JPS61186460A - Ｎｉ基超耐熱合金の高強度・高延性化方法 - Google Patents
Ｎｉ基超耐熱合金の高強度・高延性化方法Info
- Publication number
- JPS61186460A JPS61186460A JP2505785A JP2505785A JPS61186460A JP S61186460 A JPS61186460 A JP S61186460A JP 2505785 A JP2505785 A JP 2505785A JP 2505785 A JP2505785 A JP 2505785A JP S61186460 A JPS61186460 A JP S61186460A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- working
- temp
- strength
- ductility
- alloy
- 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
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、Ｎｉ基超耐熱合金を調質処理により高強度・
高延性化する方法に関するものである。
高延性化する方法に関するものである。
［従来の技術］
航空機用のガスタービンにおけるタービンディスク材料
は、高温において非常に大きな強度が要求されるが、タ
ービン用ブレードの冷却に多量の空気が用いられるよう
になってきたため、タービンディスクの外周部の温度が
６００℃を超えることは少なくなってきた。しかし、推
力／重量比を高めるのにタービンの段数を減らす必要が
あることから、タービンディスクの平均接線応力は１１
０ｋｇｆ／ｓｍ″にも達している。
は、高温において非常に大きな強度が要求されるが、タ
ービン用ブレードの冷却に多量の空気が用いられるよう
になってきたため、タービンディスクの外周部の温度が
６００℃を超えることは少なくなってきた。しかし、推
力／重量比を高めるのにタービンの段数を減らす必要が
あることから、タービンディスクの平均接線応力は１１
０ｋｇｆ／ｓｍ″にも達している。
そこで、タービンディスク用材料の開発に際しては、最
近とみに高くなってきた接線応力と寿命を律する応力集
中個所のまわりの繰返し塑性変形に酎えるために、６０
０℃近傍までの引張強さと低サイクル疲労強さが最重要
課題となり、同時に延性も重要視されている。
近とみに高くなってきた接線応力と寿命を律する応力集
中個所のまわりの繰返し塑性変形に酎えるために、６０
０℃近傍までの引張強さと低サイクル疲労強さが最重要
課題となり、同時に延性も重要視されている。
このような現状に鑑み、現在、７６０℃の高温度中にお
いて、 １８０ｋｇｆ／ｗｒｎ”以上の引張強さと、２
０％以上の延性を有することを目標性能として、開発が
進められている。而して、このような性能を有する耐熱
強靭材料が未だ開発されていないことは勿論である。
いて、 １８０ｋｇｆ／ｗｒｎ”以上の引張強さと、２
０％以上の延性を有することを目標性能として、開発が
進められている。而して、このような性能を有する耐熱
強靭材料が未だ開発されていないことは勿論である。
［発明が解決しようとする問題点］
本発明の技術的課題は、Ｘｉ基超耐熱合金を適切な調質
処理を施すことにより、上述した目標性能を満足する材
料を得ることにある。
処理を施すことにより、上述した目標性能を満足する材
料を得ることにある。
［問題を解決するための手段］
上記目的を達成するため１本発明の方法においては、Ｎ
ｉ基超耐熱合金を粉末を高温で加圧することにより固化
し、それを残留応力が残る温度範囲内で塑性加工して加
工硬化させることにより、強度及び延性を上記目標性能
まで高めた１基超耐熱合金を得るという手段が採用され
る。
ｉ基超耐熱合金を粉末を高温で加圧することにより固化
し、それを残留応力が残る温度範囲内で塑性加工して加
工硬化させることにより、強度及び延性を上記目標性能
まで高めた１基超耐熱合金を得るという手段が採用され
る。
本発明に基づいて調質処理される材料としては、一般に
Ｎｉ基超耐熱合金を呼ばれている各種合金を用いること
ができ、それを高温で加圧固化させるに際しては、高温
静水圧プレス、あるいはその他の加熱加圧手段を採用す
ることができる。
Ｎｉ基超耐熱合金を呼ばれている各種合金を用いること
ができ、それを高温で加圧固化させるに際しては、高温
静水圧プレス、あるいはその他の加熱加圧手段を採用す
ることができる。
このようにして固化した合金（以下、これをバルク材と
いう、）は、塑性加工によって加工硬化させるが、その
加工条件としては、バルク材が損傷することなく、適正
な加工を行うことができて、しかも加工による残留応力
が残る温度範囲内、即ち、例えば押出し加工においては
後述の第４図における限界曲線の右側近傍で、できるだ
け低い温度を選択するのが好ましい、特に、加工温度が
再結晶温度に近づくと、残留応力が開放されて加工硬化
に伴う強度が得られないため、その再結晶温度よりもで
きるだけ低い温度での塑性加工が必要である。
いう、）は、塑性加工によって加工硬化させるが、その
加工条件としては、バルク材が損傷することなく、適正
な加工を行うことができて、しかも加工による残留応力
が残る温度範囲内、即ち、例えば押出し加工においては
後述の第４図における限界曲線の右側近傍で、できるだ
け低い温度を選択するのが好ましい、特に、加工温度が
再結晶温度に近づくと、残留応力が開放されて加工硬化
に伴う強度が得られないため、その再結晶温度よりもで
きるだけ低い温度での塑性加工が必要である。
Ｌ配り性加工としては、押出し加工、鍛造、圧延、プレ
ス等の各種加工を行うことができ、また成形品の表面の
みについて本発明の方法を適用する場合には、成形品の
表層部分のみに、上述した鍛造、圧延、プレス、その他
ショットピーニング等の加工を行えばよい。
ス等の各種加工を行うことができ、また成形品の表面の
みについて本発明の方法を適用する場合には、成形品の
表層部分のみに、上述した鍛造、圧延、プレス、その他
ショットピーニング等の加工を行えばよい。
このような押出し加工を行うと、一般の材料でも、加工
硬化に伴って材料の強度が増大することになるが、延性
を高めることができないのが通例である。
硬化に伴って材料の強度が増大することになるが、延性
を高めることができないのが通例である。
しかるに、上記バルク材の加工後においては１、その材
料が高強度化すると同時に、非常に優れた延性を得るこ
とができ、従って、前述した目標性能、即ち７８０℃の
高温度中におけるＩｆ（Ｏｋｇｆ／ｓｒｎ”以上の引張
強さと、２０％以上の延性を達成することができる。
料が高強度化すると同時に、非常に優れた延性を得るこ
とができ、従って、前述した目標性能、即ち７８０℃の
高温度中におけるＩｆ（Ｏｋｇｆ／ｓｒｎ”以上の引張
強さと、２０％以上の延性を達成することができる。
［実施例］
調質処理するＮｉ基超耐熱合金をしては、米国ザ・イン
ターナショナル・ニッケル・カンパニー製のＭｏｄ、ｌ
Ｎ−１００Ｐ／Ｍを使用した。この合金は、第１表のよ
うな成分を有するものである。
ターナショナル・ニッケル・カンパニー製のＭｏｄ、ｌ
Ｎ−１００Ｐ／Ｍを使用した。この合金は、第１表のよ
うな成分を有するものである。
上記Ｎｉ基超耐熱合金を調質処理に際しては、まず、５
ＵＳ３０４からなる容体によってその合金粉末のケーシ
ングを行い、それを５ Ｘ １０− Ｔｏｒｒ程度の真
空に保って、高温静水圧プレスに、より固化させ、バル
ク材（以下、これをＨＩＰ材という）第 １ 表 を得た。この場合のプレス条件は、８８．２ＭＰａ、１
１００℃、１時間である。このＨＩＰ材を炉冷した後、
次に説明するような態様で押出し加工を行い、試験片を
作成した。
ＵＳ３０４からなる容体によってその合金粉末のケーシ
ングを行い、それを５ Ｘ １０− Ｔｏｒｒ程度の真
空に保って、高温静水圧プレスに、より固化させ、バル
ク材（以下、これをＨＩＰ材という）第 １ 表 を得た。この場合のプレス条件は、８８．２ＭＰａ、１
１００℃、１時間である。このＨＩＰ材を炉冷した後、
次に説明するような態様で押出し加工を行い、試験片を
作成した。
即ち、上述のＨＩＰ材は、第１図に示すように、９３５
Ｇからなる前蓋ｌ及び筒体２．５ＵＳ３０４からなる後
蓋３によって、そのＨＩＰ材４のまわりを囲み、これを
ダイス５に対して２０ｍｍ／ｓの速度で押込んだ。
Ｇからなる前蓋ｌ及び筒体２．５ＵＳ３０４からなる後
蓋３によって、そのＨＩＰ材４のまわりを囲み、これを
ダイス５に対して２０ｍｍ／ｓの速度で押込んだ。
ＮＯ，１−Ｎｏ、？の７種類の試料について押出し加工
を行ったが、それらについての条件及び結果を第２表に
、また押出しの結果、即ち荷重一時間曲線及び加工形状
を第２図に示している。
を行ったが、それらについての条件及び結果を第２表に
、また押出しの結果、即ち荷重一時間曲線及び加工形状
を第２図に示している。
第 ２ 表
試料Ｎ００２及び３の場合は所期の加工を行うことがで
きたが、試料Ｎ０１１の場合は、荷重が過大になって押
出し装置の限界荷重値である ４００トンを超えたため
、最後まで押出し加工ができず、また試料４γ６につい
ては、加工中に荷重一時間曲線に波打ちが生じた。この
波打ちは、第３図に示すように、ＨＩ Ｐ４４４に亀裂
が発生し、その間に空洞６が生じる場合にあられれるも
のである。
きたが、試料Ｎ０１１の場合は、荷重が過大になって押
出し装置の限界荷重値である ４００トンを超えたため
、最後まで押出し加工ができず、また試料４γ６につい
ては、加工中に荷重一時間曲線に波打ちが生じた。この
波打ちは、第３図に示すように、ＨＩ Ｐ４４４に亀裂
が発生し、その間に空洞６が生じる場合にあられれるも
のである。
第４図は、各種加工度（断面減少率）と各種温度で押出
し加工を行った結果を示し、限界曲線Ｃの右上側でなけ
れば、ＨＩＰ材に損傷を与えることなく、所期の押出し
加工を行うことができないことを表わしている。今、限
界曲線Ｃの右上側、且つ低温側での押出１加工を行うと
、ＨＩＰ材の内部に加工による残留応力が蓄積されて硬
化し、例えば、前記ＨＩＰ材では４４０程度のビッカー
スかたさしか得られないが、押出し加工を行った試料（
加工度８０％、加工温度１０００℃）では、第５図に示
すようなビッカースかたさを得ることができた。
し加工を行った結果を示し、限界曲線Ｃの右上側でなけ
れば、ＨＩＰ材に損傷を与えることなく、所期の押出し
加工を行うことができないことを表わしている。今、限
界曲線Ｃの右上側、且つ低温側での押出１加工を行うと
、ＨＩＰ材の内部に加工による残留応力が蓄積されて硬
化し、例えば、前記ＨＩＰ材では４４０程度のビッカー
スかたさしか得られないが、押出し加工を行った試料（
加工度８０％、加工温度１０００℃）では、第５図に示
すようなビッカースかたさを得ることができた。
同図においては、（イ）はその下方に図示した測定結果
との関係で、試料の長さ方向における測定位置を、また
（口）は試料の横断面におけるかたさ測定位１’（Ａ
、 １３．、 Ｃ）を示しており、この測定結果から、
試料の長さ方向には測定値のばらつきが少ないが、半径
方向にはかたさに変化のあることがわかる。
との関係で、試料の長さ方向における測定位置を、また
（口）は試料の横断面におけるかたさ測定位１’（Ａ
、 １３．、 Ｃ）を示しており、この測定結果から、
試料の長さ方向には測定値のばらつきが少ないが、半径
方向にはかたさに変化のあることがわかる。
なお、上述の押出し加工を、比較的高い温度条件、即ち
再結晶温度に近い温度で行うと、加工により蓄積された
エネルギが開放されて、材料の硬化が不十分になる。
再結晶温度に近い温度で行うと、加工により蓄積された
エネルギが開放されて、材料の硬化が不十分になる。
第６図は、上述したところによって得られた材料から試
験片を作成して、各種試験温度での引張強さを測定した
結果を示している。この測定結果によれば、例えば、前
記ＨＩＰ材では、４００℃において１３４７．５ＭＰａ
（１３７，５ｋｇｆ／ｍｍ’ ） 、 ６００℃にお
いて１１５７．４ＭＰａ（１１８ｋｇｆ／ｍｒｒｒｌ）
、 ７５０℃において１１９０．７ＭＰａ（１２１，
５ｋｇｆ／ｍｒｎ” ） Ｉ、か得られていないが、加
工度８０％、加工温度１０００℃の材料では、６００℃
において１１３９７．４ＭＰａ（１７３ｋｇｆ／ｍｒｎ
” ） 、 ７５０℃において１３９７．５ＭＰａ（１
４２，５ｋｇｆ／ａｍ″）の引張強度を得ることができ
た。これは前記目標値、即ち７８０℃において１８０ｋ
ｇｆ／ｕｒｎ’ （１５ｆ１８ＭＰａ）以上という値に
ほぼ近いものである。
験片を作成して、各種試験温度での引張強さを測定した
結果を示している。この測定結果によれば、例えば、前
記ＨＩＰ材では、４００℃において１３４７．５ＭＰａ
（１３７，５ｋｇｆ／ｍｍ’ ） 、 ６００℃にお
いて１１５７．４ＭＰａ（１１８ｋｇｆ／ｍｒｒｒｌ）
、 ７５０℃において１１９０．７ＭＰａ（１２１，
５ｋｇｆ／ｍｒｎ” ） Ｉ、か得られていないが、加
工度８０％、加工温度１０００℃の材料では、６００℃
において１１３９７．４ＭＰａ（１７３ｋｇｆ／ｍｒｎ
” ） 、 ７５０℃において１３９７．５ＭＰａ（１
４２，５ｋｇｆ／ａｍ″）の引張強度を得ることができ
た。これは前記目標値、即ち７８０℃において１８０ｋ
ｇｆ／ｕｒｎ’ （１５ｆ１８ＭＰａ）以上という値に
ほぼ近いものである。
また、第７図は上記両材料についての伸びを示すもので
あるが、ＨＩＰ材では、６００℃で３％、７６０℃で６
％の伸びしか得られないのに対し、上記押出し加工を行
った材料では、８００℃前後で１６．５％、 ７６０℃
で２０％の伸びを得ることができた。これは、−広目標
値を達成したものといえる。
あるが、ＨＩＰ材では、６００℃で３％、７６０℃で６
％の伸びしか得られないのに対し、上記押出し加工を行
った材料では、８００℃前後で１６．５％、 ７６０℃
で２０％の伸びを得ることができた。これは、−広目標
値を達成したものといえる。
さらに、第８図においては、ビッカースかたさと引張強
さの関係を示している。これらのビッカースかたさ及び
引張強さは、一般的に比例的関係にあるものと考えられ
る。而して、上述した各種試験に用いた押出し加工材の
試験片は、第５図におけるＣ部分を主体とするものであ
り、従ってそのＣ部分よりもビッカースかたさが大きい
Ａ部分のみにより試験片を作成したとすれば、予！！値
として表示したようなかたさと引張強さをもつ材料が得
られる筈であり、これを第６図中に表示すると、同図に
鎖線で示したような性能が得られるものと考えられ、こ
れは目標値を十分に達成したものとなる。
さの関係を示している。これらのビッカースかたさ及び
引張強さは、一般的に比例的関係にあるものと考えられ
る。而して、上述した各種試験に用いた押出し加工材の
試験片は、第５図におけるＣ部分を主体とするものであ
り、従ってそのＣ部分よりもビッカースかたさが大きい
Ａ部分のみにより試験片を作成したとすれば、予！！値
として表示したようなかたさと引張強さをもつ材料が得
られる筈であり、これを第６図中に表示すると、同図に
鎖線で示したような性能が得られるものと考えられ、こ
れは目標値を十分に達成したものとなる。
なお、上述した加工材は、再結晶開始温度である１００
０℃程度において使用すると、残留応力が消去されて強
度が低下するおそれがあるため、それよりも十分に低い
温度、例えば６００〜８００℃程度において使用するこ
とが必要である。
０℃程度において使用すると、残留応力が消去されて強
度が低下するおそれがあるため、それよりも十分に低い
温度、例えば６００〜８００℃程度において使用するこ
とが必要である。
第１図は本発明によるＨＩＰ材の押出し加工態様を説明
するための断面図、第２図は本発明の実施例についての
荷重一時間曲線及び加工形状を示す説明図、第３図は押
出し加工が不良状態で行われた状態を示す断面図、第４
図は各種加工度と温度でＨＩＰ材の押出し加工を行った
結果を示す線図、第５図は押出し加工したＨＩＰ材のビ
ッカースかたさについての測定結果を示す線図、第６図
及び第７図は押出し加工材の引張強さ及び伸びについて
の測定結果を示す線図、第８図はビッカースかたさと引
張強さとの関係を示す線図である。 第１ｒｉＡ 第３図 第４図 杵命シにり率Ｒｅｌ’ム ピッ刀−又ｐ＼たｌＨｖ ミ 譬 ′第Ｂ図 拡、験’、ＨＴ／／Ｃ”” 第７図 払蕪温皮暮
するための断面図、第２図は本発明の実施例についての
荷重一時間曲線及び加工形状を示す説明図、第３図は押
出し加工が不良状態で行われた状態を示す断面図、第４
図は各種加工度と温度でＨＩＰ材の押出し加工を行った
結果を示す線図、第５図は押出し加工したＨＩＰ材のビ
ッカースかたさについての測定結果を示す線図、第６図
及び第７図は押出し加工材の引張強さ及び伸びについて
の測定結果を示す線図、第８図はビッカースかたさと引
張強さとの関係を示す線図である。 第１ｒｉＡ 第３図 第４図 杵命シにり率Ｒｅｌ’ム ピッ刀−又ｐ＼たｌＨｖ ミ 譬 ′第Ｂ図 拡、験’、ＨＴ／／Ｃ”” 第７図 払蕪温皮暮
Claims (1)
- １、Ｎｉ超耐熱合金の粉末を高温で加圧することにより
固化し、それを残留応力が残る温度範囲内で塑性加工し
て加工硬化させることにより、強度及び延性を高めたＮ
ｉ基超耐熱合金を得ることを特徴とするＮｉ基超耐熱合
金の高強度・高延性化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2505785A JPS61186460A (ja) | 1985-02-12 | 1985-02-12 | Ｎｉ基超耐熱合金の高強度・高延性化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2505785A JPS61186460A (ja) | 1985-02-12 | 1985-02-12 | Ｎｉ基超耐熱合金の高強度・高延性化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61186460A true JPS61186460A (ja) | 1986-08-20 |
| JPS6328981B2 JPS6328981B2 (ja) | 1988-06-10 |
Family
ID=12155292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2505785A Granted JPS61186460A (ja) | 1985-02-12 | 1985-02-12 | Ｎｉ基超耐熱合金の高強度・高延性化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61186460A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01272435A (ja) * | 1988-04-26 | 1989-10-31 | Toshiba Mach Co Ltd | 押出成形機用工具の製造方法 |
-
1985
- 1985-02-12 JP JP2505785A patent/JPS61186460A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01272435A (ja) * | 1988-04-26 | 1989-10-31 | Toshiba Mach Co Ltd | 押出成形機用工具の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6328981B2 (ja) | 1988-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3010050B2 (ja) | 耐疲労亀裂進展性のニッケル基物品および合金並びに製造方法 | |
| US9103002B2 (en) | Fatigue resistant cast titanium alloy articles | |
| US4482398A (en) | Method for refining microstructures of cast titanium articles | |
| EP0421229B1 (en) | Creep, stress rupture and hold-time fatigue crack resistant alloys | |
| US4907947A (en) | Heat treatment for dual alloy turbine wheels | |
| JP6058535B2 (ja) | α／β処理を施した高強度チタンの熱延による歪み矯正 | |
| EP2659993B1 (en) | Closed-die forging method and method of manufacturing forged article | |
| US4536932A (en) | Method for eliminating low cycle fatigue cracking in integrally bladed disks | |
| US20040089380A1 (en) | Method for fabricating an article of an alpha-beta titanium alloy by forging | |
| US3671230A (en) | Method of making superalloys | |
| US5571345A (en) | Thermomechanical processing method for achieving coarse grains in a superalloy article | |
| JP2007031836A (ja) | タービンエンジン用の粉末金属回転構成部品及びその処理方法 | |
| JPS62134130A (ja) | 高強度・難加工材の超塑性ウオ−ムダイ・パツク鍛造法 | |
| US4081295A (en) | Fabricating process for high strength, low ductility nickel base alloys | |
| KR890000266B1 (ko) | 원심시험중 소성유동에 의해 발생하는 터어보 기계부품의 허브 보어의 확대 방지 방법 | |
| JPWO2008072303A1 (ja) | 摩擦圧接方法、遠心式ガスタービンの製造方法及びターボチャージャーの製造方法 | |
| JP4175209B2 (ja) | ガスタービン用高温部材 | |
| RU2610658C2 (ru) | Способ изготовления составных заготовок типа "диск-диск" и "диск-вал" из жаропрочных титановых и никелевых сплавов | |
| JPS61186460A (ja) | Ｎｉ基超耐熱合金の高強度・高延性化方法 | |
| EP2283952A2 (en) | Powder metal mold | |
| RU2133784C1 (ru) | Способ термообработки суперсплава на основе никеля | |
| US3987658A (en) | Graphite forging die | |
| JP3227223B2 (ja) | 恒温型鍛造方法 | |
| US4125417A (en) | Method of salvaging and restoring useful properties to used and retired metal articles | |
| US3035341A (en) | Manufacturing method for making molybdenum base alloy articles |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |