KR20030003017A - Ni-Cr-Mo합금의 2-단계 에이징 처리방법 및 결과의합금 - Google Patents

Ni-Cr-Mo합금의 2-단계 에이징 처리방법 및 결과의합금 Download PDF

Info

Publication number
KR20030003017A
KR20030003017A KR1020020035498A KR20020035498A KR20030003017A KR 20030003017 A KR20030003017 A KR 20030003017A KR 1020020035498 A KR1020020035498 A KR 1020020035498A KR 20020035498 A KR20020035498 A KR 20020035498A KR 20030003017 A KR20030003017 A KR 20030003017A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
alloy
hours
temperature
chromium
alloys
Prior art date
Application number
KR1020020035498A
Other languages
English (en)
Inventor
주니어리엠. 파이크
드와인엘. 클래르스트롬
미카엘에프. 로트맨
Original Assignee
하이네스인터내셔널인코포레이티드
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US09/894,179 external-priority patent/US6544362B2/en
Application filed by 하이네스인터내셔널인코포레이티드 filed Critical 하이네스인터내셔널인코포레이티드
Publication of KR20030003017A publication Critical patent/KR20030003017A/ko

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C19/00Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C19/00Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C22C19/058Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium without Mo and W
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C19/00Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C22C19/051Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
    • C22C19/055Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being at least 20% but less than 30%
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C19/00Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C22C19/051Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
    • C22C19/056Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being at least 10% but less than 20%
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/10Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of nickel or cobalt or alloys based thereon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)

Abstract

본 발명은 12-23.5%크롬을 함유한 니켈-크롬-몰리브덴 합금을 2-단계 열처리 공정을 제공하여 더 높은 항복강도 및 인장강도와 당해 분야에서 현재 사용되는 기술에 따라 에이징 경화된 유사 합금에서 관찰되는 것과 필적할만한 기타 기계적 성질을 제공하며, 이 처리는 50시간미만의 총 처리시간에 행해진다. 이 공정은 발표된 방정식에 따른 양으로 합금원소가 존재하는 합금에만 적용된다.

Description

Ni-Cr-Mo합금의 2-단계 에이징 처리방법 및 결과의 합금{TWO STEP AGING TREATMENT FOR Ni-Cr-Mo ALLOYS}
본 발명은 12-23.5중량%의 크롬함량을 갖는 니켈-크롬-몰리브덴 합금의 열처리 공정에 관계한다.
크롬이 니켈 기초 합금에 내식성을 부여한다는 사실은 공지이다. 그러므로 Ni-Cr-Mo합금, 특히 15-24%의 크롬함량을 갖는 합금은 화학 및 석유화학 산업과 같은 부식성 환경에서 널리 사용된다.
에이징-경화는 당해 분야에서 전형적으로 사용된 항복강도, 인장강도 및 노치 응력 파괴 테스트로 측정할 때 더 높은 강도를 합금조성물에 제공하기 위해서 야금 산업에서 사용되는 공정이다. 다양한 응용성은 고 인장강도와 낮은 열 팽창성의 조합을 요구한다. 이러한 응용분야의 일례는 항공 산업이다. 또 다른 응용분야는 지상 가스 터빈에 사용되는 시일 링이다. 고 인장강도와 연성의 조합은 볼트에매우 필요하다. 이들 응용분야에서 금속제품에 대해 요구되는 작동조건 및 성능 매개변수 때문에 다양한 에이징-경화 방법이 사용되어 왔다. 한 가지 공통적인 기술은 합금을 선택된 고온까지 가열하고 일정 기간 동안 이 온도에 합금을 유지하고 이후에 합금을 냉각하는 것이다. 일부 합금 조성물의 경우에 합금이 제1 온도로 가열되고 냉각된 후에 다시 제2 온도로 가열되고 냉각된다. 이러한 공정은 미국특허 제3,871,928에 발표된다. 합금 에이징(aging)경화에 사용된 온도 및 기간은 합금의 조성에 달려있다. 모든 에이징 경화 가능한 시판 합금의 경우에 필요한 성질을 생성하는 것으로 알려졌기 때문에 당해 산업에서 표준이 된 확정된 시간 및 온도가 있다. 크롬 함량이 12% 이상인 크롬 고 함량 Ni-Cr-Mo 합금의 경우에 기계적 성질을 향상시키려는 시도로 초기 어닐링을 넘어선 열처리는 장시간(수 백 내지 수 천 시간)이 필요하므로 비실용적이라는 것이 당해 분야에서 일반적인 견해이다.
화학 산업에서 고용 강화된 Ni-Cr-Mo 합금 및 Ni-Mo 합금이 널리 활용된다. 일반적으로 소량의 카바이드 상의 존재를 무시하면 단일 상 물질로 간주되는 이들 합금은 보통 열처리에 반응하지 않으므로 어닐링 된 상태에서 사용된다. 예외는 있으며 일부 특수 합금이 에이징 경화 반응을 보인다. 그러나 이러한 경우에서 관찰되는 에이징 경화 반응은 합금 조성물에 존재하는 니오븀, 알루미늄 및 티타늄과 같은 다른 원소 때문이다. 이의 예외는 HAYNES 242합금이다. Ni-Cr-Mo 합금 및 Ni-Mo 합금이 에이징 경화성이 없다는 사실은 이들이 중간 온도에서 열에 노출될 때 야금학적 반응을 보이지 않는다는 것을 의미하지 않는다. 실제로 이러한 타입의 합금은 538-871℃의 온도에 노출될 경우에 복잡한 제2 상 반응을 보인다. 불행히도형성되는 상은 합금 연성과 기타 서비스 성능에 유해하다. 이것은 특히 25-30%몰리브덴을 함유한 Ni-Mo합금에서 관찰된다. 이러한 물질에서 538-871℃의 온도에 노출은 미소구조에서 부서지기 쉬운 Ni3Mo 또는 Ni4Mo상을 신속하게 형성할 수 있다. 이것은 성분 제조 및 성분 성능에서 문제가 될 수 있다.
약 16중량%몰리브덴과 16중량%크롬을 함유한 몰리브덴 저 함량, 크롬 고 함량 Ni-Cr-Mo 합금의 경우에 짧은 기간 열 노출 이후에 이러한 중간상의 존재가 보통 관찰되지 않는다. 538-694℃에서 장시간 노출로 뚜렷이 상이한 야금학적 반응이 있다. 500-1000시간 이후에 미소구조에서 Ni2(Mo,Cr)상이 존재한다. Pt2Mo와 유사한 구조를 갖는 원거리 질서정연한 상인 Ni2(Mo,Cr)상은 큰 연성 손실 없이 재료의 강도를 크게 증가시킨다. 한 가지 결함은 이러한 상을 생성하는데 필요한 연장된 에이징 시간이다.
미국특허4,818,486은 5-12%크롬과 10-30%몰리브덴을 함유한 저 열 팽창성 니켈 기초 합금을 발표한다. 이 특허는 649-816℃에서 유해한 상이 형성됨이 없이 필요한 경도를 얻는데 필요한 에이징 시간이 대개의 Ni-Cr-Mo 합금의 경우에 1000시간 이상이라고 제시한다. 그러나 상기 특허에서 발표된 합금을 경화하는 에이징 시간은 649℃에서 24시간만큼 짧다. 상기 특허의 합금은 242합금 및 HAYNES 242합금으로 시판된다. HAYNES 242합금은 고 인장강도와 저 열팽창계수가 필요한 분야에 사용된다.
242합금의 다른 유익한 성질은 양호한 열 안정성, 양호한 저 싸이클 내피로성, 및 인장강도와 연성으로 인한 탁월한 격납 성능을 포함한다. HAYNES 242합금은 8중량%크롬, 20-30중량%몰리브덴, 0.35-0.5중량%알루미늄, 최대 0.03중량%탄소, 최대 0.8중량%망간, 최대 0.8중량%실리콘, 최대 2중량%철, 최대 1중량%코발트, 최대 0.006중량%붕소, 나머지 니켈로 구성된다.
유해한 Ni3Mo 및 Ni4Mo상과 mu-상의 형성을 방지하는 미국특허4,818,486보다 높은 Cr 함량(>12%Cr)을 갖는 Ni-Cr-Mo 합금에 대한 더 짧은 에이징 경화공정이 필요하다.
또 다른 Ni-Cr-Mo 합금이 미국특허5,019,184(Crum)에 발표된다. 이 합금은 19-23%크롬과 14-17.5%몰리브덴을 함유한다. 이 특허는 1149-1260℃에서 5-50시간 균질 열처리를 발표한다. 이러한 처리의 목적은 합금을 강화시키기보다 필요한 미소구조를 갖는 내식성 합금을 제조하는 것이다. 인장 강도에 대한 데이터가 제시되지 않는다. 이 특허의 합금은 INCONEL 686합금으로 시판된다.
또 다른 내식성 Ni-Cr-Mo 합금이 미국특허4,906,437(Heubner)에 발표된다. 이 합금은 22-24%크롬과 15-16.5%몰리브덴을 함유한다. 이 합금에 대한 열처리나 에이징 경화가 발표되지 않는다. 이 특허의 합금은 VDM NICROFER 923 h Mo 또는 합금59로 시판된다.
고 항복강도 Ni-Cr-Mo 합금이 미국특허4,129,464(Matthews)에 발표된다. 이 합금은 13-18%크롬과 13-18%몰리브덴을 함유한다. 이 특허는 합금이 480-593℃에서 50시간 이상 단일 단계 에이징 처리를 사용하여 에이징 될 수 있다고 발표하지만모든 실시예는 168시간 이상 에이징 된다. 50시간 이상이 필요하다는 말은 168시간 에이징 처리로 수득된 결과의 외삽이다. 이 특허는 3개의 합금1,2,3에 대한 데이터를 보고한다. 합금1은 HASTELLOY C-276합금으로 시판된다. 합금2는 HASTELLOY C-4합금으로 시판되고 합금3은 HASTELLOY S합금으로 시판된다.
12-23.5%크롬을 함유한 니켈-크롬-몰리브덴 합금을 2-단계 에이징 경화시켜 더 높은 항복강도 및 인장강도와 당해 분야에서 현재 사용되는 에이징 경화 공정으로 관찰되는 것과 필적할만한 기타 기계적 성질을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
도1은 합금의 P값과 크롬 함량에 기초하여 테스트된 합금의 그래프이다.
본 발명은 12-23.5%크롬을 함유한 니켈-크롬-몰리브덴 합금을 2-단계 에이징 경화시키는 공정을 제공하여 더 높은 항복강도 및 인장강도와 당해 분야에서 현재 사용되는 에이징 경화 공정으로 관찰되는 것과 필적할만한 기타 기계적 성질을 제공하며, 이러한 성질은 실온에서 항복강도, 인장강도 및 연성 테스트로 측정된다. 이 공정은 다음과 같이 정의된 31.2-35.9의 P값을 조성물이 가지도록 합금원소가 존재하는 합금에만 적용된다:
이러한 향상된 에이징 경화공정은 상기 P값을 갖는 합금을 8시간 이상, 특히 12-20시간 704℃에서 에이징 경화 처리하고, 로에서 593-718℃의 온도로 냉각하고,이 온도에서 8시간 이상, 특히 28-36시간 유지하고 실온으로 공기 냉각하는 단계를 포함한다. 12-23.5%크롬을 함유하며 2단계 열처리 또는 에이징 경화 처리된 Ni-Cr-Mo 합금은 더 낮은 크롬 함량의 242합금에 사용된 표준 에이징 공정보다 향상되거나 대등한 인장강도를 보인다. 고 항복강도 및 연성의 조합 때문에 합금과 2-단계 에이징 공정은 이러한 성질을 요하는 분야에 더욱 적합한 합금이다.
최근에 우리는 총 10-20시간에 걸쳐서 수행된 2단계 열처리가 허용 가능한 기계적 성질을 제공할 수 있음을 관찰하였다. 그러나 유사한 2단계 공정이 더 높은 크롬 함량을 갖는 Ni-Cr-Mo합금에 적용되면 일부 합금은 허용 가능한 성질을 갖지만 일부 합금은 그렇지 못하다. 더 높은 크롬 함량은 화학 산업에서 내식성 합금에 필요하다. 결과적으로 우리는 비교적 짧은 2단계 에이징 처리를 받을 경우 허용 가능한 기계적 성질을 보이는 크롬 고 함량 합금 부류가 존재하는지 여부를 판정할 필요성을 인식하였다.
본 발명은 12-23.5%크롬을 함유한 니켈-크롬-몰리브덴 합금을 2단계 에이징 경화시키는 공정을 제공하여 내식성, 높은 인장강도 및 인장연성이 필요한 분야용 합금을 제조한다. 이 공정은 8-20시간 동안에 691-760℃에서 합금을 에이징 처리하고, 합금을 538-718℃로 냉각하고, 이 온도에서 8시간 이상, 특히 24-36시간 유지하고, 실온으로 냉각하는 단계를 포함한다. 그러나 이 공정은 다음과 같이 정의된 31.2-35.9의 P값을 조성물이 가지도록 합금원소가 존재하는 합금에만 적용된다:
우리는 조성이 표1에 제시된 20개의 니켈 기초 합금과 5개의 시판 Ni-Cr-Mo합금을 테스트 하였다. 시판 합금은 HASTELLOY S 쉬이트, HASTELLOY C-276 쉬이트, HASTELLOY C-4 플레이트, Alloy 59쉬이트 및 INCONEL 합금 686쉬이트이다. 표1에서 "n.m"는 원소가 존재하지 않음을 나타낸다. 표1은 또한 각 합금의 P값을 보고한다.
테스트 합금의 크롬 함량은 합금H의 경우 11.56%에서 합금P의 경우22.06%이다. 몰리브덴은 합금G의 경우 9.91%에서 합금S의 경우 23.89%이다. 모든 합금은 유사한 양의 알루미늄, 코발트, 철 및 망간을 함유한다. 텅스텐은 0.11-0.34%의 양으로 존재한다. 합금은 또한 소량의 붕소, 탄소, 세륨, 구리, 마그네슘, 인, 황, 실리콘 및 바나듐을 함유한다. 테스트 합금은 12.7mm 플레이트로 열간 압연된 이후 1038-1093℃의 어닐링 온도에서 30분간 어닐링 되고 물로 냉각된다. 시판 쉬이트나 플레이트로부터 합금이 절단된다. 모든 테스트 합금은 2단계 에이징 처리되는데 먼저 16시간 704℃에서 에이징 된다. 마지막으로 실온으로 공기 냉각된다.
모든 샘플이 테스트되어 인장 성질이 측정된다. 각 합금에 대해서 표준 ASTM E-8테스트 절차에 따라서 항복강도, 최종 인장강도 및 신장률이 측정된다. 테스트 결과는 표2에 제시된다.
테스트 합금 A-F 및 K-O와 시판합금 INCONEL 합금686 및 합금59만이 허용 가능한 성질을 갖는다. 합금G,H,I,J,P 및 T와 INCONEL 합금686 및 합금59을 제외한 모든 시판 합금은 허용할 수 없게 낮은 항복강도를 갖는다. 허용 가능한 합금은 40%이상의 신장률과 500MPa의 항복강도를 갖는다. 합금Q,R,S는 신장률로 측정된 충분한 인장 연성을 갖지 못한다. 미소구조 분석은 그 이유가 식별되지 않은 상의 침전 때문임을 확인시켜 준다. 합금H.I.J.Q, 및 R과 시판 합금의 크롬 및 몰리브덴함량은 허용 가능한 합금의 크롬 및 몰리브덴 함량 범위 내에 있으므로 이러한 류의 합금에서 크롬이나 몰리브덴 함량은 허용 가능한 인장 성질의 유일한 척도가 아니다. 우리는 이러한 성질의 척도가 모든 합금원소의 상호작용이라는 결론을 내렸다. 사실상 합금원소가 31.2-35.9의 P값을 가지면 2단계 에이징 공정으로 허용 가능한 인장성질이 달성된다. 필요한 범위의 P값을 갖는 HASTELLOY C-276합금에서 이러한 양상의 예외가 발견되지만 충분한 항복강도를 갖지 않는다. 그러나 합금에서 5.48%Fe 함량은 Ni-Cr-Mo-Fe합금으로 부르기에 충분하다. 그러므로 위의 관계가 유지되려면 Fe의 한계는 3%이다.
도1은 합금의 P값과 크롬 함량에 기초하여 테스트된 합금의 그래프이다. 허용 가능한 인장 성질을 갖는 각 합금이 점으로 도시된다. X는 합금이 2-단계 에이징 처리를 받은 이후에 인장 성질이 허용 되지 않은 합금을 도시하는데 사용된다. 박스는 허용 가능한 합금 주위에 도시된다. 도1에서 허용 가능한 합금이 12-23.5%크롬 함량과 31.2-35.9의 P값을 가짐을 알 수 있다.
당해 분야 숙련자라면 크롬 및 몰리브덴은 시편에 포함된 범위 내에 존재해야 하지만 기타 합금원소는 제한되지 않음을 인식할 것이다. 사실상 이들 원소는 여기서 테스트된 합금을 포함한 시판 Ni-Cr-Mo합금과 C-2000합금, C-22합금, SM2060 Mo합금 및 MAT-21합금과 같은 합금에 대한 UNS명세서에 기재된 범위 내에 있는 양으로 존재할 수 있다. 특히 합금원소의 양은 최대0.5%의 알루미늄, 0.015%붕소, 0.02%탄소, 2.5%코발트, 2.0%구리, 3.0%철, 1.5%망간, 1.25%니오븀, 0.04%인, 0.03%황, 0.75%실리콘, 2.2%탄탈륨, 0.7%티타늄, 0.35%바나듐, 4.5%텅스텐 및0.1%희토류 원소이다.
이러한 2단계 에이징 경화 공정으로 이득을 얻을 수 있는 합금을 정의한 이후에 허용 가능한 시간 및 온도 범위를 고려하였다. 일련의 처리가 합금M에 행해졌다. 에이징 처리 이후에 경도가 측정되어 샘플이 에이징 경화되었는지를 결정한다. 결과는 표3에 주어진다. 샘플이 20.0이상의 로크웰 C(Rc) 경도를 가지면 샘플은 에이징 경화된 것으로 판정된다. 무-에이징 처리 상태의 샘플은 재료가 20.0미만의 경도로 시작함을 확인시켜 준다. 합금M에 대한 테스트 결과는 제1단계는 3시간 이상 691-760℃에서 행해지며 제2단계는 24시간 이상 538-691℃에서 행해져야 함을 보여준다. 데이터는 또한 제1단계의 온도가 제2단계의 온도보다 높음을 보여준다. 최대 927℃의 제1단계 온도가 합금 에이징 경화에 유용한 것으로 관찰되지만 제1단계 온도가 760℃ 이상이면 바람직하지 않은 그레인 경계 침전이 일어남을 미소구조는 보여준다. 이러한 침전은 내식성을 저하시킨다.
당해 분야에서 공지된 바와 같이 짧은 범위 질서화로 Ni2(Mo,Cr)에이징 경화가 시작되고 침전이 일어나 경화성이 부여된다. 가열이 계속되면 침전물이 용액으로 돌아가는 고체 용해 온도에 도달한다. 짧은 범위 질서화는 시간 및 온도에 관련된다. 합금 조성에 따라 짧은 범위 질서화와 고체 용해 온도가 변한다. 에이징 경화를 제공하기 위해서 제1단계에서 경화 상의 초기 침전이나 짧은 범위 질서화를 제공하며 제2단계 동안 고체 용해를 방지하는 온도와 시간이 2단계 에이징 처리에서 선택되어야 한다. 이것은 표3에서 합금M에 대한 데이터에서 볼 수 있다. 16시간동안 704℃ 또는 732℃에서 제1단계가 수행되면 538℃의 제2단계를 지원하는 충분히 짧은 범위의 질서화가 일어나지 않지만 621℃에서 고체 용해온도에 도달한다. 16시간 동안 760℃에서 제1단계가 수행되면 538℃의 제2단계를 지원하는 충분히 짧은 범위의 질서화가 일어나지만 621℃에서 고체 용해온도에 다시 도달한다.
합금M에 대한 데이터를 검토한 이후에 제1단계로서 16시간 동안 704℃의 에이징을 사용하여 합금N 및 O를 처리하고 593℃, 621℃, 649℃에서 제2단계 에이징이 수행된다. 또한 제1단계로서 8 또는 16시간 동안 760℃, 16 또는 32시간 동안 732℃, 16시간 동안 704℃의 에이징을 사용하여 합금K를 처리하고 593℃ 및 621℃에서 8,12,16,32시간 제2단계 에이징이 수행된다. 테스트 결과는 표4에 도시된다. 합금 N과O의 경우에 593℃ 및 621℃에서 제2단계 에이징 처리로 경화가 일어나지만 649℃에서는 경화가 일어나지 않는다. 합금N과O는 621℃에서 성공적으로 경화될 수 있지만 합금M이 이 온도에서 경화되지 않는다는 사실은 합금M에 비해서 합금N과O의 경우에 몰리브덴 함량이 높고 크롬 함량이 낮기 때문이다.
합금K는 합금 M,N,O보다 높은 몰리브덴 함량과 낮은 크롬 함량을 갖는다. 표4에 도시된 대로 합금K는 8,16,32시간 동안 704, 732, 760℃에서 테스트 된다. 데이터는 제2단계가 732℃가 아니라 704 또는 718℃에서 40시간 수행될 경우에 760℃에서 8시간 제1단계 처리가 수행될 수 있음을 보여준다. 제1단계가 732℃에서 32시간 수행되면 704℃에서 8시간 제2단계 처리가 수행될 수 있다. 이러한 데이터로부터 더 높은 함량의 몰리브덴과 더 낮은 함량의 크롬을 함유한 합금의 경우에 더 높은 온도가 제2단계에서 사용될 수 있다는 결론을 내릴 수 있다. 게다가 다른 단계가 32-40시간이면 한 단계는 8시간 정도로 짧을 수 있다.
다른 니켈-크롬-몰리브덴 합금의 경우에도 온도 조합이 상이할 수 있지만 유사한 결과를 기대할 수 있다. 게다가 이 조합은 합금의 크롬과 몰리브덴의 함량에 관련된다. 12-23.5%의 크롬을 함유하며 31.2-35.9의 P값을 갖는 합금의 경우에 제1단계가 691-760℃에서 8시간 이상, 제2단계가 538-718℃에서 8시간 이상 지속되면 허용 가능한 에이징 경화 반응이 획득될 수 있다.
본 발명 이전에는 필요한 에이징 시간이 너무 길다고 간주되었기 때문에 12%이상의 크롬 함량을 갖는 Ni-Cr-Mo합금은 에이징 경화된 상태로 제조되지 않았다. 이러한 장시간 처리와 관련된 에너지 비용 때문에 크롬 함량이 더 높고 에이징 경화된 합금의 추정 단가가 너무 높다고 간주되어 이러한 합금은 시장에 존재하지 않았다. 여기서 발표된 2단계 에이징 처리는 100시간미만, 특히 50시간미만, 더더욱 40-48시간에 수행될 수 있다. 100시간미만, 특히 50시간미만의 열처리를 사용하여 필요한 인장 성질을 갖는 크롬 고 함량 Ni-Cr-Mo합금을 저렴하게 제조한다. 에이징 시간이 100시간을 초과해도 본 발명의 공정이 작용할 수 있지만 에너지 비용은 이공정을 덜 바람직하고 비실용적으로 만든다.

Claims (16)

12-23.5%크롬;
13-23%몰리브덴;
최대3%철;
알루미늄, 붕소, 탄소, 코발트, 구리, 하프늄, 철 , 망간, 니오븀, 실리콘, 탄탈륨, 텅스텐, 바나듐 및 지르코늄에서 선택된 합금원소;
나머지 니켈과 불순물로 구성되며;
P값이 31.2-35.9이고
P=2.46Al+0.19Co+0.83Cr-0.16Cu+0.39Fe+0.59Mn+1.0Mo+0.81Zr+2.15Si+1.06V+0.39W+0.68Nb+0.52Hf+0.45Ta+1.35Ti이고
합금이 691-760℃에서 8시간 이상 에이징 처리되고 합금이 538-718℃의 온도로 냉각되고 상기 온도 범위에서 8시간 이상 유지되고 실온으로 냉각되는 단계로 구성된 2단계 열처리에 의해 처리됨을 특징으로 하는 니켈-크롬-몰리브덴 합금
제 1항에 있어서, 2단계 열처리가 합금을 16시간 704-760℃에서 에이징 하고 합금을 593-621℃로 냉각하고 이 온도에서 32시간 유지하고 실온으로 냉각하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 합금
제 1항에 있어서, 합금원소가 다음을 더욱 포함함을 특징으로 하는 합금:
최대0.1%의 희토류 원소;
최대2.0%구리;
최대1.25%니오븀;
최대0.04%인;
최대0.75%실리콘;
최대0.03%황
최대2.2%의 탄탈륨;
최대0.7%티타늄;
최대0.035%바나듐
제 1항에 있어서, 하프늄과 탄탈륨 중 적어도 하나를 포함하는 합금
제 1항에 있어서, 합금이 다음으로 구성됨을 특징으로 하는 합금
12-23.5%크롬;
13-23%몰리브덴;
0.12-0.2%알루미늄;
0.002-0.006%탄소;
0.30-0.34%망간;
1.0-1.7%철;
0.05-0.8%코발트;
0.10-0.34%텅스텐;
0.002-0.005%붕소
제 5항에 있어서, 다음을 더욱 포함하는 합금
0.005-0.009%세륨;
0.01-0.06%구리;
0.001-0.004%마그네슘;
0.002-0.005%인;
0.001-0.004%황;
0.01-0.02%바나듐
제 1항에 있어서, 합금원소가 다음으로 구성됨을 특징으로 하는 합금:
최대0.5%알루미늄;
최대0.02%탄소;
최대1.5%망간;
최대3%철;
최대2.5%코발트;
최대4.5%텅스텐;
최대0.015%붕소
제 1항에 있어서, 최대1.25%니오븀과 최대 0.015%붕소를 더욱 포함하는 합금
앞선 청구항 중 한 항에 있어서, 합금을 538-718℃의 온도로 냉각하는 단계가 합금을 실온으로 냉각하고 합금을 538-718℃의 온도로 가열하여 이루어짐을 특징으로 하는 합금
앞선 청구항 중 한 항에 있어서, 합금이 50시간 이내에 2단계 열처리됨을 특징으로 하는 합금
12-23.5%크롬; 13-23%몰리브덴; 최대3%철; 최대0.5%의 알루미늄; 최대0.015%붕소; 최대0.02%탄소; 최대2.5%코발트; 최대1.5%망간; 최대4.5%텅스텐; 최대1.25%니오븀; 최대0.75%실리콘; 최대2.2%의 탄탈륨; 최대0.7%티타늄; 나머지 니켈과 불순물로 구성되며;
P값이 31.2-35.9이고
P=2.46Al+0.19Co+0.83Cr-0.16Cu+0.39Fe+0.59Mn+1.0Mo+0.81Zr+2.15Si+1.06V+0.39W+0.68Nb+0.52Hf+0.45Ta+1.35Ti인 합금을 처리하는 방법으로서,
합금이 691-760℃에서 8시간 이상 에이징 처리되고 합금이 538-718℃의 온도로 냉각되고 상기 온도 범위에서 8시간 이상 유지되고 실온으로 냉각되는 단계로구성된 합금 처리방법
제 11항에 있어서, 합금이 50시간 이내에 2단계 열처리됨을 특징으로 하는 방법
제11항에 있어서, 합금이 704-760℃에서 에이징 되며 593-621℃의 온도로 냉각되고 이 온도에서 32시간 유지되고 실온으로 냉각됨을 특징으로 하는 방법
제 11항에 있어서, 합금이 로에서 538-718℃의 온도로 냉각됨을 특징으로 하는 방법
제 11항에 있어서, 합금을 538-718℃의 온도로 냉각하는 단계가 합금을 실온으로 냉각하고 합금을 538-718℃의 온도로 가열하여 이루어짐을 특징으로 하는 방법
제 11항에 있어서, 합금이 최대1.25%니오븀과 최대 0.015%붕소를 더욱 포함함을 특징으로 하는 방법
KR1020020035498A 2001-06-28 2002-06-25 Ni-Cr-Mo합금의 2-단계 에이징 처리방법 및 결과의합금 KR20030003017A (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/894,179 US6544362B2 (en) 2001-06-28 2001-06-28 Two step aging treatment for Ni-Cr-Mo alloys
US09/894,179 2001-06-28
US10/165,650 US6638373B2 (en) 2001-06-28 2002-06-07 Two step aging treatment for Ni-Cr-Mo alloys
US10/165,650 2002-06-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20030003017A true KR20030003017A (ko) 2003-01-09

Family

ID=26861569

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020020035498A KR20030003017A (ko) 2001-06-28 2002-06-25 Ni-Cr-Mo합금의 2-단계 에이징 처리방법 및 결과의합금

Country Status (9)

Country Link
EP (1) EP1270754B1 (ko)
JP (1) JP4206229B2 (ko)
KR (1) KR20030003017A (ko)
CN (1) CN1246490C (ko)
AU (1) AU785025B2 (ko)
CA (1) CA2391903C (ko)
GB (1) GB2377944B (ko)
MX (1) MXPA02006453A (ko)
TW (1) TWI224146B (ko)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6860948B1 (en) * 2003-09-05 2005-03-01 Haynes International, Inc. Age-hardenable, corrosion resistant Ni—Cr—Mo alloys
KR20030003016A (ko) * 2001-06-28 2003-01-09 하이네스인터내셔널인코포레이티드 Ni-Cr-Mo합금의 에이징 처리방법 및 결과의 합금
US7785532B2 (en) 2006-08-09 2010-08-31 Haynes International, Inc. Hybrid corrosion-resistant nickel alloys
JP4816950B2 (ja) * 2006-11-10 2011-11-16 三菱マテリアル株式会社 耐食性および耐摩耗性に優れたNi基合金およびそのNi基合金からなるコンダクターロール
CN101333613B (zh) * 2008-08-06 2010-06-09 钢铁研究总院 一种中温平板式固体氧化物燃料电池金属连接体用镍基膨胀合金
DE102011013091A1 (de) 2010-03-16 2011-12-22 Thyssenkrupp Vdm Gmbh Nickel-Chrom-Kobalt-Molybdän-Legierung
US9761883B2 (en) 2011-11-03 2017-09-12 Johnson Controls Technology Company Battery grid with varied corrosion resistance
CN103740983B (zh) * 2013-12-19 2015-11-04 重庆材料研究院有限公司 高强韧耐腐蚀时效强化型镍基合金及直接时效热处理方法
JP5725630B1 (ja) * 2014-02-26 2015-05-27 日立金属Mmcスーパーアロイ株式会社 熱間鍛造性および耐食性に優れたNi基合金
RU2672647C1 (ru) * 2017-08-01 2018-11-16 Акционерное общество "Чепецкий механический завод" Коррозионностойкий сплав
WO2021045183A1 (ja) * 2019-09-06 2021-03-11 日立金属株式会社 Ni基合金、Ni基合金粉末、Ni基合金部材、およびNi基合金部材を備えた製造物
CN114045452A (zh) * 2021-11-15 2022-02-15 贵州航宇科技发展股份有限公司 一种Haynes242合金锻件的锻造及热处理方法
CN114182139B (zh) * 2021-12-10 2022-12-02 西北工业大学 一种析出强化镍基高温合金及其制备方法
CN116716518B (zh) * 2023-06-30 2024-02-09 江西宝顺昌特种合金制造有限公司 一种哈氏合金c-4管板及其制备方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4043810A (en) * 1971-09-13 1977-08-23 Cabot Corporation Cast thermally stable high temperature nickel-base alloys and casting made therefrom
US3871928A (en) * 1973-08-13 1975-03-18 Int Nickel Co Heat treatment of nickel alloys
JPS5837382B2 (ja) * 1976-06-04 1983-08-16 三菱重工業株式会社 ニツケル基耐熱合金の熱処理方法
US4129464A (en) * 1977-08-24 1978-12-12 Cabot Corporation High yield strength Ni-Cr-Mo alloys and methods of producing the same
US4245698A (en) * 1978-03-01 1981-01-20 Exxon Research & Engineering Co. Superalloys having improved resistance to hydrogen embrittlement and methods of producing and using the same
JPH064900B2 (ja) * 1984-12-19 1994-01-19 日立金属株式会社 耐食性高強度Ni基合金
US5556594A (en) * 1986-05-30 1996-09-17 Crs Holdings, Inc. Corrosion resistant age hardenable nickel-base alloy
US5217684A (en) * 1986-11-28 1993-06-08 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Precipitation-hardening-type Ni-base alloy exhibiting improved corrosion resistance
JPH03257131A (ja) * 1990-03-07 1991-11-15 Mitsubishi Materials Corp 金属間化合物析出硬化Ni基合金製刃物材およびその製造方法
US5360496A (en) * 1991-08-26 1994-11-01 Aluminum Company Of America Nickel base alloy forged parts
DE4203328C1 (ko) * 1992-02-06 1993-01-07 Krupp Vdm Gmbh, 5980 Werdohl, De

Also Published As

Publication number Publication date
GB2377944B (en) 2005-03-23
GB2377944A9 (en) 2003-03-13
EP1270754B1 (en) 2012-04-25
CN1246490C (zh) 2006-03-22
TWI224146B (en) 2004-11-21
MXPA02006453A (es) 2004-05-05
JP2003027163A (ja) 2003-01-29
GB2377944A (en) 2003-01-29
JP4206229B2 (ja) 2009-01-07
AU785025B2 (en) 2006-08-24
GB0214712D0 (en) 2002-08-07
CA2391903A1 (en) 2002-12-28
CA2391903C (en) 2009-09-29
EP1270754A1 (en) 2003-01-02
AU5064502A (en) 2003-01-02
CN1412331A (zh) 2003-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU784826B2 (en) Aging treatment for Ni-Cr-Mo alloys
RU2377336C2 (ru) Сплав для газотурбинных двигателей
CA2901259C (en) Nickel-cobalt alloy
KR20030003017A (ko) Ni-Cr-Mo합금의 2-단계 에이징 처리방법 및 결과의합금
WO2015159166A1 (en) Gamma - gamma prime strengthened tungsten free cobalt-based superalloy
JP2010265550A (ja) Ni−Cr−Mo合金の時効処理
AU2019249801B2 (en) High temperature titanium alloys
JP3781402B2 (ja) 低熱膨張Ni基超合金
US6544362B2 (en) Two step aging treatment for Ni-Cr-Mo alloys
EP0384013A1 (en) Method for strengthening coldworked nickel-base alloys
WO2002024967A1 (fr) Alliage thermoresistant a base de co-ni et son procede de fabrication
US5429690A (en) Method of precipitation-hardening a nickel alloy
JP2024069237A (ja) 高温チタン合金
Cadden et al. Fabrication Effects Upon the Structure and Properties of Solid Solution Strengthened High Temperature Alloys

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E601 Decision to refuse application