JPS61149450A - 新規なコバルト基超合金およびそれの鋳造品と溶接したガスタ−ビン部品 - Google Patents
新規なコバルト基超合金およびそれの鋳造品と溶接したガスタ−ビン部品Info
- Publication number
- JPS61149450A JPS61149450A JP60266298A JP26629885A JPS61149450A JP S61149450 A JPS61149450 A JP S61149450A JP 60266298 A JP60266298 A JP 60266298A JP 26629885 A JP26629885 A JP 26629885A JP S61149450 A JPS61149450 A JP S61149450A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- less
- cobalt
- carbon
- hafnium
- zirconium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/07—Alloys based on nickel or cobalt based on cobalt
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
の 野
本発明は、広義には冶金技術の超合金分野に関与し、さ
らに詳しくは、独特な組合せの特性を有し、従って鋳造
物品および溶接構造物両方の製造に特に有用な新しいコ
バルト基超合金ならびにこの新しい超合金からつくった
新しい工業用ガスタービン高熱ガス流路部品に関する。
らに詳しくは、独特な組合せの特性を有し、従って鋳造
物品および溶接構造物両方の製造に特に有用な新しいコ
バルト基超合金ならびにこの新しい超合金からつくった
新しい工業用ガスタービン高熱ガス流路部品に関する。
明 の 背 景
米国特許第３．３８３．２０５号に開示されたコバルト
基超合金は、耐酸化性と耐高熱腐食性にすぐれ、従って
長い間工業用ガスタービンノズルの商業的生産に広く使
用されてきた。実際、この種の超合金の１つが本出願人
であるゼネラル・エレクトリック社のガス・タービン事
業部で製造されている理性の第１段ノズルに用いられて
いる。
基超合金は、耐酸化性と耐高熱腐食性にすぐれ、従って
長い間工業用ガスタービンノズルの商業的生産に広く使
用されてきた。実際、この種の超合金の１つが本出願人
であるゼネラル・エレクトリック社のガス・タービン事
業部で製造されている理性の第１段ノズルに用いられて
いる。
しかし、この合金のクリープ破断および疲れ強さは新し
い工業用ガスタービンノズル用途には限界に近い。この
事実を認識して、超合金の耐酸化性や耐高温腐食性を有
意に減少させることなく、これらの特性を向上させよう
とする計画が開始された。こうして得られた超合金は比
較的高い炭素含量（０，４０−０，５０％）の結果とし
て、これらの目的を満たすものであったが、溶接性に劣
り、引張延性が低いので、この問題に対する回答とはな
っていない。
い工業用ガスタービンノズル用途には限界に近い。この
事実を認識して、超合金の耐酸化性や耐高温腐食性を有
意に減少させることなく、これらの特性を向上させよう
とする計画が開始された。こうして得られた超合金は比
較的高い炭素含量（０，４０−０，５０％）の結果とし
て、これらの目的を満たすものであったが、溶接性に劣
り、引張延性が低いので、この問題に対する回答とはな
っていない。
発 明 の 八
本発明者らは、以下に詳述する新しい知見と思想とを通
して、これまで得られなかった組合せの望ましい特性を
有する新しいコバルト基超合金を創造した。つまり、本
発明者らは、前述した望ましい特性を犠牲にしなければ
ならない問題点を回避する方途を見出した。本発明は、
この問題に対する回答を提示するとともに、この新しい
知見と思想を具体化したもので、その要旨は「特許請求
の範囲」に、合金組成物およびその合金組成物から製造
した物品として集約されている。
して、これまで得られなかった組合せの望ましい特性を
有する新しいコバルト基超合金を創造した。つまり、本
発明者らは、前述した望ましい特性を犠牲にしなければ
ならない問題点を回避する方途を見出した。本発明は、
この問題に対する回答を提示するとともに、この新しい
知見と思想を具体化したもので、その要旨は「特許請求
の範囲」に、合金組成物およびその合金組成物から製造
した物品として集約されている。
本発明が依拠する思想の１つは、コバルト基超合金の溶
接性および引張延性について、クリープ強度および疲れ
強さを極めて大幅に高めるために、著しい妥協をする必
要がないということである。
接性および引張延性について、クリープ強度および疲れ
強さを極めて大幅に高めるために、著しい妥協をする必
要がないということである。
特に、高い炭素含量による有利な効果が、次の強力なモ
ノ炭化物ＭＣの形成元素：ハフニウム、タンタル、コロ
ンビウム、ジルコニウムおよびチタンの１種以上を添加
することにより、通例付随する有害作用なしで得られる
。
ノ炭化物ＭＣの形成元素：ハフニウム、タンタル、コロ
ンビウム、ジルコニウムおよびチタンの１種以上を添加
することにより、通例付随する有害作用なしで得られる
。
本発明者らは、これらの添加元素がこの目的に比較的少
量で有効であり、ある限界内で、これらの添加元素を単
独でもしくは任意所望の組合せで一緒に用いて、本発明
の新しい効果および利点を恒常的に確保できることを見
出した。
量で有効であり、ある限界内で、これらの添加元素を単
独でもしくは任意所望の組合せで一緒に用いて、本発明
の新しい効果および利点を恒常的に確保できることを見
出した。
さらに、本発明者らは、反応性の高い元素、例えばチタ
ンおよびジルコニウム、そしである程度はハフニウムが
真空溶解操作に適当であるが、空気中で行う溶解操作で
は、これらの元素の代りにコロンビウムを用いるのが好
ましいことを見出した。さらに、コロンビウムは超合金
の耐高熱腐食性に有害作用をなすので、コロンビウムの
足が約１％を超えないことが重要である。同じ理由で、
本発明の新しい超合金の真空溶解操作にはコロンビウム
を用いないのが好ましい。
ンおよびジルコニウム、そしである程度はハフニウムが
真空溶解操作に適当であるが、空気中で行う溶解操作で
は、これらの元素の代りにコロンビウムを用いるのが好
ましいことを見出した。さらに、コロンビウムは超合金
の耐高熱腐食性に有害作用をなすので、コロンビウムの
足が約１％を超えないことが重要である。同じ理由で、
本発明の新しい超合金の真空溶解操作にはコロンビウム
を用いないのが好ましい。
本発明を完成する際に、本発明者らは、炭素をモノ炭化
物の形態で超合金の結晶粒子全体および粒界にて分離し
た結果として、クリープ強度および疲れ強さに対する炭
素の有効作用が検知できる程には失なわれないことを確
かめた。さらに、本発明者らは、このような炭素の偏析
と分離の結果として、溶接性、冶′金学的安定性および
引張延性−これらの特性はすべて通常なら本発明の好適
な割合の吊の炭素により悪影響を受ける−が良好になる
ことを確かめた。
物の形態で超合金の結晶粒子全体および粒界にて分離し
た結果として、クリープ強度および疲れ強さに対する炭
素の有効作用が検知できる程には失なわれないことを確
かめた。さらに、本発明者らは、このような炭素の偏析
と分離の結果として、溶接性、冶′金学的安定性および
引張延性−これらの特性はすべて通常なら本発明の好適
な割合の吊の炭素により悪影響を受ける−が良好になる
ことを確かめた。
本発明者らはさらに、本発明の新しい効果および利点が
０．４５％以上のタンタルを用いることによってのみ常
時群られること、またモノ炭化物ＭＣの炭化物形成性元
素群の他の元素の選択は、種類については作業する者の
選択事項であるが、全便用量は臨界的に重要であること
を見出した。
０．４５％以上のタンタルを用いることによってのみ常
時群られること、またモノ炭化物ＭＣの炭化物形成性元
素群の他の元素の選択は、種類については作業する者の
選択事項であるが、全便用量は臨界的に重要であること
を見出した。
従って、合金の炭素含量とこれら元素の合計との間のバ
ランスが、これら元素の原子％の相対炭素の原子％の比
として表わして、０．４から０．８までの範囲に入って
いなければならない。現在のところ好適な超合金では、
この比は０１６２である。
ランスが、これら元素の原子％の相対炭素の原子％の比
として表わして、０．４から０．８までの範囲に入って
いなければならない。現在のところ好適な超合金では、
この比は０１６２である。
組成物の観点から簡潔に記述すると、本発明は、実質的
に０．３−０．６％の炭素、２７−３５％のクロム、９
−１６％のニッケル、６−９％のタングステン、３％以
下のハフニウム、０．４５−２．０％のタンタル、０．
７％以下のジルコニウム、０．５％以下のチタン、１％
以下のコロンビウム、マンガンおよび珪素、０．０５％
以下のホウ素、２．０％以下の鉄および残量のコバルト
のみよりなり、高温で望ましい特性を特異な組合せで有
し、従って工業用ガスタービン高熱ガス流路部品の製造
に特に有用なコバルト基超合金である。
に０．３−０．６％の炭素、２７−３５％のクロム、９
−１６％のニッケル、６−９％のタングステン、３％以
下のハフニウム、０．４５−２．０％のタンタル、０．
７％以下のジルコニウム、０．５％以下のチタン、１％
以下のコロンビウム、マンガンおよび珪素、０．０５％
以下のホウ素、２．０％以下の鉄および残量のコバルト
のみよりなり、高温で望ましい特性を特異な組合せで有
し、従って工業用ガスタービン高熱ガス流路部品の製造
に特に有用なコバルト基超合金である。
もう１つの重要な必要条件は、炭化物形成性元素を上述
し下式で表わされる関係を満たすように選択することに
ある。
し下式で表わされる関係を満たすように選択することに
ある。
Ｃ原子％
物品の観点から同様に記述すると、本発明は上述した新
しい合金よりなる鋳造コバルト基超合金製工業用ガスタ
ービンノズルである。同じく、この観点では、本発明は
還移部部品およびシュラウドの形態をとり、この新しい
合金の複数シートを圧延し、所定の形状に形成し、組立
て、互に溶接してなる加工済みコバルト基超合金製ガス
タービン燃焼室の形態をとる。
しい合金よりなる鋳造コバルト基超合金製工業用ガスタ
ービンノズルである。同じく、この観点では、本発明は
還移部部品およびシュラウドの形態をとり、この新しい
合金の複数シートを圧延し、所定の形状に形成し、組立
て、互に溶接してなる加工済みコバルト基超合金製ガス
タービン燃焼室の形態をとる。
的 構 成
目下のところ、真空溶解法および真空鋳造法によりこの
新しい合金を製造するのが好ましいが、そのほかに空気
溶解、空気鋳造による方法をとることも青虫している。
新しい合金を製造するのが好ましいが、そのほかに空気
溶解、空気鋳造による方法をとることも青虫している。
ハフニウム、チタン、ジルコニウムおよびタンタルの添
加は前者の方法で行い、コロンビウム、タンタルおよび
所望に応じてハフニウムは空気溶解の場合に使用する。
加は前者の方法で行い、コロンビウム、タンタルおよび
所望に応じてハフニウムは空気溶解の場合に使用する。
いずれの場合にも、本発明の合金を製造するのに用いる
これらの添加剤の使用量を注意深く制御して、これらの
合金から鋳造または加工した物品が上述したすべての望
ましい特性を確実に早するようにする。同伴に、これら
の２つの指針それぞれに治ったＩＮの方法として、これ
らの幾つかのモノ炭化物ＭＣの炭化物形成性元素以外の
元素の借を主成分の範囲に制御するとともに、受石元素
または不純物元素、例えば鉄、マンガン、珪素およびホ
ウ素の最大量を制御する。
これらの添加剤の使用量を注意深く制御して、これらの
合金から鋳造または加工した物品が上述したすべての望
ましい特性を確実に早するようにする。同伴に、これら
の２つの指針それぞれに治ったＩＮの方法として、これ
らの幾つかのモノ炭化物ＭＣの炭化物形成性元素以外の
元素の借を主成分の範囲に制御するとともに、受石元素
または不純物元素、例えば鉄、マンガン、珪素およびホ
ウ素の最大量を制御する。
前述しまた下記に示すように、このような制御を行うの
に失敗すると、本発明の重要な利点の１つ以上が失なわ
れる。例えば、モノ炭化物形成性元素の使用量が前述し
た通りに合金炭素含量とバランスしていないと、この新
しい合金のすぐれた溶接性が失なわれる。同様に、コロ
ンビウムはチタン、ジルコニウム、またはハフニウムに
さえ比べても、反応性ではなく、従って容易に酸化する
傾向がないので、コロンビウムを空気溶解、空気鋳造法
で用いてよいが、コロンビウムは耐高温腐食性に有害な
作用をなすので、約１％を超える最用いないように注意
しなければならない。さらにこの点で、以下の認識から
、合金のクロム含♀を２８−３０％にしぼるのが好まし
い。すなわち、いずれの方向へはずれても合金の特性が
劣化し、特に約２７％未満の量では耐酸化性および耐高
熱腐食性が失なわれ、約３５％を超えるωでは延性が失
なわれ、耐酸化性または耐高熱腐食性いずれかの向上で
埋合わされない。
に失敗すると、本発明の重要な利点の１つ以上が失なわ
れる。例えば、モノ炭化物形成性元素の使用量が前述し
た通りに合金炭素含量とバランスしていないと、この新
しい合金のすぐれた溶接性が失なわれる。同様に、コロ
ンビウムはチタン、ジルコニウム、またはハフニウムに
さえ比べても、反応性ではなく、従って容易に酸化する
傾向がないので、コロンビウムを空気溶解、空気鋳造法
で用いてよいが、コロンビウムは耐高温腐食性に有害な
作用をなすので、約１％を超える最用いないように注意
しなければならない。さらにこの点で、以下の認識から
、合金のクロム含♀を２８−３０％にしぼるのが好まし
い。すなわち、いずれの方向へはずれても合金の特性が
劣化し、特に約２７％未満の量では耐酸化性および耐高
熱腐食性が失なわれ、約３５％を超えるωでは延性が失
なわれ、耐酸化性または耐高熱腐食性いずれかの向上で
埋合わされない。
本発明の鋳造および加工物品は工業用ガスタービンの部
品であり、航空機のジェットエンジン部品とは、特に寸
法および質聞の点でまったく異なる。この理由から、本
物品には、比較的軽口な対応部品の問題とは違った問題
、例えば溶接作業に関連した顕著な亀裂発生傾向が伴な
う。この問題は鋳造および加工した工業用ガスタービン
部品にとって重大なかかわりをもっている。なぜなら、
工業用ガスタービンノズルを溶接修理して交換時間と杼
費をなくすことが可能なら極めて望ましいことは明白だ
からである。他の利点を失なわずにこの利点を得るとい
うことは、当業界技術の重要なｊｊＬ歩となる。同様に
、本発明の合金が溶接性に優れている結果として可能と
なった、予め形成したシートまたは平板を溶接すること
により、工業用ガスタービン燃焼室構造物を建造できる
ことは、工業用ガスタービンの製造にとって重要な新し
い前進である。このような溶接作業の実施にあたって、
コバルト基合金を含む鉄および非鉄金属構造物両方の製
作加工で汎用されている、ガス・タングステン・アーク
技法と装置を用いるのが好適である。
品であり、航空機のジェットエンジン部品とは、特に寸
法および質聞の点でまったく異なる。この理由から、本
物品には、比較的軽口な対応部品の問題とは違った問題
、例えば溶接作業に関連した顕著な亀裂発生傾向が伴な
う。この問題は鋳造および加工した工業用ガスタービン
部品にとって重大なかかわりをもっている。なぜなら、
工業用ガスタービンノズルを溶接修理して交換時間と杼
費をなくすことが可能なら極めて望ましいことは明白だ
からである。他の利点を失なわずにこの利点を得るとい
うことは、当業界技術の重要なｊｊＬ歩となる。同様に
、本発明の合金が溶接性に優れている結果として可能と
なった、予め形成したシートまたは平板を溶接すること
により、工業用ガスタービン燃焼室構造物を建造できる
ことは、工業用ガスタービンの製造にとって重要な新し
い前進である。このような溶接作業の実施にあたって、
コバルト基合金を含む鉄および非鉄金属構造物両方の製
作加工で汎用されている、ガス・タングステン・アーク
技法と装置を用いるのが好適である。
第１図に示寸■業用ガスタービンの第１段ノズル１ｏは
、本発明の好適な合金組成物の鋳造品で、当業界で汎用
されている射出成形およびインベストメント！５）す技
術により製造される。また、このノズル１０の形状、寸
法および設計細部は、現在の標準的第１段ノズルのこれ
らの含有を暴本的には踏襲している。第４図の還移部部
品２０も同様に、工業用ガスタービンに長い間汎用され
てきた部品に似たものであるが、重要な相違として、本
例は本発明の合金の複数部品を溶接して、要素を一体に
結合してなる、亀裂のない強力な組立体を提供するもの
である。ブラケット２２が本体２３上の所定位置にはめ
合わされ、ここにしつかり溶接され、密着している。
、本発明の好適な合金組成物の鋳造品で、当業界で汎用
されている射出成形およびインベストメント！５）す技
術により製造される。また、このノズル１０の形状、寸
法および設計細部は、現在の標準的第１段ノズルのこれ
らの含有を暴本的には踏襲している。第４図の還移部部
品２０も同様に、工業用ガスタービンに長い間汎用され
てきた部品に似たものであるが、重要な相違として、本
例は本発明の合金の複数部品を溶接して、要素を一体に
結合してなる、亀裂のない強力な組立体を提供するもの
である。ブラケット２２が本体２３上の所定位置にはめ
合わされ、ここにしつかり溶接され、密着している。
下記の具体的な実施例から、本発明の構成およびその効
果および利点を一層よく理解できるであろう。これらの
実施例は本発明を限定するもつではない。
果および利点を一層よく理解できるであろう。これらの
実施例は本発明を限定するもつではない。
実施例 工
試験を目的として、インベストメント鋳造品を下記の分
析値の市販コバルト基合金から製造した。
析値の市販コバルト基合金から製造した。
炭素 ０．２５
クロム ２９．０
ニッケル １０．０
タングステン ７．０
マンガン ０．７
珪素 ０．７
リン ０．０２
硫黄 ０．０２
鉄 １．０ホウ素
０．０１５ コバルト 残量 この超合金は、本出願人に譲渡された米国特許第３，３
８３，２０５号に開示、特許請求されており、長らく工
業用ガスタービンの高熱段部品、特に第１段ノズルのよ
うな鋳造非回転部品の製造に汎用されてきた。
０．０１５ コバルト 残量 この超合金は、本出願人に譲渡された米国特許第３，３
８３，２０５号に開示、特許請求されており、長らく工
業用ガスタービンの高熱段部品、特に第１段ノズルのよ
うな鋳造非回転部品の製造に汎用されてきた。
鋳造した試験片に引張、クリープ破断およびパレストレ
イント（ｖａｒｅｓｔｒａｉｎｔ ）溶接の各標準試験
を行った。引張およびクリープ破断データを第１表に示
し、パレストレイント溶接データを第２図に示す。第２
図の曲線Ａはラーソン・ミラー（ｌ ａｒｓｏｎ−Ｍ
１ｌｌｅｒ ）データを示し、第３図の曲線ＡＡはパレ
ストレイント溶接データを表わす。
イント（ｖａｒｅｓｔｒａｉｎｔ ）溶接の各標準試験
を行った。引張およびクリープ破断データを第１表に示
し、パレストレイント溶接データを第２図に示す。第２
図の曲線Ａはラーソン・ミラー（ｌ ａｒｓｏｎ−Ｍ
１ｌｌｅｒ ）データを示し、第３図の曲線ＡＡはパレ
ストレイント溶接データを表わす。
実施例 ■
本発明のコバルト基超合金を、実施例■の試験条件およ
び手順を再現して試験した。この超合金の分析値は下記
の通り。
び手順を再現して試験した。この超合金の分析値は下記
の通り。
炭素 ０．３５７
クロム ２８．５６
ニツケル ｉｏ、８８
タングステン ７．３３
タンタル ０．５３
ハフニウム １．ＯＯ
ジルコニウム ０．４９６
チタン ０．１８４
鉄 ０．２７０珪
素 ０．０２４ 硫黄 ０．００４ リン ＜ ０．００５ マンガン ＜ ０．００５ コバルト 残量 得られた試験データを、実施例工のデータおよび後述の
データと比較しやすいように、第Ｉ及び■表に示す。第
２図の曲線Ｂはラーソン・ミラーデータを示し、第３図
の曲線ＢＢはバレストレイント溶接データを示す。さら
に、標準試験の結果として、この超合金が、実流例■の
コバルト基合金の凌罵する耐酸化性と耐高熱腐食性を有
することを確かめた。
素 ０．０２４ 硫黄 ０．００４ リン ＜ ０．００５ マンガン ＜ ０．００５ コバルト 残量 得られた試験データを、実施例工のデータおよび後述の
データと比較しやすいように、第Ｉ及び■表に示す。第
２図の曲線Ｂはラーソン・ミラーデータを示し、第３図
の曲線ＢＢはバレストレイント溶接データを示す。さら
に、標準試験の結果として、この超合金が、実流例■の
コバルト基合金の凌罵する耐酸化性と耐高熱腐食性を有
することを確かめた。
実施例 ■
下記の組成の本発明の４つの超合金に上と同じ実験を行
った。
った。
±ハ 化坦 窃触 釘■
炭素 ０，２５ ０，２５
０，３５ ０．３５マンガン ０，
７０ ０，７０ ０，７０ ０．７
０珪素 ０，７５ ０，７５
０，７５ ０．７５リン ＜ ０
．０４ ＜ ０．０４ ＜ ０．０４ ＜
０．０４硫黄 ＜ ０．０４ ＜ ０．
０４ ＜ ０．０４ ＜ ０．０４クロム
２８．０ ２８．０ ２９．０
２９．０ニツケル ｉｏ、ｏ
＋ｏ、ｏ ｉｏ、ｏ ｉｏ、。
０，３５ ０．３５マンガン ０，
７０ ０，７０ ０，７０ ０．７
０珪素 ０，７５ ０，７５
０，７５ ０．７５リン ＜ ０
．０４ ＜ ０．０４ ＜ ０．０４ ＜
０．０４硫黄 ＜ ０．０４ ＜ ０．
０４ ＜ ０．０４ ＜ ０．０４クロム
２８．０ ２８．０ ２９．０
２９．０ニツケル ｉｏ、ｏ
＋ｏ、ｏ ｉｏ、ｏ ｉｏ、。
タングステン ７，０ ７，０ ７
．０ ５，０鉄 ＜０．５ ＜０
．５ ＜０．５ ＜０．５ジルコニウム ハフニウム チタン コロンビウム ０．５ １．０ １
，０ １．２５タンタル ０，５
０．５ ０．５ホウ素
０．０１コバルト
残量 残量 残量 残砒上
述した通りのこれらの合金の特性を１ｌｔｌ＋定して得
た試験データも、第Ｉ及び■表に示す。
．０ ５，０鉄 ＜０．５ ＜０
．５ ＜０．５ ＜０．５ジルコニウム ハフニウム チタン コロンビウム ０．５ １．０ １
，０ １．２５タンタル ０，５
０．５ ０．５ホウ素
０．０１コバルト
残量 残量 残量 残砒上
述した通りのこれらの合金の特性を１ｌｔｌ＋定して得
た試験データも、第Ｉ及び■表に示す。
実施例 ■
別の従来のコバルト基超合金を上述した特性について同
様に試験した。結果を第Ｉ及び■表に示す。この例の合
金（合金Ｅ）は下肥の組成のものである。
様に試験した。結果を第Ｉ及び■表に示す。この例の合
金（合金Ｅ）は下肥の組成のものである。
炭素 ０．３５
マンガン ０．１０
珪素 ０．７５
リン ＜ ０．０４
硫黄 ＜ ０．０４
クロム ２９．０
ニッケル １０．０
タングステン ７．０
鉄 〈０．５ジルコニ
ウム ０，２０ ハフニウム チタン ０．１５ コロンビウム ０，２５ タンタル ホウ素 ０．０１ コバルト 残量 前述した通り、この実験の過程で行ったこれらの合金組
成の特性を測定する試験に関しては、すべての場合に標
準試験手順に従い、各種の試験に際して各合金に同じ手
順を適用したので、比較を直接行うことができ、信頼で
きる試験データから結論を導ひき出すことができた。引
張およびクリープ破断試験にはＡＳＴＭ手順を使用し、
パレストレイント試験の場合には、「溶接研究協議会紀
要（Ｗｅｌｄｉｎｇ Ｒｅ５ｅａｒｃｈ Ｃｏｕｎｃ
ｉｌ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ ）２８０Ｊ （Ｔａ９８
２年８月）に掲載のシー・ディ・ラドラム（Ｃ，Ｄ、
Ｌｕｄｌｕｍ ）らの論文「バレストレイント試験（Ｔ
ｈｅ Ｖａｒｅｓｔｒａｉｎｔ Ｔｅ５ｔ ）」に
記載された手順に従った。
ウム ０，２０ ハフニウム チタン ０．１５ コロンビウム ０，２５ タンタル ホウ素 ０．０１ コバルト 残量 前述した通り、この実験の過程で行ったこれらの合金組
成の特性を測定する試験に関しては、すべての場合に標
準試験手順に従い、各種の試験に際して各合金に同じ手
順を適用したので、比較を直接行うことができ、信頼で
きる試験データから結論を導ひき出すことができた。引
張およびクリープ破断試験にはＡＳＴＭ手順を使用し、
パレストレイント試験の場合には、「溶接研究協議会紀
要（Ｗｅｌｄｉｎｇ Ｒｅ５ｅａｒｃｈ Ｃｏｕｎｃ
ｉｌ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ ）２８０Ｊ （Ｔａ９８
２年８月）に掲載のシー・ディ・ラドラム（Ｃ，Ｄ、
Ｌｕｄｌｕｍ ）らの論文「バレストレイント試験（Ｔ
ｈｅ Ｖａｒｅｓｔｒａｉｎｔ Ｔｅ５ｔ ）」に
記載された手順に従った。
第■表
１．０４ ０ ０
１．５６ ０ ０
２．５０ １ １４
実施例Ｉ［［−Ａ ００５０
Ｑ Ｑｌ、０４ ３
５ １．５６ ５ ２１．４０２．５０
８ ２４，３８郵施例■−ｓ ｏ
、ｓｏ ｏ 。
Ｑ Ｑｌ、０４ ３
５ １．５６ ５ ２１．４０２．５０
８ ２４，３８郵施例■−ｓ ｏ
、ｓｏ ｏ 。
１．０４ １ ９
１．５６ ３ １９，３３２．５０
６ １５．１７釘施例ｌ１１−Ｃ００５０１３
６ １，０４５１５，８０ １，５６４２３，２５ ２，５０９２０，８７ ■施例１１１−Ｄ Ｏ，５０００１，０４
３，０１４，３３ １，５６６，０１７，６７ ２，５０８，０１６，７５ １施例ｒＶ−Ｅ ００５０
０ ０１．０４ ７
１８，７１１．５６ ５ ２７，４０２
．５０ １５ ２４．２７亀裂の合計長く
ミル） 亀裂の最長（ミル）１１．２
５６．０１０７．０
３６，０１９５ ６４．０７
９．０ ３６ ４３．０ ２３．０１０６．０
３６．０１３４
３２．０１３１ ３０
．０１３７ ３６．０３６４
５０．０第１表から明らかなよ
うに、本発明の超合金（実施例■およびＩＩ［Ａ−１［
［Ｄ）は、極限引張強さが実施例工の市販超合金と同等
またはそれより良好で、クリープ破断強さが同市販超合
金より著しくすぐれている。さらに、第工表から明らか
なように、これらの新しい超合金は室温での引張伸び特
性が良好であり、また第■表および第３図のグラフから
れかるように、本発明の超合金の溶接性は市販超合金Ａ
およびＥより優れており、前述したように本発明の好適
な実施の態様である実施例■の超合金の場合にいっそう
卓越して優れている。
６ １５．１７釘施例ｌ１１−Ｃ００５０１３
６ １，０４５１５，８０ １，５６４２３，２５ ２，５０９２０，８７ ■施例１１１−Ｄ Ｏ，５０００１，０４
３，０１４，３３ １，５６６，０１７，６７ ２，５０８，０１６，７５ １施例ｒＶ−Ｅ ００５０
０ ０１．０４ ７
１８，７１１．５６ ５ ２７，４０２
．５０ １５ ２４．２７亀裂の合計長く
ミル） 亀裂の最長（ミル）１１．２
５６．０１０７．０
３６，０１９５ ６４．０７
９．０ ３６ ４３．０ ２３．０１０６．０
３６．０１３４
３２．０１３１ ３０
．０１３７ ３６．０３６４
５０．０第１表から明らかなよ
うに、本発明の超合金（実施例■およびＩＩ［Ａ−１［
［Ｄ）は、極限引張強さが実施例工の市販超合金と同等
またはそれより良好で、クリープ破断強さが同市販超合
金より著しくすぐれている。さらに、第工表から明らか
なように、これらの新しい超合金は室温での引張伸び特
性が良好であり、また第■表および第３図のグラフから
れかるように、本発明の超合金の溶接性は市販超合金Ａ
およびＥより優れており、前述したように本発明の好適
な実施の態様である実施例■の超合金の場合にいっそう
卓越して優れている。
第３図のグラフに括弧内に示したように、実施例■およ
び■に具体化した本発明の超合金は、炭化物形成性元素
／炭素の原子％比が０．４−０．８の臨界範囲内に入っ
ているが、実施例■および■の従来の合金はこの重要な
必要条件に合致するようにはならない。
び■に具体化した本発明の超合金は、炭化物形成性元素
／炭素の原子％比が０．４−０．８の臨界範囲内に入っ
ているが、実施例■および■の従来の合金はこの重要な
必要条件に合致するようにはならない。
第１図は本発明の工業用ガスタービンノズルの斜視図、
第２図は米国特許第３．３８３．２０５号の合金および
本発明の合金の応力−破断特性をラーソン・ミラープロ
ットしたグラフ、 第３図は本発明の５つの合金および米国特許第３．３８
３，２０５号のものを含む２つの従来の合金についての
パレストレイント溶接試験の結果を示す曲線をグラフで
亀裂の合計長（ミル）を増大する歪（％）に対してプロ
ットしており、そして 第４図は本発明の工業用ガスタービン還移部部品の斜視
図である。 １０・・・ノズル、 ２０・・・遷移部部品。
本発明の合金の応力−破断特性をラーソン・ミラープロ
ットしたグラフ、 第３図は本発明の５つの合金および米国特許第３．３８
３，２０５号のものを含む２つの従来の合金についての
パレストレイント溶接試験の結果を示す曲線をグラフで
亀裂の合計長（ミル）を増大する歪（％）に対してプロ
ットしており、そして 第４図は本発明の工業用ガスタービン還移部部品の斜視
図である。 １０・・・ノズル、 ２０・・・遷移部部品。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、重量％表示で下記の成分： ０．３−０．６％ 炭素 ２７−３５％ クロム ９−１６％ ニッケル ６−９％ タングステン ０．４５−２．０％ タンタル ０．５％以下 チタン ３．０％以下 ハフニウム １．０％以下 コロンビウム ０．７％以下 ジルコニウム １．０％以下 マンガン １．０％以下 珪素 ０．０５％以下 ホウ素 ２．０％以下 鉄 残量 コバルト よりなり、炭素（Ｃ）、タンタル（Ｔａ）、ハフニウム
（Ｈｆ）、チタン（Ｔｉ）、コロンビウム（Ｃｂ）およ
びジルコニウム（Ｚｒ）が次式：（Ｔａ＋Ｈｆ＋Ｔｉ＋
Ｃｂ＋Ｚｒ）原子％／Ｃ原子％＝０．４乃至０．８を満
足するように選択され、高温で望ましい特性を特異な組
合せで示す結果、ノズル及び燃焼器のような工業用ガス
タービン高熱ガス流路部品の製造に特に有用なコバルト
基超合金。 ２、炭化物形成性元素対炭素の原子％比が約０．６５で
ある特許請求の範囲第１項記載のコバルト基超合金。 ３、約０．３５％の炭素、約２９％のクロム、約１０％
のニッケル、約７％のタングステン、約０．５％のジル
コニウム、約０．２％のチタン、０．０１％未満のマン
ガン、０．０７％未満の珪素、約１．０％のタンタル、
約０．４％未満の鉄、約０．５％のハフニウムおよび残
量としては実質的にコバルトを含有する特許請求の範囲
第１項記載のコバルト基超合金。 ４、重量％表示で下記の成分： ０．３−０．６％ 炭素 ２７−３５％ クロム ９−１６％ ニッケル ６−９％ タングステン ０．４５−２．０％ タンタル ０．５％以下 チタン ３．０％以下 ハフニウム １．０％以下 コロンビウム ０．７％以下 ジルコニウム １．０％以下 マンガン １．０％以下 珪素 ０．０５％以下 ホウ素 ２．０％以下 鉄 残量 コバルト よりなり、炭素（Ｃ）、タンタル（Ｔａ）、ハフニウム
（Ｈｆ）、チタン（Ｔｉ）、コロンビウム（Ｃｂ）およ
びジルコニウム（Ｚｒ）が次式：（Ｔａ＋Ｈｆ＋Ｔｉ＋
Ｃｂ＋Ｚｒ）原子％／Ｃ原子％＝０．４乃至０．８を満
足するように選択され、耐高温腐食性、高温でのクリー
プ強度およびクリープ破断強度、冶金学的安定性、引張
延性および溶接性に優れたコバルト基超合金の工業用ガ
スタービンノズル。 ５、重量％表示で下記の成分： ０．３−０．６ 炭素 ２７−３５％ クロム ９−１６％ ニッケル ６−９％ タングステン ０．４５−２．０％ タンタル ０．５％以下 チタン ３．０％以下 ハフニウム １．０％以下 コロンビウム ０．７％以下 ジルコニウム １．０％以下 マンガン １．０％以下 珪素 ０．０５％以下 ホウ素 ２．０％以下 鉄 残量 コバルト よりなり、炭素（Ｃ）、タンタル（Ｔａ）、ハフニウム
（Ｈｆ）、チタン（Ｔｉ）、コロンビウム（Ｃｂ）およ
びジルコニウム（Ｚｒ）が次式：（Ｔａ＋Ｈｆ＋Ｔｉ＋
Ｃｂ＋Ｚｒ）原子％／Ｃ原子％＝０．４乃至０．８を満
足するように選択されたコバルト基超合金でできた、複
数のシートを圧延し、所定形状へ成形し、組立て、溶接
してなる加工済み工業用ガスタービン還移部部品。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US67811884A | 1984-12-04 | 1984-12-04 | |
| US678118 | 1984-12-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61149450A true JPS61149450A (ja) | 1986-07-08 |
| JPH0459378B2 JPH0459378B2 (ja) | 1992-09-22 |
Family
ID=24721479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60266298A Granted JPS61149450A (ja) | 1984-12-04 | 1985-11-28 | 新規なコバルト基超合金およびそれの鋳造品と溶接したガスタ−ビン部品 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0186797B1 (ja) |
| JP (1) | JPS61149450A (ja) |
| CN (1) | CN1011984B (ja) |
| DE (1) | DE3571146D1 (ja) |
| IN (1) | IN164571B (ja) |
| NO (1) | NO166542C (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2769024A1 (fr) * | 1997-09-29 | 1999-04-02 | Saint Gobain Isover | Alliage a base de cobalt, article realise a partir de l'alliage et son procede de fabrication |
| US8252376B2 (en) * | 2001-04-27 | 2012-08-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for restoring the microstructure of a textured article and for refurbishing a gas turbine blade or vane |
| DE602004022327D1 (de) | 2003-11-25 | 2009-09-10 | Kyocera Corp | Keramisches heizelement und herstellungsverfahren dafür |
| US6983599B2 (en) * | 2004-02-12 | 2006-01-10 | General Electric Company | Combustor member and method for making a combustor assembly |
| US20070017906A1 (en) * | 2005-06-30 | 2007-01-25 | General Electric Company | Shimmed laser beam welding process for joining superalloys for gas turbine applications |
| CN102021558B (zh) * | 2009-09-09 | 2012-07-11 | 沈阳大陆激光技术有限公司 | 用于循环流化床锅炉水冷壁管激光熔覆涂层的合金粉末 |
| CN108070742A (zh) * | 2016-11-15 | 2018-05-25 | 中国科学院金属研究所 | 一种燃气轮机导向叶片用钴基高温合金及其制备方法和应用 |
| EP4000767A1 (en) * | 2018-11-06 | 2022-05-25 | Hamilton Sundstrand Corporation | Cold spray forming |
| EP3677697A1 (en) * | 2019-01-07 | 2020-07-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Co-alloy for additive manufacturing and method |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5582743A (en) * | 1978-12-15 | 1980-06-21 | Hitachi Ltd | High-strength high-toughness cobalt alloy |
| JPS5582744A (en) * | 1978-12-15 | 1980-06-21 | Hitachi Ltd | High-strength high-toughness cobalt alloy |
| JPS5582741A (en) * | 1978-12-15 | 1980-06-21 | Hitachi Ltd | High-strength high-toughness cobalt alloy |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB891550A (en) * | 1959-08-28 | 1962-03-14 | Sierra Metals Corp | Metal alloys |
| US3383205A (en) * | 1964-12-14 | 1968-05-14 | Gen Electric | Cobalt base alloys |
| US3549356A (en) * | 1969-01-06 | 1970-12-22 | Gen Electric | High temperature corrosive resistant cobalt-base alloys |
| US3582320A (en) * | 1969-12-22 | 1971-06-01 | Robert B Herchenroeder | Cobalt base alloy |
| US3933484A (en) * | 1974-05-31 | 1976-01-20 | Owens-Corning Fiberglas Corporation | Cobalt-base alloy |
-
1985
- 1985-11-14 CN CN85109085A patent/CN1011984B/zh not_active Expired
- 1985-11-18 IN IN818/CAL/85A patent/IN164571B/en unknown
- 1985-11-28 JP JP60266298A patent/JPS61149450A/ja active Granted
- 1985-12-03 DE DE8585115301T patent/DE3571146D1/de not_active Expired
- 1985-12-03 EP EP85115301A patent/EP0186797B1/en not_active Expired
- 1985-12-03 NO NO854859A patent/NO166542C/no unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5582743A (en) * | 1978-12-15 | 1980-06-21 | Hitachi Ltd | High-strength high-toughness cobalt alloy |
| JPS5582744A (en) * | 1978-12-15 | 1980-06-21 | Hitachi Ltd | High-strength high-toughness cobalt alloy |
| JPS5582741A (en) * | 1978-12-15 | 1980-06-21 | Hitachi Ltd | High-strength high-toughness cobalt alloy |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0186797B1 (en) | 1989-06-21 |
| CN85109085A (zh) | 1986-08-20 |
| JPH0459378B2 (ja) | 1992-09-22 |
| NO166542C (no) | 1991-08-07 |
| EP0186797A1 (en) | 1986-07-09 |
| NO166542B (no) | 1991-04-29 |
| NO854859L (no) | 1986-06-05 |
| CN1011984B (zh) | 1991-03-13 |
| DE3571146D1 (en) | 1989-07-27 |
| IN164571B (ja) | 1989-04-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8734716B2 (en) | Heat-resistant superalloy | |
| US20110268989A1 (en) | Cobalt-nickel superalloys, and related articles | |
| US7824606B2 (en) | Nickel-based alloys and articles made therefrom | |
| CA1171305A (en) | Ferritic steel alloy with improved high temperature properties | |
| US20090081073A1 (en) | Alloys with high corrosion resistance for engine valve applications | |
| JPS61149450A (ja) | 新規なコバルト基超合金およびそれの鋳造品と溶接したガスタ−ビン部品 | |
| US5882586A (en) | Heat-resistant nickel-based alloy excellent in weldability | |
| EP0709477A1 (en) | Heat-resistant nickel-based alloy excellent in weldability | |
| IL45853A (en) | Nickel-base alloys having a low coefficient of thermal expansion | |
| JPH06500361A (ja) | 制御熱膨張合金及びそれにより製造された製品 | |
| CA3020420A1 (en) | Ferritic alloy | |
| EP0444483B1 (en) | Cobalt-base wrought alloy compositions and articles | |
| US3892541A (en) | Highly castable, weldable, oxidation resistant alloys | |
| US6284392B1 (en) | Superalloys with improved weldability for high temperature applications | |
| JPS599146A (ja) | エンジンバルブおよび同バルブシ−ト用Ｎｉ基合金 | |
| CA3062819A1 (en) | Ferritic alloy | |
| JP2732934B2 (ja) | 高温強度および高温耐酸化性のすぐれたＮｉ基合金製恒温鍛造金型 | |
| GB2075057A (en) | Nickel base superalloy | |
| CA1260292A (en) | Cobalt-base superalloy and cast and welded industrial gas turbine components thereof | |
| JPS6134497B2 (ja) | ||
| US4927602A (en) | Heat and corrosion resistant alloys | |
| US3212886A (en) | High temperature alloy | |
| JPH0430447B2 (ja) | ||
| JPS6043473A (ja) | 耐食性クロム−ニツケル−マンガン−鉄合金 | |
| JPH0577739B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |