が0.68mg/cm、酸化増量が0.50mg/c
であった。また、試料C−10は、クリープ破断特
性における寿命が213時間、伸びが18%、腐食減量
が0.69mg/cm、酸化増量が0.50mg/c
であった。なお、試験条件は実施例1と同様であ
る。
For the test piece obtained in this comparative example,
A creep rupture test, a high temperature corrosion resistance test, and an oxidation resistance test were performed. As a result, in Sample C-9, the life in creep rupture characteristics was 219 hours, the elongation was 20%, the corrosion weight loss was 0.68 mg / cm 2 , and the oxidation weight gain was 0.50 mg / c.
It was m 2. Sample C-10 had a life of 213 hours in creep rupture characteristics, an elongation of 18%, a weight loss of corrosion of 0.69 mg / cm 2 , and a weight gain of oxidation of 0.50 mg / c.
It was m 2. The test conditions are the same as in Example 1.

【0101】比較例6 本比較例では、表1に示す成分組成の異なる二種類の試
料としてC−11及びC−12を用いた。
Comparative Example 6 In this comparative example, C-11 and C-12 were used as two kinds of samples having different component compositions shown in Table 1.

【0102】具体的な試料C−11の組成は表1に示す
ように、重量パーセントで、Cr12%、Co4.8
%、Al5.6%、Ti2%、W6%、Ta7%、Mo
2%、Nb2.5%、Ir0%、Hf1%、Y0.2
%、C0.05%、B0.02%、Zr0.02%を含
み、残部をNi基および不可避的不純物とした。
The specific composition of Sample C-11 is, as shown in Table 1, 12% by weight of Cr and 4.8% of Co by weight percent.
%, Al 5.6%, Ti 2%, W 6%, Ta 7%, Mo
2%, Nb2.5%, Ir0%, Hf1%, Y0.2
%, 0.05% of C, 0.02% of B, and 0.02% of Zr, with the balance being Ni-based and unavoidable impurities.

【0103】具体的な試料C−12の組成は表1に示す
ように、重量パーセントで、Cr12%、Co4.8
%、Al5.6%、Ti2%、W9%、Ta10%、M
o3%、Nb2%、Ir0%、Hf1%、Y0.2%、
C0.05%、B0.02%、Zr0.02%を含み、
残部をNi基および不可避的不純物とした。
As shown in Table 1, the specific composition of Sample C-12 is, as weight percent, Cr 12% and Co 4.8.
%, Al 5.6%, Ti 2%, W 9%, Ta 10%, M
o3%, Nb2%, Ir0%, Hf1%, Y0.2%,
Containing C0.05%, B0.02%, Zr0.02%,
The balance was Ni-based and unavoidable impurities.

【0104】また、上記のNi基耐熱超合金材料を用い
て、実施例1と同様の処理を施した試験片を作製した。
Further, a test piece which was subjected to the same treatment as in Example 1 was produced using the above-mentioned Ni-base heat-resistant superalloy material.

【0105】本比較例で得られた試験片を対象として、
クリープ破断試験、耐高温腐食性試験および耐酸化性試
験を行った。その結果、試料C−11は、クリープ破断
特性における寿命が221時間、伸びが21%、腐食減
量が0.64mg/cm、酸化増量が0.35mg/
cmであった。また、試料C−12は、クリープ破断
特性における寿命が202時間、伸びが18%、腐食減
量が0.70mg/cm、酸化増量が0.36mg/
cmであった。なお、試験条件は実施例1と同様であ
る。
For the test piece obtained in this comparative example,
A creep rupture test, a high temperature corrosion resistance test, and an oxidation resistance test were performed. As a result, Sample C-11 had a life of 221 hours in creep rupture characteristics, an elongation of 21%, a weight loss of corrosion of 0.64 mg / cm 2 , and a weight gain of oxidation of 0.35 mg / cm 2 .
cm 2 . Sample C-12 had a creep rupture life of 202 hours, an elongation of 18%, a weight loss of corrosion of 0.70 mg / cm 2 , and a weight gain of oxidation of 0.36 mg / cm 2 .
cm 2 . The test conditions are the same as in Example 1.

【0106】比較例7 本比較例では、表1に示す成分組成の異なる三種類の試
料としてC−13、C−14及びC−15を用いた。
Comparative Example 7 In this comparative example, C-13, C-14 and C-15 were used as three kinds of samples having different component compositions shown in Table 1.

【0107】具体的な試料C−13の組成は表1に示す
ように、重量パーセントで、Cr12%、Co4.8
%、Al3.5%、Ti0%、W7%、Ta5%、Mo
2%、Nb1%、Ir0%、Hf1%、Y0.2%、C
0.05%、B0.02%、Zr0.02%を含み、残
部をNi基および不可避的不純物とした。
As shown in Table 1, the specific composition of Sample C-13 was, as weight percent, Cr 12% and Co 4.8.
%, Al 3.5%, Ti 0%, W 7%, Ta 5%, Mo
2%, Nb1%, Ir0%, Hf1%, Y0.2%, C
The composition contained 0.05%, 0.02% of B, and 0.02% of Zr, and the balance was Ni-based and unavoidable impurities.

【0108】具体的な試料C−14の組成は表1に示す
ように、重量パーセントで、Cr12%、Co4.8
%、Al10%、Ti5%、W7%、Ta5%、Mo
0.8%、Nb1%、Ir0%、Hf1%、Y0.2
%、C0.05%、B0.02%、Zr0.02%を含
み、残部をNi基および不可避的不純物とした。
As shown in Table 1, the specific composition of Sample C-14 was as follows: Cr 12%, Co 4.8 by weight.
%, Al 10%, Ti 5%, W 7%, Ta 5%, Mo
0.8%, Nb1%, Ir0%, Hf1%, Y0.2
%, 0.05% of C, 0.02% of B, and 0.02% of Zr, with the balance being Ni-based and unavoidable impurities.

【0109】具体的な試料C−15の組成は表1に示す
ように、重量パーセントで、Cr12%、Co4.8
%、Al8%、Ti8%、W7%、Ta5%、Mo0.
8%、Nb1%、Ir0%、Hf1%、Y0.2%、C
0.05%、B0.02、Zr0.02%を含み、残部
をNi基および不可避的不純物とした。
As shown in Table 1, the specific composition of Sample C-15 was as follows: Cr 12%, Co 4.8 by weight.
%, Al 8%, Ti 8%, W 7%, Ta 5%, MoO.
8%, Nb1%, Ir0%, Hf1%, Y0.2%, C
It contained 0.05%, B0.02, and Zr0.02%, with the balance being Ni-based and unavoidable impurities.

【0110】また、上記のNi基耐熱超合金材料を用い
て、実施例1と同様の処理を施した試験片を作製した。
[0110] Using the above Ni-based heat-resistant superalloy material, a test piece subjected to the same treatment as in Example 1 was produced.

【0111】本比較例で得られた試験片を対象として、
クリープ破断試験、耐高温腐食性試験および耐酸化性試
験を行った。その結果、試料C−13は、クリープ破断
特性における寿命が201時間、伸びが20%、腐食減
量が0.62mg/cm、酸化増量が3.90mg/
cmであった。試料C−14は、クリープ破断特性に
おける寿命が198時間、伸びが11%、腐食減量が
0.63mg/cm、酸化増量が0.22mg/cm
であった。また、試料C−15は、クリープ破断特性
における寿命が184時間、伸びが22%、腐食減量が
0.41mg/cm、酸化増量が0.28mg/cm
であった。なお、試験条件は実施例1と同様である。
For the test piece obtained in this comparative example,
A creep rupture test, a high temperature corrosion resistance test, and an oxidation resistance test were performed. As a result, Sample C-13 had a life of 201 hours in creep rupture characteristics, an elongation of 20%, a weight loss of corrosion of 0.62 mg / cm 2 , and a weight gain of oxidation of 3.90 mg / cm 2 .
cm 2 . Sample C-14 has a creep rupture life of 198 hours, an elongation of 11%, a weight loss of corrosion of 0.63 mg / cm 2 , and a weight gain of oxidation of 0.22 mg / cm 2.
It was 2 . Sample C-15 had a creep rupture life of 184 hours, an elongation of 22%, a weight loss of corrosion of 0.41 mg / cm 2 , and a weight gain of oxidation of 0.28 mg / cm 2 .
It was 2 . The test conditions are the same as in Example 1.

【0112】比較例8 本比較例では、表1に示す試料としてC−16を用い
た。
Comparative Example 8 In this comparative example, C-16 was used as a sample shown in Table 1.

【0113】具体的な試料C−16の組成は表1に示す
ように、重量パーセントで、Cr12%、Co6%、A
l5.6%、Ti2%、W7%、Ta5%、Mo0.8
%、Nb1%、Ir4%、Hf1%、Y0.2%、C
0.05%、B0.02%、Zr0.02%を含み、残
部をNi基および不可避的不純物とした。
As shown in Table 1, the specific composition of Sample C-16 was as follows: Cr 12%, Co 6%, A
l5.6%, Ti 2%, W 7%, Ta 5%, Mo 0.8
%, Nb1%, Ir4%, Hf1%, Y0.2%, C
The composition contained 0.05%, 0.02% of B, and 0.02% of Zr, and the balance was Ni-based and unavoidable impurities.

【0114】また、上記のNi基耐熱超合金材料を用い
て、実施例1と同様の処理を施した試験片を作製した。
[0114] Using the above Ni-based heat-resistant superalloy material, a test piece subjected to the same treatment as in Example 1 was produced.

【0115】本比較例で得られた試験片を対象として、
クリープ破断試験、耐高温腐食性試験および耐酸化性試
験を行った。その結果、試料C−16は、クリープ破断
特性における寿命が186時間、伸びが20%、腐食減
量が1.18mg/cm、酸化増量が0.54mg/
cmであった。なお、試験条件は実施例1と同様であ
る。
For the test piece obtained in this comparative example,
A creep rupture test, a high temperature corrosion resistance test, and an oxidation resistance test were performed. As a result, in Sample C-16, the life in creep rupture characteristics was 186 hours, the elongation was 20%, the corrosion weight loss was 1.18 mg / cm 2 , and the oxidation weight gain was 0.54 mg / cm 2 .
cm 2 . The test conditions are the same as in Example 1.

【0116】比較例9 本比較例では、表1に示す成分組成の異なる二種類の試
料としてC−17及びC−18を用いた。
Comparative Example 9 In this comparative example, C-17 and C-18 were used as two kinds of samples having different component compositions shown in Table 1.

【0117】具体的な試料C−17の組成は表1に示す
ように、重量パーセントで、Cr12%、Co6%、A
l5.6%、Ti2%、W7%、Ta5%、Mo0.8
%、Nb4%、Ir0%、Hf0%、Y0%、C0.0
5%、B0.02%、Zr0.02%を含み、残部をN
i基および不可避的不純物とした。
As shown in Table 1, the specific composition of Sample C-17 was as follows: Cr 12%, Co 6%, A
l5.6%, Ti 2%, W 7%, Ta 5%, Mo 0.8
%, Nb 4%, Ir 0%, Hf 0%, Y 0%, C0.0
5%, B 0.02%, Zr 0.02%, the balance being N
i-group and unavoidable impurities.

【0118】具体的な試料C−18の組成は表1に示す
ように、重量パーセントで、Cr12%、Co6%、A
l5.6%、Ti2%、W7%、Ta5%、Mo0.8
%、Nb1%、Ir0%、Hf2.5%、Y0.5%、
C0.05%、B0.02%、Zr0.02%を含み、
残部をNi基および不可避的不純物とした。
As shown in Table 1, the specific composition of Sample C-18 was, as weight percent, 12% Cr, 6% Co,
l5.6%, Ti 2%, W 7%, Ta 5%, Mo 0.8
%, Nb1%, Ir0%, Hf2.5%, Y0.5%,
Containing C0.05%, B0.02%, Zr0.02%,
The balance was Ni-based and unavoidable impurities.

【0119】また、上記のNi基耐熱超合金材料を用い
て、実施例1と同様の処理を施した試験片を作製した。
Further, a test piece subjected to the same treatment as in Example 1 was produced using the above-mentioned Ni-base heat-resistant superalloy material.

【0120】本比較例で得られた試験片を対象として、
クリープ破断試験、耐高温腐食性試験および耐酸化性試
験を行った。その結果、試料C−17は、クリープ破断
特性における寿命が214時間、伸びが24%、腐食減
量が1.64mg/cm、酸化増量が2.55mg/
cmであった。また、試料C−18は、クリープ破断
特性における寿命が203時間、伸びが23%、腐食減
量が1.28mg/cm、酸化増量が1.88mg/
cmであった。なお、試験条件は実施例1と同様であ
る。
For the test piece obtained in this comparative example,
A creep rupture test, a high temperature corrosion resistance test, and an oxidation resistance test were performed. As a result, Sample C-17 had a creep rupture life of 214 hours, an elongation of 24%, a weight loss of corrosion of 1.64 mg / cm 2 , and a weight gain of oxidation of 2.55 mg / cm 2 .
cm 2 . Sample C-18 had a creep rupture life of 203 hours, an elongation of 23%, a corrosion weight loss of 1.28 mg / cm 2 , and an oxidation weight gain of 1.88 mg / cm 2 .
cm 2 . The test conditions are the same as in Example 1.

【0121】比較例10 本比較例では、表1に示す試料としてC−19を用い
た。
Comparative Example 10 In this comparative example, C-19 was used as a sample shown in Table 1.

【0122】具体的な試料C−19の組成は表1に示す
ように、重量パーセントで、Cr12%、Co6%、A
l5.6%、Ti2%、W7%、Ta5%、Mo0.8
%、Nb1%、Ir0%、Hf1%、Y0.2%、C
0.4%、B0.05%、Zr0.08%を含み、残部
をNi基および不可避的不純物とした。
As shown in Table 1, the specific composition of Sample C-19 was as follows: Cr 12%, Co 6%, A
l5.6%, Ti 2%, W 7%, Ta 5%, Mo 0.8
%, Nb1%, Ir0%, Hf1%, Y0.2%, C
0.4%, B0.05%, Zr0.08%, and the balance was Ni-based and unavoidable impurities.

【0123】また、上記のNi基耐熱超合金材料を用い
て、実施例1と同様の処理を施した試験片を作製した。
Further, using the above-mentioned Ni-base heat-resistant superalloy material, a test piece subjected to the same treatment as in Example 1 was produced.

【0124】本比較例で得られた試験片を対象として、
クリープ破断試験、耐高温腐食性試験および耐酸化性試
験を行った。その結果、試料C−16は、クリープ破断
特性における寿命が222時間、伸びが20%、腐食減
量が0.68mg/cm、酸化増量が0.56mg/
cmであった。なお、試験条件は実施例1と同様であ
る。
For the test piece obtained in this comparative example,
A creep rupture test, a high temperature corrosion resistance test, and an oxidation resistance test were performed. As a result, Sample C-16 had a creep rupture life of 222 hours, an elongation of 20%, a corrosion weight loss of 0.68 mg / cm 2 , and an oxidation weight gain of 0.56 mg / cm 2 .
cm 2 . The test conditions are the same as in Example 1.

【0125】従来例1 本従来例において、表1に示す試料CM247LCを用
いた。
Conventional Example 1 In this conventional example, a sample CM247LC shown in Table 1 was used.

【0126】具体的な試料CM247LCの組成は表1
に示すように、重量パーセントで、Cr8.3%、Co
9.4%、Al5.7%、Ti0.7%、W9.3%、
Ta3.2%、Mo0.5%、Nb0%、Ir0%、H
f1.4%、Y0%、C0.07%、B0.017%、
Zr0.02%を含み、残部をNi基および不可避的不
純物とした。
The specific composition of the sample CM247LC is shown in Table 1.
8.3% Cr, Co
9.4%, Al 5.7%, Ti 0.7%, W 9.3%,
Ta 3.2%, Mo 0.5%, Nb 0%, Ir 0%, H
f1.4%, Y0%, C0.07%, B0.017%,
Zr was contained 0.02%, and the balance was Ni-based and unavoidable impurities.

【0127】上述したNi基耐熱超合金材料を溶融した
後、高速凝固法により一方向凝固柱状晶に鋳造し、不活
性雰囲気下、1230℃で加熱した。その後、前記温度
で2時間溶体化処理を行い、その後、1080℃で4時
間時効処理を施し、さらに、870℃で24時間時効処
理を施した後、試験片を作製した。
After the above-mentioned Ni-base heat-resistant superalloy material was melted, it was cast into a directionally solidified columnar crystal by a high-speed solidification method, and heated at 1230 ° C. in an inert atmosphere. Thereafter, a solution treatment was performed at the above-mentioned temperature for 2 hours, then, an aging treatment was performed at 1080 ° C. for 4 hours, and further, an aging treatment was performed at 870 ° C. for 24 hours.

【0128】本従来例で得られた試験片を対象として、
クリープ破断試験、耐高温腐食性試験および耐酸化性試
験を行った。その結果、試料CM247LCは、クリー
プ破断特性における寿命が156時間、伸びが26%、
腐食減量が3.10mg/cm、酸化増量が0.42
mg/cmであった。なお、試験条件は実施例1と同
様である。
For the test piece obtained in this conventional example,
A creep rupture test, a high temperature corrosion resistance test, and an oxidation resistance test were performed. As a result, the sample CM247LC had a life of 156 hours in creep rupture characteristics, an elongation of 26%,
Corrosion weight loss is 3.10 mg / cm 2 , oxidation weight gain is 0.42
mg / cm 2 . The test conditions are the same as in Example 1.

【0129】従来例2 本従来例において、表1に示す試料CM186LCを用
いた。
Conventional Example 2 In this conventional example, a sample CM186LC shown in Table 1 was used.

【0130】具体的な試料CM186LCの組成は表1
に示すように、重量パーセントで、Cr6.8%、Co
9.2%、Al5.6%、Ti0.7%、W8.5%、
Ta3.2%、Mo0.5%、Nb0%、Ir0%、H
f1.4%、Y0%、C0.071%、B0.015
%、Zr0.006%を含み、残部をNi基および不可
避的不純物とした。
Table 1 shows the specific composition of the sample CM186LC.
6.8% Cr, Co
9.2%, Al 5.6%, Ti 0.7%, W 8.5%,
Ta 3.2%, Mo 0.5%, Nb 0%, Ir 0%, H
f1.4%, Y0%, C0.071%, B0.015
%, Zr 0.006%, and the balance was Ni-based and unavoidable impurities.

【0131】上述したNi基耐熱超合金材料を用い、従
来例1と同様な処理を施し試験片を作製した。
Using the above-mentioned Ni-base heat-resistant superalloy material, the same treatment as in Conventional Example 1 was performed to produce a test piece.

【0132】本従来例で得られた試験片を対象として、
クリープ破断試験、耐高温腐食性試験および耐酸化性試
験を行った。その結果、試料CM186LCは、クリー
プ破断特性における寿命が267時間、伸びが19%、
腐食減量が1.20mg/cm、酸化増量が0.68
mg/cmであった。なお、試験条件は実施例1と同
様である。
For the test piece obtained in this conventional example,
A creep rupture test, a high temperature corrosion resistance test, and an oxidation resistance test were performed. As a result, the sample CM186LC had a life of 267 hours in creep rupture characteristics, an elongation of 19%,
Corrosion weight loss 1.20 mg / cm 2 , oxidation weight loss 0.68
mg / cm 2 . The test conditions are the same as in Example 1.

【0133】従来例3 本従来例において、表1に示す試料として単結晶である
CMSX−2を用いた。
Conventional Example 3 In this conventional example, single crystal CMSX-2 was used as a sample shown in Table 1.

【0134】具体的な試料CMSX−2の組成は表1に
示すように、重量パーセントで、Cr7.9%、Co
4.6%、Al5.6%、Ti1%、W7.9%、Ta
6%、Mo0.6%、Nb0%、Ir0%、Hf0.0
04%、Y0%、C0.0014%、B0.002%、
Zr0.001%を含み、残部をNi基および不可避的
不純物とした。
As shown in Table 1, the composition of the specific sample CMSX-2 was as follows: Cr 7.9%, Co
4.6%, Al 5.6%, Ti 1%, W7.9%, Ta
6%, Mo 0.6%, Nb 0%, Ir 0%, Hf 0.0
04%, Y0%, C0.0014%, B0.002%,
It contained 0.001% of Zr, and the balance was Ni-based and unavoidable impurities.

【0135】上述したNi基耐熱超合金材料を用い、表
2に示す処理を施し試験片を作製した。
Using the Ni-base heat-resistant superalloy material described above, the treatments shown in Table 2 were performed to produce test pieces.

【0136】本従来例で得られた試験片を対象として、
クリープ破断試験、耐高温腐食性試験および耐酸化性試
験を行った。その結果、試料CMSX−2については、
クリープ破断特性における寿命が313時間、伸びが2
3%、腐食減量が2.90mg/cm、酸化増量が
0.56mg/cmであった。なお、試験条件は実施
例1と同様である。
For the test piece obtained in this conventional example,
A creep rupture test, a high temperature corrosion resistance test, and an oxidation resistance test were performed. As a result, for sample CMSX-2,
Creep rupture life is 313 hours, elongation is 2
3%, the corrosion weight loss is 2.90mg / cm 2, oxidized amount was 0.56 mg / cm 2. The test conditions are the same as in Example 1.

【0137】上記した実施例、比較例及び従来例から以
下のことが判明した。
The following has been found from the above Examples, Comparative Examples and Conventional Examples.

【0138】はじめに、AlおよびTiに関して説明す
る。AlとTiの両元素の含有量が高めの比較例7の試
料C−15は、熱処理後に未固溶のγ′相と共晶γ′相
が比較的多く残留し、クリープ破断寿命が実施例1〜4
における本発明よりも比較的短めとなっていた。またA
lの含有量が少ない比較例7の試料C−13は、酸化増
量が最も多く、実施例1〜4における本発明よりもクリ
ープ破断寿命が短く、また、耐酸化性が低下していた。
First, Al and Ti will be described. In Sample C-15 of Comparative Example 7 in which the contents of both elements of Al and Ti were high, a relatively large amount of undissolved γ 'phase and eutectic γ' phase remained after the heat treatment, and the creep rupture life was longer than that of the Example. 1-4
Was relatively shorter than the present invention. A
Sample C-13 of Comparative Example 7, which had a low l content, had the largest amount of oxidation increase, had a shorter creep rupture life than the present invention in Examples 1 to 4, and had a lower oxidation resistance.

【0139】Nbについては、含有量が4%と0.5〜
2.5%の請求範囲以外である比較例9の試料C−17
は、特に高温耐食性と耐酸化性が低下していた。
Regarding Nb, the content was 4% and 0.5 to 0.5%.
Sample C-17 of Comparative Example 9, which is out of the claim range of 2.5%
In particular, high-temperature corrosion resistance and oxidation resistance were reduced.

【0140】Irについては、実施例1〜4の中でもI
rの含有量が2.5%である実施例2及び実施例3が最
も優れたクリープ破断寿命を示している。これと反対
に、Irの含有量が1.5〜3%の請求範囲以外である
比較例8、9の試料C−16から試料C−19までは、
強度や延性が低下し、またクリープ破断寿命も低下して
いた。
Regarding Ir, in Examples 1 to 4,
Examples 2 and 3 in which the content of r is 2.5% show the best creep rupture life. On the contrary, Samples C-16 to C-19 of Comparative Examples 8 and 9 in which the content of Ir is out of the range of 1.5 to 3% are as follows:
The strength and ductility were reduced, and the creep rupture life was also reduced.

【0141】W、Mo、Taに関して説明する。W、M
o、Taの含有量が多い比較例6の試料C−12は、高
温強度に悪影響を及ぼすα−(W、Mo)相が析出し、
さらに熱処理により残留する共晶γ′相の残留量が増加
し、クリープ破断寿命が低下していた。これらの3元素
の中で少なくとも1つの元素の含有量が多い試料C−
6、C−8、C−10及びC−11は、クリープ破断寿
命がいずれも実施例1〜4における本発明よりも比較的
短めとなっていた。また、前記3元素が規定範囲内であ
っても、添加総量が14%を超えている比較例6の試料
C−11と試料C−12は、クリープ破断寿命が低下し
ていた。
A description will be given of W, Mo, and Ta. W, M
In Sample C-12 of Comparative Example 6 having a large content of o and Ta, an α- (W, Mo) phase which adversely affects the high-temperature strength was precipitated,
Furthermore, the residual amount of the eutectic γ 'phase remaining by the heat treatment increased, and the creep rupture life decreased. Sample C-, which has a high content of at least one of these three elements
6, C-8, C-10, and C-11 each had a relatively shorter creep rupture life than the present invention in Examples 1 to 4. In addition, even when the above three elements were within the specified ranges, the creep rupture life of Sample C-11 and Sample C-12 of Comparative Example 6, in which the total amount of addition exceeded 14%, was reduced.

【0142】CrとCoについては、CrとCoの含有
量が多い比較例1、2の試料C−2、試料C−4では、
σ相が析出し、また未固溶γ′相量が増加することによ
り、実施例1〜4における本発明よりもクリープ破断寿
命が低下していた。
Regarding Cr and Co, in Samples C-2 and C-4 of Comparative Examples 1 and 2 having a large Cr and Co content,
Since the σ phase was precipitated and the amount of the undissolved γ ′ phase increased, the creep rupture life was shorter than that of the present invention in Examples 1 to 4.

【0143】HfとYに関して説明する。HfとYを含
有しない比較例9の試料C−17は、保護皮膜のはく離
が生じ、耐高温腐食性および耐酸化性が低下していた。
またYの含有量が過剰である比較例9の試料C−18
は、Yにより酸素の内方拡散が促進され、酸化増量が多
く耐酸化性が低下していた。Hfの含有量が過剰である
比較例9の試料C−18は、熱処理後に未固溶のγ′相
が残留し、クリープ破断寿命が低下していた。
A description will be given of Hf and Y. In Sample C-17 of Comparative Example 9, which did not contain Hf and Y, peeling of the protective film occurred, and high-temperature corrosion resistance and oxidation resistance were reduced.
Sample C-18 of Comparative Example 9 in which the content of Y is excessive.
In Y, the inward diffusion of oxygen was promoted by Y, the amount of oxidation increased, and the oxidation resistance was lowered. In Sample C-18 of Comparative Example 9 in which the Hf content was excessive, an undissolved γ 'phase remained after the heat treatment, and the creep rupture life was reduced.

【0144】C、B及びZrに関しても、含有量が過剰
である比較例10の試料C−19は、延性が低下し、ク
リープ破断寿命も低下していた。
Regarding C, B and Zr, the sample C-19 of Comparative Example 10 containing excessive amounts had a reduced ductility and a reduced creep rupture life.

【0145】このような比較例1〜10までの耐熱合金
に対し、本発明における実施例1〜4は、Cr、Co、
Al、Ti、W、Mo、Ta、Nb、Ir、Hf、Y、
C、B、Zrの各元素を本発明の化学組成に基づく最適
な含有量、総和量および比率に基づいてバランス良く添
加したため、熱処理後の所望の形態であるγ′相、Nb
Al相及びIrTi相が析出し、有害な脆化相であ
るα−(W、Mo)相、σ相が析出していないために、
比較例および従来例に比べて、クリープ破断寿命がいず
れも長く、高温強度に優れていた。さらに、本発明にお
ける実施例1〜4は、第1世代であるNi基単結晶合金
CMSX−2に相当する高温強度を有している。また、
これらの本発明による合金は腐食減量および酸化増量を
いずれも低くでき、耐高温腐食性および耐酸化性に優れ
ていることを確認した。
In contrast to the heat-resistant alloys of Comparative Examples 1 to 10, Examples 1 to 4 according to the present invention
Al, Ti, W, Mo, Ta, Nb, Ir, Hf, Y,
Since the elements C, B, and Zr were added in a well-balanced manner based on the optimal content, total amount, and ratio based on the chemical composition of the present invention, the desired form of the γ 'phase, Nb
3 Al phase and Ir 3 Ti phase are precipitated, and the harmful embrittlement phase α- (W, Mo) phase and σ phase are not precipitated.
Both the creep rupture life was longer and the high temperature strength was superior to the comparative example and the conventional example. Further, Examples 1 to 4 in the present invention have high-temperature strength corresponding to the first generation Ni-based single crystal alloy CMSX-2. Also,
It has been confirmed that these alloys according to the present invention can reduce both the corrosion weight loss and the oxidation weight gain, and are excellent in high-temperature corrosion resistance and oxidation resistance.

【0146】従って、本発明の合金は、高温強度、耐高
温腐食性及び耐酸化性のいずれも従来のものと比べ、優
れた特性を備えていることが明らかになった。
Accordingly, it has been clarified that the alloy of the present invention has excellent properties in all of high-temperature strength, high-temperature corrosion resistance and oxidation resistance as compared with the conventional alloy.

【0147】このことから、本発明における合金は、従
来において使用されにくかった耐高温腐食性が要求され
る工業用ガスタービン部品にも十分適用でき、この場合
には高温強度および耐酸化性に加え、耐高温腐食性の利
点を最大限に発揮させることができる。すなわち、工業
用ガスタービンの高効率化と長期運転が可能になり、ガ
スタービンの運用効率が大幅に向上するようになった。
From the above, the alloy of the present invention can be sufficiently applied to industrial gas turbine parts requiring high-temperature corrosion resistance, which has been conventionally difficult to use. In this case, in addition to high-temperature strength and oxidation resistance, In addition, the advantages of high temperature corrosion resistance can be maximized. That is, high efficiency and long-term operation of the industrial gas turbine have become possible, and the operating efficiency of the gas turbine has been greatly improved.

【0148】その他の実施例 なお、本発明におけるNi基耐熱超合金は表2に示す製
造方法により製造しているが、本発明に係るNi基一方
向凝固超合金の製造方法は本実施例に限定されるもので
はない。例えば、請求項4記載の発明を適用したもので
あってもよい。すなわち、請求項4記載の発明を成す製
造方法は、特開平6−293945号公報などに開示さ
れたNi基耐熱超合金の製造方法を適用したものであ
る。そして、前記方法は、γ′相により強化されるNi
基耐熱超合金を溶体化処理とそれに続く時効処理をその
時効処理温度以上を維持した状態で連続して行って製造
するものである。
Other Examples Although the Ni-based heat-resistant superalloy of the present invention is manufactured by the manufacturing method shown in Table 2, the manufacturing method of the Ni-based unidirectionally solidified superalloy according to the present invention is described in this example. It is not limited. For example, the invention described in claim 4 may be applied. That is, the manufacturing method according to the fourth aspect of the present invention employs the method for manufacturing a Ni-base heat-resistant superalloy disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-293945. And, the method comprises the steps of:
The heat-resistant superalloy is manufactured by continuously performing a solution treatment and a subsequent aging treatment while maintaining the aging treatment temperature or higher.

【0149】具体的には、本発明の化学組成を有するN
i基耐熱超合金材料を溶融した後、前記合金によりNi
基一方向凝固耐熱超合金を形成し、その一方向凝固耐熱
超合金を1200℃〜1250℃の温度で溶体化処理し
た後、その温度から300℃/時間以上の冷却速度で1
050℃〜1150℃の温度まで冷却し、その冷却した
温度を維持した状態で時効処理するのが好ましい。
Specifically, N having the chemical composition of the present invention
After melting the i-base heat-resistant superalloy material,
A base directionally solidified heat-resistant superalloy is formed, and the directionally solidified heat-resistant superalloy is subjected to a solution treatment at a temperature of 1200 ° C. to 1250 ° C., and then cooled at a cooling rate of 300 ° C./hour or more from that temperature.
It is preferable to cool to a temperature of 050 ° C. to 1150 ° C. and perform aging treatment while maintaining the cooled temperature.

【0150】このように製造されたNi基一方向凝固耐
熱超合金は、γ基地中に高温強度特性をより一層高める
のに所望の十分な体積率のγ′相とIrTi相及びN
Al相が析出し、かつγ′相については最適形状で
ある立方体状のγ′相が格子状に規則正しく配列したミ
クロ組織が得れるといった利点を有する。
The Ni-based unidirectionally solidified heat-resistant superalloy produced in this manner has a γ ′ phase, an Ir 3 Ti phase and an N 3 Ti phase with a sufficient volume ratio desired to further enhance the high-temperature strength characteristics in the γ matrix.
This has the advantage that a b 3 Al phase is precipitated, and a microstructure in which the cubic γ ′ phase, which is the optimum shape for the γ ′ phase, is regularly arranged in a lattice is obtained.

【0151】[0151]

【発明の効果】以上で説明したように、本発明のNi基
耐熱超合金は既存の第1世代Ni基単結晶超合金に相当
する優れたクリープ破断寿命、伸び及び耐高温腐食性、
耐酸化性を兼備している。その結果、高温高効率ガスタ
ービンや従来において適用が困難であった長期運用され
る工業用ガスタービンのブレード等の部品として、高い
クリープ応力下と厳しい高温腐食・酸化環境での運用が
可能となり、その効率向上に大きく寄与するものであ
る。
As described above, the Ni-base heat-resistant superalloy of the present invention has excellent creep rupture life, elongation and high-temperature corrosion resistance equivalent to existing first-generation Ni-base single crystal superalloys,
Has both oxidation resistance. As a result, as components such as high-temperature high-efficiency gas turbines and blades of industrial gas turbines that have been difficult to apply in the long run, they can be operated under high creep stress and in severe high-temperature corrosion / oxidation environments. This greatly contributes to the improvement of the efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1〜4、比較例1〜10及び従来例1〜
3のクリープ破断試験結果の破断寿命を説明するグラ
フ。
FIG. 1 shows Examples 1-4, Comparative Examples 1-10 and Conventional Examples 1
3 is a graph for explaining the rupture life of the result of the creep rupture test of No. 3.

【図2】実施例1〜4、比較例1〜10及び従来例1〜
3のクリープ破断試験結果の破断伸びを説明するグラ
フ。
FIG. 2 Examples 1 to 4, Comparative Examples 1 to 10, and Conventional Examples 1 to
3 is a graph illustrating the elongation at break of the results of the creep rupture test of Example 3.

【図3】実施例1〜4、比較例1〜10及び従来例1〜
3の耐高温腐食性試験結果の腐食減量を説明するグラ
フ。
FIG. 3 Examples 1 to 4, Comparative Examples 1 to 10, and Conventional Examples 1 to
3 is a graph for explaining the corrosion weight loss of the high-temperature corrosion resistance test result of No. 3.

【図4】実施例1〜4、比較例1〜10及び従来例1〜
3の耐酸化性試験結果の酸化質量増量を説明するグラ
フ。
FIG. 4 Examples 1 to 4, Comparative Examples 1 to 10, and Conventional Examples 1 to
3 is a graph illustrating the increase in oxidized mass in the results of the oxidation resistance test of Example 3.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C22F 1/00 691 C22F 1/00 691B 691C 691Z 1/10 1/10 H ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI C22F 1/00 691 C22F 1/00 691B 691C 691Z 1/10 1/10 H

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 重量%で、Cr:8〜14%、Co:7
〜12%、Al:5〜8%、Ti:1〜4%、W:3〜
8%、Ta:3〜8%、Mo:0.5〜2%、Nb:
0.5〜2.5%、Ir:1.5〜3%、C:0.05
〜0.2%、B:0.01〜0.03%、Zr:0.0
2〜0.05%を含み、残部がNiおよび不可避的不純
物からなり、かつ6%≦Al+Ti、2≦Al/Ti、
W+Ta+Mo≦14%であることを特徴とするNi基
耐熱超合金。
1. A weight percentage of Cr: 8 to 14%, Co: 7
-12%, Al: 5-8%, Ti: 1-4%, W: 3-
8%, Ta: 3 to 8%, Mo: 0.5 to 2%, Nb:
0.5 to 2.5%, Ir: 1.5 to 3%, C: 0.05
0.2%, B: 0.01-0.03%, Zr: 0.0
2 to 0.05%, the balance consisting of Ni and unavoidable impurities, and 6% ≦ Al + Ti, 2 ≦ Al / Ti,
A Ni-base heat-resistant superalloy, wherein W + Ta + Mo ≦ 14%.
【請求項2】 重量%で、Cr:8〜14%、Co:7
〜12%、Al:5〜8%、Ti:1〜4%、W:3〜
8%、Ta:3〜8%、Mo:0.5〜2%、Nb:
0.5〜2.5%、Ir:1.5〜3%、C:0.05
〜0.2%、B:0.01〜0.03%、Zr:0.0
2〜0.05%を含み、残部がNiおよび不可避的不純
物からなり、かつ6%≦Al+Ti、2≦Al/Ti、
W+Ta+Mo≦14%であるNi基耐熱超合金材料を
一方向凝固させてなることを特徴とするNi基耐熱超合
金。
2. Cr: 8 to 14%, Co: 7 by weight%
-12%, Al: 5-8%, Ti: 1-4%, W: 3-
8%, Ta: 3 to 8%, Mo: 0.5 to 2%, Nb:
0.5 to 2.5%, Ir: 1.5 to 3%, C: 0.05
0.2%, B: 0.01-0.03%, Zr: 0.0
2 to 0.05%, the balance consisting of Ni and unavoidable impurities, and 6% ≦ Al + Ti, 2 ≦ Al / Ti,
A Ni-based heat-resistant superalloy characterized by being unidirectionally solidified from a Ni-based heat-resistant superalloy material in which W + Ta + Mo ≦ 14%.
【請求項3】 Ni、Cr、Co、Al、Ti、W、T
a、Mo、Nb、Ir、C、B、Zrを含む溶融材料
を、一方向凝固させた後、真空または不活性雰囲気内
で、1200℃〜1250℃に加熱し、同温度範囲で2
時間以上溶体化処理した後急冷し、その後、1050℃
〜1150℃で4時間以上時効処理することを特徴とす
るNi基耐熱超合金の製造方法。
3. Ni, Cr, Co, Al, Ti, W, T
After a molten material containing a, Mo, Nb, Ir, C, B, and Zr is unidirectionally solidified, the material is heated to 1200 ° C. to 1250 ° C. in a vacuum or an inert atmosphere.
After solution treatment for more than an hour, quenched, then 1050 ° C
A method for producing a Ni-base heat-resistant superalloy, comprising performing aging treatment at 〜1150 ° C. for 4 hours or more.
【請求項4】 請求項3記載のNi基耐熱超合金の製造
方法において、溶体化処理とそれに続く時効処理とを高
温で連続して行う熱処理に際し、溶体化処理1200℃
〜1250℃の温度域から時効処理1050℃〜115
0℃の温度域への冷却速度を、300℃/時間以上に設
定し、その時効処理温度域で2時間以上保持した後に急
冷し、その後、再び1050℃〜1150℃で4時間以
上時効処理することを特徴とするNi基耐熱超合金の製
造方法。
4. The method for producing a Ni-base heat-resistant superalloy according to claim 3, wherein the solution treatment and the subsequent aging treatment are performed at a high temperature successively at a high temperature of 1200 ° C.
Aging treatment from temperature range of 1250 ° C to 1250 ° C
The cooling rate to the temperature range of 0 ° C. is set to 300 ° C./hour or more, and after maintaining at the aging temperature range for 2 hours or more, rapid cooling is performed, and then aging is performed again at 1050 ° C. to 1150 ° C. for 4 hours or more. A method for producing a Ni-based heat-resistant superalloy, characterized in that:
【請求項5】 重量%で、Cr:8〜14%、Co:7
〜12%、Al:5〜8%、Ti:1〜4%、W:3〜
8%、Ta:3〜8%、Mo:0.5〜2%、Nb:
0.5〜2.5%、Ir:1.5〜3%、Hf:0.5
〜2%、Y:0.15〜0.3%、C:0.05〜0.
2%、B:0.01〜0.03%、Zr:0.02〜
0.05%を含み、残部がNiおよび不可避的不純物か
らなり、かつ6%≦Al+Ti、2≦Al/Ti、W+
Ta+Mo≦14%であることを特徴とするNi基耐熱
超合金。
5. Cr: 8 to 14%, Co: 7% by weight
-12%, Al: 5-8%, Ti: 1-4%, W: 3-
8%, Ta: 3 to 8%, Mo: 0.5 to 2%, Nb:
0.5 to 2.5%, Ir: 1.5 to 3%, Hf: 0.5
~ 2%, Y: 0.15 ~ 0.3%, C: 0.05 ~ 0.
2%, B: 0.01-0.03%, Zr: 0.02-
0.05%, the balance being Ni and unavoidable impurities, and 6% ≦ Al + Ti, 2 ≦ Al / Ti, W +
A Ni-based heat-resistant superalloy, wherein Ta + Mo ≦ 14%.
【請求項6】 重量%で、Cr:8〜14%、Co:7
〜12%、Al:5〜8%、Ti:1〜4%、W:3〜
8%、Ta:3〜8%、Mo:0.5〜2%、Nb:
0.5〜2.5%、Ir:1.5〜3%、Hf:0.5
〜2%、Y:0.15〜0.3%、C:0.05〜0.
2%、B:0.01〜0.03%、Zr:0.02〜
0.05%を含み、残部がNiおよび不可避的不純物か
らなり、かつ6%≦Al+Ti、2≦Al/Ti、W+
Ta+Mo≦14%であるNi基耐熱超合金材料を一方
向凝固させてなることを特徴とするNi基耐熱超合金。
6. Cr: 8 to 14%, Co: 7% by weight
-12%, Al: 5-8%, Ti: 1-4%, W: 3-
8%, Ta: 3 to 8%, Mo: 0.5 to 2%, Nb:
0.5 to 2.5%, Ir: 1.5 to 3%, Hf: 0.5
~ 2%, Y: 0.15 ~ 0.3%, C: 0.05 ~ 0.
2%, B: 0.01-0.03%, Zr: 0.02-
0.05%, the balance being Ni and unavoidable impurities, and 6% ≦ Al + Ti, 2 ≦ Al / Ti, W +
A Ni-based heat-resistant superalloy obtained by unidirectionally solidifying a Ni-based heat-resistant superalloy material satisfying Ta + Mo ≦ 14%.
【請求項7】 Ni、Cr、Co、Al、Ti、W、T
a、Mo、Nb、Ir、Hf、Y、C、B、Zrを含む
溶融材料を、一方向凝固させた後、真空または不活性雰
囲気内で、1200℃〜1250℃に加熱し、同温度範
囲で2時間以上溶体化処理した後急冷し、その後、10
50℃〜1150℃で4時間以上時効処理することを特
徴とするNi基耐熱超合金の製造方法。
7. Ni, Cr, Co, Al, Ti, W, T
After the molten material containing a, Mo, Nb, Ir, Hf, Y, C, B, and Zr is unidirectionally solidified, the material is heated to 1200 ° C. to 1250 ° C. in a vacuum or an inert atmosphere, and the temperature range is the same. Solution treatment for 2 hours or more and then quenched.
A method for producing a Ni-base heat-resistant superalloy, comprising aging at 50C to 1150C for 4 hours or more.
【請求項8】 請求項7記載のNi基耐熱超合金の製造
方法において、溶体化処理とそれに続く時効処理とを高
温で連続して行う熱処理に際し、溶体化処理1200℃
〜1250℃の温度域から時効処理1050℃〜115
0℃の温度域への冷却速度を、300℃/時間以上に設
定し、その時効処理温度域で2時間以上保持した後に急
冷し、その後、再び1050℃〜1150℃で4時間以
上時効処理することを特徴とするNi基耐熱超合金の製
造方法。
8. The method for producing a Ni-base heat-resistant superalloy according to claim 7, wherein the solution treatment and the subsequent aging treatment are continuously performed at a high temperature at a high temperature of 1200 ° C.
Aging treatment from temperature range of 1250 ° C to 1250 ° C
The cooling rate to the temperature range of 0 ° C. is set to 300 ° C./hour or more, and after maintaining at the aging temperature range for 2 hours or more, rapid cooling is performed, and then aging is performed again at 1050 ° C. to 1150 ° C. for 4 hours or more. A method for producing a Ni-based heat-resistant superalloy, characterized in that:
【請求項9】 請求項1、2、5または6記載のいずれ
かのNi基耐熱超合金によって、タービンブレード、そ
の他のガスタービンエンジン部品を構成したことを特徴
とするNi基耐熱超合金部品。
9. A Ni-base heat-resistant superalloy component comprising a turbine blade and other gas turbine engine components made of the Ni-base heat-resistant superalloy according to claim 1, 2, or 5.
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