LU83427A1 - PROCESS FOR IMPROVING MECHANICAL PROPERTIES OF ALLOY PARTS - Google Patents

PROCESS FOR IMPROVING MECHANICAL PROPERTIES OF ALLOY PARTS Download PDF

Info

Publication number
LU83427A1
LU83427A1 LU83427A LU83427A LU83427A1 LU 83427 A1 LU83427 A1 LU 83427A1 LU 83427 A LU83427 A LU 83427A LU 83427 A LU83427 A LU 83427A LU 83427 A1 LU83427 A1 LU 83427A1
Authority
LU
Luxembourg
Prior art keywords
alloy
hot isostatic
approximately
treatment
pressure
Prior art date
Application number
LU83427A
Other languages
French (fr)
Inventor
D Kenton
Original Assignee
Chromalloy American Corp
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
Application filed by Chromalloy American Corp filed Critical Chromalloy American Corp
Priority to LU83427A priority Critical patent/LU83427A1/en
Publication of LU83427A1 publication Critical patent/LU83427A1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D10/00Modifying the physical properties by methods other than heat treatment or deformation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/004Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni
    • 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)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Description

MÉMOIRE DESCRIPTIFDESCRIPTIVE MEMORY

DÉPOSÉ A L’APPUI D’UNE DEMANDEFILED IN SUPPORT OF A REQUEST

DEOF

BREVET D’INVENTIONPATENT

FORMÉE PARFORMED BY

CHROMALLOY AMERICAN CORPORATION pourCHROMALLOY AMERICAN CORPORATION for

Procédé pour améliorer les propriétés mécaniques de pièces en alliage.Method for improving the mechanical properties of alloy parts.

s La présente invention concerne un procédé pour améliorer les propriétés mécaniques d'alliages susceptibles de durcissement structural ayant un point de fusion de plus de 1.000°C et, en particulier, un procédé de traitement sous pression isostatique à chaud pour amélioi’er les pro-. priétés mécaniques de pièces en alliage moulé, par exemple des organes de moteurs à réaction à l’état neuf ou non, par exemple des pièces faites d’un alliage à base de fer, à base de nickel, à base de cobalt ou à base de titane. L'inven- CD.ildC .PG. 5 F Çi 6h tion est particulièrement applicable au traitement des superalliages moulés susceptibles de durcissement structural .The present invention relates to a process for improving the mechanical properties of alloys capable of structural hardening having a melting point of more than 1,000 ° C. and, in particular, to a process of treatment under hot isostatic pressure to improve the pro -. mechanical properties of cast alloy parts, for example parts of jet engines whether new or not, for example parts made of an iron-based, nickel-based, cobalt-based or base-based alloy titanium. The inv- CD.ildC .PG. 5 F Çi 6h tion is particularly applicable to the treatment of molded superalloys susceptible to structural hardening.

Il est connu d'appliquer des traitements sous pression isostatique à chaud pour améliorer les propriétés mécaniques de certains alliages, par exemple des alliages moulés qui comprennent des micropores et/ou d'autres défauts de structure. Suivant le brevet des Etats-Unis d'Amérique t n° 3.758.34-7î i3110 pièce moulée faite d'un alliage à base de nickel, de cobalt, de fer ou de titane et présentant des discontinuités internes, par exemple de la porosité, des microfissures, des crevasses, etc. peut être améliorée par un traitement sous pression isostatique à une température élevée qui est inférieure à la température entraînant une dégradation sensible des propriétés mécaniques de l'alliage, pendant une durée suffisante pour que les pores se ferment et pour que les parois des pores, fissures et défauts semblables se soudent pas diffusion. Certains superalliages sont cités en particulier, par exemple les superalliages à base de nickel susceptibles de durcissement structural vendus sous les noms de René 80, René 100, etc., l'alliage René 80 contient 0,17% de carbone, 14% de chrome, 5% de titane, ; 0,015% de bore, 3% d'aluminium, 4% de tungstène, 4% de molyb dène, 955% de cobalt, 0,03% de zirconium et pour le reste du nickel, tandis que l’alliage René 100 contient 0,17% de carbone, 9,5% de chrome, 4,2% de titane, 0,015% de bore, 5,5% d'aluminium, 3% de molybdène, 15% de cobalt, 0,06% de * zirconium, 1% de vanadium et pour le reste du nickel.It is known to apply treatments under hot isostatic pressure to improve the mechanical properties of certain alloys, for example molded alloys which include micropores and / or other structural defects. According to the patent of the United States of America n ° 3.758.34-7î i3110 molded part made of an alloy based on nickel, cobalt, iron or titanium and having internal discontinuities, for example porosity, microcracks, crevices, etc. can be improved by treatment under isostatic pressure at an elevated temperature which is lower than the temperature resulting in a significant degradation of the mechanical properties of the alloy, for a time sufficient for the pores to close and for the walls of the pores to crack and similar defects are not welded diffusion. Certain superalloys are mentioned in particular, for example nickel-based superalloys capable of structural hardening sold under the names of René 80, René 100, etc., the alloy René 80 contains 0.17% carbon, 14% chromium , 5% titanium,; 0.015% boron, 3% aluminum, 4% tungsten, 4% molybene, 955% cobalt, 0.03% zirconium and for the rest of nickel, while the René 100 alloy contains 0, 17% carbon, 9.5% chromium, 4.2% titanium, 0.015% boron, 5.5% aluminum, 3% molybdenum, 15% cobalt, 0.06% * zirconium, 1% vanadium and the rest of the nickel.

Suivant le brevet précité, pour le traitement de pièces moulées en alliage René 80 dans un autoclave chauffé à -1.218°C sous une pression manométrique de 690 bars, des énrouvettes de l'alliage sont maintenues au four rendant envi- rori b heures et en ©ont retirées après refroidissement. Les éprouvettes ayant subi le traitement sous pression iso-statique à chaud sont comparées à d’autres n’ayant pas subi ce traitement, après la conduite d'un traitement thermique. Les éprouvettes ayant subi ou non le traitement sous pression isostatique à chaud sont soumises à un traitement de formation d’une solution solide à 1.218°C pendant 2 heures sous vide, puis refroidies brusquement sous gaz inerte jusqu'à la température ambiante et ensuite chauffées à 1.093°C ; pendant 4 heures sous vide et refroidies brusquement sous gaz inerte jusqu'à la température ambiante. Après le dernier refroidissement, les éprouvettes sont mises à vieillir à 1.052°C pendant 4 heures, refroidies au four jusqu'à 649°C et maintenues à cette température pendant 1 heure avant d'être refroidies à l'air jusqu'à la température ambiante. Enfin, les éprouvettes des deux espèces sont chauffées à 843°C pendant 16 heures en atmosphère d'argon et ensuite refroidies jusqu'à la température ambiante..According to the aforementioned patent, for the treatment of molded parts of René 80 alloy in an autoclave heated to -1,218 ° C under a gauge pressure of 690 bars, the alloys of the alloy are kept in the oven making enviorori b hours and © have removed after cooling. The test pieces which have undergone the treatment with hot isostatic pressure are compared with others which have not undergone this treatment, after carrying out a heat treatment. The test pieces which have undergone or not the treatment under hot isostatic pressure are subjected to a treatment for forming a solid solution at 1.218 ° C. for 2 hours under vacuum, then suddenly cooled under inert gas to ambient temperature and then heated. at 1.093 ° C; for 4 hours under vacuum and quenched under inert gas to room temperature. After the last cooling, the test pieces are aged at 1.052 ° C for 4 hours, cooled in the oven to 649 ° C and maintained at this temperature for 1 hour before being air-cooled to the temperature ambient. Finally, the test pieces of the two species are heated to 843 ° C for 16 hours in an argon atmosphere and then cooled to room temperature.

Les éprouvettes sont ensuite soumises à un essai de rupture par contrainte à 871°C sous une contrainte de 3-103 bars. Les résultats montrent-que les éprouvettes n'ayant pas subi le traitement sous pression isostatique * à chaud (deux exemplaires) ont une durée de vie moyenne d'environ 41,5 heures et un allongement moyen d'environ 2,5%-The test pieces are then subjected to a stress rupture test at 871 ° C under a stress of 3-103 bars. The results show that the test pieces which have not undergone the treatment under hot isostatic pressure * (two copies) have an average lifespan of approximately 41.5 hours and an average elongation of approximately 2.5% -

Les éprouvettes ayant subi le traitement sous pression isostatique à chaud (six exemplaires) ont une - durée de vie moyenne de 141 heures et un allongement moyen d'environ 11,5%.The test pieces which have undergone the treatment with hot isostatic pressure (six copies) have an average lifetime of 141 hours and an average elongation of approximately 11.5%.

Il est donc évident que le traitement sous pression isostatique à chaud appliqué à l'alliage à base de nickel précité amélioré nettement ses propriétés de runture sous contrainte.It is therefore obvious that the hot isostatic pressure treatment applied to the aforementioned nickel-based alloy markedly improves its runture properties under stress.

La suppression des défauts de coulée par un traitement sous pression isostatique à chaud est décrite dans un article intitulé "Elimination of Casting Defects Using ΗΓΡ" de G.E. Wasielewski et U.R. Lindhled; Proceedings on The Second International Conference on Superalloys -Processing; Seven Springs, Pa., Septembre 1972«The elimination of casting defects by treatment with hot isostatic pressure is described in an article entitled "Elimination of Casting Defects Using ΗΓΡ" by G.E. Wasielewski and U.R. Lindhled; Proceedings on The Second International Conference on Superalloys -Processing; Seven Springs, Pa., September 1972 "

Suivant l'article ci-dessus, les propriétés- de ^ rupture sous contrainte et la ductilité à la température am biante des superalliages à base de nickel, par -exemple les alliages IÏT-738, René 77» IR-792, etc., peuvent être améliorées par un traitement sous pression isostatique à chaud à des températures d'environ 1.093 à 1.204°C pendant 1 à 10 heures sous une pression d'environ 3^5 à 2.069 bars, une température de 1.177 à 1.204°C étant particulièrement préférée pour une densification à 100% de l'alliage.According to the above article, the stress-breaking properties and the ductility at ambient temperature of nickel-based superalloys, for example the alloys IÏT-738, René 77 »IR-792, etc., can be improved by treatment under hot isostatic pressure at temperatures of approximately 1.093 to 1.204 ° C for 1 to 10 hours under pressure of approximately 3 ^ 5 to 2.069 bars, a temperature of 1.177 to 1.204 ° C being particularly preferred for 100% densification of the alloy.

Des améliorations semblables sont attribuées à un traitement sous pression isostatique à chaud dans un article intitulé "Improved Components Through Howmet's ΉΓΡ Process", de T.H. Smith et L. Dardi; dans Casting About,Similar improvements are attributed to hot isostatic pressure treatment in an article entitled "Improved Components Through Howmet's ΉΓΡ Process", by T.H. Smith and L. Dardi; in Casting About,

Spring (Avril) 1974 de la Société Howmet Turbine Components Corporation.Spring (April) 1974 from Howmet Turbine Components Corporation.

>>

Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 4.125-417 (14 novembre 1978) décrit un procédé de traitement sous pression isostatique â chaud exécuté de même et aux mêmes fins que ci-dessus, sauf qu'il est appliqué au relèvement et au rétablissement des propriétés utiles de pièces ayant déjà servi qui comprennent des défauts, comme des cavités aux joints de grains ou des dislocations induites par lelluage à haute température, en plus de défauts de coulée, comme des micropores. Après le traitement sous pression isostati- (ou traitement et fc rmation d* une solution solide et de vieillissement) ramenant les propriétés mécaniques à leurs valeurs initiales.U.S. Patent No. 4,125-417 (November 14, 1978) describes a process of hot isostatic pressure treatment performed in the same way and for the same purposes as above, except that it is applied to raising and restoring the useful properties of previously used parts which include defects, such as cavities at the grain boundaries or dislocations induced by lelluage at high temperature, in addition to casting defects, such as micropores. After treatment under isostati- pressure (or treatment and formation of a solid and aging solution) bringing the mechanical properties back to their initial values.

La proposition d'appliquer un traitement sous pression isostatique à chaud pour améliorer les propriétés mécaniques de pièces moulées en magnésium et en aluminium est faite dans le "brevet des Etats-Unis d'Amérique ? n° 3*732.128, suivant lequel la pièce moulée est soumise aux effets de la chaleur et de la pression dans un récipient à une température de 300 à 600°C sous une pression de 6> 90 à 690 "bars pendant 1 à 72 heures, puis refroidie rapidement tandis que la pression est entretenue. La pièce moulée ainsi traitée est ensuite soumise au vieillissement à une température de 100 à 230°C pendant 1 à 72 heures sous la pression atmosphérique pour l'amélioration de la résistance mécanique de l'alliage.The proposal to apply a heat isostatic pressure treatment to improve the mechanical properties of magnesium and aluminum molded parts is made in "US Patent No. 3 * 732,128, according to which the molded part is subjected to the effects of heat and pressure in a container at a temperature of 300 to 600 ° C under a pressure of 6> 90 to 690 "bars for 1 to 72 hours, then cooled rapidly while the pressure is maintained. The molded part thus treated is then subjected to aging at a temperature of 100 to 230 ° C for 1 to 72 hours under atmospheric pressure to improve the mechanical strength of the alloy.

Il est dès lors connu que l'exécution d'un traitement sous pression isostatique à chaud, comprenant l'exercice simultané des effets de la chaleur et de la pression, sur des superalliages moulés à la cire perdue améliore sensiblement les propriétés mécaniques aux températures élevées et rend possible de prévoir pour les turbines à gaz = des pièces moulées de très haute qualité en vue d'une ap plication critique des turbines à gaz. Les pièces moulées à la cire perdue ont l'avantage d'améliorer notablement le rendement de turbines à gaz et de les rendre sensiblement moins onéreuses. L'inflation monétaire généralisée et la raréfaction des combustibles fossiles ont accentué les recherches dans ce domaine.It is therefore known that the execution of a treatment under hot isostatic pressure, comprising the simultaneous exercise of the effects of heat and pressure, on superalloys molded with lost wax significantly improves the mechanical properties at high temperatures. and makes it possible to provide for gas turbines = molded parts of very high quality for a critical application of gas turbines. Lost wax moldings have the advantage of significantly improving the efficiency of gas turbines and making them significantly less expensive. Widespread monetary inflation and the scarcity of fossil fuels have intensified research in this area.

Il serait intéressant d'améliorer davantage encore les propriétés des alliages susceptibles de durcissement structural, par exemple les superalliages moulés, en raison des critères toujours plus sévères imposés aux organes des moteurs à réaction exposés à des températures élevées, par exemple les pales de turbines dans la zone chaude des moteurs.It would be interesting to further improve the properties of alloys susceptible to structural hardening, for example molded superalloys, because of the increasingly stringent criteria imposed on the organs of jet engines exposed to high temperatures, for example turbine blades in the hot engine area.

L’invention a pour but de procurer une technique perfectionnée de traitement sous pression isostatique à chaud pour améliorer davantage les propriétés mécaniques des alliages susceptibles de durcissement structural ayant un point de fusion de plus de 1.000°C. i Elle a aussi pour but de procurer la combinaison d'un traitement sous pression isostatique à chaud et d’un traitement thermique pour améliorer nettement les propriétés de rupture sous contrainte des super alliage s, par exemple à base de fer, à base de nickel ou à base de cobalt susceptibles de durcissement structural, de même que des superalliages à base de titane.The object of the invention is to provide an improved technique of treatment under hot isostatic pressure to further improve the mechanical properties of alloys capable of structural hardening having a melting point of more than 1,000 ° C. i It also aims to provide the combination of a hot isostatic pressure treatment and a heat treatment to significantly improve the stress rupture properties of super alloys, for example based on iron, based on nickel or cobalt-based susceptible to structural hardening, as well as titanium-based superalloys.

Ces buts et d'autres de l'invention ressortiront de sa description plus détaillée ci-après.These and other objects of the invention will emerge from its more detailed description below.

Dans les dessins : la Eig. 1 est une vue schématique d'un four de traitement sous pression isostatique à chaud qui permet l'exécution de l'invention; i la Eig. 2 est un diagramme portant en ordonnées, à gauche, la durée de vie jusqu'à rupture en heures et, à droite, le logarithme de cette même grandeur et en abscisses la probabilité cumulative en.pourcent, qui permet de comparer la durée de vie jusqu'à rupture en heures à une température . d'épreuve de ^60°C sous une contrainte de 5·δ6ΐ bars sur un superalliage à base de nickel (René 100) traité conformément à l’invention (triangles noirs) ou n'ayant subi au-. cun traitement sous pression isostatique à chaud (triangles blancs) ou bien ayant subi un traitement sous pression iso- statique à chaud classique (cercles blancs); la Fig. 3 est un diagramme analogue a celui de la Fig. 2, mais comparant la durée de vie jusqu'à rupture à 982°C sous une contrainte de 2.000 "bars, et la Fig. 4 est un diagramme semblable à celui de la Fig. 2, mais relatif à un alliage à base de nickel SEL-15.In the drawings: Eig. 1 is a schematic view of a hot isostatic pressure treatment furnace which allows the execution of the invention; i la Eig. 2 is a diagram plotted on the ordinate, on the left, the lifetime until rupture in hours and, on the right, the logarithm of this same quantity and on the abscissa the cumulative probability in. Percent, which makes it possible to compare the lifespan until breaking in hours at a temperature. of the test of ^ 60 ° C under a stress of 5 · δ6ΐ bars on a nickel-based superalloy (René 100) treated in accordance with the invention (black triangles) or having not undergone-. cun treatment under hot isostatic pressure (white triangles) or having undergone conventional hot isostatic pressure treatment (white circles); Fig. 3 is a diagram similar to that of FIG. 2, but comparing the lifetime to rupture at 982 ° C under a stress of 2,000 "bars, and Fig. 4 is a diagram similar to that of Fig. 2, but relating to a nickel-based alloy SEL-15.

D'une manière générale, l'invention concerne un procédé pour améliorer les propriétés mécaniques d'une pièce - ’ faite d'un alliage susceptible de durcissement structural qui comprend des défauts de structure, comme des micropores de moulage et/ou des microfissures et creux aux joints de grains et défauts analogues apparus pendant le service aux températures élevées. L'alliage susceptible de durcissement structural est un alliage ayant un point de fusion de plus de 1.000°C et, suivant le procédé, on soumet la pièce faite de cet alliage à un traitement à l'autoclave sous pression super atmosphérique et à une température élevée de mise en solution solide de l'alliage susceptible de durcissement structural qui est supérieure à 50% du point de fusion absolu de l'alliage pendant une durée au moins suffisante pour supprimer sensiblement les défauts de structure par chauffage et densification, puis on soumet la pièce faite ‘ de l'alliage à un traitement thermique in situ par refroi dissement rapide à une allure de plus de 20°C par minute et de préférence d'au moins 25°C par minute, par exemple à une allure d'au moins environ 30°C par minute sinon davantage, jusqu'au-dessous de l'intervalle de température de dureïs-; sement structural de l'alliage, tandis qu'on entretient la pression superatmosphérique, de façon que la pièce ainsi traitée manifeste une supériorité des propriétés mécaniques sur la même pièce ayant subi le traitement thermique classique par refroidissement rapide hors de l'autoclave anrès le traitement sous pression isostatique à chaud.In general, the invention relates to a method for improving the mechanical properties of a part - 'made of an alloy capable of structural hardening which comprises structural defects, such as molding micropores and / or microcracks and hollows at the grain boundaries and similar faults occurring during service at elevated temperatures. The alloy capable of structural hardening is an alloy having a melting point of more than 1,000 ° C. and, according to the method, the part made of this alloy is subjected to an autoclave treatment under super atmospheric pressure and at a temperature high solid solution setting of the alloy capable of structural hardening which is greater than 50% of the absolute melting point of the alloy for a period at least sufficient to substantially remove the structural defects by heating and densification, then subject the part made of the alloy with an in situ heat treatment by rapid cooling at a rate of more than 20 ° C. per minute and preferably of at least 25 ° C. per minute, for example at a speed of at least minus about 30 ° C per minute if not more, below the duration of the temperature range; structural alloy, while maintaining the superatmospheric pressure, so that the part thus treated manifests superior mechanical properties over the same part having undergone the conventional heat treatment by rapid cooling outside the autoclave after the treatment under hot isostatic pressure.

Par "défauts de structure", il y a lieu d'entendre des défauts dans des pièces neuves de matériel d'aviation (par exemple des pales de turbines moulées qui comprennent des micropores dus à certaines techniques de moulage à la cire perdue) ou des défauts induits en cours de service à température élevée dans des pièces moulées ou usinées, notamment des microfissures ou cavités aux joints de , ‘ grains avec peu ou pas de modification des dimensions en cours de service, mais les défauts de structure peuvent comprendre simultanément les défauts existant initialement, comme les micropores de moulage, et les défauts apparus en cours de service par fluage ou aussi les défauts dus à des sollicitations cycliques à température élevée, comme des microfissures de fatigue.By "structural defects" is meant defects in new parts of aviation equipment (for example molded turbine blades which include micropores due to certain lost wax molding techniques) or defects induced during service at high temperature in molded or machined parts, in particular microcracks or cavities at the grain boundaries, with little or no change in dimensions during service, but structural defects may simultaneously include defects initially existing, such as molding micropores, and defects which appeared during creep service or also defects due to cyclic stresses at high temperature, such as fatigue microcracks.

Par exemple, l'invention est applicable au traitement de pièces moulées neuves contenant des micropores qui sont sensiblement supprimés par le traitement sous pression isostatique à chaud,’tandis que les propriétés métallogra-phiques sont portées à l'optimum du point de vue de la conduite du traitement thermique en raison du refroidissement rapide in situ sous pression superatmosphérique avant que la pièce ayant subi le traitement sous pression isostatique à chaud soit retirée de l'autoclave. La même pièce dans laquelle des défauts sont apparus par fluage ou fatigue en service avant modification sensible des dimensions peut également subir le traitement conforme à l'invention en vue du = rétablissement des propriétés altérées. Par conséquent, l'invention est applicable à des pièces tant neuves que déjà mises en service.For example, the invention is applicable to the treatment of new molded parts containing micropores which are substantially suppressed by treatment under hot isostatic pressure, while the metallographic properties are brought to the optimum from the point of view of the conduct of the heat treatment due to rapid in situ cooling under superatmospheric pressure before the part having undergone the treatment with hot isostatic pressure is removed from the autoclave. The same part in which defects have appeared by creep or fatigue in service before appreciable modification of the dimensions can also undergo the treatment in accordance with the invention with a view to = restoring the altered properties. Consequently, the invention is applicable to parts which are both new and already put into service.

Souvent, une pièce moulée comportant des micropores T>eut pricorfi ssti Rfnirfi fiïrv Γ.τίΐρρρβ fi o rai CP on ccnri nci exemple comme pales de turbine et peut donc être utilisée.Often, a molded part comprising micropores T> eut pricorfi ssti Rfnirfi fiïrv Γ.τίΐρρρβ fi o rai CP on ccnri nci example as turbine blades and can therefore be used.

Par conséquent, ces pièces présentent les micropores d'origine et les défauts supplémentaires dus au service à température élevée lorsqu'elles sont démontées lors de l'entretien en vue d'un reconditionnement et d'un rétablissement de leurs propriétés mécaniques sensiblement aux valeurs initiales par traitement sous pression isostatique à chaud. Lorsqu'il en est ainsi, sensiblement tous les défauts, : indépendamment de leur origine, peuvent être supprimés par le traitement sous pression isostatique à chaud, la pièce étant ensuite refroidie rapidement in situ avant de subir un autre traitement thermique à l'extérieur de l'autoclave.Consequently, these parts present the original micropores and the additional faults due to the high temperature service when they are dismantled during maintenance with a view to reconditioning and restoring their mechanical properties substantially to the initial values. by treatment under hot isostatic pressure. When this is the case, substantially all the defects, regardless of their origin, can be eliminated by treatment under hot isostatic pressure, the part then being cooled rapidly in situ before undergoing another heat treatment outside of the autoclave.

Le procédé de l'invention est applicable à de nombreux alliages susceptibles de durcissement structural qui sont usinés ou moulés, notamment les alliages à base de fer, à base de nickel, à base de cobalt et à base de titane qui sont susceptibles de durcissement structural.The process of the invention is applicable to many alloys capable of structural hardening which are machined or molded, in particular alloys based on iron, based on nickel, based on cobalt and based on titanium which are susceptible of structural hardening. .

On trouvera ci-après des exemples de ces divers alliages ayant des points de fusion supérieurs à 1.000°C.Examples of these various alloys having melting points above 1,000 ° C are given below.

(i) Alliages à base de fer Dénomination Componsition pondérale, % de l'alliage -:-(i) Iron-based alloys Designation Weight composition,% of the alloy -: -

C Mn Si Gr Ni Mo Ti Al BC Mn Si Gr Ni Mo Ti Al B

Alliage 901 0,05 0,10 0,10 12,5 42,5 5,7 2,8 0,2 0,05 A-286 0,05 1,35 0,50 15,0 26,0 1,3 2,0 0,2 0,015Alloy 901 0.05 0.10 0.10 12.5 42.5 5.7 2.8 0.2 0.05 A-286 0.05 1.35 0.50 15.0 26.0 1.3 2.0 0.2 0.015

Disc al oy 0,04 0,90 0,80 15,5 26,0 2,7 1,7 0,1 0,005Disc al oy 0.04 0.90 0.80 15.5 26.0 2.7 1.7 0.1 0.005

Per pour le restePer for the rest

Parmi les alliages ci-dessus, on compte les aciers inoxydables durcissables par précipitation utilisés pour les pales de compresseurs des turboréacteurs, de même que pour les disques et autres organes de turbines.Among the above alloys, there are precipitation hardenable stainless steels used for compressor blades of turbojets, as well as for discs and other parts of turbines.

3 , ο ο νΰ ΙΓ\ ΙΛ en ΙΓ\ f) Η Η ι I ι I I Ο Ο Ο Ο ΙΟ t'Q J r ^ I r r> r« r> r r r> o o o o o o o o o3, ο ο νΰ ΙΓ \ ΙΛ en ΙΓ \ f) Η Η ι I ι I I Ο Ο Ο Ο ΙΟ t'Q J r ^ I r r> r «r> r r r> o o o o o o o o o o

cm lt\ o ^ ir\ ir\ id in Ncm lt \ o ^ ir \ ir \ id in N

iH'r^ rHiHrH H H H O O OiH'r ^ rHiHrH H H H O O O

FQ| O O O O O lOOOOOOFQ | O O O O O lOOOOOO

·*»·»* r* r· r> r< r· ^ o o o o o oooooo H| γΗΟΟ^-γ-1·^-ιΧ\Οιγ\^ΙΛΟ <| I ^ ν' r r r r» t» *· «« r, r r· * »·» * R * r · r> r <r o ^ o o o o o oooooo H | γΗΟΟ ^ -γ-1 · ^ -ιΧ \ Οιγ \ ^ ΙΛΟ <| I ^ ν 'r r r r ”t” * · ““ r, r r

CO CD H KA ΚΛ Ο 1Λ ΙΑ 1Λ H ,Η KACO CD H KA ΚΛ Ο 1Λ ΙΑ 1Λ H, Η KA

•rl J KD ο O cj- ΙΛΟΑΕΝΟ ΙΛΟ HO• rl J KD ο O cj- ΙΛΟΑΕΝΟ ΙΛΟ HO

EH ! ν' v* r· v» ♦· v» r r V« v· r Ο H ΚΛ ΚΛ cj- O CM H hC\ ΝΛEH! ν 'v * r · v "♦ · v" r r V "v · r Ο H ΚΛ ΚΛ cj- O CM H hC \ ΝΛ

O LPv Ο XO LPv Ο X

® ι ι ·* ι ι - ι ι ι -Si i «Γ Kr S evia .® ι ι · * ι ι - ι ι ι -Si i «Γ Kr S evia.

HH

cd h ° , , CTv O o £ I «Γ 1 1 •'l - I - 1 ι ι | ωcd h °,, CTv O o £ I «Γ 1 1 • 'l - I - 1 ι ι | ω

ti kl CVJ O tx\ H -Pti kl CVJ O tx \ H -P

λ s fl ' hλ s fl 'h

O OU300 ΙΑ ο O <DO OU300 ΙΑ ο O <D

rl ^5 I I I r r- ». | | ^ ». | I r.rl ^ 5 I I I r r- ”. | | ^ ". | I r.

-P 4 W IA CM O H-P 4 W IA CM O H

œ H H h ° δ Θ CM O O H O lAf^OO^œ H H h ° δ Θ CM O O H O lAf ^ OO ^

O O J ^ ^ ^ ν' ν' ν' ( V» ν' f» Γ· _IO O J ^ ^ ^ ν 'ν' ν '(V »ν' f» Γ · _I

o S I ^-CD^-HHKSKS CM O CD CDo S I ^ -CD ^ -HHKSKS CM O CD CD

H ,«H, "

OO

H *r.H * r.

Ο ΙΛΟ ΟΟΟΙΓΝΟΟ ~Ο ΙΛΟ ΟΟΟΙΓΝΟΟ ~

Oll «· | ^ · | » r- » » » » g; OI O CO Lf\ Ο Ο κ\ η c\! * 1 ι—1 ι—1 ι—i ι—I ι—| ι—1Oll «· | ^ · | »R-» »» »g; OI O CO Lf \ Ο Ο κ \ η c \! * 1 ι — 1 ι — 1 ι — i ι — I ι— | ι — 1

VCVC

C\jC \ j

>LT\00 Ocj-CDO OOIAOO O> LT \ 00 Ocj-CDO OOIAOO O

o|CMCOir\CDCMCOOGAC^C^C^Cr' 4Jo | CMCOir \ CDCMCOOGAC ^ C ^ C ^ Cr '4J

Η HHHHH HHHH ω co cd Ο O cd,EH ^Η HHHHH HHHH ω co cd Ο O cd, EH ^

‘Hll ICM I l K\ I I I Lf\ X I | . p CD CD‘Hll ICM I l K \ I I I Lf \ X I | . p CD CD

m Ml ~ _T '•Cd Cd Ό · "Ö 8 ° ° ° ε B ® r* ’ r~t{ _j -ξνΟ Vpm Ml ~ _T '• Cd Cd Ό · "Ö 8 ° ° ° ε B ® r *’ r ~ t {_j -ξνΟ Vp

f\ Ό ^ "*· D^Sf \ Ό ^ "* · D ^ S

J Φ CA ΦΙΛ "d ir\ HcR' -O - H LI Λ O P^ro r-4 fl|» ICM I I CM I Ι ΙΟΛΧΙ | -g< ~ ^J Φ CA ΦΙΛ "d ir \ HcR '-O - H LI Λ O P ^ ro r-4 fl |» ICM I I CM I Ι ΙΟΛΧΙ | -g <~ ^

H S| rT r-C ~ g ^TH-^H-HH S | rT r-C ~ g ^ TH- ^ H-H

O O O Ê ω 03O O O Ê ω 03

ni *ri -H CO IQni * ri -H CO IQ

m CO CO fl CD d cd aj-OLT\^<Mii-ooir\ir\D-cr·. i>. “ fl ^ fl ßm CO CO fl CD d cd aj-OLT \ ^ <Mii-ooir \ ir \ D-cr ·. i>. “Fl ^ fl ß

*° Ojr-^HOHHOHHHOOO cd cd +3 cd -P* ° Ojr- ^ HOHHOHHHOOO cd cd +3 cd -P

Ά OOO OO Ο OOO Ο Ο O -P-P0-Pc3Ά OOO OO Ο OOO Ο Ο O -P-P0-Pc3

CD CD fl flfl-HCD CD fl flfl-H

m £ ω ω +3 cd -pm £ ω ω +3 cd -p

I co o ££§:ÖSI co o ££ §: ÖS

•HObD£, g g g ° ä £* Ei t, „ * 8 0 0£°s sh «> * . ~ 3 „ '8 ï 8 h ^ 8R&8ÏÏ *£ A O COCMCN-OCMOlfq^-H σ^Γ-D^H ^ E- · cd O CT» ΝΑ θ'» O S S «3Î H j I litt O OH -HC^INININOH S'og I 2• HObD £, g g g ° ä £ * Ei t, „* 8 0 0 £ ° s sh“> *. ~ 3 „'8 ï 8 h ^ 8R & 8ÏÏ * £ AO COCMCN-OCMOlfq ^ -H σ ^ Γ-D ^ H ^ E- · cd O CT» ΝΑ θ' »OSS« 3Î H j I litt O OH -HC ^ INININOH S'og I 2

Hd HHCTvl ΙΟ I K p; m dH chmmv Ν'© HII^S&&g22ëp ΑΣΗΜΗΣ: wo ^FQnHHHHggrsKb ***** (III) Λ1]lapes è base de cobaltHd HHCTvl ΙΟ I K p; m dH chmmv Ν '© HII ^ S && g22ëp ΑΣΗΜΗΣ: wo ^ FQnHHHHggrsKb ***** (III) Λ1] laps with cobalt base

Denomination Composition pondérale, % de l'alliage - C Mn Si Cr lii ïïo V Nb Pe S-816 0,58 1,20 0,40 20 20 4,0 4,0 4,0 4,0 WI-52 0,45 0,25 0,25 21,0 - - 11,0 2,0 2,0Denomination Weight composition,% of alloy - C Mn Si Cr lii ïïo V Nb Pe S-816 0.58 1.20 0.40 20 20 4.0 4.0 4.0 4.0 WI-52 0, 45 0.25 0.25 21.0 - - 11.0 2.0 2.0

Cobalt pour le resteCobalt for the rest

Les alliages à base de nickel et à base de cobalt ci-dessus = conviennent pour les pales, ailettes, disques et autres orga nes de turbines.The above nickel-based and cobalt-based alloys are suitable for blades, fins, discs and other turbine components.

(IV) Alliages à base de titane Dénomination de Componsitïon pondérale, % l'alliage -—(IV) Titanium-based alloys Designation by weight,% alloy -—

Al Mo V Sn Zr TiAl Mo V Sn Zr Ti

Ti-6-4 6-4 - resteTi-6-4 6-4 - rest

Ti-6-2—42 6 2 — 2 4 resteTi-6-2—42 6 2 - 2 4 rest

Ti-6-2-4-5 6 6 4,0 2 - reste BETA III 11,5 - 4,5 resteTi-6-2-4-5 6 6 4.0 2 - remainder BETA III 11.5 - 4.5 remainder

Ti-8-1-1 8 1,0 1,0 - - resteTi-8-1-1 8 1.0 1.0 - - rest

Les alliages ci-dessus conviennent pour les pales de compresseurs, disques et autres pièces de matériel d'aviation.The above alloys are suitable for compressor blades, discs and other parts of aviation equipment.

Pour l'application de l'invention, lâ température entretenue dans l'autoclave lors du traitement sous pression isostatique a chaud s'échelonne pour les divers alliages (température homologue) de plus de 50% jusqu'à environ 95% du point de fusion absolu, par exemple d'environ 60 à 95% et de préférence d'environ 70 à 95% ou de 80 à 95% du point de fu-1 sion absolu, à la condition que cette température tombe dans l'intervalle de mise en solution solide de l'alliage et n'excède de préférence pas la température à laquelle la fusion commence. Aux fins de l'invention, la température homologue ci-dessUs sunerieure à 60¾ do noint de fusion absolu de l'alliage eä. la température à laquelle la résistance mécanique au métal est limitée par le fluage plutôt que simplement par la limite élastique.For the application of the invention, the temperature maintained in the autoclave during the treatment under hot isostatic pressure ranges for the various alloys (homologous temperature) from more than 50% to about 95% of the melting point. absolute, for example from about 60 to 95% and preferably from about 70 to 95% or from 80 to 95% of the absolute fu-1 sion point, provided that this temperature falls within the setting interval solid solution of the alloy and preferably does not exceed the temperature at which melting begins. For the purposes of the invention, the above homologous temperature below 60 ° C. does not mean absolute melting of the alloy eä. the temperature at which mechanical resistance to metal is limited by creep rather than simply by the elastic limit.

Par conséquent, dans le cas des superalliages à "base de fer, à base de nickel et à base de cobalt,'la température pour le traitement sous pression isostatique à chaud peut s'échelonner d'environ 980°C à environ 1.290°C et la pression m.anométrique est d'environ 345 à environ 3.^48 bars, la température et la pression superatmosphérique étant choisies en fonction de l'alliage traité et de la nature des défauts à éliminer. La durée du traitement peut s'échelonner d'environ 30 minutes à 16 heures et est en substance en raison inverse de la température et de la pression choisies pour un alliage particulier. La température est particulièrement importante pour assurer une élimination sensiblement complète des défauts tels que les micropores.Therefore, in the case of "iron-based, nickel-based and cobalt-based superalloys, the temperature for treatment under hot isostatic pressure can range from about 980 ° C to about 1,290 ° C and the manometric pressure is from about 345 to about 3. ^ 48 bars, the temperature and the superatmospheric pressure being chosen according to the alloy treated and the nature of the defects to be eliminated. The duration of the treatment can be range from about 30 minutes to 16 hours and is essentially the reverse of the temperature and pressure selected for a particular alloy, temperature is particularly important to ensure substantially complete removal of defects such as micropores.

Au terme du traitement sous pression isostatique à chaud, les pièces sont refroidies rapidement in situ à une allure de plus de 20°C par minute, de préférence d'au moins environ 30°C par minute, par exemple d'environ 30 à 30 ou 60°C par minute, sinon davantage.At the end of the hot isostatic pressure treatment, the parts are rapidly cooled in situ at a rate of more than 20 ° C per minute, preferably at least about 30 ° C per minute, for example from about 30 to 30 or 60 ° C per minute, if not more.

La Fig. 1 représente schématiquement une forme d'appareil qui permet d'appliquer le traitement sous pression isostatique à chaud. La Fig. 1 représente un autoclave 10 comportant une plaque de fond 11 et des plaques de couverture 12 et 13 et abritant un récipient à l'épreuve de la pression 14 qui comprend un couvercle résistant à la pression 15 et un fond étroitement adapté 16.Fig. 1 schematically represents a form of apparatus which makes it possible to apply the treatment under hot isostatic pressure. Fig. 1 represents an autoclave 10 comprising a bottom plate 11 and cover plates 12 and 13 and housing a pressure-proof container 14 which comprises a pressure-resistant cover 15 and a tightly fitted bottom 16.

tîe récipient est muni d'une enveloppe isolante de four 17,' d'un couvercle isolant -de four amovible 18 et d'un fond isolant de four 19. Le récipient est logé à l'intérieur d'une chemise de refroidissement 20 qui comporte une admission d'c-su de re f 2-oi di ssement 21 et une sortie c ' eau de refroidissement 22.the container is provided with an insulating oven jacket 17, an insulating cover of a removable oven 18 and an oven insulating bottom 19. The container is housed inside a cooling jacket 20 which comprises an inlet for re-f 2-oi di ssement 21 and an outlet for cooling water 22.

Un support perforé résistant à la chaleur 2¾ monté à l'intérieur du récipient 14, sert d'appui pour un râtelier 24 portant les pièces 25 qui doivent être traitées, le râtelier ayant une configuration ouverte assurant la convection régulière 26 indiquée pendant le traitement sous pression isostatique à chaud et pendant le refroidissement rapide.A perforated heat-resistant support 2¾ mounted inside the container 14, serves as a support for a rack 24 carrying the parts 25 which must be treated, the rack having an open configuration ensuring the regular convection 26 indicated during the treatment under isostatic pressure when hot and during rapid cooling.

La source de chaleur comprend des éléments chauffants 27, par exemple en graphite, agencés sous le support, une soufflante 28 entretient une convection forcée de gaz inerte chauffé dans le four autour du râtelier. Un thermocouple fixe 29 et des thermocouples souples 29A, 29B et 29C permettent d'enregistrer de manière continue la température au voisinage du râtelier et des pièces, la sortie pour les thermocouples étant indiquée en 30· ; L'appareil comprend également une source d'énergie J 27A pour les éléments chauffants, une source de gaz inerte I sous pression 31 et un raccord 32 pour l'adaptation d'un appareil à vide permettant de chasser l'atmosphère ambiante ! non désirée avant de mettre l'autoclave sous pression.The heat source comprises heating elements 27, for example made of graphite, arranged under the support, a blower 28 maintains a forced convection of inert gas heated in the oven around the rack. A fixed thermocouple 29 and flexible thermocouples 29A, 29B and 29C make it possible to continuously record the temperature in the vicinity of the rack and the rooms, the output for the thermocouples being indicated in 30 ·; The apparatus also comprises a source of energy J 27A for the heating elements, a source of inert gas I under pressure 31 and a connector 32 for the adaptation of a vacuum apparatus making it possible to expel the ambient atmosphere! unwanted before pressurizing the autoclave.

ii

Pour le traitement de pièces faites d'un super- « alliage à hase de nickel, le four est chauffé jusqu'à environ 1.315°C après que la chambre a été remplie d'un gaz inerte, comme l'argon ou l'hélium. Des pressions manométri-ques atteignant 2.069 bars et davantage peuvent être atteintes par les effets combinés de la compression et de la dilatation thermique. Comme la pression du gaz est isostatique, le produit finalement obtenu est sensiblement exempt de distorsion mesurable, à la condition que les défauts de structure internes n'aient pas une dimension excédant une fraction sensible.de la section du produit.For the treatment of parts made of a nickel-plated super alloy, the furnace is heated up to approximately 1.315 ° C after the chamber has been filled with an inert gas, such as argon or helium. . Manometric pressures up to 2,069 bar and above can be achieved by the combined effects of compression and thermal expansion. As the pressure of the gas is isostatic, the product finally obtained is substantially free from measurable distortion, provided that the internal structural defects do not have a dimension exceeding a substantial fraction of the section of the product.

Différentes formes de réalisation préférées de j l'invention sont illustrées par les exemples suivants.Various preferred embodiments of the invention are illustrated by the following examples.

EXEMPLE 1.-EXAMPLE 1.-

Le présent exemple illustre l'importance de refroidir rapidement la pièce faite de l’alliage dans l'autoclave en entretenant la pression isostatique sans interruption pendant le refroidissement rapide jusqu’au-dessous de ï 1 - - la température de durcissement structural de l'alliage, qui est en l'occurrence l’alliage René 100 (0,18% C, 10,0% Cr, 15,0% Co, 3,0% Mo, 4,7% Ti, 5,5% Al, 0,014% B, 0,06% Zr, 1% V, et’ Mi pour le reste).The present example illustrates the importance of rapidly cooling the part made of the alloy in the autoclave by maintaining the isostatic pressure without interruption during rapid cooling down to below 1 - the structural hardening temperature of the alloy, which in this case is the René 100 alloy (0.18% C, 10.0% Cr, 15.0% Co, 3.0% Mo, 4.7% Ti, 5.5% Al, 0.014% B, 0.06% Zr, 1% V, and 'Mi for the rest).

V ·V ·

Il convient de noter que les pales des turbines en superalliage pour la partie chaude d'un moteur sont généralement recouvertes d'une couche protectrice de chrome et/ou d'aluminium appliquée par cémentation en paquet. Les pales sont généralement revêtues à une température élevée, qui est d'environ 705 à 1.150°C, en environ 1 à 40 heures, par exemple à 1.050°C en environ 4 heures, puis refroidies lentement. Ces techniques de revêtement sont décrites dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n° 3.257.230 , 3-716.358 et 3-999.956.It should be noted that the blades of superalloy turbines for the hot part of an engine are generally covered with a protective layer of chromium and / or aluminum applied by case hardening in a package. The blades are generally coated at an elevated temperature, which is about 705 to 1,150 ° C, in about 1 to 40 hours, for example at 1,050 ° C in about 4 hours, and then cooled slowly. These coating techniques are described in US Patents 3,257,230, 3-716,358 and 3-999,956.

Pour établir une comparaison entre le procédé de l'invention et le procédé non conforme à l'invention, on exécute le traitement sous pression isostatique à chaud sur des pales de turbines en substance à la même température et sous la même pression, sauf que dans un cas on refroidit la pièce rapidement dans l'autoclave jusqu'au-dessous de sa température de durcissement structural à partir de la température de traitement sous pression isostatique à chaud et que dans l'autre cas on refroidît la pièce lentement dans l’autoclave jusqu'au-dessous de sa température de durcissement strur-tiinsl de T s msni pt>p tmel 1 p* (1) Procédé de l’inventionIn order to establish a comparison between the process of the invention and the process not in accordance with the invention, the treatment is carried out under hot isostatic pressure on turbine blades in substance at the same temperature and under the same pressure, except that in in one case the part is quickly cooled in the autoclave to below its structural hardening temperature from the temperature of treatment under hot isostatic pressure and in the other case the part is cooled slowly in the autoclave below its hardening temperature strur-tiinsl of T s msni pt> p tmel 1 p * (1) Method of the invention

On soumet les pales en alliage ?Lené 100 au traitement sous pression isostatique à chaud par chauffage dans l'autoclave jusqu'à 1.190°C pendant 2 heures sous une pression manométrique d'environ 1-931 "bars, puis on les refroidit rapidement dans l'autoclave jusque sensiblement au-dessous de l'intervalle de durcissement structural de l'alliage, à une allure d'environ 30°C par minute. On retire alors les pièces de l'autoclave et on les soumet à un traitement thermique dans les conditions de température, de durée et d'allure de refroidissement habituelles pour la cémentation en paquet du genre indiqué ci-dessus, ce traitement thermique simulé étant exécuté à 1.052°C pendant 4 heures, avec refroidissement au four au terme de l'opération. La température pour le traitement sous pression isostatique à chaud est d'environ 95% du point de fusion absolu de l'alliage. Après le traitement thermique décrit ci-dessus, on soumet les pièces à un vieillissement à 843°C pendant 4 heures, après quoi on les met à refroidir à l’air.The Lené 100 alloy blades are subjected to treatment under hot isostatic pressure by heating in the autoclave to 1190 ° C. for 2 hours under a gauge pressure of approximately 1-931 "bars, then they are rapidly cooled in the autoclave until substantially below the structural hardening interval of the alloy, at a rate of approximately 30 ° C. per minute. The parts are then removed from the autoclave and subjected to a heat treatment in the usual conditions of temperature, duration and cooling rate for case hardening in a packet of the type indicated above, this simulated heat treatment being carried out at 1.052 ° C. for 4 hours, with cooling in the oven at the end of the operation The temperature for treatment under hot isostatic pressure is approximately 95% of the absolute melting point of the alloy. After the heat treatment described above, the parts are subjected to aging at 843 ° C. for 4 hours. , after which we starts to cool in air.

Il est ainsi évident que le traitement thermique » particulier succédant au traitement sous pression isostatique à chaud comprend le cycle de traitement thermique propre à la cémentation en paquet. L'inventi.on n'est toutefois pas limitée à cet aspect. En d'autres termes, le traitement thermique succédant au traitement sous pression isostatique à chaud peut comprendre simplement un traitement thermique de vieillissement direct à l'extérieur de l'autoclave ou tout autre traitement thermique désiré.It is thus evident that the particular heat treatment succeeding the treatment under hot isostatic pressure comprises the heat treatment cycle specific to case hardening in packages. The invention is not, however, limited to this aspect. In other words, the heat treatment succeeding the heat isostatic pressure treatment may simply comprise a heat treatment for direct aging outside the autoclave or any other heat treatment desired.

(2) Procédé non conforme à l'invention(2) Process not in accordance with the invention

On exécute deux traitements distincts, à savoir: (A) un traitement sous pression isostatique à chaud classique, sous pression iscstatique ε chsud.Two distinct treatments are carried out, namely: (A) a treatment under conventional hot isostatic pressure, under iscstatic pressure ε chsud.

(A) Poire le traitement sous pression isostatique à chaud classique, on maintient les pièces à 1.190°C pendant 2 heures sous une pression manométrique d'environ 1,896 Dans, puis on les refroidit lentement à une allure de moins de 15°C par minute, après quoi on chauffe les pièces sous vide à 1.190°C pendant 2 heures et on les refroidit sous vide jusqu'à 1.093°C en 6 à 10 minutes avant de les maintenir à 1.093°C pendant 4 heures sous vide et enfin de les refroidir rapidement dans un flux de gaz. Ensuite, on exécute , le cycle thermique normal prévu pour revêtir les pales, com me décrit ci-dessus, en amenant les pièces à une température de 1.052°C pour une durée de 4 heures, puis en les refroidissant au four et en les soumettant ensuite à un vieillissement à 843°C pendant 4 heures avant le refroidissement dans l'air.(A) Pear the conventional hot isostatic pressure treatment, the parts are kept at 1.190 ° C for 2 hours under a gauge pressure of about 1.896 In, then they are cooled slowly at a rate of less than 15 ° C per minute , after which the vacuum parts are heated to 1,190 ° C for 2 hours and cooled under vacuum to 1,093 ° C in 6 to 10 minutes before keeping them at 1,093 ° C for 4 hours under vacuum and finally cool rapidly in a gas stream. Next, the normal thermal cycle provided for coating the blades, as described above, is carried out, bringing the parts to a temperature of 1.052 ° C. for a period of 4 hours, then cooling them in the oven and subjecting them. then aging at 843 ° C for 4 hours before cooling in air.

(B) Pour le traitement thermique des pièces ne subissant pas le traitement sous pression isostatique à chaud, on soumet les pièces d'ahord au traitement thermique simulé de la cémentation en paquet, c'est-à-dire qu'on les chauffe à 1.032°C pendant 4 heures, puis qu'on les refroidit au four ou à l'air avant un vieillissement à 843°C pendant 4 heures et enfin un refroidissement à l'air.(B) For the heat treatment of the parts which are not subjected to the hot isostatic pressure treatment, the parts are subjected first to the simulated heat treatment of the case hardening, that is to say they are heated to 1.032 ° C for 4 hours, then cooled in the oven or in air before aging at 843 ° C for 4 hours and finally air cooled.

Après les différents traitements ci-dessus, on prépare des éprouvettes des pièces qui n'ont pas subi le traitement sous pression isostatique à chaud et des pièces qui ont subi le traitement sous pression isostatique à chaud soit classique·, soit conforme à l'invention et on les utilise pour des essais de rupture par contrainte à 760°C sous une contrainte de 5-861 bars, de même qu'à 982°C sous une contrainte de 2.000 bars.After the various treatments above, test pieces are prepared of the parts which have not undergone the treatment under hot isostatic pressure and of the parts which have undergone the treatment under hot isostatic pressure either conventional or according to the invention and they are used for stress rupture tests at 760 ° C under a stress of 5-861 bars, as well as at 982 ° C under a stress of 2000 bars.

Le traitement sous pression isostatique à chaud est symbolisé par TPIC et la striction ou réduction de seci ion est symbolisée par la durée est la durée de vie.The hot isostatic pressure treatment is symbolized by TPIC and the necking or reduction of seci ion is symbolized by the duration is the lifetime.

Les résultats obtenus sont rassemblés aux tableaux suivants.The results obtained are collated in the following tables.

TABLEAU ITABLE I

Essais de rupture par contrainte, 760°C. 5.861 bars U° TPIC Diamètre Durée Allongement Σ- (mm) (L) (%) (%) IA néant 2,057 4-3,1 5,1 7,8 2A néant 2,210 69,5 5,7 5,0 3A néant 2,032 163,3 3,1 6,0 4A néant 2,057 202,4 6,2 10,0 5A néant 2,591 549 Λ 14,5 14,8Stress rupture tests, 760 ° C. 5.861 bars U ° TPIC Diameter Duration Elongation Σ- (mm) (L) (%) (%) AI none 2.057 4-3.1 5.1 7.8 2A none 2.210 69.5 5.7 5.0 3A none 2,032 163.3 3.1 6.0 4A nil 2,057 202.4 6.2 10.0 5A nil 2,591,549 Λ 14.5 14.8

Moyenne géométrique 128,1 5,5 7,7 6A classique 2,261 63,4- 5,5 8,9 7A classique 2,134 75,1 6,0 7,2 8A classique 2,261 111,8 2,8 4,8 9A classique 2,159 132,3 5,3 8,9 10A classique 2,972 221,4 8,5 12,0 11A classique 2,794 , 224,9 7,1 18,9 12A classique 2,388' 230,2 8,6 21,7 13A classique 2,210 3H,8 5,8 6,7 14A classique 2,281 380,8 5,7 13,4 15A classique 35124 441,6 8,1 10,9Geometric mean 128.1 5.5 7.7 6A classic 2.261 63.4- 5.5 8.9 7A classic 2.134 75.1 6.0 7.2 8A classic 2.261 111.8 2.8 4.8 9A classic 2.159 132.3 5.3 8.9 10A classic 2.972 221.4 8.5 12.0 11A classic 2.794, 224.9 7.1 18.9 12A classic 2.388 '230.2 8.6 21.7 13A classic 2.210 3H, 8 5.8 6.7 14A classic 2.281 380.8 5.7 13.4 15A classic 35 124 441.6 8.1 10.9

Moyenne géométrique 182,8 6,1 10,3 1 11 invention 2,515 166,1 5,0 9.1 /je» ^ l’invention ^>^40 310,4 5^0 6,9 3 l'invention 2,540 374.2 7,5 8,6 4 l'invention' 2,565 404,2 5,0 10,0 5 l'invention -2,540 'Lâ. i&lGeometric mean 182.8 6.1 10.3 1 11 invention 2.515 166.1 5.0 9.1 / i »^ invention ^> ^ 40 310.4 5 ^ 0 6.9 3 invention 2.540 374.2 7, 5 8.6 4 the invention '2.565 404.2 5.0 10.0 5 the invention -2.540' Lâ. he

TABLEAU IITABLE II

Essais de rupture par contrainte, 982°C, 2.000 bars U° TPIC Diamètre Durée Allongement 21 (mm) (il) (%) (°/o) IB néant 2,261 22,8 11,1 12,9 2B néant 2,261 27,8 8,3 12,6 3B néant 2,261 29,0 3,3 6,4Stress rupture tests, 982 ° C, 2,000 bars U ° TPIC Diameter Duration Elongation 21 (mm) (it) (%) (° / o) IB none 2,261 22.8 11.1 12.9 2B none 2,261 27, 8 8.3 12.6 3B none 2,261 29.0 3.3 6.4

Moyenne géométrique 26,5 7,9 10,6 4B classique 2,235 21,9 4,5 13,1 5® classique 2,261 24,4 18,0 24,1 6B classique 2,286 26,8 6,9 7,9 7B classique 2,286 27,1 13,8 14, o 8B classique 2,184 33,2 11,7 18,3 9B classique 2,261 33,4 6,9 14,5 10B classique 2,261 34,4 5,5 10,7Geometric mean 26.5 7.9 10.6 4B classic 2.235 21.9 4.5 13.1 5® classic 2.261 24.4 18.0 24.1 6B classic 2.286 26.8 6.9 7.9 7B classic 2.286 27.1 13.8 14, o 8B classic 2.184 33.2 11.7 18.3 9B classic 2.261 33.4 6.9 14.5 10B classic 2.261 34.4 5.5 10.7

11B classique 2,286 37,5 13,8 19, Q11B classic 2,286 37.5 13.8 19, Q

Moyenne géométrique 29,8 9,1 15,2 1 l'invention 2>565 22,8 12,5 13,7 2- 11 invention 2’5«> 24,7 12,5 20,2 3 1 ' invention 2’^° 51,8 15,0 20,2 4 l'invention 2>^° 36,9 15,0 21,5Geometric mean 29.8 9.1 15.2 1 invention 2> 565 22.8 12.5 13.7 2- 11 invention 2'5 "> 24.7 12.5 20.2 3 1 invention 2 '^ ° 51.8 15.0 20.2 4 the invention 2> ^ ° 36.9 15.0 21.5

5 - 11 invention ZL° IM5 - 11 invention ZL ° IM

Moyenne géométrique 30,6 14,0 19,2Geometric mean 30.6 14.0 19.2

Il ressort du tableau I que le traitement sous pression isostatique à chaud conforme à l'invention conduit à une moyenne géométrique surprenante de la durée de vie jusqu'à rupture par contrainte à 760°C sous 5.861 bars, qui est de 322,1 heures contre 128,1 heures en l'absence de traitement sous pression isostatique à"chaud et de 182,8 heures anrès un traitement sous pressier isostatïaue i chauâ c‘ja«^iau=It appears from Table I that the treatment under hot isostatic pressure according to the invention leads to a surprising geometric average of the lifetime until rupture by stress at 760 ° C. under 5.861 bars, which is 322.1 hours. against 128.1 hours in the absence of treatment under hot isostatic pressure and 182.8 hours after treatment under an isostatic press press i chauâ c'ja "^ iau =

On peut se reporter à ce propos à 2 e Pig· 2.We can refer to this subject in 2 e Pig · 2.

Le procédé de l'invention n'a pas d’effet notable sur les propriétés de rupture par contrainte à 982°C (voir tableau II), mais est exempt d'effet nuisible et conduit néanmoins à une petite amélioration, comme le montre un examen de la Fig. 3-EXEMPLE 2,-The process of the invention has no significant effect on the stress fracture properties at 982 ° C (see Table II), but is free from harmful effects and nevertheless leads to a small improvement, as shown by a examination of FIG. 3-EXAMPLE 2, -

On exécute des essais de traitement sous pression isostatique à chaud similaires sur un alliage dit SEL-15, qui est un alliage à base de nickel susceptible de durcissement structural qui contient, sur base pondérale, 0,08% C, 0,3% max. Mn, 0,3% max. Si, 10,3% Cr, 13,5% Co, 6,3% Mo, 1,5% W, 0,5% Mb, 2,5% Ti, 5,5% Al, 0,05% B et pour le reste sensiblement du nickel.Similar hot isostatic pressure treatment tests are carried out on an alloy known as SEL-15, which is a nickel-based alloy capable of structural hardening which contains, on a weight basis, 0.08% C, 0.3% max. . Mn, 0.3% max. Si, 10.3% Cr, 13.5% Co, 6.3% Mo, 1.5% W, 0.5% Mb, 2.5% Ti, 5.5% Al, 0.05% B and for the rest substantially nickel.

(1) Procédé de 1’invention(1) Method of the invention

On soumet les pièces faites de l'alliage au traitement sous pression isostatique à chaud à 1.190°C (à peu près 90% du point de fusion absolu de l'alliage) pendant 2 heures sous une pression manométrique de 2.000 bars, puis on les refroidit rapidement dans l'autoclave jusque sensiblement au-dessous de l'intervalle de durcissement structural à une allure d'environ 30°G par minute, après quoi on retire les pièces de l'autoclave et on les soumet au traitement thermique simulé de la cémentation en paquet, c'est-à-dire qu'on les chauffe à 1.052°C pendant 4 heures, puis qu'on les laisse refroidir* au four. Après le dernier traitement, on soumet les pièces à un vieillissement à 780°C pendant 4 heures avant de les laisser refroidir à l’air.The parts made of the alloy are subjected to treatment under hot isostatic pressure at 1,190 ° C. (approximately 90% of the absolute melting point of the alloy) for 2 hours under a gauge pressure of 2,000 bars, then they are rapidly cools in the autoclave to substantially below the structural hardening interval at a rate of about 30 ° G per minute, after which the parts are removed from the autoclave and subjected to the simulated heat treatment of the case hardening, that is to say they are heated to 1.052 ° C for 4 hours, then left to cool * in the oven. After the last treatment, the parts are subjected to aging at 780 ° C for 4 hours before being allowed to cool in air.

(2) Procédé non conforme a 1 ’ irver.ticr.(2) Process not in accordance with 1 ’irver.ticr.

On exécute deux traitements distincts, à savoir: (A) un traitement sons pression isostatique à chaud classique, et (B) un traitement thermïaue sans traitement sous nression isostatique à chaud.Two separate treatments are carried out, namely: (A) a conventional hot isostatic pressure treatment, and (B) a thermal treatment without treatment under hot isostatic pressure.

(A) Pour le traitement sous pression isostatique à chaud classique, on amène les pièces à 1.190°C pour une durée de 2 heures sous une pression manométriqué d'environ I.93I bars à une allure de moins de 15°C, après quoi on remet les alliages en solution solide à 1.190°C pendant 4 heures et on refroidit sous vide. Ensuite, on soumet les pièces au traitement thermique simulé représentatif de la cémentation en paquet, c'est-à-dire qu'on les chauffe à 1.052®C pendant 4 heures, puis qu'on les laisse refroidir au four et qu'on exécute ensuite un vieillissement à Tj>80oC pendant 4 heures avant le refroidissement à l'air.(A) For the treatment under conventional hot isostatic pressure, the parts are brought to 1,190 ° C. for a period of 2 hours under a manometric pressure of approximately I.93 I bars at a rate of less than 15 ° C., after which the alloys are returned to a solid solution at 1,190 ° C. for 4 hours and cooled in vacuo. Then, the parts are subjected to the simulated heat treatment representative of case hardening in a package, that is to say that they are heated at 1.052®C for 4 hours, then they are allowed to cool in the oven and then performs aging at Tj> 80oC for 4 hours before air cooling.

(B) Pour le traitement thermique sans traitement sous pression isostatique à chaud, on soumet les pièces d*abord au traitement thermique simulé à 1.052 C pendant 4 heures avec refroidissement au four, puis au vieillissement à 780°C pendant 4 heures avec refroidissement à l'air.(B) For the heat treatment without treatment under hot isostatic pressure, the parts are subjected first to the simulated heat treatment at 1.052 C for 4 hours with cooling in the oven, then to aging at 780 ° C for 4 hours with cooling to the air.

On prépare les pièces en vue d'un essai de fluage (diamètre de 2,54 mm) à 760°C sous une contrainte de 5· 861 bars.The parts are prepared for a creep test (diameter of 2.54 mm) at 760 ° C under a stress of 5 · 861 bars.

Les résultats sont rassemblés au tableau III qui est également concerné par la Eig. 4.The results are collated in Table III which is also concerned by the Eig. 4.

/ _____/ _____

TABLEAU IIITABLE III

Essai de rupture par contrainte, 760°C, 3-861 LarsStress rupture test, 760 ° C, 3-861 Lars

Essai n° Durée AllongementTest No. Duration Extension

Ch) (%)Ch) (%)

Pas de TPICNo TPIC

10 91,8 3,7 2C 170,6 3,7 30 132,6 3,7 4C 104-,8 3,0 50 64-,3 3,710 91.8 3.7 2C 170.6 3.7 30 132.6 3.7 4C 104-, 8 3.0 50 64-, 3 3.7

Moyenne géométrique 107,1 3,9Geometric mean 107.1 3.9

Limite à 98% 50,1 3,0 TPIC classique 6G 64-,3 2,6 70 8,8 5,5 8C 4-,5 10,8 90 17,0 3,3 100 52,6 3,4- 110 10,3 8,3 12C 19,9 6,6 130 88,8 6,2 140 7,5Limit to 98% 50.1 3.0 TPIC classic 6G 64-, 3 2.6 70 8.8 5.5 8C 4-, 5 10.8 90 17.0 3.3 100 52.6 3.4- 110 10.3 8.3 12C 19.9 6.6 130 88.8 6.2 140 7.5

Moyenne géométrique 23,4- 5,5Geometric mean 23.4 - 5.5

Limite à 98% 3,1 2,6 TPIC de l'invention 6 200,9- 10,0 7 141,1 6,2 8 89,3 7,5 9 158,4 8,7 10 237,1 18,0Limit to 98% 3.1 2.6 TPIC of the invention 6 200.9- 10.0 7 141.1 6.2 8 89.3 7.5 9 158.4 8.7 10 237.1 18, 0

Moyenne géométrique 156,9 9,4Geometric mean 156.9 9.4

Limite à 98% 74,1 4,298% limit 74.1 4.2

On peut observer eue le traitement sous pression isestatique à chaud conforme à l’invention conduit à une valeur étonnament élevée de la moyenne géométrique de la durée jusqu'à rupture par contrainte, à savoir de 156*9 heurt res contre 25,4 heures pour le traitement sous pression I isostatique à chaud classique et de 107 heures en 1* absence ! de traitement sous pression isostatique à chaud, le procédé de l'invention assurant avec une limite de fiabilité de 98% une durée de 74,1 heures, tandis que la durée est de 3,1 heure, - pour le traitement sous pression isostatique à chaud clas sique et de 50*1 heures en 1'absence de traitement sous pression isostatique à chaud. Dans le présent exemple, les | j propriétés manifestées aux températures élevées par des pales en alliage SEL-15 ne sont pas améliorées par le traitement sous pression isostatique à chaud classique et le traitement thermique qui lui succède, la comparaison étant établie avec les mêmes pales subissant le cycle thermique normalement effectué pour la cémentation en paquet avant un traitement de vieillissement. Tel n'est toutefois pas le cas de l’exemple 1.It can be observed that the heat isestatic pressure treatment in accordance with the invention leads to a surprisingly high value of the geometric mean of the time until rupture by stress, namely 156 * 9 hours against 25.4 hours for treatment under conventional hot isostatic pressure I and 107 hours in 1 * absence! of treatment under hot isostatic pressure, the process of the invention ensuring with a reliability limit of 98% a duration of 74.1 hours, while the duration is 3.1 hours, - for treatment under isostatic pressure at hot conventional and 50 * 1 hours in the absence of treatment under hot isostatic pressure. In this example, the | j properties manifested at high temperatures by blades of SEL-15 alloy are not improved by the conventional hot isostatic pressure treatment and the heat treatment which follows it, the comparison being established with the same blades undergoing the thermal cycle normally carried out for case hardening before an aging treatment. However, this is not the case in Example 1.

Par conséquent, un avantage majeur offert par 1·'invention est qu'elle permet, de manière reproductible, d'améliorer nettement ou de rétablir omplètement les propriétés mécaniques aux températures élevées de très nombreux super-alliages, ce qui n'est généralement pas le cas des traitements sous pression isostatique à chaud effectués de façon classique. Cette distinction ressort d'un examen de l'exemple 2 (voir Pig. 4) qui montre que l’alliage SEL-15, lorsqu’il n'a pas subi de traitement sous pression isostatique à chaud, se trouve dans un état supérieur à celui où il parvient après un traitement sous pression isostatique à chaud classique et un traitement thermique, alors que dans l'exemple 1 (voirConsequently, a major advantage offered by the invention is that it makes it possible, in a reproducible manner, to clearly improve or completely restore the mechanical properties at high temperatures of very many superalloys, which is not generally the case of heat isostatic pressure treatments carried out in a conventional manner. This distinction emerges from an examination of Example 2 (see Pig. 4) which shows that the alloy SEL-15, when it has not undergone treatment under hot isostatic pressure, is in a superior state to that where it arrives after a conventional hot isostatic pressure treatment and a heat treatment, whereas in Example 1 (see

Fig. 2), le traitement noue pression isostatique à chaud classique confère à 1'alliacé une supériorité qu'il ne manifeste pas en 1'absence du traitement sous pression isostatique à chaud. Néanmoins, dans les deux exemples, le traitement sous pression isostatique à chaud conforme à l'invention conduit à des propriétés mécaniques nettement supérieures à celles auxquelles on parvient par le traitement sous pression isostatique à chaud classique.Fig. 2), the conventional hot isostatic pressure treatment confers on the allied a superiority which it does not manifest in the absence of the hot isostatic pressure treatment. However, in the two examples, the treatment under hot isostatic pressure according to the invention leads to mechanical properties clearly superior to those which are achieved by the treatment under conventional hot isostatic pressure.

Un autre avantage de l'invention est que le procédé permet d'effectuer après le traitement sous pression isostatique à chaud des traitements thermiques plus simples, ce qui n'est généralement pas le cas lorsqu'on applique un traitement sous pression isostatique à chaud classique. EXEMPLE 5,-Another advantage of the invention is that the method makes it possible to carry out, after the treatment under hot isostatic pressure, simpler heat treatments, which is generally not the case when applying a treatment under conventional hot isostatic pressure. . EXAMPLE 5, -

Comme déjà indiqué, l'invention est applicable à des pièces faites d'un alliage à base de fer, par exemple k l'alliage dit A-286 de la composition nominale suivante: 0,05% C, 1,35% Mn, 0,50% Si, 15,0% Cr, 26,0% Ni, 1,3% Mo, 2% îi, 0,2% Al, 0,015% B, et Ee pour le reste. Cet alliage a un intervalle de fusion de 1.371-1.399°C soit un point de fusion moyen d'environ 1.385°C. La température choisie pour le traitement sous pression isostatique à chaud est d’environ 75% du point de fusion absolu de 1'alliage,, qui est de 1.658 kelvins. La température calculée pour le traitement sous pression isostatique à chaud est d'environ 970°C qui est à peu près la température de formation de la solution solide de l'alliage.As already indicated, the invention is applicable to parts made of an iron-based alloy, for example k the so-called A-286 alloy of the following nominal composition: 0.05% C, 1.35% Mn, 0.50% Si, 15.0% Cr, 26.0% Ni, 1.3% Mo, 2% îi, 0.2% Al, 0.015% B, and Ee for the rest. This alloy has a melting range of 1.371-1.399 ° C or an average melting point of about 1.385 ° C. The temperature chosen for the treatment under hot isostatic pressure is approximately 75% of the absolute melting point of the alloy, which is 1.658 Kelvin. The temperature calculated for the treatment under hot isostatic pressure is approximately 970 ° C. which is approximately the temperature of formation of the solid solution of the alloy.

On soumet une pièce faite de l'alliage à base de fer au traitement sous pression isostatique à chaud à 970°C pendant 4 heures sous une pression manométriqué de 1.724 bars, après quoi on refroidit la pièce rapidement à plus d'environ 30°C par minute jusqu'au dessous de la température de vieil- lissement de l’alliage. Après ce traitement sous pression isostatique à chaud, on soumet l'alliage à un vieillissement à environ 720°C pendant 16 heures, avant de le refroidir à l'air.A part made of the iron-based alloy is subjected to treatment under hot isostatic pressure at 970 ° C for 4 hours under a manometric pressure of 1,724 bars, after which the part is rapidly cooled to more than about 30 ° C per minute to below the aging temperature of the alloy. After this treatment under hot isostatic pressure, the alloy is subjected to aging at approximately 720 ° C. for 16 hours, before being cooled in air.

On obtient des résultats similaires avec d'autres alliages susceptibles de durcissement structural, par exemple l'alliage à base de titane dit Ti-6-2-4-6. On trouvera ci-après un exemple de traitement de cet alliage. EXEMPLE 4,-Similar results are obtained with other alloys capable of structural hardening, for example the titanium-based alloy known as Ti-6-2-4-6. An example of the treatment of this alloy is given below. EXAMPLE 4, -

Une pièce moulée en titane de la composition ci-dessus tend à présenter des cavités de retrait, en l'occurrence des micropores, mais peut avoir une qualité radiographique la rendant acceptable dans de nombreux cas où les contraintes sont faibles. Cet alliage à base de titane, qui contient 6% Al, 2% Sn, 4% Zr, 6% Mo, et pour le reste essentiellement du titane, a une température de liquidus de 1.649°C. Le point de fusion ci-dessus correspond à un point de fusion absolu d'environ 1.922 kelvins. On choisit pour le traitement sous pression isostatique à chaud, une température qui est d'environ 62% du point de fusion absolu de l'alliage, soit environ 920°C. Par conséquent, on soumet la pièce en alliage à base de titane au traitement sous pression isostatique à chaud à environ 920°C sous une pression manométrique d'environ 1.931 bars pendant environ 4 heures, après quoi on la refroidit rapidement in situ à une allure d'environ J>0 à 40°C par minute sous pression superatmosphérique jusqu’au-dessous de l'intervalle de durcissement structural.A titanium molded part of the above composition tends to have withdrawal cavities, in this case micropores, but can have a radiographic quality making it acceptable in many cases where the stresses are low. This titanium-based alloy, which contains 6% Al, 2% Sn, 4% Zr, 6% Mo, and for the rest essentially of titanium, has a liquidus temperature of 1.649 ° C. The above melting point corresponds to an absolute melting point of approximately 1,922 Kelvin. For the treatment under hot isostatic pressure, a temperature which is approximately 62% of the absolute melting point of the alloy is chosen, ie approximately 920 ° C. Consequently, the titanium-based alloy part is subjected to the treatment under hot isostatic pressure at approximately 920 ° C. under a gauge pressure of approximately 1,931 bars for approximately 4 hours, after which it is rapidly cooled in situ at a rate from about J> 0 to 40 ° C per minute under superatmospheric pressure up to below the structural hardening interval.

Après le traitement ci-dessus, on soumet l'alliage à un vieillissement à 593°C pendant 8 heures, puis au refroidissement à l'air pour atteindre les propriétés rnécani-. / * /After the above treatment, the alloy is subjected to aging at 593 ° C for 8 hours, then to air cooling to reach the mechanical properties. / * /

Comme déjà indiqué, 11 invention est particulièrement applicable au traitement de superalliages à base de nickel et à base de cobalt qui sont susceptibles de durcissement structural. Un alliage tombant dans un intervalle de composition pondérale typique contient jusqu'à environ 30% de chrome, par exemple environ 5 à $0% de chrome, jusqu’à environ 20% d’un métal du groupe Mo plus W, « jusqu'à environ 10% d'un métal du groupe Nb plus Ta, jus qu'à environ 1% de carbone (de préférence jusqu'à environ 0,5% de carbone), jusqu'à environ 10% d'un métal du groupe Ti plus 11, par exemple environ 0,2 à 10%, la quantité totale de Ti et Al n'excédant pas environ 12%, jusqu'à environ 20% de fer, jusqu'à environ 2% de manganèse, jusqu'à environ 2% de silicium, jusqu'à environ 0,2% de bore, jusqu'à environ 0,1% de zirconium, jusqu'à environ 2% de de hafnium, et pour le reste au moins environ 45% d'au moins un métal du groupe Ni plus Co.As already indicated, the invention is particularly applicable to the treatment of nickel-based and cobalt-based superalloys which are susceptible to structural hardening. An alloy falling within a typical weight range contains up to about 30% chromium, for example about 5 to $ 0% chromium, up to about 20% of a metal of group Mo plus W, "up to about 10% of a metal from the group Nb plus Ta, up to about 1% of carbon (preferably up to about 0.5% of carbon), up to about 10% of a metal from the group Ti plus 11, for example about 0.2 to 10%, the total amount of Ti and Al not exceeding about 12%, up to about 20% iron, up to about 2% manganese, up to about 2% silicon, up to about 0.2% boron, up to about 0.1% zirconium, up to about 2% hafnium, and the rest at least about 45% at least a metal from the group Ni plus Co.

L'expression "et pour le reste au moins environ 45% d'au moins un métal du groupe Ni plus Co" signifie que lorsque les deux métaux sont en présence, leur somme est d'au moins environ 45% de la composition complète. Par conséquent, le nickel peut être présent seul et le cobalt de même, chacun alors en quantité d'au moins environ 45%. Lorsqu'ils sont présents ensemble, la quantité de chacun peut avoir une valeur quelconque faisant le complément, à la condition que la somme des deux quantités soit d'au moins environ 45%, sur base pondérale.The expression "and for the rest at least about 45% of at least one metal from the group Ni plus Co" means that when the two metals are present, their sum is at least about 45% of the complete composition. Therefore, nickel may be present alone and cobalt may be present as well, each in an amount of at least about 45%. When present together, the amount of each may have any complement value, provided that the sum of the two amounts is at least about 45%, on a weight basis.

Les alliages du type ci-dessus sont généralement soumis à un traitement thermique par exposition à une température de mise en solution solide d'environ 1.080 à 1.125°C pendant environ 30 minutes à 16 heures, avec ensuite refroidissement au four ou à l'air. Après le traitement de mise en solution solide, l'alliage peut être soumis au durcissement structural (ou durcissement par précipitation), par exemple par vieillissement à une température d'environ 730 à 870°C pendant une durée pouvant atteindre 24 heures, par exemple pendant 4 à 10 heures.Alloys of the above type are generally subjected to a heat treatment by exposure to a solid solution temperature of about 1.080 to 1.125 ° C for about 30 minutes to 16 hours, followed by cooling in the oven or in air. . After the solid solution treatment, the alloy can be subjected to structural hardening (or precipitation hardening), for example by aging at a temperature of about 730 to 870 ° C for a period of up to 24 hours, for example for 4 to 10 hours.

Bien que divers modes et détails de réalisation aient été décrits pour illustrer l'invention, il va de soi que celle-ci est susceptible de nombreuses variantes et modifications sans sortir de son cadre.Although various embodiments and details have been described to illustrate the invention, it goes without saying that it is susceptible of numerous variants and modifications without departing from its scope.

//

Claims (8)

3·- Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'allure de refroidissement rapide dans l’autoclave est d'au moins environ 25°C par minute.3 · - Method according to claim 2, characterized in that the rapid cooling rate in the autoclave is at least about 25 ° C per minute. 4,- Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la pièce faite de l'alliage est une pièce faite d'un superalliage. .5-- Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le superalliage est un alliage à base de nickel et la température pour le traitement sous pression isostatique à chaud est d'environ ?0 à 95% du point de fusion absolu de l'alliage.4, - Method according to claim 3, characterized in that the part made of the alloy is a part made of a superalloy. .5-- Process according to Claim 4, characterized in that the superalloy is a nickel-based alloy and the temperature for the treatment under hot isostatic pressure is approximately? 0 to 95% of the absolute melting point of l 'alloy. 6.- Procédé suivant la revendication 3» caractérisé en ce que la température pour le traitement sous pression isostatique à chaud est d'environ 80 à 95% du point de fusion absolu de l'alliage. 7-— Procédé pour améliorer les propriétés mécaniques d'une pièce faite d'un alliage susceptible de durcissement structural choisi entre les alliages à base de fer, des alliages à base de nickel, des alliages à base de cobalt et les alliages à base de titane ayant un point de fusion de plus de 1.000°C qui présente des défauts de structure tels que des micropores de coulée et/ou des microfissures ou cavités aux joints de grains apparues pendant le service à température élevée, caractérisé en ce que: on soumet la pièce faite de cet alliage au traite- JB ent g ou s presni.M. isostatique a chaud dans un autoclave sous une pression superatmosphérique à une température I élevée de mise en solution solide de cet alliage s'échelonnant j de plus de 50% jusqu'à environ 95% du point de fusion absolu de l'alliage pendant une durée au moins suffisante / pour provoquer l'élimination sensible des défauts de structure par chauffage et densification, on soumet la pièce faite de l'alliage au traitement thermique in situ par refroidissement rapide à une allure d'au moins environ 25°C par minute jusqu'au-dessous i . de l'intervalle de durcissement structural de l'alliage en maintenant la pièce sous pression superatmosphérique isostatique , et on soumet l'alliage au durcissement structural après achèvement du traitement sous pression isostatique à chaud, de manière à rendre les propriétés mécaniques de cette pièces supérieures à celles de la même pièce ayant subi le traitement thermique par refroidissement rapide à l'extérieur de l'autoclave et le vieillissement après le traitement isostatique à chaud classique.6.- Method according to claim 3 "characterized in that the temperature for treatment under hot isostatic pressure is about 80 to 95% of the absolute melting point of the alloy. 7-— Process for improving the mechanical properties of a part made of an alloy capable of structural hardening chosen from iron-based alloys, nickel-based alloys, cobalt-based alloys and alloys based on titanium having a melting point of more than 1.000 ° C. which has structural defects such as micropores in casting and / or microcracks or cavities at the grain boundaries which have appeared during service at elevated temperature, characterized in that: the part made of this alloy with the treat- ment JB ent g or s presni.M. hot isostatic in an autoclave under superatmospheric pressure at a high solid solution temperature I of this alloy ranging from more than 50% to about 95% of the absolute melting point of the alloy for a period of time at least sufficient / to bring about the substantial elimination of structural defects by heating and densification, the part made of the alloy is subjected to the in situ heat treatment by rapid cooling at a rate of at least about 25 ° C. per minute up to 'below i. of the structural hardening interval of the alloy by keeping the part under isostatic superatmospheric pressure, and the alloy is subjected to structural hardening after completion of the treatment under hot isostatic pressure, so as to make the mechanical properties of this parts superior to those of the same part having undergone the heat treatment by rapid cooling outside the autoclave and aging after the conventional hot isostatic treatment. 8. Procédé suivant la revendication 7* caracté risé en ce que la température pour le traitement sous pression isostatique à chaud est d'environ 60 à 95% du point de fusion absolu et la pression pour le traitement sous pression isostatique à chaud est d'environ 345 à 3*44-8 bars* 9*- Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que la pièce faite de l'alliage est une pièce faite d’un superalliage.8. Method according to claim 7 * character ized in that the temperature for the treatment under hot isostatic pressure is approximately 60 to 95% of the absolute melting point and the pressure for the treatment under hot isostatic pressure is approximately 345 to 3 * 44-8 bars * 9 * - Method according to claim 8, characterized in that the part made of the alloy is a part made of a superalloy. 10.- Procédé suivant la revendication 9» caractérisé en ce que le superalliàge est un alliage à base de nickel et la température pour le traitement sous pression isostatique à chaud est d1 environ 70 à 95% du point de fusion absolu de l'alliage.10.- Method according to claim 9 »characterized in that the superalloying is a nickel-based alloy and the temperature for treatment under hot isostatic pressure is d1 about 70 to 95% of the absolute melting point of the alloy. 11.- Procédé pour améliorer les propriétés mécaniques d'une pièce faite d'un superalliage susceptible de durcissement structural qui présente des défauts de structure tels que des micropores de coulée et/ou des microfissures ou cavités aux joints de grains apparues pen-► dant le service à une température élevée, l'alliage ayant un point de fusion d'au moins environ 1.000°C, caractérisé en ce que: on utilise au moins une pièce faite d’un alliage comprenant, sur base pondérale, jusqu'à environ $0% de chrome, jusqu'à environ 20% d'un métal du groupe Ho plus W, jusqu'à environ 10% d'un métal du groupe Nb plus Ta, jusqu'à environ 1% de carbone, jusqu'à environ 10% d'un métal du groupe Ti plus Al, la quantité totale de Ti plus Al n'excédant pas environ 12%, jusqu'à environ 20% de fer, jusqu'à environ 2% de manganèse, jusqu'à environ 2% de silicium, jusqu'à environ 0,2% de bore, jusqu'à environ 1% de zirconium, jusqu'à environ 2% de hafnium, et essentiellement pour le reste au moins environ d'au moins un métal du groupe Ni plus Co, on soumet la pièce faite de cet alliage susceptible de durcissement structural à un traitement sous pression isostatique à chaud dans un autoclave sous une pression superatmosphérique et à une température élevée de mise en solution solide de cet alliage qui est supérieure à 50% du point de fusion absolu de l'alliage pendant une durée suffisante pour provoquer une élimination sensible des défauts de structure par chauffage' et densification, on soumet la pièce faite de l'alliage à un traitement thermique in situ par refroidissement rapide à une % * allure de plus de 20°C par minute jusqu'au-dessous de l'intervalle de durcissement structural de l'alliage en maintenant la pièce sous pression superatmosphérique isostatique , et on soumet l'alliage au durcissement structural après achèvement du traitement sous pression isostatique à chaud, de manière à rendre les propriétés mécaniques de cette pièce supérieures à celles de la même pièce ayant subi le traitement thermique par refroidissement rapide à l'extérieur de l'autoclave et le vieillissement après le traitement isostatique à chaud classique.11.- Method for improving the mechanical properties of a part made of a superalloy capable of structural hardening which has structural defects such as micropores of casting and / or microcracks or cavities at the grain boundaries which appeared during ► ► service at a high temperature, the alloy having a melting point of at least about 1,000 ° C, characterized in that: at least one part made of an alloy comprising, on a weight basis, up to about $ 0% chromium, up to approximately 20% of a metal from the group Ho plus W, up to approximately 10% of a metal from the group Nb plus Ta, up to approximately 1% of carbon, up to approximately 10% of a metal from the group Ti plus Al, the total amount of Ti plus Al not exceeding about 12%, up to about 20% iron, up to about 2% manganese, up to about 2 % silicon, up to approximately 0.2% boron, up to approximately 1% zirconium, up to approximately 2% hafnium, and essentially for the rest at least approximately of at least one metal from the group Ni plus Co, the part made of this alloy capable of structural hardening is subjected to a treatment under hot isostatic pressure in an autoclave under superatmospheric pressure and at a high solid solution temperature of this alloy which is greater than 50% of the absolute melting point of the alloy for a sufficient time to cause a substantial elimination of structural defects by heating and densification, the part made of the alloy is subjected to a heat treatment in located by rapid cooling to a% * rate of more than 20 ° C per minute to below the structural hardening interval of the alloy while maintaining the part under isostatic superatmospheric pressure, and the alloy is subjected to hardening structural after completion of the treatment under hot isostatic pressure, so as to make the mechanical properties of this part superior to those of the same part having underwent heat treatment by rapid cooling outside the autoclave and aging after conventional hot isostatic treatment. 12,- Procédé suivant la revendication 11, caractérisé en ce que la pression manométrique pour le traitement sous pression isostatique à chaud est d'environ 345 à 3.448 bars et la température pour le traitement sous pression isostatique à chaud est d'environ 70 à 93% du point de fusion absolu-;de l'alliage. 13-- Procédé suivant la revendication 12, caractérisé en ce que l'allure de refroidissement rapide dans l'autoclave est d'au moins environ 25°C par minute.12, - Method according to claim 11, characterized in that the gauge pressure for the treatment under hot isostatic pressure is approximately 345 to 3,448 bars and the temperature for the treatment under hot isostatic pressure is approximately 70 to 93 % of the absolute melting point of the alloy. 13-- A method according to claim 12, characterized in that the rapid cooling rate in the autoclave is at least about 25 ° C per minute. 14.- Procédé suivant la revendication 13, caractérisé en ce que le superalliage est un alliage à base de nickel et la température pour le traitement sous pression isostatique à chaud est d'environ 80 à 93% du point de fusion absolu de l'alliage. A P,14.- Method according to claim 13, characterized in that the superalloy is a nickel-based alloy and the temperature for the treatment under hot isostatic pressure is approximately 80 to 93% of the absolute melting point of the alloy . A P,
LU83427A 1981-06-12 1981-06-12 PROCESS FOR IMPROVING MECHANICAL PROPERTIES OF ALLOY PARTS LU83427A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LU83427A LU83427A1 (en) 1981-06-12 1981-06-12 PROCESS FOR IMPROVING MECHANICAL PROPERTIES OF ALLOY PARTS

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LU83427 1981-06-12
LU83427A LU83427A1 (en) 1981-06-12 1981-06-12 PROCESS FOR IMPROVING MECHANICAL PROPERTIES OF ALLOY PARTS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
LU83427A1 true LU83427A1 (en) 1981-09-11

Family

ID=19729669

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LU83427A LU83427A1 (en) 1981-06-12 1981-06-12 PROCESS FOR IMPROVING MECHANICAL PROPERTIES OF ALLOY PARTS

Country Status (1)

Country Link
LU (1) LU83427A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0248757A1 (en) * 1986-06-02 1987-12-09 United Technologies Corporation Nickel base superalloy articles and method for making

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0248757A1 (en) * 1986-06-02 1987-12-09 United Technologies Corporation Nickel base superalloy articles and method for making

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2583140C (en) Nickel-based alloy
FR2712307A1 (en) Super-alloy articles with high mechanical strength and cracking and their manufacturing process.
FR2625753A1 (en) METHOD FOR THERMALLY TREATING NICKEL SUPERALLIAGE AND FATIGUE RESISTANT SUPERALLIATION ARTICLE
FR2666379A1 (en) REINFORCEMENT RING FOR ENVIRONMENTALLY RESISTANT SINGLE CRYSTALLINE GAS TURBINE.
EP3532648B1 (en) Nickel based superalloy, single crystal blade and turbomachine
JP2007119921A (en) Composition for crack repair and crack repair method
FR2557148A1 (en) PROCESS FOR INCREASING THE FORGEABILITY OF A NICKEL-BASED SUPERALLIAGE ARTICLE
FR2461016A1 (en) NICKEL SUPERALLIAGE ARTICLE WITH SINGLE CRYSTALLINE STRUCTURE AND METHOD OF MANUFACTURE
FR2623523A1 (en) PROCESS FOR THERMALLY TREATING TITANIUM ALLOYS
CA2868953C (en) Method for producing a .beta.-nia1-type nickel aluminide coating on a metal substrate, and part having one such coating
CH655131A5 (en) PROCESS FOR IMPROVING THE MECHANICAL PROPERTIES OF AN ALLOY AND ARTICLES OBTAINED THEREFROM.
US20060042082A1 (en) Turbine component restoration using cathodic ARC/LPPS
JP2003342617A (en) REPAIRED HIGH-TEMPERATURE COMPONENT MADE OF HEAT- RESISTANT ALLOY, REPAIRED GAS-TURBINE BLADE MADE OF Ni- BASED HEAT RESISTANT ALLOY, METHOD FOR REPAIRING GAS- TURBINE BLADE OF Ni-BASED HEAT RESISTANT ALLOY, AND METHOD FOR REPAIRING GAS-TURBINE BLADE MADE OF HEAT RESISTANT ALLOY
JP2001288554A (en) Repairing material, method for repairing heat resisting alloy member, and hot zone parts repaired by the method
EP3129516A1 (en) Heat treatment of an alloy based on titanium aluminide
LU83427A1 (en) PROCESS FOR IMPROVING MECHANICAL PROPERTIES OF ALLOY PARTS
EP3710611A1 (en) Nickel-based superalloy, single-crystal blade and turbomachine
EP0792945B1 (en) Process for heat treatment of a nickel-base superalloy
CA1275230C (en) Process for the regeneration of nickel based superalloy parts having reached their potential lifespan
BE889181A (en) PROCESS FOR IMPROVING MECHANICAL PROPERTIES OF ALLOY PARTS
FR2557146A1 (en) HEAT TREATMENT BEFORE HOT ISOSTATIC COMPRESSION OF SUPERALLY MOLDED PIECES
WO2021152274A1 (en) Hot isostatic pressing heat treatment of bars made from titanium aluminide alloy for low-pressure turbine blades for a turbomachine
FR2478129A1 (en) ALLOY FOR SINGLE CRYSTAL MOLDINGS AND MOLDED PARTS MADE OF SUCH AN ALLOY
EP0438338B1 (en) Process for making a product from pre-alloyed powders and the product obtained from the said process
FR2478128A1 (en) Nickel alloy for single crystal casting - contg. chromium, cobalt, titanium, aluminium, tungsten, niobium, tantalum, and carbon

Legal Events

Date Code Title Description
DT Application date
TA Annual fee