MXPA04010256A - Aleacion de base niquel. - Google Patents

Aleacion de base niquel.

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    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/10—Changing 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

Abstract

Una aleacion de base niquel, que incluye en por ciento en peso hasta aproximadamente 0.10 por ciento de carbono; aproximadamente 12 hasta aproximadamente 20 por ciento en peso de cromo; hasta aproximadamente 4 por ciento de molibdeno; hasta aproximadamente 6 por ciento de tungsteno, en donde la suma de molibdeno y tungsteno es cuando menos aproximadamente 2 por ciento y no mas de aproximadamente 8 por ciento; aproximadamente 5 hasta aproximadamente 12 por ciento de cobalto; hasta aproximadamente 14 por ciento de hierro; aproximadamente 4 por ciento hasta aproximadamente 8 por ciento de niobio; aproximadamente 0.6 por ciento hasta aproximadamente 2.6 por ciento de aluminio; aproximadamente 0.4 por ciento hasta aproximadamente 1.4 por ciento de titanio; aproximadamente 0.003 por ciento hasta aproximadamente 0.03 por ciento de fosforo; aproximadamente 0.003 por ciento hasta aproximadamente 0.015 por ciento de boro; niquel e impurezas incidentales. La suma del por ciento atomico de aluminio y por ciento atomico de titanio es de aproximadamente 2 a aproximadamente 6 por ciento, la proporcion de por ciento atomico de aluminio a por ciento atomico de titanio es cuando menos aproximadamente 1.5 y el por ciento atomico de aluminio mas titanio dividido por el por ciento atomico de niobio es igual a aproximadamente 0.8 por ciento hasta aproximadamente 1.3. La aleacion de base niquel puede proporcionarse en la forma de un articulo de manufactura tal como por ejemplo un disco, un aspa, un sujetador, un recinto o un a flecha. Un metodo para producir una aleacion de base niquel, tambien se describe. Se enfatiza que este extracto se proporciona para cumplir con las reglas que requieren un extracto que permita a un investigador u otro lector, evaluar rapidamente la materia de la descripcion tecnica. Se presenta con el entendido que no se utilizara para interpretar o limitar el alcance o significado de las reivindicaciones.

Description

ALEACIÓN DE BASE NÍQUEL CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere en general a aleaciones de base níquel. En particular, la presente invención se refiere a aleaciones de base níquel que pueden ser económicas y pueden exhibir características superiores de capacidad de temperatura y procesamiento comparable, respecto a ciertas super aleaciones basadas en níquel, tales como la bien conocida aleación 718, versiones de la cual están disponibles de Allegheny Ludlum Corporation, Pittsburgh, Pennsylvania, y Alivac, Monroe, North Carolina, bajo los nombres de aleaciones AltempMR 718 y AllvacMR 718, respectivamente. La presente invención también se dirige a un método para producir una aleación de base níquel y un artículo de manufactura que incluye una aleación de base níquel . La aleación de base níquel de la presente invención encuentra aplicación por ejemplo como componentes para motores de turbina de gas tales como discos, aspas, sujetadores, recintos o cajas o flechas . DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN ANTECEDENTES El desempeño mejorado del motor con turbina de gas que con los años ha tenido un ritmo acelerado por mejoras en las propiedades mecánicas a temperatura elevada de las super aleaciones de base níquel. Estas aleaciones son los materiales selectos para la mayoría de los componentes de motores de turbina de gas expuestos a las temperaturas de operación más calientes. Componentes de motores de turbina de gas tales como por ejemplo discos, aspas, sujetadores, recintos o carcasas y flechas, todos se fabrican a partir de super aleaciones de base níquel y se requieren para sostener altas tensiones a muy altas temperaturas por periodos prolongados de tiempo. La necesidad por super aleaciones de base níquel mejoradas ha resultado en muchos patentes otorgadas en esta área, incluyendo por ejemplo las patentes de los E.U.A. Nos. 3,046,108; 4,371,404; 4,652,315; 4,777,017; 4,814,023; 4,837,384; 4,981,644; 5,006,163; 5,047,091; 5,077,004; 5,104,614; 5,131,961; 5,154,884; 5,156,808; 5,403,546; 5, 435 , 861 y 6, 106 , 767. En muchos casos, el desempeño mejorado se logra al rediseñar partes para ser fabricadas a partir de nuevas y diferentes aleaciones que tienen mejoradas propiedades (por ejemplo resistencia a la tracción, vida útil de ruptura por plastodeformación progresiva y vida útil de fatiga de bajo ciclo (a superiores temperaturas) . La introducción de una nueva aleación, sin embargo particularmente cuando se introduce en un componente giratorio típico de un motor de turbina de gas, puede ser un proceso prolongado y costoso y puede requerir un compromiso de ciertas características competitivas. La aleación 718 es una de las super aleaciones de base níquel más ampliamente empleadas y se describe en general en la patente de los E.U.A. No. 3,046,108. La aleación 718 tiene una composición típica como se ilustra en la tabla siguiente.
Composición química típica de aleación 718 Elemento Por ciento en peso Carbono 0.08 máximo Manganeso 0.35 máximo Fósforo 0.015 máximo Azufre 0.015 máximo Silicio 0.35 máximo Cromo 17-21 Níquel 50-55 Molibdeno 2.8-3.3 Niobio más Tantalio 4.75-5.5 Titanio 0.65-1.5 Aluminio 0.2-0.8 Cobalto 1 máximo Boro 0.006 máximo Cobre 0.3 máximo Hierro Resto El uso extenso de aleación 718 se basa en varias características únicas de la aleación. La aleación 718 tiene alta resistencia, junto con propiedades de ruptura por tensión y plastodeformación progresiva balanceadas hasta aproximadamente 649°C (1200°F) . Mientras que la mayoría de las super aleaciones de base níquel de alta resistencia debido a su resistencia o su fuerza por la precipitación de fase ?' con aluminio y titanio que son los elementos de refuerzo principales, es decir, Ni3(Al, Ti), la aleación 718 se refuerza primordialmente por fase ?" con niobio, es decir Ni3Nb, que es un elemento de refuerzo principal y con una pequeña cantidad de la fase ? que juega un papel de refuerzo secundario. Ya que la fase ?" tiene un efecto de refuerzo superior a la fase ?' en la misma proporción de volumen y tamaño de partículas, la aleación 718 en general es más fuerte que la mayoría de super aleaciones reforzadas por precipitación de fase ?'. Además, la precipitación de fase ?" resulta en buenas propiedades mecánicas dependientes de tiempo a alta temperatura tales como propiedades de plastodeformación y ruptura por tensión. Las características de procesamiento de la aleación 718, tales como capacidad de vaciado, facilidad de trabajo en caliente y capacidad de soldado, son también buenas, de esta manera haciendo relativamente fácil la fabricación de artículos a partir de la aleación 718. Estas características de procesamiento se considera que están cercanas relacionada a la temperatura de precipitación menor y la lenta cinética de precipitación de la fase ?'1 asociada con la aleación 718. A temperaturas superiores a 649°C (1200°F) , sin embargo, la fase ?" tiene muy baja estabilidad térmica y se transformará más rápidamente a una fase d más estable que no tiene efecto de refuerzo. Como resultado de esta transformación, las propiedades mecánicas tales como vida útil para ruptura por esfuerzo, de la aleación 718 se deterioran rápidamente a temperaturas sobre 649°C (1200°F) . Por lo tanto, el uso de la aleación 718 típicamente está limitado a aplicaciones inferiores a 649°C (1200°F) . Debido a las limitaciones anteriores de la aleación 718, se han realizado muchos intentos para mejorar frente a esta super aleación. La patente de los E.U.A. No. 4,981,644 describe una aleación conocida como la aleación Rene '220. La aleación Rene1220 tiene capacidades de temperatura de hasta 704°C (1300°F) , o 56°C (100°F) mayores que la aleación 718. La aleación Rene '220, sin embargo es muy costosa al menos parcialmente debido a que contiene cuando menos 2 por ciento (típicamente 3 por ciento) de tantalio, que puede ser de 10 a 50 veces el costo de cobalto y niobio. Además, la aleación Rene' 220 también sufre de un contenido de fase d relativamente pesado y solo aproximadamente 5% de ductilidad de ruptura, que puede llevar a fragilidad de muesca y resistencia a crecimiento de fisura por fatiga con baja residencia. Otra super aleación de base de níquel conocida como WaspaloyMR (una marca registrada de Pratt & hitney Aircraft) super aleación de base níquel (UNS N07001) , disponible de Allvac, Monroe, NC, también se emplea ampliamente para componentes aeroespaciales y de motores de turbina de gas a temperaturas de hasta aproximadamente 816°C (1500°F) . Esta super aleación de base níquel tiene una composición típica como se ilustra en la siguiente tabla .
Composición química típica de base níquel Waspaloy Elemento Por ciento en peso Carbono 0.02-0.10 Manganeso 0.1 máximo Fósforo 0.015 máximo Azufre 0.015 máximo Silicio 0.15 máximo Cromo 18-21 Composición química típica de base níquel Waspaloy Elemento Por ciento en peso Hierro 2 máximo Molibdeno 3.5-5.0 Titanio 2.75-3.25 Aluminio 1.2-1.6 Cobalto 12-15 Boro 0.003-0.01 Cobre 0.1 máximo Zirconio 0.02-0.08 Níquel resto Mientras que la super aleación de base níquel Waspaloy posee capacidad a temperatura superior en comparación con la aleación 718, es más costosa que la aleación 718, resultando al menos parcialmente en cantidades incrementadas de los elementos de aleación níquel cobalto y molibdeno. También, características de procesamiento tales como facilidad de trabajo en caliente y capacidad de soldado, son inferiores a aquellos de la aleación 718, debido al refuerzo por ?' que lleva a superior costo de fabricación y capacidad de reparación de componentes más limitada. De esta manera es conveniente el proporcionar una aleación de base níquel económica, susceptible a soldar, con capacidad de trabajo en caliente que tiene capacidad a alta temperatura mayor que la aleación 718. COMPENDIO DE LA INVENCIÓN De acuerdo con una modalidad particular de la presente invención, la aleación de base níquel comprende, en por ciento en peso: 0 hasta aproximadamente 0.10 por ciento de carbono; aproximadamente 12 hasta aproximadamente 20% de cromo; 0 hasta aproximadamente 4% de molibdeno; 0 hasta aproximadamente 6% de tungsteno, en donde la suma de molibdeno y tungsteno es al menos aproximadamente 2% y no más de aproximadamente 8%; aproximadamente 5 hasta aproximadamente 12% de cobalto; 0 hasta aproximadamente 14% de hierro; aproximadamente 4% hasta aproximadamente 8% de niobio; aproximadamente .06% hasta aproximadamente 2.6% de aluminio; aproximadamente 0.4% hasta aproximadamente 1.4% de titanio; aproximadamente 0.003% hasta aproximadamente .03% de fósforo; aproximadamente 0.003% hasta aproximadamente .015% de boro; níquel e impurezas incidentales. De acuerdo con la presente invención, el por ciento atómico de aluminio más titanio es de aproximadamente 2 a aproximadamente 6%, la proporción en por ciento atómico de aluminio de titanio es cuando menos aproximadamente 1.5; y/o la suma de por ciento atómico de aluminio más titanio dividido por el por ciento atómico de niobio es igual de aproximadamente 0.8 a aproximadamente 1.3. La presente invención se refiere a aleaciones de base níquel caracterizadas porque incluyen niveles ventajosos de aluminio, titanio y niobio, niveles ventajosos de boro y fósforo y niveles ventajosos de hierro, cobalto y tungsteno . La presente invención también se refiere a artículos de manufactura tales como por ejemplo un disco, un aspa, un sujetador, un recinto o una flecha fabricados a partir de o que incluyen la aleación de base níquel de la presente invención. Los artículos formados de esta aleación de base níquel, de la presente invención pueden ser particularmente ventajosos, cuando se pretenden para servicio como el o los componentes para el motor de turbina de gas . Además, la presente invención se refiere a una aleación de base níquel que comprende en por ciento en peso: 0 hasta aproximadamente 0.8 por ciento de carbono; 0 hasta aproximadamente 0.35 por ciento de manganeso; aproximadamente .003 hasta aproximadamente .03 por ciento de fósforo; 0 hasta aproximadamente .015 por ciento de azufre; 0 hasta aproximadamente .35 por ciento de silicio; aproximadamente 17 hasta aproximadamente 21 por ciento de cromo; aproximadamente 50 por ciento a 55 por ciento de níquel; aproximadamente 2.8 hasta aproximadamente 3.3 por ciento de molibdeno; aproximadamente 4.7 por ciento hasta aproximadamente 5.5 por ciento de niobio; 0 hasta aproximadamente 1 por ciento de cobalto; aproximadamente .003 por ciento hasta aproximadamente .015 por ciento de boro; 0 hasta aproximadamente 0.3 por ciento de cobre; y el resto es hierro (típico aproximadamente 12 a aproximadamente 30 por ciento) , aluminio, titanio e impurezas incidentales, en donde la suma de por ciento atómico de aluminio y por cuento atómico de titanio es de aproximadamente 2 a aproximadamente 6 por ciento, la proporción de por ciento atómico de aluminio a por ciento atómico de titanio es cuando menos aproximadamente 1.5 y la suma de por ciento atómico de aluminio más titanio dividido por el por ciento atómico de niobio es igual de aproximadamente 0.8 a aproximadamente 1.3. La presente invención también se refiere a un método para producir una aleación de base níquel. En particular de acuerdo con este método de la presente invención', una aleación de base níquel que tiene una composición dentro de la presente invención como se describió anteriormente, se proporciona y somete al procesamiento, incluyendo aleación o recocido en solución, enfriamiento y añej amiento. La aleación además puede procesarse a un artículo de manufactura o en cualquier otra forma deseada. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es un trazo de resistencia a la cedencia o límite elástico contra por ciento atómico de aluminio más titanio para ciertas aleaciones de base níquel con una proporción de por ciento atómico de aluminio a por ciento atómico de titanio de 3.6-4.1; La Figura 2 es un trazo de vida de ruptura por tensión contra por ciento atómico de aluminio más titanio para ciertas aleaciones de base níquel, con una proporción de por ciento atómico de aluminio a por ciento atómico de titanio de 3.6-4.1; La Figura 3 es un trazo de resistencia a la cedencia contra proporciones de por ciento atómico de aluminio a por ciento atómico de titanio para ciertas aleaciones de base níquel incluyendo aproximadamente 4% atómico de aluminio más titanio; La Figura 4 es un trazo de vida de ruptura por tensión a 704°C (1200°F) y 620.55 MPa (90 ksi) y 677°C (1250°F) y 689.5 MPa (100 ksi) contra proporciones de por ciento atómico de aluminio a por ciento atómico de titanio para ciertas aleaciones de base níquel incluyendo aproximadamente 4% atómico de aluminio más titanio; La Figura 5 es un trazo de vida de ruptura por tensión a 604°C (1200°F) y 551.6 MPa (80 ksi) de titanio para ciertas aleaciones de base níquel incluyendo contenidos variantes de aluminio y titanio y aproximadamente 5% en peso de cobalto; La Figura 6 es un trazo de vida útil de ruptura por tensión a 604°C (1200°F) y 551.6 MPa (80 ksi) para ciertas aleaciones de base níquel incluyendo contenidos variantes de aluminio y titanio y aproximadamente 9% en peso de cobalto; La Figura 7 es un trazo de vida útil de ruptura por tensión contra contenido de fósforo para ciertas aleaciones de base níquel incluyendo 1.45 por ciento en peso de aluminio y aproximadamente 0.65 por ciento en peso de titanio; La Figura 8 es un trazo de vida útil de ruptura por tensión a 704°C (1300°F) y 551.6 MPa (80 ksi) contra contenido de fósforo para ciertas aleaciones de base níquel incluyendo aproximadamente 10% en peso de hierro, aproximadamente 9% en peso de cobalto, aproximadamente 1.45 por ciento en peso de aluminio de aproximadamente 0.65 por ciento en peso de titanio; La Figura 9 es un trazo de vida útil de ruptura por tensión a 704°C (1300°F) y 620.55 MPa (90 ksi) contra contenido de fósforo para ciertas aleaciones de base níquel incluyendo aproximadamente 1.45 por ciento en peso de aluminio y aproximadamente 0.65 por ciento en peso de titanio; La Figura 10 es un trazo de vida útil de ruptura por tensión a 704°C (1300°F) y 620. 55 MPa (90 ksi) contra contenido de cobalto para ciertas aleaciones de base níquel; La Figura 11 es un trazo de reducción en por ciento del área en una prueba de fracción con proporción de esfuerzo rápido, como una función de temperatura de prueba para diversas aleaciones de base níquel; La Figura 12 es un par de micro fotografías de una sección longitudinal de un cordón de soldadura TIG para (a) una modalidad de la presente invención y (b) Waspaloy . DESCRIPCIÓN DETALLADA DE MODALIDADES DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a aleaciones de base níquel que incluyen cantidades ventajosas de aluminio, titanio y niobio, cantidades ventajosas de boro y fósforo y cantidades ventajosas de hierro, cobalto y tungsteno. De acuerdo con una modalidad particular de la presente invención, la aleación de base níquel comprende en por ciento en peso hasta aproximadamente 0.10 por ciento de carbono; aproximadamente 12 hasta aproximadamente 20 por ciento en cromo,- 0 hasta aproximadamente 4 por ciento de molibdeno; 0 hasta aproximadamente 6 por ciento de tungsteno, en donde la suma de molibdeno y tungsteno es al menos aproximadamente 2 por ciento y no más de aproximadamente 8 por ciento; aproximadamente 5 hasta aproximadamente 12 por ciento de cobalto; 0 hasta aproximadamente 14 por ciento de hierro; aproximadamente 4 por ciento hasta aproximadamente 8 por ciento de .niobio; aproximadamente 0.6 por ciento hasta aproximadamente 2.6 por ciento de aluminio; aproximadamente 0.4 por ciento hasta aproximadamente 1.4 por ciento de titanio; aproximadamente 0.003 por ciento hasta aproximadamente .03 por ciento de fósforo; aproximadamente 0.003 por ciento hasta aproximadamente .015 por ciento de boro; níquel e impurezas incidentales. De acuerdo con la presente invención, el por ciento atómico de aluminio más titanio es de aproximadamente 2 a aproximadamente 6 por ciento, la proporción de por ciento atómico de aluminio a titanio es cuando menos aproximadamente 1.5; y/o la suma de por ciento atómico de aluminio más titanio dividido por el por ciento atómico de niobio es igual de aproximadamente 0.8 a 1.3. Una característica de modalidades de la aleación de base níquel de la presente invención es que el contenido de aluminio, titanio, y/o niobio y su proporción relativa puede ajustarse en forma que proporcione estabilidad térmica ventajosa de micro estructura y propiedades mecánicas, en especial ruptura y resistencia a plastodeformación progresiva, a alta temperatura. Los contenidos de aluminio y titanio de la aleación de la presente invención, en conjunto con el contenido de niobio, resulta aparentemente en que la aleación se refuerce por fase ?' más ?? con ?' que contiene niobio como la fase de refuerzo dominante . A diferencia del alto contenido relativo típico de titanio, una combinación de aluminio relativamente baja que se adopta en ciertas otras super-aleaciones de base níquel, la proporción relativamente elevada en por ciento atómico de aluminio, a por ciento de titanio de la aleación de la presente invención, se considera que incrementa la estabilidad térmica de la aleación, lo que parece ser importante para mantener buenas propiedades mecánicas, tales como propiedades de ruptura por tensión, después de largos periodos de exposición a altas temperaturas. Otra característica de modalidades de la presente invención es la forma en la cual se utilizan boro y fósforo. Cuando se agregan boro y fósforo en cantidades dentro de la aleación de base níquel de la presente invención, la resistencia a plastodeformación progresiva y ruptura potencial de las aleaciones pueden mejorarse, sin efecto nocivo significante en resistencia de tracción y ductilidad. El presente inventor ha observado que la modificación de contenidos.de fósforo y boro parece ser una forma relativamente efectiva en costo para mejorar las propiedades mecánicas de la super aleación de base níquel. Todavía otra característica de modalidades de la presente invención es el emplear cantidades de hierro y cobalto que parecen proporcionar alta resistencia, alta resistencia a plastodeformación progresiva/ruptura por tensión, alta estabilidad térmica y buenas características de procesamiento con un incremento relativamente mínimo en costos de materia prima. Primero, parece ser que el cobalto puede cambiar la cinética de precipitación y crecimiento tanto de fases ?' como ?" al hacer estos precipitados más finos y más resistentes a crecimiento a temperaturas relativamente elevadas. El cobalto también se considera que reduce la energía de falla de apilamiento, de esta manera haciendo el movimiento de desprendimiento más difícil y mejorando la vida útil de ruptura por tensión. En segundo, se considera que al controlar el contenido de hierro en un rango óptimo, las propiedades de ruptura por tensión de la aleación pueden mejorarse sin reducción significante de la resistencia de aleación.
Otra característica de modalidades de la presente invención es la adición de molibdeno y tungsteno a niveles que mejoran las propiedades mecánicas de las aleaciones. Cuando se agrega molibdeno y tungsteno en cantidades dentro de la presente invención, al menos aproximadamente 2 por ciento en peso y no más que aproximadamente 8 por ciento en peso se considera que se mejoran las propiedades de la resistencia a la tracción, ruptura de tensión/plastodeformación progresiva y estabilidad térmica de la aleación. De acuerdo con una modalidad de la presente invención, las cantidades de aluminio y titanio en la aleación 718 se han ajustado para mejorar las capacidades de temperatura de esta super aleación. El inventor preparó una cantidad de aleaciones para estudiar el efecto de equilibrio de aluminio y titanio en propiedades mecánicas y estabilidad térmica de la aleación 718. Las composiciones de la aleación se citan en la Tabla 1. Como es aparente, las cargas 2 y 5 ambas contienen aluminio y titanio en cantidades dentro de la composición típica de la aleación 718, mientras que en las cargas resultantes los contenidos de al menos uno de aluminio y titanio están fuera de la composición típica de la aleación 718.
TABLA 1 COMPOSICIÓN QUÍMICA DE ALEACIONES DE PRUEBA PARA ESTUDIAR EFECTOS DE ALUMINIO Y TITANIO Al/Ti Al+Ti Composición Química (% en peso) Carga (a %) (a %) C Mo Cr 3.97 1.5 0.025 2 .88 <0.01 17.9 0.96 1.5 0.028 2 .89 <0.01 17.9 0.23 1.5 0.027 2 .88 <0.01 17.9 3.64 2.25 0.026 2 .88 <0.01 18.1 0.93 2.25 0.031 2 .9 <0.01 17.8 0.24 2.25 0.026 2 .89 <0.01 17.9 3.62 3.15 0.030 2. .90 <0.01 18.0 1.74 3.15 0.033 2. ,88 <0.01 17.9 0.91 3.15 0.028 2. , 88 <0.01 17.8 15.5 4.00 0.030 2. 88 <0.01 18.0 4.09 4.00 0.032 2. 88 <0.01 18.0 3.74 4.00 0.026 2. 90 <0.01 17.7 1.58 4.00 0.028 2. 90 <0.01 17.8 0.99 4.00 0.028 2. 88 <0.01 18.0 0.25 4.00 0.028 2. 90 <0.01 18.0 0.06 4.00 0.026 2. 91 <0.01 18.1 (continúa) TABLA 1 COMPOSICION QUIMICA DE ALEACIONES DE PRUEBA PARA ESTUDIAR EFECTOS DE ALUMINIO Y TITANIO Composición Química (¾ en peso) Carga Co Fe Nb Ti Al P B 1 0.01 ' 18 .0 5 .42 0 .29 0 .54 0 .0060 0 .0040 2 <0.01 18 .1 5 .39 0 .65 0 .35 0 .0064 0 .0047 3 <0.01 18 .1 5 .42 1 .00 0 .14 0 .0070 0 .0035 4 <0.01 17 .8 5 .37 0 .41 0 .84 0 .0050 0 .0046 5 <0.01 18 .1 5 .47 0 .99 0 .52 0 .0070 0. .0060 6 <0.01 18 .0 5 .42 1 .49 0 " 20 0. .0070 0. .0040 7 <0.01 18 .0 5 .40 0 .51 1 .04 0. .0063 0. , 0043 8 <0.01 17 .8 5 .42 0 .99 0 .99 0. .0070 0. ,0050 9 <0.01 17 .7 5 .46 1 .34 0 .69 0. .0090 0. .0040 10 <0.01 18 .2 5 .37 0 .20 1 .71 0. , 0060 0. .0040 11 <0.01 18 .1 5 .42 0 .65 1 .47 0. 0060 0. 0040 12 0.02 17 .7 5 .32 0 .68 1 .38 0. 0060 0. 0040 13 <0.01 17 .9 5 .45 1 .23 1 .12 0. 0090 0. 0050 14 <0.01 17 .9 5 .37 1 .68 0 .95 0. 0060 0. 0050 15 <0.01 18 .1 5 .40 2 .64 0 .37 0. 0050 0. 0050 16 <0.01 18 , .2 5 .40 3 .01 0 .23 0. 0060 0. 0040 Las propiedades mecánicas se dan en la Tabla 2. En todas las siguientes tablas UTS se refiere a resistencia a la tracción final, YS se refiere a resistencia a la cedencia, EL se refiere a elongación, y RH se refiere a reducción de área. Todas las aleaciones se hicieron por técnicas de fusión con inducción de vacio (VIM = vacuum induction melting) y re-fusión con arco de vacío (VAR = vacuum are remelting) que son bien conocidas por aquellos con destreza ordinaria en la especialidad. VAR se empleó para convertir la carga de VIM de 22.7 kg (50 libras) en lingotes redondos de 10.16 cm (4 " ) o, e algunos casos la carga de VIM 136.2 kg (300 libras) en 20.36 cm (8"). Los lingotes se homogeneizaron a 1191°C (2185°F) por 16 horas. Los lingotes homogeneizados luego se forjaron en tochos de 5.08 x 5.08 cm (2 x 2") que además se laminaron en barras de 1.905 cm (3/4"). Preformas muestra de prueba se cortaron de barras laminadas y termotrataron utilizando un proceso de tratamiento típico para la aleación 718 (es decir tratamiento en solución a 954°C (1750°F) por una hora, enfriamiento al aire a temperatura ambiente, añej amiento a 718°C (1325°F) por 8 horas, enfriamiento al horno a 56°C (100°F), por hora a 621°C (1150°F) , añejamiento 621°C (1150°F) por 8 horas y luego enfriamiento al aire a temperatura ambiente) . El tamaño de grano de todas las aleaciones de prueba después de termo tratamiento estuvo en el rango en tamaños de grano ASTM de 9 a 11. Para evaluar la estabilidad térmica de las aleaciones de prueba (es decir la capacidad por retener las propiedades mecánicas después de exposición térmica por un periodo de tiempo relativamente prolongado) , ya que las aleaciones termotratadas se termotrataron adicionalmente a 704 °C (1300°F) por 1000 horas. Pruebas de tracción a temperatura ambiente y a temperaturas elevadas se realizaron de acuerdo con ASTM E8 y ASTM E21. Pruebas de ruptura por tensión a diversas temperaturas y combinaciones de tensión o esfuerzo se realizaron de acuerdo con ASTM E292, utilizando el espécimen 5 (CSN-. Muesca de radio .0075).
TABLA 2 EFECTO DE IVELES DE ALUMINIO Y TITANIO LA ESTABILIDAD TÉRMICA Carga Al/Ti Al+Ti Condición Propiedades de tracción (at%) (at%) de termo- 68°F (20°C) trataUTS YS El RA miento (ksi) (%) (%) (%) 3.97 1.5 As - HT 203.2 168.5 24.2 48.0 HT+1300°F 155.5 87.8 39.9 44.9 (704°C) / R=0.77 R=0.52 lOOOh 0.96 1.5 As - HT 210.1 172.9 24.3 42.5 HT+1300°F 169.9 109.2 26.6 47.6 (704°C) / R=0.81 R=0.63 lOOOh 0.23 1.5 AS - HT 211.2 169.3 21.4 40.2 HT+1300°F 167.3 107.4 26.9 38.3 (704°C) / R=0.79 R=0.64 lOOOh 3.64 2.25 As - HT 206.8 163.8 24.3 44.4 HT+1300°F 176.2 107.7 19.9 21.2 (704°C) R=0.85 R=0.66 /lOOOh 0.93 2.25 As - HT 214.4 174.6 23.0 40.6 HT+1300°F 168.2 101.2 17.8 24.1 (704°C) / R=0.79 R=0.58 lOOOh 0.24 2.25 As - HT 217.3 175.5 18.7 37.3 HT+1300°F 164.1 97.1 15.7 15.7 (704°C) / R=0.76 R=0.55 lOOOh 3.62 3.15 As-HT 215.7 166.8 23.4 44.3 HT+1300°F 203.1 153.6 14.0 18.1 (704°C) R=0.94 R=0.92 /lOOOh 1.74 3.15 As-HT 219.4 171.1 22.9 38.3 HT+1300°F 205.7 154.4 9.0 9.6 (704°C) R=0.94 R=0.90 /lOOOh 0.91 3.15 As-HT 219.4 173.9 27.1 37.7 HT+1300°F 210.7 156.0 11.4 14.1 (704°C) R=0.96 R=0.89 /lOOOh 10 15.5 4 .00 As-HT 204.0 146.4 27.4 48.8 HT+1300°F 194.5 137.6 12.2 13.8 (704°C) R=0.95 R=0.94 5 /lOOOh 11 4.09 4 .00 AS-HT 212.6 160.0 25.5 43.4 HT+1300°F 209.3 153.1 14.4 13.8 (704°C) R=0.98 R=0.96 /lOOOh 10 12 3.74 4 00 As-HT 213.1 156.5 26.4 48.3 HT+1300°F 212.3 161.5 15.2 17.9 (704°C) R=l R>1 /lOOOh 13 1.58 4 00 As-HT 214.6 162.7 17.4 23.4 HT+1300°F 207.9 156.5 7.8 8.5 15 (704°C) R=0.97 R=0.96 lOOOh 14 0.99 4. 00 AS-HT 211.4 164.5 11.4 12.4 HT+1300°F 183.5 133.5 5.4 7.0 (704EC) R=0.87 R=0.81 /lOOOh 15 0.25 4. 00 As-HT 214.9 167.9 12.0 15.4 HT+1300°F 164.9 133.7 2.0 4.7 (704°C) R=0.77 R=0.80 /lOOOh 5 6 0.06 4.00 AS-HT 225.4 195.0 5.6 6.3 HT+1300°F 182.0 143.2 3.1 0.6 (704°C) R=0.81 R=0.73 /lOOOh (CONTINÚA) TABLA 2 EFECTO DE NIVELES DE ALUMINIO Y TITANIO LA ESTABILIDAD TÉRMICA Propiedades de Tensión Ruptura por esfuerzo 1200 3F (649°C) 1250°F 1300°F (677°C) / (704°C) lOOksi / 90 ksi Carga ÜTS YS El RA Vida El Vida El (ksi) (ksi) (%) (%) útil (%) útil (%) (hrs) (hrs) 167.3 143.1 28.5 65.6 18.8 30.5 10.7 32.0 115.6 71.5 53.7 74.9 0.3 42.9 0.2 49.4 R=0.69 R=0.50 R=0.02 R=0.02 171.2 145.8 30.6 71.3 21.0 33.5 9.2 36.5 123.8 90.0 45.8 79.0 0.25 39.5 0.2 43.5 R=0.72 R=0.62 R=0.01 R=0.02 171.2 149.2 33.8 71.4 21.0 33.5 9.2 36.5 121.6 85.9 46.0 75.4 0.2 38.9 0.1 44.3 R=0.71 R=0.58 R=0.01 R=0.01 172.4 140.1 26.3 62.4 38.4 27.5 20.3 33.5 130.5 85.9 51.1 75.2 0.8 53.1 0.5 53.7 R=0. 6 R=0.61 R=0.02 R=0.03 175.0 150.6 30.9 64.7 37.0 34.9 11.3 36.2 125.1 77.3 33.9 73.5 0.7 40.3 0.3 39.0 R=0. m R=0.51 R=0.02 R=0.03 176.0 149.1 24.4 49.3 28.52 27.0 16.7 30.0 120.2 75.0 47.4 72.6 0.5 40.7 0.2 40.7 R=0.68 R=0.50 R=0.02 R=0.01 175.1 139.1 25.2 50.1 48.6 35.0 8.7 39.0 162.6 127.3 39.5 75.4 14.0 35.0 2.6 41.9 R=0.93 R=0.91 ' R=0.29 R=0.30 176.6 145.9 33.2 54.2 23.4 38.7 9.7 37.3 164.4 129.0 42.5 72.9 4.3 40.4 2.4 41.0 R=0.93 R=0.88 R=0.18 R=0.25 184.0 154.4 27.4 65.7 24.4 40.9 11.8 35.1 167.3 133.4 31.0 69.3 4.4 38.5 2.1 47.7 R=0.91 R=0.86 R=0.18 R=0.18 165.2 121.3 29.7 45.5 28.3 31.0 10.3 33.0 163.2 117.2 39.7 66.0 9.9 45.4 6.7 39.1 R=0.98 R=0.97 R=0.35 R=0.65 11 177.5 138.9 25.7 34.6 44.4 33.0 23.5 37.5 175.6 162.6 31.6 66.0 10.2 34.9 7.8 37.7 R=0.99 R=0.93 R=0.23 R=0.33 12 174.6 133.6 26.2 35.9 41.1 37.9 23.6 34.8 170.-6 134.5 33.6 68.5 8.9 40.6 7.0 40.7 R=0.98 R>1 R=0.22 R=0.30 13 168.1 131.5 38.1 71.7 22.0 37.9 8.8 35.3 161.3 122.5 35.0 73.9 4.4 43.4 2.9 45.8 R=0.96 R=0.89 R=0.20 R=0.33 14 171.3 133.8 25.0 48.6 17.4 33.0 6.1 38.0 147.5- 107.0 42.1 60.1 1.4 49.3 0.7 40.4 R=0.86 R=0.80 R=0.08 R=0.11 15 174.0 143.5 27.6 69.3 4.7 36.0 2.4 30.8 139.7 96.3 38.5 77.0 0.5 37.0 0.4 44.7 R=0.80 R=0.67 R=0.11 R=0.17 16 178.2 157.6 32.3 68.5 2.6 41.5 1.1 46.0 135.3 100.6 58.5 81.0 0.4 42.0 R=0.76 R=0.64 R=0.15 Los datos reportados en la Tabla 2 se trazan en las Figuras 1 a . Como se ve en las Figuras 1 y 2 , las propiedades de ruptura por tensión de las aleaciones de prueba parecen mejorar conforme se incrementa la cantidad de (Al+Ti) , por lo tanto la cantidad de y'. La mejora fue más dramática hasta (Al+Ti)=3.0. Como se ilustra en la Tabla 2, la estabilidad térmica como se inhibe por la proporción de propiedades mecánicas de la aleación como termotratada a las propiedades mecánicas de la aleación después de una exposición térmica de 1000 horas a 704 °C (1300°P) (proporción de retención, R) también parece que mejora al incrementar la cantidad de (Al+Ti) . Se restringe el límite superior útil de los contenidos de aluminio y titanio, sin embargo por consideraciones de procesamiento. Específicamente, niveles excesivamente elevados de aluminio y titanio impactan negativamente en la facilidad de trabajo y capacidad de soldadura. De esta manera, parece ser conveniente el mantener el contenido de aluminio más titanio para una aleación de base níquel de trabajo en caliente con capacidad de soldadura entre aproximadamente 2 y aproximadamente 6 por ciento atómico, en algunos casos entre aproximadamente 2.5 y 5 por ciento atómico o entre aproximadamente 3 y 4 por ciento atómico. Ahora con referencia a la Figura 3, se ve que la proporción de por ciento atómico de aluminio a por ciento atómico de titanio también parece influenciar las propiedades mecánicas y estabilidad térmica de las aleaciones de prueba. Específicamente, una menor proporción de aluminio a titanio parece resultar en superior resistencia a la cedencia de las aleaciones en el estado como fueron termotratadas . Como se ve en la Figura 4, sin embargo superiores proporciones de por ciento atómico de aluminio a por ciento atómico de titanio, parecen mejorar la vida útil de ruptura por tensión en las aleaciones de prueba y una vida útil de ruptura de tensión pico o máxima se ve a una proporción de por ciento atómico de aluminio a por ciento atómico de titanio de aproximadamente 3 a 4. De estas Figuras y la Tabla 2 parece ser que superiores proporciones de por ciento atómico de aluminio a por ciento atómico de titanio en general mejoran la estabilidad térmica de las aleaciones de prueba. Como resultado, mientras que una proporción baja de aluminio a titanio típicamente se utiliza en las aleaciones de tipo aleación 718 debido a consideraciones de resistencia, estas composiciones no parecen ser favorables desde un punto de vista de vida útil de ruptura potencial o estabilidad térmica. El limite útil de la proporción de por ciento atómico de aluminio a por ciento atómico de titanio en general está limitado por el deseo por características de alta resistencia y procesamiento tales como facilidad de trabajo en caliente o capacidad de soldado. De preferencia, de acuerdo con ciertas modalidades de la presente invención, la proporción de por ciento atómico de aluminio a titanio es al menos aproximadamente .5 o en algunos casos, entre aproximadamente 2 y aproximadamente 4 o entre aproximadamente 3 y aproximadamente 4. El efecto de variar la proporción de por ciento atómico de aluminio a por ciento atómico de titanio en aleaciones de composiciones que incluyen fósforo, hierro niobio, cobalto y tungsteno dentro de diversas modalidades de la presente invención también fue medido. Las composiciones de la aleación probada se citan en la Tabla 3. TABLA 3 COMPOSICIÓN QUÍMICA DE ALEACIÓN DE PRUEBA PARA ESTUDIAR EFECTOS DE ALUMINIO Y TITANIO Composición química (por ciento en peso) Carga C Mo Cr Co Fe - GRUPO 1: 5% Co 1 0.029 2.91 <0.01 17. 9 4. , 98 9.96 2 0.026 2.90 <0.01 17. 9 4. 97 10.0 3 0.028 2.86 <0.01 ' 17. 9 4. 96 10.2 GRUPO 2: 9% Co, 1% 4 0.032 2.89 0.89 17. 9 9. 16 9.93 5 0.026 2.89 1.06 17. 8 8. 90 9.86 6 0.028 2.89 1.01 17. 9 9. 12 9.98 7 0.030 2.88 1.00 17. 9 8. 94 9.95 8 0.031 2.88 1.02 17. 4 8. 90 9.92 Carga b Ti Al P B GRUPO 1 : 5% CO 1 5 .34 0 .98 0 .55 0 .018 0 .009 2 5 .31 0 .65 1 .41 0. .017 0 .009 3 5 .31 0 .99 .1 .40 0. .018 0 , .009 GRUPO 2:9% Co, 1% w 4 5 .40 0 .46 0 .90 0. ,008 0. ,005 5 5 .51 1 .03 0 .53 0. .008 0. , 004 6 5 .38 0 .56 1 .20 0. 009 0. ,005 7 5 .35 1 .64 0 .93 0. 008 0. 003 8 5 .47 0 .64 1 .45 0. 007 0. 005 Las propiedades mecánicas de las aleaciones citadas en .la tabla 3 se dan en la Tabla 4. Las muestras de prueba citadas en las tablas 3 y 4 se procesaron, termotrataron y probaron en la misma forma que se discutió anteriormente con respecto a las Tablas 1 y 2.
TABLA 4 EFECTOS DE NIVELES DE ALUMINIO Y TITANIO EN ESTABILIDAD TÉRMICA DE LAS ALEACIONES DE PRUEBA CarTi AI AI+Ti Al/Ti CondicioPropiedades de ga (% en (% en (%) .(%) nes de Tensión peso) peso) termo- 68°F (20°C) tratamiento UTS YS (ksi) (ksi) GRUPO 1:5% Co 1 0.98 0.55 2.38 1.00 As-HT 216.6 164.3 HT+1300°F 192.4 135.5 (704°C) / R=0.89 R=0.82 lOOOh 2 0.65 1.41 3.80 3.85 As-HT 209.2 152.8 HT+1300°F 202.7 142.6 (704°C) / R=0.97 R=0.93 lOOOh 0.99 1.40 4.18 2.51 As-HT 222.4 166.8 HT+1300°F 205.7 145.1 (704°C) / R=0.92 R=0.87 lOOOh GRUPO 2:9% Co, 1% W 0.46 0.90 2.51 3.48 AS-HT 191.3 130.7 HT+1300°F 179.5 114.4 (704°C) / R=0.94 R=0.88 lOOOh 1.03 0.53 2.42 0.92 As-HT 206.7 150.8 HT+1300°F 195.1 135.9 (704°C) / R=0.93 R=0.90 lOOOh 0.56 1.20 3.27 3.81 As-HT 203.6 144.8 HT+1300°F 189.7 126.9 (704°C) / R=0.93 R=0.88 lOOOh 1.64 0.93 4.01 1.00 AS-HT 200.8 130.0 HT+1300°F 187.6 124.9 (704°C) / R=0.93 R=0.96 lOOOh 0.64 1.45 3.92 3.96 AS-HT 210.1 147.5 HT+1300°F 204.9 140.0 (704°C) / R=0.98 R=0.95 lOOOh (CONTINÚA) TABLA 4 EFECTOS DE NIVELES DE ALUMINIO Y TITANIO EN ESTABILIDAD TÉRMICA DE LAS ALEACIONES DE PRUEBA Propiedades de Tensión Ruptura por Esfuerzo Car 68 °P (20 °C) 1300°F (704°C) 300°F ga (704°C) /90ksi E RA UTS YS El RA Vida El (%) (%) (ksi) (ksi) (%) (%) (hrs) (%) GRUPO 1:5% Co 1 25.9 43.9 147.1 122.6 30.1 36.0 62.6 40.0 21.2 25.8 120.5 99.7 54.4 80.1 6.9 53.7 R=0.82 R=0.81 R=0.11 2 27.9 53.5 164.1 126.8 18.9 22.6 166.5 32.5 26.4 41.8 151.5 126.9 37.6 60.3 77.3 42.0 R=0.92 R=l R=0.46 10.1 9.4 157.7 131.9 40.0 72.9 29.7 51.7 10.8 14.2 129.4 104.1 56.3 83.3 3.6 50.2 R=0.82 R=0.79 R>1 R=0.12 GRUPO 2:9% Co, 1% 36,8 53.4 133.7 100.3 19.1 18.2 114.0 17.9 34.2 53.6 135.2 101.0 29.2 28.8 123.7 40.8 R>1 R>1 R>1 5 27.9 41.8 146.6 118.1 18.1 21.7 97.0 28.2 26.9 36.4 143.1 120.3 30.4 35.8 87.9 33.4 R=0.98 R>1 R=0.91 6 32.5 53.3 140.4 111.6 14, 0 15.0 141.4 42.3 32.2 50.8 148.0 115.1 21.4 25.8 177.4 26.6 R>1 R>1 R>1 7 15.9 14.4 146.4 100.1 33.2 44.7 58.9 39.8 13.6 11.2 137.0 97.7 47.5 76.3 30.3 39.9 R=0.94 R=0.97 R=0.51 8 26.8 40.9 151.6 119.0 13.7 14.7 115.0 36.0 26.8 35.2 151.7 121.7 21.8 23.1 176.3 50.8 R>1 R>1 R>1 Los datos reportados en la Tabla 4 se trazan en las Figuras 5 y 6, en donde se ve que la Carga 2 de la Tabla 3 que contiene 1.41 por ciento de aluminio y 0.65 por ciento de titanio y que tuvo la proporción más grande de aluminio a titanio (aproximadamente 3.85 con base en por ciento- atómico) exhibe las propiedades de ruptura por tensión más favorables y superior proporción de retención R, de las aleaciones de la tabla 3 que contiene 5% en peso de cobalto (Cargas 1 a 3) . Una tendencia similar se observa en las aleaciones que contienen 9% en peso de cobalto (Cargas 4 a 8) . Específicamente, es aparente en la Tabla 4.de la Figura 6 que las Cargas 4, 6 y 8 que contienen superiores proporciones de aluminio y titanio exhiben superiores propiedades de ruptura por tensión Cargas 5 y 7. De esta manera, de acuerdo con ciertas modalidades de la presente invención, la aleación de base níquel puede incluir aproximadamente 0.9 hasta aproximadamente 0.1 en peso de aluminio y/o aproximadamente 0.45 hasta aproximadamente 1.4% en peso de titanio. En forma alterna de acuerdo con ciertas modalidades de la presente invención, la aleación de base níquel puede incluir aproximadamente 1.2 a aproximadamente 1.5 en peso de aluminio y/o 0.55 aproximadamente 0.7% en peso de titanio. Una cantidad de aleaciones también se realizaron para estudiar el efecto de incluir fósforo y boro en cantidades dentro de la presente invención. Dos grupos de aleaciones se lograron como se cita en la Tabla 5. Las aleaciones del grupo 1 se elaboraron para investigar el efecto de variaciones de fósforo y boro con contenidos de aluminio y titanio ajustados a aproximadamente 1.45 en peso de aluminio y 0.65 en peso de titanio. Las aleaciones del grupo 2 se elaboraron para investigar el efecto de fósforo y boro en aleaciones con los niveles de hierro y cobalto también ajustados a las cantidades dentro de la presente invención.
TABLA 5 COMPOSICIÓN QUÍMICA DE ALEACIONES DE PRUEBA PARA ESTUDIAR EFECTOS DE FÓSFORO Y BORO Composición química (% en peso) Carga c Mo W Cr Co 1 0 .032 2 , .88 <0 .01 18. .0 0 .02 2 0 .026 2. , 90 <0 .01 17. , 7 0 .02 3 0 .028 2. , 91 <0 .01 18. 0 < 0.01 4 0. .026 2. 90 <0 .01 17. 9 < 0.01 5 0. .030 2. 91 <0 .01 18. 0 < 0.01 6 0. .030 2. 89 <0. .01 18. 0 8 .96 7 0. , 028 2. 87 <0. .01 17. 8 8 .90 8 0. 028 2. 91 <0. .01 18. 1 8 .98 9 0. 027 2. 91 <0. 01 18. 1 8 .99 10 0. 028 2. 89 <0. 01 17. 9 8 .95 11 0. 024 2. 90 <0. 01 18. 0 9 .24 12 0. 029 2. 88 <0. 01 17. 9 8 .98 (CONTINÚA) TABLA 5 COMPOSICIÓN QUÍMICA DE ALEACIONES DE PRUEBA PARA ESTUDIAR EFECTOS DE FÓSFORO Y BORO Composición química (% en peso) Carga Fe Nb Ti Al P B 1 17.9 5.31 0.68 1.41 <0.0030 0.0040 2 17.7 5.32 0.68 1.43 0.0060 0.0040 3 17.9 5.43 0.66 1.38 0., 0080 0..0040 4 17.8 5 .32 0 .64 1 .40 0. .0160 0. .0100 5 17.9 5 .42 0 .66 1 .40 0. 0220 0. .0090 6 10.2 5 .37 0 .64 1 .45 0. 0050 0. 0040 7 9.95 5 .45 0 .65 1. .46 0. 0111 0. 0041 8 10.1 5 .50 0 .65 1. .48 0. 0150 0. 0039 9 10.1 5 .51 0 .65 1. ,47 0. 0210 0. 0040 10 10.0 5 .50 0 .65 1. 45 0. 0107 0. 0081 11 10.1 5. .34 0 .65 1. 48 0. 0140 0. 0073 12 10.2. 5 , .38 0 .65 1. 45 0. 0180 0. 0090 Las propiedades mecánicas de las aleaciones citadas en la Tabla 5 se dan en la Tabla 6. Las muestras de prueba citadas en las Tablas 5 y 6 s procesaron, termotrataron y probaron en la misma forma que se discutió previamente con respecto a las Tablas 1 y 2.
TABLA 6 EFECTOS DE NIVELES DE FÓSFORO Y BORO EN PROPIEDADES MECÁNICAS GRUPO 1:1.45% Al, 0. 65% Ti 1 0.003 0.004 211.3 157.4 27.1 49.7 2 0.006 0.004 213.1 157.2 26. 4 48.3 3 0.008 0.004 214.8 164.5 24.6 44.8 4 0.016 0.009 212.3 160.1 26.1 50.8 5 0.022 0.009 214.1 166.0 23.5 43.2 GRUPO 2:1.45% Al, 0.65% Ti, 10% Fe, y 9% Co 6 0.005 0.004 '. 217.9 162.1 25.5 43.8 7 0.012 0.004 225.6 169.5 23.4 33.8 8 0.015 0.004 217.0 179.5 24.8 38.4 9 0.021 0.004 218.9 160.5 25.8 38.6 10 0.011 0.008 215.1 154.9 26.0 39.3 11 0.014 0.0073 218.5 161.5 26.7 44.3 12 0.018 0.010 216.1 160.4 26.4 47.5 (Continúa) TABLA 6 EFECTOS DE NIVELES DE FÓSFORO Y BORO EN PROPIEDADES MECANICAS Propiedades de Tensión Ruptura por Esfuerzo 1200°F (649°C) 1250°F 1300°F 677°C) /100ks (704°C) Car i /90 ksi* ga UTS YS E (%) RA Vida El Vida El (ksi) (ksi) (%) (hrs) (%) (hrs) (%) GRUPO 1:1.45% Al, 0. 65% Ti 1 174.9 136.5 24.1 27.3 14.2 29.0 10.9 20.7 2 174.6 133.6 26.2 35.9 41.1 37.9 17.1 34.8 3 176.6 140.0 27.8 43.7 47.3 35.0 . 23.6 46.8 4 177.1 136.9 28.3 42.4 97.4 30.7 • 24.9 38.2 5 178.3 142.3 24.5 31.5 29.7 43.7 17.7 42.3 GRUPO 2:1.45% Al, 0.65% Ti, 10% Fe, v 9% Co 6 191.2 140.5 22.3 30.2 107.0 39.5 67.7 47.4 7 196.7 144.1 28.8 54.2 172.5 28.0 129.5 35.5 8 193.5 144.9 27.6 38.9 196.0 37.0 214.0 39.5 9 · 194.2 139.6 25.7 30.5 145.1 29.5 188.0 37.5 10 191.4 134.5 26.5 37.9 206.0 41.0 141.5 41.0 11 189.8 136.6 26.6 39.2 307.0 33.0 255.0 41.0 12 189.9 139.7 22.6 27.3 338.0 31.0 263.8 38.7 La prueba de tensión para las aleaciones del grupo fue 80 ksi a 700°C (1300°F) Los datos reportados en la Tabla 6 se trazan en las Figuras 7 y 8. Como es aparente en la Tabla 6 en las Figuras 7 y 8 , el contenido de fósforo parece tener un efecto significante en las propiedades de ruptura por tensión. Por ejemplo parece haber una diferencia significante en vida útil de ruptura potencial ente las cargas en la Tabla 6, que tiene un contenido de fósforo fuera del rango aproximado de .003 a aproximadamente 0.3% de la presente invención, y las cargas restantes en la Tabla 6, que tienen contenidos de fósforo dentro del rango de la presente invención. También parece haber un rango de fósforo en donde la vida útil de ruptura por tensión se optimiza. Este rango incluye aproximadamente 0.01 a aproximadamente 0.02 en peso de fósforo. Todas las cargas de prueba de la Tabla 6 contienen boro en cantidades en el rango aproximado de aproximadamente 0.003 a aproximadamente 0.015 por ciento de la presente invención. De esta manera, de acuerdo con ciertas modalidades de la presente invención, la aleación de base níquel puede incluir aproximadamente 0.005 hasta aproximadamente 0.025 en peso de fósforo o en forma alterna aproximadamente 0.01 a aproximadamente 0.02 por ciento en peso de fósforo. La aleación de base níquel puede incluir aproximadamente 0.004 hasta aproximadamente 0.011 por ciento en peso de boro o en forma alterna aproximadamente 0.006 hasta aproximadamente 0.008 por ciento en peso de boro. También se corrieron pruebas para evaluar el efecto de fósforo y boro en la facilidad de trabajo en caliente de modalidades de la aleación base de níquel de la presente invención. No se encontró efecto significante en el rango de temperaturas de forja normal. También parece ser que las propiedades mecánicas de las aleaciones del tipo 718 pueden mejorarse adicionalmente al ajustar las cantidades de hierro y cobalto. Una aleación de base níquel que incluye cantidades ventajosas de hierro y cobalto que parecen dar buena resistencia, resistencia a ruptura por tensión/plastodeformación progresiva, características de estabilidad térmica y procesamiento están dentro de la presente invención. Específicamente, un aspecto de la presente invención se dirige a una aleación de base níquel que incluye aproximadamente 5% en peso hasta aproximadamente 12% en peso de cobalto (en forma alterna de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 10% o aproximadamente 8.65 hasta aproximadamente 9.25) y menos que 14 por ciento (en forma alterna aproximadamente 6 a aproximadamente 12% o aproximadamente 9 a aproximadamente 12) de hierro. Una cantidad de aleaciones de prueba se prepararon para examinar los efectos de contenidos de hierro y cobalto en propiedades mecánicas. Las composiciones de estas aleaciones de prueba se citan en la Tabla 7. Estas aleaciones de prueba se dividieron en 4 grupos con base en el contenido de cobalto, y el contenido de hierro se varió de 0 a 18% en peso dentro de cada grupo. Las aleaciones se prepararon con los contenidos de aluminio y titanio ajustados a aproximadamente 1.45 por ciento en peso de aluminio y 0.65 por ciento en peso de titanio como se discutió previamente. Los contenidos de fósforo y boro se mantuvieron dentro de aproximadamente 0.01 a aproximadamente 0.02 y aproximadamente 0.004 a aproximadamente 0.11 por ciento en peso, respectivamente.
TABLA 7 COMPOSICIÓN QUÍMICA DE ALEACIONES DE PRUEBA PARA ESTUDIAR LOS EFECTOS DE HIERRO Y COBALTO Composición química (% en peso) GRUPO 1:0 % en peso de Cobalto Carga C Mo W Cr Co Fe 1 0. 026 2.90 <0.01 17. 91 <0.01 17.78 2 0. 026 2.91 <0.01 17. 97 0.03 9.97 3 0. 027 2.88 <0.01 18. 27 <0.01 0.49 GRUPO 2 : 3 % en peso de Co . o. 025 2.88 <0.01 17. 96 3.00 18.09 5 0. 031 2.85 <0.01 17. 85 2.97 13.96 0. 027 2.86 <0.01 17. 75 2.96 9.99 GRUPO 3:5 % en peso de CO 0. 026 2.87 <0.01 17. 98 5.01 18.08 0. 028 2.87 <0.01 17. 98 4.98 14.18 0. 026 2.90 <0.01 17. 93 4.97 10.02 0 0. 024 2.88 <0.01 18. 13 5.02 0.30 GRUPO 4:9 % en peso de Co 11 0.025 2.87 <0.01 17.88 8.93 18.03 12 0.024 2.90 <0.01 18.00 9.2 10.10 13 0.027 2.87 <0.01 17.98 8.95 0.30 (CONTINÚA) TABLA 7 COMPOSICIÓN QUÍMICA DE ALEACIONES DE PRUEBA PARA ESTUDIAR LOS EFECTOS DE HIERRO Y COBALTO Composición química (¾ en peso) Carga Nb Ti Al P B GRUPO 1:0 % en peso de Cobalto 1 5 .32 0.64 1 .40 0. 0160 0. .0100 2 5 .35 0.64 1 .41 0. 0167 0. ,0082 3 5 .38 0.66 1 .43 0. 0170 0. 0060 GRUPO 2 : 3 o ? en peso de Co 5 .30 0.64 1 .41 0. 0139 0. 0107 5 .27 0.65 1 .41 0. 0153 0. 0095 5 .26 0.73 1 .34 0. 0154 0. 0083 GRUPO 3 : :5 0, o en peso de Co 5 .29 0.65 1 .40 0. 0140 0. 0105 5 .27 0.64 1 .41 0. 0122 0. 0088 5 .31 0.65 1 .41 0. 0170 0. 0090 0 5 .40 0.65 1 .45 0. 0161 0. 0055 GRUPO 4:9 % en peso de Co 11 5.45 0.67 1.43 0.0170 0.0090 12 5.34 0.65 1.48 0.0140 0.0073 13 5.38 0.65 1.44 0.0160 0.0070 Las propiedades mecánicas de muestras de las aleaciones citadas en la Tabla 7 se dan en la Tabla 8. Las muestras de prueba citadas en las Tablas 7 y 8 se procesaron, termotransfirieron y probaron en la misma forma que se discutió previamente con respecto a las Tablas 1 y 2.
TABLA 8 EFECTO DE NIVELES DE HIERRO Y COBALTO EN PROPIEDADES MECÁNICAS Car Fe Co Condición Propiedades de Tensión ga (% en (% en de trata 68°F (20°C) peso) ' peso) miento UTS YS El RA térmico (ksi) (%) (%) (%) GRUPO 1:0 % en peso de Co 17.78 <0.01 As-HT 212.3 160.1 26.1 50.8 HT+1300°F 207.6 154.6 12.6 11.9 (704°C) / R=0.98 R=0.97 lOOOh 9.97 0.03 As-HT 210.9 159.6 27.0 51.4 HT+1300°F 205.8 153.5 25.6 45.3 (704°C) R=a.98 R=0.96 /1000h 0.49 <0.01 As-HT 208.0 163.6 29.2 50.7 HT+1300°F 188.3 109.8 29.6 44.2 (704°C) R=0.91 R=0.67 /1000h GRUPO 2:3 % en peso de Co 18.09 3.00 As-HT 219.5 168.8 21.4 44.5 13.96 2.97 As-HT 214.8 159.8 25.4 46.9 9.9 2.96 As-HT 215.1 157.7 25.4 47.1 GRUPO 3:5 % en peso de Co 18.08 5.01 As-HT 214.8 164.0 23.3 41.7 HT+1300°F 210.3 161.2 8.7 7.9 (704°C) R=0.98 R=0.98 /1000h 14.18 4.98 As-HT 219.8 164.1 21.6 38.6 HT+1300°F (704°C) /I000h 10.02 4.97 As-HT 209.2 152.8 27.9 53.5 HT+1300°F 201.7 147.9 25.5 49.7 (704°C) R=0.96 R=0.97 /lOOOh (Continuación) TABLA 8 EFECTO DE NIVELES DE HIERRO Y COBALTO EN PROPIEDADES MECÁNICAS Propiedades de Tensión Ruptura por Esfuerzo 1200°F (649°C) 1250°F 1300°F (677°C) / (704°C) / Car lOOksi 90 ksi UTS YS El RA Vida El Vida El (ksi) (ksi) (%) (%) (hirs) (%) (hrs) (%) GRUPO 1:0 % en peso de Co 177.1 136.9 28.3 42.4 47.8 30.7 24.9 38.2 171.6 133.9 36.6 64.6 13.3 38.5 7.0 38.6 R=0.97 R=0.98 R=0.28 R=0.28 183.6 140.3 19.3 24.0 61.4 16.5 0.4 NB 168.6 . 130.9 24.0 25.6 11.9 19.7 6.5 33.6 R=0.92 R=0.93 R=0.19 176.9 142.4 15.0 17.1 0.15 NB* 0.0 NB* 143.1 90.2 36.6 36.7 1.25 46.9 0.8 57.7 R=081 R=0.63 R?l GRUPO 2:3 % en peso de Co 184.5 145.8 19.1 27.0 25.9 35.5 12.7 43.0 189.6 137.8 21.3 27.13 72.8 32.0 26.8 40.0 185.0 141.3 25.6 36.1 130.5 30.5 46.1 42.0 GRUPO 3 : 5 % en peso de Co 186.2 145.4 17.2 22.7 25.0 33.0 14.2 39.0 170.4 132.5 32.9 51.4 7.2 47.7 4.6 51.5 R=0.92 R=0.91 R=0.29 R=0.32 186.3 145.6 22.9 35.5 97.6 29.6 32.1 25.0 182.1 132.3 21.6 21.0 235.3 30.7 80.7 33.3 174.9 127.5 26.2 31.4 45.4 32.0 36.7 41.3 R=0.96 R=0.96 R=0.19 R=0.45 10 173 .5 136 .7 14.0 18 .2 0.0 NB* 0.1 NB * 173 .2 124 .9 10.5 12 1 24.2 7.3 12.2 12 .0 R=0 .99 R=0 .91 GRUPO 4 9 % en peso de Co 11 188 .7 147 9 14.0 15 4 72.4 32.0 30.3 35 .0 139 0 89. Í 40.0 70 7 2.0 44.1 0.8 49 3 R=0 74 R=0 61 R=0.03 R=0.03 12 189 9 139 7 22.6 27. 3 338.0 31.0 180.0 34 0 184 4 137 3 30.3 35. 5 134.5 36.0 73.2 40 0 R=0 97 R=0. 98 R=0.4 R=0.41 13 196 2 151. 4 14.8 15. 6 131.5 31.5 46.8 40 0 176. 6 132. 1 18.5 19. 2 25.6 34.4 15.4 32 9 R=0. 90 R=0. 87 R=0.20 R=0.33 *NB se refiera a Ruptura de Muesca Los datos reportados en la Tabla 8 se trazan en las Figuras 9 y 10 e ilustran los efectos de variar contenidos de hierro y cobalto en estas aleaciones de prueba. Con referencia específica a la Tabla 8, parece haber un efecto no consistente, significante en la resistencia a cedencia de las aleaciones de prueba conforme se varía el contenido de hierro y cobalto. De la Figura 9, sin embargo el contenido de hierro y cobalto parece tener un efecto significante en vida útil de ruptura por tensión. Por ejemplo, como se ilustra en la Figura 9, cuando el contenido de hierro fue aproximadamente 18% en peso, aproximadamente el nivel nominal para la aleación 718, hubo una mejora relativamente pequeña en yida de ruptura de tensión cuando el contenido de cobalto se incremento de 0 a aproximadamente 9% en peso. Cuando, sin embargo el contenido de hierro se reduce a aproximadamente 14% y en particular a aproximadamente 10%, una mejora más significante en vida de ruptura de tensión se observa cuando los contenidos de cobalto estuvieron dentro del rango de la presente invención. De la Tabla 8, también es aparente que la estabilidad térmica, en términos de velocidad de retención, R, tiende a ser la más alta para aquellas composiciones con una combinación de hierro y cobalto dentro de los rangos de la presente invención. En particular, la presente invención se dirige a una aleación de base níquel que incluye hasta aproximadamente 14% de hierro (en forma alterna aproximadamente 6 hasta aproximadamente 12% o aproximadamente 9 a aproximadamente 12%) , y aproximadamente 5 hasta aproximadamente 12% en peso (en forma alterna aproximadamente 5 a aproximadamente 10% o aproximadamente 8.75 a aproximadamente 9.25%) de cobalto. Se considera que el incrementar el contenido de cobalto significativamente más allá del rango de la presente invención, no mejorará significativamente las propiedades . mecánicas de la aleación, mientras que se impactan en forma negativa las características de procesamiento y costo. El efecto de tungsteno y molibdeno se investiga utilizando las composiciones de aleación citadas en la Tabla 9. Las aleaciones de la Tabla 9 se hicieron con el contenido de aluminio y titanio ajustado a aproximadamente 1.45% en peso de aluminio y 0.75% en peso de titanio, como se discutió previamente. El contenido de hierro se mantiene cerca de un nivel deseado de aproximadamente 10% en peso y el contenido de cobalto se mantiene cerca de un nivel deseado de aproximadamente 9% en peso. TABLA 9 COMPOSICIÓN QUÍMICA DE ALEACIONES DE PRUEBA PARA ESTUDIAR LOS EFECTOS DE TUNGSTENO Y MOLIBDENO Composición Química (% en peso) Carga C o W Cr Co Fe 1 0. 023 0.05 0.02 17. .6 8.77 10. 1 2 0. 022 2.90 <0.01 18. .0 8.95 10. 0 3 0. 028 0.03 4.00 17. ,3 8.87 10. 4 4 0. 027 0.03 5.73 16. 9 8.71 10. 1 5 0.031 2.88 1.02 17.3 8.85 9.92 _6 [ 0.023 2.84 2.28 16.5 8.95 9.44 (CONTINUA) TABLA 9 COMPOSICIÓN QUÍMICA DE ALEACIONES DE PRUEBA PARA ESTUDIAR LOS EFECTOS DE TUNGSTENO Y MOLIBDENO Composición Química (% en peso) Carga Nb Ti Al P B 1 5.39 0. 64 1.43 0. 005 0.003 2 5.40 0. 65 1.45 0. 007 0.004 3 5.31 0. 63 1.43 0. 007 0.003 4 5.17 0. 62 1.39 0. 008 0.003 5 5.49 0. 64 1.45 0. 007 0.004 6 5.03 0. 60 1.33 0. 005 0.003 Las propiedades mecánicas de las aleaciones citadas en la Tabla 9 se dan en la Tabla 10. Las muestras de prueba citadas en las Tablas 9 y 10 se procesaron, termotrataron y probaron en la misma forma que se discutió previamente respecto a las Tablas 1 y 2.
TABLA 10 EFECTO DE NIVELES DE TUNGSTENO Y MOLIBDENO EN PROPIEDADES MECÁNICAS Car w Mo Tratamien Propiedades de Tensión ga (% en (% en to 68°F (20°C) peso) peso) térmico UTS YS El RA (ksi) (%) (%) (%) 0.02 0.05 As-HT 211.1 60.1 25.9 46.9 . HT+1400°F 193.1 54.6 26.7 42.9 (760°C) / R=0.91 R=0.87 50h < .01 2.90 As-HT 219.3 59.6 25.2 32.6 HT+1400°F 208.3 53.5 26.7 34.6 (760°C) R=0.95 R=0.94 /50h 4.00 0.03 AS-HT 217.0 153.0 26.1 40.7 HT+1400°F 206.8 141.7 25.9 40.4 (760°C) R=0.95 R=0.93 /50h 5.73 0.03 AS-HT 212.7 148.9 27.0 40.9 HT+1400°F 208.2 14-3.2 28.0 41.8 (760°C) R=0.98 R=0.96 /50h 1.02 2.88 As-HT 210.1 147.5 26.8 40.9 HT+1400°F 204.9 140.0 26.8 35.2 (760°C) R=0.96 R=0.92 /50h 2.28 2.84 As-HT 208.1 150.4 30.1 52.7 HT+1400°F 197.6 136.4 33.0 53.5 (760°C) R=0.95 R=0.91 /lOOOh (CONTINUA) TABLA 10 EFECTO DE NIVELES DE TUNGSTENO Y MOLIBDENO EN PROPIEDADES MECÁNICAS Propiedades de Tensión Ruptura por Esfuerzo Car 1300°F (704°C) 1300°F ga (704°C) /80ksi ÜTS YS El RA Life El (ksi) (ksi) (%) (%) (hrs) (%) 1 150.7 124.7 11.7 11.8 29.3* 2.8* 139.8 114.4 21.9 22.5 63.8 14.6 R=0.93 R=0.92 R>1 157.7 127.7 14.2 18.2 91.9 36.0 146.8 123.9 32.9 51.0 71.2 44.7 R=0.93 R=0.97 R=0.78 156.9 123.0 15.0 14.5 0.4 B** 153.2 124.2 19.1 19.7 127.7 33.0 R=0.98 R>1 154.7 121.4 13.1 15.9 41.2* 7.5* 161.4 122.7 16.5 15.3 209.9 31.9 R>1 R>1 R>1 5 151.6 119.0 13.7 14.7 115.0 36.0 151.7 - 121.7 21.8 23.1 176.3 50.8 R=l R>1 R>1 6 145.2 118.5 11.3 13.8 38.3* 7.1* 153.0 119.7 13.2 12.3 180.1 25.2 R>1 R>1 R>1 *Una muestra se rompió al muescar y no se incluye en el cálculo ** NB se refiere a ruptura de muesca Como se ve de la Tabla 10, la aleación de prueba sin adiciones de tungsteno y molibdeno parecía exhibir vida de ruptura de tensión reducida, ductilidad por ruptura reducida y una ocurrencia de una ruptura de muesca. Como también se ve, la adición de molibdeno o tungsteno, ya sea solos o en combinación, parece mejorar la vida de ruptura por tensión y la estabilidad térmica de las aleaciones de prueba en la Tabla 10. La estabilidad térmica como se mide por la proporción de retención R, para vida de ruptura por tensión en general fue superior para aquellas aleaciones con molibdeno y/o tungsteno. La presente invención se dirige a una aleación de base níquel que incluye hasta aproximadamente 4% en peso de molibdeno (en forma alterna aproximadamente 2 hasta aproximadamente 4% o aproximadamente 2.75 a aproximadamente 3.25%) y hasta aproximadamente 6% en peso (en forma alterna aproximadamente 1 a aproximadamente 2% o aproximadamente 0.75 a aproximadamente 0.25%) de tungsteno, en donde la suma de molibdeno y tungsteno es cuando menos aproximadamente 2% y no más que aproximadamente 8% (en forma alterna aproximadamente 3% a aproximadamente 8% o aproximadamente 3% a aproximadamente 4.5%) . El efecto de contenido de niobio se investiga utilizando 'las composiciones de aleación citadas en la Tabla 11. Las aleaciones de la Tabla 11 se prepararon con las adiciones de hierro, cobalto y tungsteno a niveles preferibles dentro de la presente invención. Niveles de aluminio y titanio se variaron para evitar problemas potenciales asociados con superior contenido de niobio, tal como inferior facilidad de trabajo en caliente y capacidad de soldadura. El cromo se ajustó para evitar micro estructura desfavorable y formación de moteados durante solidificación. TABLA 11 COMPOSICIÓN QUÍMICA DE ALEACIONES DE PRUEBA PARA ESTUDIAR LOS EFECTOS DE NIOBIO Composición química (% en peso) Carga C Mo W Cr Co Fe 1 . 0.032 2.89 0.89 17.9 9.16 9.93 2 0 ,.032 2..87 1 ,.00 13.9 9..14 9,.91 3 0. .028 2 , .89 1. .01 17 .9 9. .12 9, , 98 4 0. , 028 2. , 88 1. ,00 13. .9 8. , 94 9 , , 91 5 0. ,031 2. ,88 1. ,02 17 , ,4 8. 90 9. 92 (CONTINUA) TABLA 11 COMPOSICION QUIMICA DE ALEACIONES DE PRUEBA PARA ESTUDIAR LOS EFECTOS DE NIOBIO Composición química (% en peso) Carga Nb i Al P B 1 5.40 0.46 0.90 0.008 0. ,005 2 6.13 0.46 0.92 0.008 0. , 004 3 5.38 0.56 1.20 0.009 0. , 005 4 6.16 0.54 1.17 0.006 0. ,004 5 5.47 0.64 1.45 0.005 0. ,004 Las propiedades mecánicas de las aleaciones citadas en la Tabla 11 se dan en la Tabla 12. Las muestras de prueba citadas en las Tablas 11 y 12 se procesaron, termotrataron y probaron en la misma forma que se discutió previamente con respecto a las Tablas 1 y 2.
TABLE 12 EFECTO DE NIVELES DE NOBIO EN PROPIEDADES MECÁNICAS Car AI Ti Nb Trata Propiedades de Tensión (% en (% en (% en miento SB°F (20°C) peso) peso) peso) tér UTS YS El RA mico (ksi) ( ) . (%) (%) 0.90 0.46 5.40 As-HT 191.3 130.7 36.8 53.4 HT+ 179.5 114.4 34.2 53.6 1400°F R=0.94 = 0.88 (760°C) / 50h 0.92 0.46 0.46 As-HT 207.8 154.5 2936 48.8 HT+1400 194.1 136.8 29.6 46.2 °F R=0.93 = 0.88 (760°C) /50h 1.20 0.57 5.38 As-HT 203.6 144.8 32.5 53.3 HT+1400 189.7 126.9 32.2 50.8 °F R=0.93 = 0.88 (760°C) /50h 5.73 0.03 6.16 As-HT 207.4 149.7 30.6 50.0 HT+1400 198.2 138.2 29.2 46.4 °F R=0.96 = 0.92 (760°C) /50h 1.02 2.88 5.47 As-HT 210.1 147.5 26.8 40.9 HT+1400 204.9 140.0 26.8 35.2 F R=0.98 = 0.95 (760°C) /50h (CONTINUA) TABLA 12 EPECTO DE NIVELES DE NOBIO EN PROPIEDADES MECÁNICAS Propiedades de Tensión Ruptura por Esfuerzo 1300°F (704°C) 1300EF (704° C) /80ksi Car UTS YS El RA Life El ga (ksi) (k£3Í) (%) (%) (hrs) (%) 133.7 100.3 19.1 18.2 14.0 17.9 135.2 101.0 29.2 28.8 23.7 40.8 R>1 R>1 R>1 139.7 118.5 11.9 15.5 99.6 23.1 146.4 121.2 18.1. 19.4 11.4 37.6 R>1 R>1 R>1 140.4 111.6 14.0 15.0 41.4 42.3 148.0 115.1 21.4 21.4 77.4 26.6 R>1 R>1 R>1 140.0 117.9 11.2 9.6 32.9 8.8 154.7 124.9 12.4 14.5 61.4 19.5 R>1 R>1 R>1 151.6 119.0 13.7 14.7 15.0 36.0 151.7 ' 121.7 21.8 23.1 76.3 50.8 R>1 R>1 R>1 Como se ve en la Tabla 12, niveles incrementados de niobio parecen mejorar la resistencia de las aleaciones de prueba, aunque no hubo mejora aparente en propiedades de ruptura por tensión. La estabilidad térmica de las aleaciones de prueba no parece cambiar con el contenido incrementado de niobio. Un aspecto de la presente invención se dirige a una aleación de base níquel que incluye aproximadamente 4 hasta aproximadamente 8% en peso de niobio (en forma alterna aproximadamente 5 hasta aproximadamente 7% o aproximadamente 5 a aproximadamente 5.5%), y en donde el por ciento atómico de aluminio más titanio dividido por el por ciento atómico de niobio es aproximadamente 0.8 a aproximadamente 1.3 (en forma alterna aproximadamente 0.9 a aproximadamente 1.2 o aproximadamente 1.0 a aproximadamente 1.2). Las propiedades de facilidad de trabajo en caliente de modalidades de las aleaciones de la presente invención se evaluaron por pruebas de tracción con velocidad de esfuerzo o deformación rápida. Esta es una prueba de tracción en caliente convencional de acuerdo con ASTM E21 excepto porque se realiza a superiores proporciones de deformación (aproximadamente 1/un segundo) . Por ciento de reducción en área se mide a una variedad de temperaturas y da una indicación del rango de con AST E21 excepto porque se realiza a superiores proporciones de deformación (aproximadamente 1/un segundo) . Por ciento de reducción en área se mide a una variedad de temperaturas y da una indicación del rango de temperaturas de trabajo en caliente permisibles y el grado de fisuracion que puede encontrarse. Los resultados presentados en la Figura 11 muestran que aleaciones dentro de la presente invención parecen tener una reducción relativamente alta en valor de área (cuando menos aproximadamente 30%) sobre todo el rango de temperaturas empleadas normalmente para trabajar en caliente de super aleaciones del tipo 718 y 927°C-1121°C (1700°F-2050°F) . La reducción en valores de área en el extremo inferior en valores de área en el extremo inferior del rango de trabajo en caliente, aproximadamente 927°C (1700°F) en donde puede típicamente experimentarse fisuracion en frío, parece exceder significativamente el valor para la aleación 718 y aún más lejos excedido se dio los valores para aspaloy. Sobre el resto del rango de temperaturas, las aleaciones de la presente invención exhiben reducción en valores de área al menos iguales a aleación 718 Waspaloy. La única excepción fue que a la temperatura de prueba más alta 1149°C (2100°F) , la reducción en valor de área para la aleación 718 y Waspaloy excedió ligeramente la de las 'La capacidad de soldadura de las aleaciones de prueba 718 y las aleaciones Waspaloy se evalúa al realizar soldadura de gas inerte tungsteno (TIG Tungsten Inert Gas) sin carga o relleno, en muestras en condiciones idénticas. Las soldaduras subsecuentemente se seccionaron y examinaron metalográficamente . No se encontraron fisuras en las muestras de 718 o las aleaciones de prueba, pero se encontraron fisuras en la aleación Waspaloy, como se ilustra en la Figura 12. Estas pruebas sugieren que las aleaciones de la presente invención tienen capacidad de soldadura generalmente comparable con la aleación 718,. pero superiores a la aleación Waspaloy. El inventor hizo una serie adicional de cargas con las composiciones mostradas en la Tabla 13. TABLA 13 COMPOSICIÓN QUÍMICA DE ALEACIONES DE PRUEBA SELECTAS Composición química (por ciento en peso) Carga C Mo W Cr Co Fe 1 0. .028 2.90 1.00 17. .93 5.96 9.98 2 0. , 033 2.92 0.94 17. .60 9.23 10.07 Aleación 0. ,023 2.90 <0.01 18. 10 0.02 17.20 718 Waspaloy 0. 036 4.26 <0.01 19. 73 13.38 0.06 (CONTINÚA) TABLA 13 COMPOSICIÓN QUÍMICA DE ALEACIONES DE PRUEBA SELECTAS Composición química (por ciento en peso) Carga Nb Ti Al S N P B 1 5.38 0.64 1.41 0.0004 0. .0024 0. 0160 0.0070 2 5.30 0.65 1.51 0.0004 0. .0029 0. 0147 0.0080 Aleación 5.37 0.94 0.49 0.0005 0. 0058 0. 0050 0.0041 718 Waspaloy <0.01 3.04 1.27 0.0006 0. 0044 0. 0060 0.0060 Las propiedades mecánicas de las aleaciones citadas en la Tabla 13 se dan en la Tabla 14. Estas aleaciones selectas se realizaron y probaron en la misma forma que se describió previamente con respecto a las aleaciones de prueba previamente descritas, excepto porque la muestra de Waspaloy se termotrató de acuerdo con la practica comercial usual (es decir tratamiento en solución a 1018°C (1875°F) por cuatro horas, enfriamiento rápido con agua, añejado' a 1843°C (1550°F) por cuatro horas, enfriado al aire, añejado 680°C (1200°F) por 16 horas y luego enfriado al aire a temperatura ambiente.
TABLA 14 PROPIEDADES MECÁNICAS DE ALEACIONES SELECTAS Carga Trata PROPIEDADES DE TENSIÓN miento 68°F (20°C) 1300°F (704°C) térmico UTS YS El RA UTS YS (ksi) (ksi) (%) (%) (ksi) (ksi) 1 As-HT 217.0 158.3 24.6 41.5 161.4 122.5 HT+1300°F 206.2 144.1 24.2 40.0 148.9 115.9 (704°C) / R=0.95 R=0.91 R=0.92 R=0.95 lOOO 2 As-HT 208.0 150.4 27.5 45.6 168.0 121.5 HT+1300°F 211.7 151.3 24.5 35.0 164.5 129.1 (704°C) / R>1 R 1 R=0.98 R>1 lOOOh Aleación As-HT 211.6 174.3 20.2 40.6 144.5 128.6 718 HT+1300°P 193.3 142.6 20.9 27.6 122.3 101.8 (704°C) / R=0.91 R=0.82 R=0.85 R=0.79 lOOOh Was- As-HT 209.0 157.6 27.0 45.4 157.4 135.3 paloy HT+1300°F 147.2 126.6 (704EC) / R=0.94 R=0.94 l'OOOh (CONTINÚA) TABLA 14 PROPIEDADES MECÁNICAS DE ALEACIONES SELECTAS Propiedades de Ruptura por Esfuerzo Plasto Tensión deformación progresiva 1300°F (704°C) 1250°F 1300°F 1300°F (677°C) /100 (704°C) /80 (704°C) /70 ksi Car ksi ksi ga EI{%) RA (%) Vida EI(%) Vida El t (hrs) (hrs) (%) hrs . hrs. 1 17.1 22 2 298 36.5 244.7 27.7 103.5 232 27.2 47 2 185 28.6 39.1 124.8 R=0.77 =0.38 R=0.54 2 23.8 35 2 309 40.0 346 39.5 191.7 342.4 24.8 38. 0 340 31.0 336 40.8 67.4 228.6 R>1 R=0.97 =0.35 R=0.67 Ale 17.3 21. 2 30.5 41. S 64.5 25.5 21.4 59.9 aci 38.3 66. 9 2.3 39.3 15.1 34.3 0.3 1.4 ón =0.08 R=0.23 =0.01 R=0.02 718 Was 40.1 67. 1 74.2 , 37.5 25.0 49.0 pal 38.9 48. 0 65.6 38.0 8.5 26.7 oy R=0.88 =0.34 R=0.54 De los datos de la Tabla 14, es aparente que la resistencia a la tracción de las aleaciones dentro de la presente invención fue muy cercana a la de Waspaloy. Lia estabilidad térmica (R) también fue muy similar a la de Waspaloy y superior a la de la aleación 718. Ruptura por tensión y vida de plastodeformación progresiva a todas las condiciones medidas fueron superiores para la presente invención en comparación tanto con la aleación 718 como Waspaloy. Además, la progresiva a todas las condiciones medidas fueron superiores para la presente invención en comparación tanto con' la aleación 718 como Waspaloy. Además, la estabilidad térmica de las aleaciones de prueba para las propiedades de plastodeformación progresiva y ruptura por tensión dependientes del tiempo fue comparable con la de Waspaloy. De esta manera se ve de la descripción precedente que modalidades de la aleación de base níquel de la presente invención parecen ser capaces de una combinación de alta resistencia a la tracción, ruptura por tensión y vida de plastodeformación progresiva, y estabilidad térmica a largo plazo en comparación con ciertas aleaciones comerciales, tales como la aleación 718 y Waspaloy, mientras que mantienen buena facilidad de trabajo en caliente, capacidad de soldadura y costo favorable en comparación con esas aleaciones. Habrá de entenderse que la presente invención ilustra aspectos de la invención relevantes a una comprensión clara de la invención. Ciertos aspectos de la invención serán aparentes para aquellos con destreza ordinaria en la especialidad y que por lo tanto no facilitarán una mejor comprensión de la invención, no se han presentado a fin de simplificar la presente descripción. Aunque la presente invención se ha descrito en conexión con solo ciertas modalidades, aquellos con destreza ordinaria en la especialidad al considerar la descripción anterior, reconocerán que muchas modalidades, modificaciones y variaciones de la invención puedan realizarse. La descripción anterior y las siguientes reivindicaciones cubren todas estas variaciones y modificaciones de la invención.

Claims (45)

  1. REIVINDICACIONES 1. Una aleación de base níquel caracterizada porque comprende en por ciento en peso: hasta aproximadamente 0.10 por ciento de carbono; aproximadamente 12 hasta aproximadamente 20% en peso de cromo; hasta aproximadamente 4% de molibdeno; hasta aproximadamente 6% de tungsteno, en donde la suma de molibdeno y tungsteno es al menos aproximadamente 2% y no más de aproximadamente .8%; aproximadamente 5 hasta aproximadamente 12% de cobalto; hasta aproximadamente 14% de hierro; aproximadamente 4% hasta aproximadamente 8% de niobio; aproximadamente 0.06% hasta aproximadamente 2.6% de aluminio; aproximadamente 0.4% hasta aproximadamente 1.4% de titanio; aproximadamente 0.003% hasta aproximadamente .03% de fósforo; aproximadamente 0.003% hasta aproximadamente .015% de boro; níquel; e impurezas incidentales y en donde la suma del por ciento atómico de aluminio y por ciento de titanio es de aproximadamente 2 a aproximadamente 6%, la proporción de por ciento atómico de aluminio a por ciento atómico de titanio es cuando menos aproximadamente 1.5; y el por ciento atómico de aluminio más titanio dividido por el por ciento atómico de niobio es igual a aproximadamente 0.8% hasta aproximadamente 1.3.
  2. 2. La aleación de base níquel de conformidad con la reivindicación 1, carapterizada porque la suma de por ciento atómico de aluminio y por ciento atómico de titanio es de aproximadamente 2.5 a aproximadamente 5 por ciento en peso.
  3. 3. La aleación de base níquel de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la suma de por ciento atómico de aluminio y por ciento atómico de titanio es de aproximadamente 3 a aproximadamente 4. 4. La aleación de base níquel de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la proporción de por ciento atómico de aluminio a por ciento atómico de titanio es de aproximadamente 2 a aproximadamente
  4. 4.
  5. 5. La aleación de base níquel de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada porque la proporción de por ciento atómico de aluminio a por ciento atómico de titanio es de aproximadamente 3 a aproximadamente 4. •
  6. 6. La aleación de base níquel de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el por ciento atómico de aluminio más titanio dividido por el por ciento atómico de niobio es igual a aproximadamente 0.9 a aproximadamente 1.2.
  7. 7. La aleación de base níquel de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque el por ciento atómico de aluminio más titanio dividido por el por ciento atómico de niobio es igual a aproximadamente 1.0 a aproximadamente 1.2.
  8. 8. La aleación de base níquel de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque comprende aproximadamente 2 a aproximadamente 4% de molibdeno.
  9. 9. La aleación de base níquel de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada porque comprende aproximadamente 2.75 a aproximadamente 3.25% de molibdeno .
  10. 10. La aleación de base níquel de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque comprende hasta aproximadamente 1 hasta aproximadamente 2% de tungsteno.
  11. 11. La aleación de base níquel de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque comprende hasta aproximadamente 0.75 hasta aproximadamente 1.25% de tungsteno.
  12. 12. La aleación de base níquel de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la suma de molibdeno y tungsteno es de aproximadamente 3 a aproximadamente 8 por ciento.
  13. 13. La aleación de base níquel de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque la suma de molibdeno y tungsteno es de aproximadamente 3 a aproximadamente 4.5 por ciento.
  14. 14. La aleación de base níquel de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque comprende aproximadamente 5 hasta aproximadamente 10% de cobalto.
  15. 15. La aleación de base níquel de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada porque comprende aproximadamente 8.75 hasta aproximadamente 9.25% de cobalto .
  16. 16. La aleación de base níquel de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque comprende aproximadamente 6 hasta aproximadamente 12% de hierro.
  17. 17. La aleación de base níquel de conformidad con la reivindicación 16, caracterizada porque comprende aproximadamente 9 hasta aproximadamente 11% de hierro.
  18. 18. La aleación de base níquel de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque comprende aproximadamente 0.9 hasta aproximadamente 2.0% de aluminio .
  19. 19. La aleación de base níquel de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada porque comprende aproximadamente 1.2 hasta aproximadamente 1.5% de aluminio .
  20. 20. La aleación de base níquel de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque comprende aproximadamente 0.45 hasta aproximadamente 1.4 por ciento de titanio.
  21. 21. La aleación de base níquel de conformidad con la reivindicación 20, caracterizada porque comprende aproximadamente 0.55 hasta aproximadamente 0.7 por ciento de titanio.
  22. 22. La aleación de base níquel de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque comprende aproximadamente 5 hasta aproximadamente 7 por ciento de niobio .
  23. 23. La aleación de base níquel de conformidad con la reivindicación 22, caracterizada porque comprende aproximadamente 5 hasta aproximadamente 5.5 por ciento de niobio.
  24. 24. La aleación de base níquel de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque comprende aproximadamente 0.005 hasta aproximadamente 0.025 por ciento de fósforo.
  25. 25. La aleación de base níquel de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque comprende aproximadamente 0.01 hasta aproximadamente 0.02 por ciento de fósforo.
  26. 26. La aleación de base níquel de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque comprende aproximadamente 0.004 a aproximadamente 0.011 por ciento de boro.
  27. 27. La aleación de base níquel de conformidad con la reivindicación 26, caracterizada porque comprende aproximadamente 0.006 a aproximadamente 0.009 por ciento de boro .
  28. 28. Una aleación de base níquel caracterizada porque comprende en por ciento en peso: hasta aproximadamente 0.10 por ciento de carbono; aproximadamente 12 hasta aproximadamente 20 por ciento en peso de cromo; aproximadamente 2 a aproximadamente 4 por ciento de molibdeno; aproximadamente 1 hasta aproximadamente 2 por ciento de tungsteno; aproximadamente 5 hasta aproximadamente 10 por ciento de cobalto; aproximadamente 6 hasta aproximadamente 12 por ciento de hierro; aproximadamente 5 por ciento hasta aproximadamente 7 por ciento de niobio; aproximadamente .09 por ciento hasta aproximadamente 2.0 por ciento de aluminio; aproximadamente 0.45 a aproximadamente 0.4 por ciento de titanio; aproximadamente 0.005 por ciento hasta aproximadamente 0.025 por ciento de fósforo; aproximadamente 0.004 por ciento a aproximadamente 0.011 por ciento de boro; níquel; e impurezas incidentales en donde la suma del por ciento atómico de aluminio y por ciento atómico de titanio es de aproximadamente 2 hasta aproximadamente 6 por ciento, la proporción de por ciento atómico de aluminio a por ciento atómico de titanio es cuando menos aproximadamente 1.5; y el por ciento atómico de aluminio más titanio dividido por el por ciento atómico de niobio es igual a aproximadamente 0.8 por ciento hasta aproximadamente 1.3.
  29. 29. La aleación de base níquel de conformidad con la reivindicación 28, caracterizada porque la suma de por ciento atómico de aluminio y por ciento atómico de titanio es de aproximadamente 2.5 a aproximadamente 5 por ciento en peso.
  30. 30. La aleación de base níquel de conformidad con la reivindicación 29, caracterizada porque la suma de por ciento atómico de aluminio y por ciento atómico de titanio es de aproximadamente 3 a aproximadamente 4.
  31. 31. La aleación de base níquel de conformidad con la reivindicación 28, caracterizada porque la proporción de por ciento atómico de aluminio a por ciento atómico de titanio es de aproximadamente 2 a aproximadamente 4.
  32. 32. La aleación de base níquel de conformidad con la reivindicación 31, caracterizada porque la proporción de por ciento atómico de aluminio y por ciento atómico de titanio es de aproximadamente 3 a aproximadamente 4.
  33. 33. La aleación de base níquel de conformidad con la reivindicación 28, caracterizada porque el por ciento atómico de aluminio más titanio dividido por el por ciento atómico de niobio es igual a aproximadamente 0.9 a aproximadamente 1.2.
  34. 34. La aleación de base níquel de conformidad con la reivindicación 33, caracterizada porque el por ciento atómico de aluminio más titanio dividido por el por ciento atómico de niobio es igual a aproximadamente 1.0 a aproximadamente 1.2.
  35. 35. Un artículo de manufactura que incluye un aleación de base níquel, la aleación de base níquel comprende en por ciento en peso: hasta aproximadamente 0.10 por ciento de carbono; aproximadamente 12 hasta aproximadamente 20 por ciento en peso de cromo; hasta aproximadamente 4 por ciento de molibdeno; hasta aproximadamente 6 por ciento de tungsteno, en donde la suma de molibdeno y tungsteno es cuando menos aproximadamente 2 por ciento y no más de aproximadamente 8 por ciento; aproximadamente 5 hasta aproximadamente 12 por ciento de cobalto; hasta aproximadamente 14 por ciento de hierro; aproximadamente 4 por ciento hasta aproximadamente 8 por ciento de niobio; aproximadamente .06 por ciento hasta aproximadamente 2.6 por ciento de aluminio; aproximadamente 0.4 por ciento hasta aproximadamente 1.4 por ciento de titanio; aproximadamente 0.003 por ciento hasta aproximadamente .03 por ciento de fósforo; aproximadamente 0.003 por ciento hasta aproximadamente .015 por ciento de boro; níquel; e impurezas incidentales y en donde la suma del por ciento atómico de aluminio y por ciento de titanio es de aproximadamente 2 a aproximadamente 6 por ciento, la proporción de por ciento atómico de aluminio a por ciento atómico de titanio es cuando menos aproximadamente 1.5; y el por ciento atómico de aluminio más titanio dividido por el por ciento atómico de niobio es igual a aproximadamente 0.8 por ciento hasta aproximadamente 1.3.
  36. 36. El artículo de manufactura de la reivindicación 35, caracterizado porque se elige de un disco, un aspa, un sujetador, un recinto y una flecha.
  37. 37. El articulo de manufactura de la reivindicación 36, caracterizado porque el artículo de manufactura es un componente de un motor de turbina de gas.
  38. 38. Método para producir una aleación de base níquel, que comprende: proporcionar una aleación de base níquel que comprende, en por ciento en peso hasta aproximadamente 0.10 por ciento de carbono; aproximadamente 12 hasta aproximadamente 20 por ciento en peso de cromo; hasta aproximadamente 4 por ciento de molibdeno; hasta aproximadamente 6 por ciento de tungsteno, en donde la suma de molibdeno y tungsteno es cuando menos aproximadamente 2 por ciento y no más de aproximadamente 8 por ciento; aproximadamente 5 hasta aproximadamente 12 por ciento de cobalto; hasta aproximadamente 14 por ciento de hierro; aproximadamente 4 por ciento hasta aproximadamente 8 por ciento de niobio; aproximadamente 0.06 por ciento hasta aproximadamente 2.6 por ciento de aluminio; aproximadamente 0.4 por ciento hasta aproximadamente 1.4 por ciento de titanio; aproximadamente 0.003 por ciento hasta aproximadamente 0.03 por ciento de fósforo; aproximadamente 0.003 por ciento hasta aproximadamente .015 por ciento de boro; níquel; e impurezas incidentales y en donde la suma del por ciento atómico de aluminio y por ciento atómico de titanio es de aproximadamente 2 a aproximadamente 6 por ciento, la proporción de por ciento atómico de aluminio a por ciento atómico de titanio es cuando menos aproximadamente 1.5; y el por ciento atómico de aluminio más titanio dividido por el por ciento atómico de niobio es igual a aproximadamente 0.8 por ciento hasta aproximadamente 1.3; recocer en solución la aleación; enfriar la aleación y añejar la aleación.
  39. 39. Método de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque la suma de por ciento atómico de aluminio y por ciento atómico de titanio de la aleación es de aproximadamente 2.5 a aproximadamente 5 por ciento en peso.
  40. 40. Método de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado porque la suma de por ciento atómico de aluminio y por ciento atómico de titanio de la aleación es de aproximadamente 3 a aproximadamente 4 por ciento.
  41. 41. Método de conformidad con la reivindicación 38, caracterizada porque la proporción de por ciento atómico de aluminio a por ciento atómico de titanio es de aproximadamente 2 a aproximadamente 4.
  42. 42. Método de conformidad con la reivindicación 41, caracterizada porque la proporción de por ciento atómico de aluminio a por ciento atómico de titanio es de aproximadamente 3 a aproximadamente 4.
  43. 43. Método de conformidad con la reivindicación 38, caracterizada porque el por ciento atómico de aluminio más titanio dividido por el por ciento atómico de niobio de la aleación es igual a aproximadamente 0.9 a aproximadamente 1.2.
  44. 44. Método de conformidad con la reivindicación 43, caracterizada porque el por ciento atómico de aluminio más titanio dividido por el por ciento atómico de niobio es igual a aproximadamente 1.0 a aproximadamente 1.2.
  45. 45. Una aleación de base níquel que comprende en por ciento en peso hasta aproximadamente 0.10 por ciento de carbono; aproximadamente 12 hasta aproximadamente 20 por ciento en peso de cromo; hasta aproximadamente 4 por ciento de molibdeno; hasta aproximadamente 6 por ciento de tungsteno, en donde la suma de molibdeno y tungsteno es cuando menos aproximadamente 2 por ciento y no más de aproximadamente 8 por ciento; aproximadamente 5 hasta aproximadamente 12 por ciento de cobalto; hasta aproximadamente 14 por ciento de hierro; aproximadamente 4 por ciento hasta aproximadamente 8 por ciento de niobio; aproximadamente 0.06 por ciento hasta aproximadamente 2.6 por ciento de aluminio; aproximadamente 0.4 por ciento hasta aproximadamente 1.4 por ciento de titanio; aproximadamente 0.003 por ciento hasta aproximadamente 0.03 por ciento de fósforo; aproximadamente 0.003 por ciento hasta aproximadamente 0.015 por ciento de boro; níquel e impurezas incidentales, en donde la suma del por ciento atómico de aluminio y por ciento de titanio es de aproximadamente 2 a aproximadamente 6 por ciento, la proporción en por ciento atómico de aluminio a por ciento atómico de titanio es cuando menos aproximadamente 1.5; y el por ciento atómico de aluminio más titanio dividido por el por ciento atómico de niobio es igual a aproximadamente 0.8 por ciento hasta aproximadamente 1.3 y en donde la aleación tiene una reducción en un valor de área de cuando menos aproximadamente 60 por ciento sobre todo el rango de temperaturas de 927°C -1121°C (17D0°F-2050°F) . RESUMEN DE LA INVENCIÓN Una aleación de base níquel, que incluye en por ciento en peso hasta aproximadamente 0.10 por ciento de carbono; aproximadamente 12 hasta aproximadamente 20 por ciento en peso de cromo; hasta aproximadamente 4 por ciento de molibdeno; hasta aproximadamente 6 por ciento de tungsteno, en donde la suma de molibdeno y tungsteno es cuando menos aproximadamente 2 por ciento y no más de aproximadamente 8 por ciento; aproximadamente 5 hasta aproximadamente 12 por ciento de cobalto; hasta aproximadamente 14 por ciento de hierro; aproximadamente 4 por ciento hasta aproximadamente 8 por ciento de niobio; aproximadamente 0.6 por ciento hasta aproximadamente 2.6 por ciento de aluminio; aproximadamente 0.4 por ciento hasta aproximadamente 1.4 por ciento de titanio; aproximadamente 0.003 por ciento hasta aproximadamente 0.03 por ciento de fósforo; aproximadamente 0.003 por ciento hasta aproximadamente 0.015 por ciento de boro; níquel e impurezas incidentales. La suma del por ciento atómico de aluminio y por ciento atómico de titanio es de aproximadamente 2 a aproximadamente 6 por ciento, la proporción de por ciento atómico de aluminio a por ciento atómico de titanio es cuando menos aproximadamente 1.5 y el por ciento atómico de aluminio más titanio dividido por el por ciento atómico de niobio es igual a aproximadamente 0.8 por ciento hasta aproximadamente 1.3. La aleación dé base níquel puede proporcionarse en la forma de un artículo de manufactura tal como por ejemplo un disco, un aspa, un sujetador, un recinto o una flecha. Un método para producir una aleación de base níquel, también, se describe. Se enfatiza que este extracto se proporciona para cumplir con las reglas que requieren un extracto que permita a un investigador u otro lector, evaluar rápidamente la materia de la descripción técnica. Se presenta con el entendido que no se utilizará para interpretar o limitar el alcance o significado de las reivindicaciones .
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