NL8204493A - NICKEL BASE SUPER ALLOY. - Google Patents

NICKEL BASE SUPER ALLOY. Download PDF

Info

Publication number
NL8204493A
NL8204493A NL8204493A NL8204493A NL8204493A NL 8204493 A NL8204493 A NL 8204493A NL 8204493 A NL8204493 A NL 8204493A NL 8204493 A NL8204493 A NL 8204493A NL 8204493 A NL8204493 A NL 8204493A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
oxidation
alloys
nickel base
alloy
super alloy
Prior art date
Application number
NL8204493A
Other languages
Dutch (nl)
Other versions
NL189045C (en
Original Assignee
United Technologies 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 United Technologies Corp filed Critical United Technologies Corp
Publication of NL8204493A publication Critical patent/NL8204493A/en
Application granted granted Critical
Publication of NL189045C publication Critical patent/NL189045C/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C19/00Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C22C19/051Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
    • C22C19/057Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being less 10%

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)
  • Contacts (AREA)

Description

-1- i *-1- i *

Nikkelbasis-superlegering.Nickel base superalloy.

De uitvinding heeft betrekking op nikkelbasis-super-legeringan die zowel exceptionele bestendigheid tegen oxydatie hebben, alsook exceptionele raechanische eigen-schappen bij hoge temperatuur.The present invention relates to nickel base superalloys which have both exceptional oxidation resistance and exceptional high temperature mechanical properties.

5 Eerdere onderzoekers hebben gewerkt met legeringen, gebaseerd op het Ni-Al-Mo systeem. Dit werk wordt behan-deld in de Amerikaanse octrooischriften 2.542.962 en 3.933.483.5 Previous researchers have worked with alloys based on the Ni-Al-Mo system. This work is covered in U.S. Pat. Nos. 2,542,962 and 3,933,483.

Het Amerikaanse octrooischrift 3.904.403 stelt de 10 toevoeging voor van 0,1-3 atoom % (totaal) van §£n of meer elementen uit de groep, welke omvat Cr, Ta, en W, aan de Ni-Ai-Mo type legeringen.U.S. Patent 3,904,403 proposes the addition of 0.1-3 atomic% (total) of one or more elements from the group, which includes Cr, Ta, and W, to the Ni-Ai-Mo type alloys.

Volgens de onderhavige uitvinding wordt een klasse nikkelbasis superlegeringen verschaft met aanzienlijk ver-15 hoogde oxydatiebestendigheid door de toevoeging van ge-coordineerde hoeveelheden van Cr, Ta en Y. Een verbeterd oxydatiegedrag wordt verkregen zonder merkbare achteruit-gang in mechanische eigenschappen.According to the present invention, a class of nickel base superalloys with significantly increased oxidation resistance is provided by the addition of coordinated amounts of Cr, Ta and Y. Improved oxidation behavior is obtained without appreciable deterioration in mechanical properties.

Hat brede samenstellingsgebied is 5,8-7,8% Al, 20 8-12% Mo, 4-8% W, 2-4% Cr, 1-2% Ta, 0-0,3% Hf, 0,01-0,1% Y, balans ir^wezen nikkel. Een voorkeursgebied is 6,3-7,3% Al, 8,5-11,5% Mo, 5-7% W, 2,5-3,5% Cr, 1-2% Ta, 0,05-0,2% Hf, 0,01-0,07% Y.The wide composition range is 5.8-7.8% Al, 8-12% Mo, 4-8% W, 2-4% Cr, 1-2% Ta, 0-0.3% Hf, 0.01 -0.1% Y, balance essentially nickel. A preferred range is 6.3-7.3% Al, 8.5-11.5% Mo, 5-7% W, 2.5-3.5% Cr, 1-2% Ta, 0.05-0 .2% Hf, 0.01-0.07% Y.

Legeringen binnen deze gebieden kunnen worden gefa-25 briceerd tot bruikbare voorwerpen onder toepassing van poedermetallurgy-technieken of door vorm te gieten en ver-volgens een warmtebehandeling te geven.Alloys within these ranges can be fabricated into useful articles using powder metallurgy techniques or by molding and then heat treating.

Dienovereenkomstig is het een doel van de uitvinding om oxydatiebestendiop nikkelbasis-superlegeringen van hoge 30 sterkte te verschaffen.Accordingly, it is an object of the invention to provide high strength oxidation resistant nickel base superalloys.

Dit en andere doeleinden, kenmerken en voordelen van de uitvinding zullen thans nader worden toegelicht aan de hand van de volgende beschrijving van voorkeursuitvoeringen onder verwijzing naar de tekening.This and other objects, features and advantages of the invention will now be further elucidated with reference to the following description of preferred embodiments with reference to the drawing.

35 -...a Daarin toont fig.l het effect van het varieren van het yttriumgehalte op het oxydatiegedrag.Fig. 1 shows the effect of varying the yttrium content on the oxidation behavior.

De fig. 2A, 2B en 2C zijn aftastingselectronernnicro- 8204493 V k * ώ grafen, waarin de oxydemcrf ologie, verkregen met verschil-lende yttriumgehaltes.Figures 2A, 2B and 2C are scanning electron micrographs, in which the oxide temperature obtained with different yttrium contents.

Fig.3 illustreert het effect van het varieren van het chroomgehalte op het oxydatiegedrag bij 1093°C.Fig. 3 illustrates the effect of varying the chromium content on the oxidation behavior at 1093 ° C.

5 Fig.4 illustreert het effect van het varieren van het chroomgehalte op het oxydatiegedrag bij 1149°C.Fig. 4 illustrates the effect of varying the chromium content on the oxidation behavior at 1149 ° C.

Fig.5 illustreert het breukbelastingsgedrag van verschillende legeringen.Fig. 5 illustrates the fracture load behavior of different alloys.

De uitvinding heeft betrekking op een nikkelbasis 10 superlegering met een specifiek en nauw samenstellingsge-bied, dat een exceptionele combinatie verschaft van oxydatiebestendigheid en mechanische eigenschappen bij hoge temperatuur.The invention relates to a nickel base superalloy with a specific and narrow composition range, which provides an exceptional combination of oxidation resistance and high temperature mechanical properties.

De brede en geprefereerde samenstellingsgebieden 15 zijn gegeven in de tabellen A en B. Deze tabellen zijn gegeven in gewichtspercentage evenals alle andere percen-tagewaarden in de onderhavige beschrijving, tenzij anders aangegeven. Tabel A geeft tevens de equivalentwaarden in atoom %-ten. De bijzondere combinatie van de Ni-Al-Mo 20 constituenten is in bepaalde opzichten overeenkomstig aan die, beschreven in de Amerikaanse octrooischriften 2.542.962, 3.655.462, 3.904.403 en 3.933.483. Het is bekend, dat Ni-Al-Mo legeringen exceptionele mechanische eigenschappen bezitten, tot nog toe was evenwel hun oppervlaktesta-25 biliteit en oxydatiebestendigheid onvoorspelbaar en margi^-naal voor langdurige toepassingen.The broad and preferred composition areas 15 are given in Tables A and B. These tables are given in weight percent as well as all other percentage values in the present specification unless otherwise indicated. Table A also gives the equivalent values in atomic% -ten. The particular combination of the Ni-Al-Mo 20 constituents is similar in some respects to that described in U.S. Pat. Nos. 2,542,962, 3,655,462, 3,904,403, and 3,933,483. Ni-Al-Mo alloys are known to have exceptional mechanical properties, however, their surface stability and oxidation resistance have hitherto been unpredictable and marginal for long-term applications.

Het wezen van de onderhavige uitvinding is de toe-voeging van zorgvuldig gecoordineerde hoeveelheden Cr, Ta, Y en desgewenst Hf aan deze Ni-Al-Mo legeringen,teneinde 30 de oxydatiebestendigheid drastisch te verbeteren, terwijl tegelijk de mechanische eigenschappen worden bewaard of verbeterd.The essence of the present invention is the addition of carefully coordinated amounts of Cr, Ta, Y and optionally Hf to these Ni-Al-Mo alloys to dramatically improve oxidation resistance while preserving or improving mechanical properties.

Het doel van de Cr toevoeging met het oog op de oxydatiebestendigheid is het bevorderen van de vorming van 35 a^2°3 oxy^e“ in plaats van een oxyde, gebaseerd op NiO.The purpose of the Cr addition in view of the oxidation resistance is to promote the formation of 35 a ^ 2 ° 3 oxy ^ e “instead of an oxide based on NiO.

Voor dit doel blijkt tenminste ongeveer 2% Cr nodig te zijn. Het verhogen van het Cr niveau boven ongeveer 4% blijkt geen merkbare verbeteringen te geven boven die, verkregen met ongeveer 3% Cr.At least about 2% Cr appears to be required for this purpose. Increasing the Cr level above about 4% does not appear to provide any noticeable improvements over those obtained with about 3% Cr.

40 8204493 * * -3-40 8204493 * * -3-

Tabel ATable A

BREDE SAMENSTELLINGWIDE COMPOSITION

5 Eaag Hoog (gew.%) (at %) (gew.%) (at %) NX (Bal (78/20) (78,65) (66,1) (66,15)5 Eaag High (wt%) (at%) (wt%) (at%) NX (Bal (78/20) (78.65) (66.1) (66.15)

Al 5,8 12,8 7,8 17,3 10 Mo 8,0 4,7 12,0 7,8 W 4,0 1,2 8,0 2,4Al 5.8 12.8 7.8 17.3 10 Mo 8.0 4.7 12.0 7.8 W 4.0 1.2 8.0 2.4

Cr 2,0 2,3 4,0 4,8Cr 2.0 2.3 4.0 4.8

Ta 1,0 0,35 2,0 1,2 Y 0,01 0,01 0,1 0,05 15 Hf 0,0 0,0 0,0 0,3Ta 1.0 0.35 2.0 1.2 Y 0.01 0.01 0.1 0.05 15 Hf 0.0 0.0 0.0 0.3

Tabel BTable B

VOORKEURSSAMENSTELLING (gew.%) 20PREFERRED COMPOSITION (wt%) 20

Laag HoogLow High

Ni Bal. Bal.Ni Bal. Ball.

Al 6,3 7,3Al 6.3 7.3

Mo 8,3 11,5 25 W 5,0 7,0Mo 8.3 11.5 25 W 5.0 7.0

Cr 2,5 3,5Cr 2.5 3.5

Ta 1,0 2,0Ta 1.0 2.0

Hf 0,0 0,2' Y 0,01 0,7 30Hf 0.0 0.2 'Y 0.01 0.7 30

Aangezien Cr tegelijk de mechanische eigenschappen omlaag brengt, zijn toevoegingen van Cr in overmaat van on-geveer 4% ongewenst. Er wordt Ta toegevoegd voor het stabi-liseren van ean microstructuur, en Ta in gehaltes, zoals aan-35 gegeven, komt de afbrexik aan mechanische eigenschappen, het-geen resulteert van de Cr toevoegingen, te boven. Zodoende zijn de Cr en Ta gehaltes tot een zekere mate gerelateerd en optimale legeringskwaliteit kan worden verkregen door de Ta en Cr gehaltes zodanig te coordineren, dat voor hoge Cr 8204493 -4- gehaltes hoge Ta gehaltes worden gebruikt en voor lage Cr gehaltes lage Ta gehaltes.Since Cr simultaneously reduces the mechanical properties, additions of Cr in excess of about 4% are undesirable. Ta is added to stabilize a microstructure, and Ta at levels, as indicated, overcomes the deterioration of mechanical properties resulting from the Cr additions. Thus, the Cr and Ta contents are related to a certain degree, and optimal alloy quality can be obtained by coordinating the Ta and Cr contents to use high Ta contents for high Cr 8204493-4 contents and low Ta contents for low Cr contents. .

Tenminste §£n materiaal, gekozen uit de groep, be-staande uit Y en Hf, moet tevens worden toegevoegd. Derge-5 lijke elementen verbeteren de aanhechting van het opper-vlakoxyde aan superlegeringen, waardoor afbladdering wordt verminderd, en het gewichtsverlies als gevolg van oxydatie tot een minimum wordt teruggebracht. Het blijkt, dat 0,1 tot 0,3 (totaal) gew..% van deze elementen zorgt voor de 10 vereiste funktie met het voorkeursgebied gelegen in 0,02-% (totaal) , terwijl Y bij voorkeur aanwezig is in een hoeveelheid van tenminste 0,01-0,07%.At least one material selected from the group consisting of Y and Hf must also be added. Such elements improve the adhesion of the surface oxide to superalloys, reducing chipping, and minimizing weight loss due to oxidation. It appears that 0.1 to 0.3 (total) wt% of these elements provides the required function with the preferred range being 0.02% (total), while Y is preferably present in an amount of at least 0.01-0.07%.

De fig.l, 2 en 3 kunnen helpen om de in het voor-gaande uiteengezette effecten der elementen te illustreren. 15 De figuren geven de onderzochte legeringssamenstellingen en tonen de gewichtsverandering gedurende v.de oxydatie-testen. Het zal duidelijk zijn, dat, wanneer een legering wordt geox£deerd, deze aanvankelijk aan gewicht wint als gevolg van de vorming van een oxydelaag. Vervolgens zal, 20 indien deze oxydelaag afbladdert, een gewichtsverlies resulteren, en de oxydelaag zal zich opnieuw vormen. Oxyde-afbladdering en resulterend gewichtsverlies zijn ongewenst, aangezien dit resulteert in de verarming van de oxyde-vormende elementen in het ondergelegen substraat. Oxyde-25 afbladdering kan voortgaan tot het punt, waarbij de legering niet meer in staat is om de gewenste beschermende oxydelaag opnieuw te vormen tot dat punt, waar diegene, welke gevormd is een niet-beschermende oxydelaag is. Op dit punt aangekomen gaat de oxydatie in toenemende mate 30 snel en onbeheerst en uiteindelijk zal het specimen worden vernietigd. Aangezien de meeste legeringen hun oxydebesten-digheid ontlenen aan de vorming van een beschermende oxydelaag, is het gewenste gewichtsveranderingsgedrag een aan-vankelijke geringe toename in gewicht, hetgeen de vorming 35 van een beschermende oxydelaag aangeeft, gevolgd door in wezen geen gewichtsverandering (of een zeer geringe toename).Figures 1, 2 and 3 may help to illustrate the effects of the elements set forth above. The figures show the alloy compositions tested and show the weight change during the oxidation tests. It will be understood that when an alloy is oxidized it initially gains weight due to the formation of an oxide layer. Then, if this oxide layer peels off, a weight loss will result, and the oxide layer will reform. Oxide exfoliation and resulting weight loss are undesirable as this results in depletion of the oxide forming elements in the underlying substrate. Oxide-25 exfoliation can proceed to the point where the alloy is no longer able to reform the desired protective oxide layer to that point where the one formed is a non-protective oxide layer. At this point, the oxidation is increasingly fast and out of control and eventually the specimen will be destroyed. Since most alloys derive their oxide resistance from the formation of a protective oxide layer, the desired weight change behavior is an initial slight increase in weight, indicating the formation of a protective oxide layer followed by essentially no weight change (or a very slight increase).

Het kritische en onverwachte resultaat van de toe-voegingen van yttrium zijn getoond in fig.l. Deze figuur toont het gewichtsverlies, ondervonden door verschillende 40 legeringen met verschillende yttriumgehaltes na cyclisch 8204493 -5- . J <u*.~ > - -ϊ.».· *'- '-»?«* - ' — "*» ;_ ;·.?·The critical and unexpected result of the additions of yttrium are shown in Figure 1. This figure shows the weight loss experienced by different 40 alloys with different yttrium contents after cyclic 8204493-5. J <u *. ~> - -ϊ. ». · * '-' -»? «* - '-" * »; _; ·.? ·

Aa

testen bij 1204°C gedurende 50 SSn-ums cycli. Het is duide-lijk, dat voor de geteste basislegering (10% Mo, 6,7% AX, 6% W, 3% Cr, 1,5% Ta, 1% Hf, bal Ni) toevoegingen van onge-veer 0,01 tot ongeveer 0,06% Y een opmerkelijke verbete-5 ring in oxydatiegedrag geven. Hoewel het eerder is waarge-nomen, dat Y de, oxydatiewerking van bekledingen (Amerikaan-se octrooischriften 3.676.085 en 3.754.903) en legeringen (Amerikaanse octrooischrift 3.754.903) kan verbeteren, werd nog nooit eerder aangetoond, dat Y gehaltes in over-10 maat van ongeveer 0,1% ’sch’adeXijk waren.test at 1204 ° C for 50 SSn-ums cycles. It is clear that for the base alloy tested (10% Mo, 6.7% AX, 6% W, 3% Cr, 1.5% Ta, 1% Hf, ball Ni), additions of about 0, 01 to about 0.06% Y give a remarkable improvement in oxidation behavior. While it has previously been observed that Y can improve the oxidation performance of coatings (U.S. Pat. Nos. 3,676,085 and 3,754,903) and alloys (U.S. Pat. about 10% of the damage were about 0.1%.

De resultaten, getoond in fig.l, kunnen worden ver-klaard onder verwijzing naar de figuren 2A, 2B en 2C, welke SEM foto’s (3000 x) zijn van het geoxydeerde opper-vlak van drie monsters. De nominaie monstersamensteXXing 15 is die, getoond in fig.2. Fig.2A is van een monster, dat 0,1% Hf bevat en minder dan 0,002% Y. Fig.2B is van een monster, dat 0,1% Hf en 0,029% Y bevat. Fig.2C is van een monster/ dat 0,1% Hf en 0,073% Y bevat.The results, shown in Figure 1, can be explained with reference to Figures 2A, 2B and 2C, which are SEM photographs (3000x) of the oxidized surface of three samples. The nominal sample composition 15 is that shown in Figure 2. Figure 2A is from a sample containing 0.1% Hf and less than 0.002% Y. Figure 2B is from a sample containing 0.1% Hf and 0.029% Y. Figure 2C is of a sample / containing 0.1% Hf and 0.073% Y.

De fig.2A en 2C tonen beide een ruwe onregeimatige 20 oxydemorfoXogie en geven bewijs van oxjde afbXaddering, terwijX fig.2B bewijs geeft van een aanhechtende oxyde-morfologie. Zodoende tonen de fig.l, 2A, 2B en 2C duide-lijk aan, dat een beperkte kritische hoeveeiheid Y een aanzienXijke verbetering geeft in het oxydatiegedrag.Figures 2A and 2C both show a rough, irregular oxide morphology and provide evidence of oxide addition, while Figure 2B provides evidence of an adhering oxide morphology. Thus, FIGS. 1, 2A, 2B and 2C clearly demonstrate that a limited critical amount Y gives a significant improvement in the oxidation behavior.

25 De fig.3 en 4 iliustreren, dat een kritisch chroom- gehalte nodig is voor optimaie oxydatiebestendigheid.Figures 3 and 4 illustrate that a critical chromium content is required for optimum oxidation resistance.

Fig.3 toont het effect van varierend chroomgehaite op het oxydatiegedrag van een basislegering, weike 10% Mo, 7,4% AX, 6% W, 1,5% Ta, 0,1% Y,bal Ni.bevat. Er vaXt te zien, 30 dat onder de testcondities (500 Sen-uur-.cycXi van oven- oxydatie bij 1093°C) de gewenste minimaie gewichtsverande-ring wordt verkregen met Cr niveau*s van ongeveer 3%.Figure 3 shows the effect of varying chromium content on the oxidation behavior of a base alloy, containing only 10% Mo, 7.4% AX, 6% W, 1.5% Ta, 0.1% Y, ball Ni. It can be seen that under the test conditions (500 Sen. hours cyclic of oven oxidation at 1093 ° C) the desired minimum weight change is obtained with Cr levels of about 3%.

Fig.4 toont dit zeifde onder gebruikmaking van cyciische oxidatiegegevens, voortgebracht bij 1149°C. De 35 figuur laat een verandering in gewicht zien ais funktie van de onderzoekstijd. Vier krommen zijn uitgezet voor een basis-legering, die 10% Mo, 6,6% AX, 1,5% Ta, 0,1% Y, baX Ni (met varierende Cr gehaXtes) bevat, Het effect van het ver-hogen van de Cr is, dat de krommen bovenwaarts worden gero-40 teerd naar de horizontaai (of nuigewichtsverandering).Fig. 4 shows this screen using cyclic oxidation data generated at 1149 ° C. The figure shows a change in weight as a function of the examination time. Four curves are plotted for a base alloy, which contains 10% Mo, 6.6% AX, 1.5% Ta, 0.1% Y, baX Ni (with varying Cr contents), The effect of increasing of the Cr is that the curves are rotated upward to the horizontal (or weight change).

8204493 ft -6-8204493 ft -6-

De figuren 3 en 4 illustreren, dat een gehalte aan chroom van ongeveer 3% nodig is om een goed ox^datiegedrag te geven in deze klasse van legeringen.Figures 3 and 4 illustrate that a chromium content of about 3% is required to give good oxidation behavior in this class of alloys.

De mechanische eigenschappen van de Al-Mo legeringen 5 zijn bij eerdere onderzoeken in de meeste opzichten superieur gebleken aan die van gebruikelijke superlegeringen. De on-derhavige uitvinding, in wezen gebalanceerde toevoegingen van Cr, Ta, Y en/of Hf, bereikt een aanzienlijk verbeterde oxydatiegedrag in combinatie met mechanische eigenschappen, 10 die tenminste equivalent en in sommige gevallen zelfs superieur zijn aan de eigenschappen van de basislijn Al-Mo-Ni-legeringen. Dit'vormt een opmerkelijke tegenstelling met kenmerkende legeringen, waarin de verbeteringen van §en eigen-schap zonder uitzondering vergezeld gaat van een afname 15 in andere eigenschappen.The mechanical properties of the Al-Mo alloys 5 have proven superior in most respects to that of conventional superalloys in previous studies. The present invention, essentially balanced additions of Cr, Ta, Y and / or Hf, achieves a considerably improved oxidation behavior in combination with mechanical properties, which are at least equivalent and in some cases even superior to the properties of the baseline Al -Mo-Ni alloys. This is a marked contrast to typical alloys, in which the improvements in property are, without exception, accompanied by a decrease in other properties.

Fig.5 geeft een grafiek van de breukbelasting voor verschillende legeringen, waaronder de eerder beschreven bekende superlegering MAR-M200 en een legering, die valt binnen het kader van de uitvinding. De gegevens in fig.5 20 zijn voor breukbelastingseigenschappen van de verschillende samenstellingen getest in monokristalvorm in de <111> orientatie. Zoals te zien is in de figuur, heeft de gemodificeerde Ni-Al-Mo samenstelling een verbeterde breuk-belastingslevensduur in vergelijking met de andere onder-25 zochte legeringen. Het blijkt, dat de gemodificeerde legering een temperatuurverbetering van ongeveer 105°C heeft in vergelijking met de bekende superlegeringen. Dit betekent, dat onder equivalente belastingscondities de legering vol-gens de uitvinding kan werken bij een 105°C hogere tempera-30 tuur en toch nog dezelfde levensduur bereiken. Deze hoge temperatuur zou het gevolg kunnen zijn van de hogere motor-werktemperatuur of een gereduceerde luchtkoelstroom, indien de motortemperatuur niet zou veranderen. Elk van deze alter-natieve geeft een verhoging van kosten. Een andere mogelijk-35 heid is het handhaven van de werkcondities inclusief.,:- temperatuur op hetzelfde niveau en het verkrijgen van een aanzienlijk verhoogde levensduur voor het onderdeel. Tenslotte zou men dezelfde temperatuur kunnen handhaven, maar door het verhogen van de werkbelasting een verhoogde prestatie 40 verkrijgen voor hetzelfde brandstofverbruik en onderdeel- 8204493 ► ·'' *< i -7- levensduur.Figure 5 graphs the breaking load for various alloys, including the previously described known superalloy MAR-M200 and an alloy which is within the scope of the invention. The data in Fig. 5 have been tested for fracture load properties of the various compositions in monocrystal form in the <111> orientation. As can be seen in the figure, the modified Ni-Al-Mo composition has an improved fracture load life compared to the other alloys investigated. It appears that the modified alloy has a temperature improvement of about 105 ° C compared to the known superalloys. This means that, under equivalent load conditions, the alloy of the invention can operate at a 105 ° C higher temperature and still achieve the same life. This high temperature could result from the higher engine operating temperature or reduced air cooling flow if the engine temperature were not to change. Each of these alternatives gives an increase in costs. Another possibility is to maintain the operating conditions including temperature at the same level and to obtain a significantly increased service life for the part. Finally, one could maintain the same temperature, but by increasing the workload, obtain an increased performance 40 for the same fuel consumption and part life.

De in het voorafgaande beschreven samenstellingen kunnen worden gebruikt in gegoten SSnkristalvorm of alter-natief worden vervaardigd tot onderdelen onder gebruikma-5 king van metallurgische poedertechnieken, gevolgd door ge-richte rekristallisatie voor het verkrijgen van een gerichte kristalstructuur, welke in het grensgeval een e^nkristal zijn kan.The compositions described above can be used in cast SS crystal form or alternatively be fabricated into parts using metallurgical powder techniques, followed by directional recrystallization to obtain a directional crystal structure, which in the limiting case provides an eq. can be crystal.

In het geval, dat de gegoten SSnkristalweg wordt 10 gevolgd, is het nodig, dat het gegoten onderdeel wordt ge-homogeniseerd en warm behandeld zoals uiteengezet in de Amerikaanse octrooiaanvrage 177.047. Indien het onderdeel moet worden vervaardigd via de metallurgische poedermethode, kan de sauaenatelling worden gevormd tot poeder door ver-15 schillende technieken, hoewel een techniek resulterende in een snelle verstijvingsgraacL· ' gewenst is vanwege de daar-uit resulterende verhoogde homogeniteit. Een dergelijk pro-ces wordt beschreven in de Amerikaanse octrooischriften 4.025.249, 4.053.264 en 4.078.873. Het resulterende poeder 20 wordt dan verstevigd en gericht gerekristalliseerd voor het voortbrengen van een gewenste structuur. Gerichte rekristal-lisatie wordt beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 3.975.219, en de specifieke methodes voor het bereiken van verschillende kristallografische orienteringen in de eind-25 structuur worden beschreven in de samenhangende Amerikaanse octrooiaanvrage 325.248 van dezelfde indieningsdatum.In the event that the cast crystal path is followed, it is necessary that the cast part be homogenized and heat treated as set forth in U.S. Patent Application 177,047. If the part is to be manufactured by the metallurgical powder method, the sauce count can be powdered by various techniques, although a technique resulting in a rapid stiffening graft is desired because of the resulting increased homogeneity. Such a process is described in U.S. Pat. Nos. 4,025,249, 4,053,264, and 4,078,873. The resulting powder 20 is then solidified and crystallized in a targeted manner to produce a desired structure. Targeted recrystallization is described in U.S. Pat. No. 3,975,219, and the specific methods for achieving different crystallographic orientations in the final structure are described in copending U.S. Patent Application 325,248 of the same filing date.

De resulterende produkten vinden in het bijzonder toepassing in gasturbinemotoren. Indien de gietmethode wordt gevolgd, kan een gietstuk direkt op de gewenste grote 30 worden gemaakt. Indien evenwel de metallurgische poedermethode wordt gevolgd, kan met voordeel de schoepvervaar-digingstechniek, beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 3,872.563 worden gevolgd, teneinde uit te komen tot een schoep met een maximale koelcapaciteit. Hoewel de 35 hier beschreven samenstellingen uitzonderlijk oxjdatiebe-stendig zijn, zullen zij ongetwijfeld worden gebruikt in beklede vorm, en dergelijke bekledingen kunnen de alumi-nidebekledingen of de MCrAlY type bekledingen omvatten.The resulting products find particular application in gas turbine engines. If the casting method is followed, a casting can be made directly to the desired size. If, however, the metallurgical powder method is followed, the vane manufacturing technique described in U.S. Pat. No. 3,872,563 can advantageously be followed to arrive at a vane with maximum cooling capacity. While the compositions described herein are exceptionally oxidation resistant, they will undoubtedly be used in coated form, and such coatings may include the aluminum coatings or the MCrAlY type coatings.

Hoewel de uitvinding in het bovenstaande is beschre-40 ven en toegelicht aan de hand van een voorkeursuitvoering, 8204493 -8- zal het de vakman duidelijk zijn, dat tal van veranderin-gen in vorm en detail mogelijk zijn zonder daardoor te treden buiten het kader van de uitvinding.Although the invention has been described above and illustrated with reference to a preferred embodiment, 8204493-8 it will be apparent to those skilled in the art that numerous changes in shape and detail are possible without departing from the scope of the invention.

5 -conclusies- 82044935 conclusions 8204493

Claims (2)

1. Nikkelbasis superleger'ing met hoge sterkte en oxydatie-bestendigheid, met h e t kenmerk, dat deze 5 in wezen bestaat uit: 5,8 - 7,8% Al 8 -12 % Mo 4 - 8 % W 2 - 4 % Cr 10 1Nickel base superalloy with high strength and oxidation resistance, characterized in that it consists essentially of: 5.8 - 7.8% Al 8 -12% Mo 4 - 8% W 2 - 4% Cr 10 1 - 2 % Ta 0 - 0,3% Hf 0,01- 0,1% Y balans Ni. 15 2. Oxydatiebestendig nikkelbasis superlegering volgens·. con- clusie 1, met het kenmerk, dat deze in wezen bestaat uit: 6,3 - 7,3 % Al 8.5 -11,5 % Mo 20 5 - 7 % W 2.5 - 3,5 % Cr 1-2 % Ta 0 - 0,2 % Hf 0,01- 0,07% Y 25 balans Ni. 8204493- 2% Ta 0 - 0.3% Hf 0.01 - 0.1% Y balance Ni. 15 2. Oxidation resistant nickel base super alloy according to ·. claim 1, characterized in that it essentially consists of: 6.3 - 7.3% Al 8.5 -11.5% Mo 20 5 - 7% W 2.5 - 3.5% Cr 1-2% Ta 0 - 0.2% Hf 0.01 - 0.07% Y 25 balance Ni. 8204493
NLAANVRAGE8204493,A 1981-11-27 1982-11-19 NICKEL-BASED SUPER ALLOY. NL189045C (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US32524781A 1981-11-27 1981-11-27
US32524781 1981-11-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NL8204493A true NL8204493A (en) 1983-06-16
NL189045C NL189045C (en) 1992-12-16

Family

ID=23267062

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NLAANVRAGE8204493,A NL189045C (en) 1981-11-27 1982-11-19 NICKEL-BASED SUPER ALLOY.

Country Status (16)

Country Link
JP (1) JPS5896846A (en)
AU (1) AU551230B2 (en)
BE (1) BE895058A (en)
BR (1) BR8206835A (en)
CA (1) CA1198612A (en)
CH (1) CH657378A5 (en)
DE (1) DE3242608C2 (en)
ES (1) ES8401145A1 (en)
FR (1) FR2517329B1 (en)
GB (1) GB2110240B (en)
IL (1) IL67347A (en)
IT (1) IT1154577B (en)
NL (1) NL189045C (en)
NO (1) NO155449C (en)
SE (1) SE450392B (en)
ZA (1) ZA828522B (en)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5154884A (en) * 1981-10-02 1992-10-13 General Electric Company Single crystal nickel-base superalloy article and method for making
US5399313A (en) * 1981-10-02 1995-03-21 General Electric Company Nickel-based superalloys for producing single crystal articles having improved tolerance to low angle grain boundaries
JPS6274397A (en) * 1985-09-30 1987-04-06 アイシン精機株式会社 Apparatus for mounting seat cover for car
US6074602A (en) * 1985-10-15 2000-06-13 General Electric Company Property-balanced nickel-base superalloys for producing single crystal articles
US5100484A (en) * 1985-10-15 1992-03-31 General Electric Company Heat treatment for nickel-base superalloys
JPH04341533A (en) * 1991-05-17 1992-11-27 Kobe Steel Ltd Super heat resisting skid button
US5167732A (en) * 1991-10-03 1992-12-01 Textron, Inc. Nickel aluminide base single crystal alloys
EP0804625B1 (en) * 1994-05-10 1998-12-23 United Technologies Corporation Method for improving oxidation and spalling resistance of diffusion aluminide coatings
JP6646885B2 (en) * 2017-11-29 2020-02-14 日立金属株式会社 Manufacturing method of hot forging dies and forged products
US11326231B2 (en) 2017-11-29 2022-05-10 Hitachi Metals, Ltd. Ni-based alloy for hot-working die, and hot-forging die using same
WO2020059846A1 (en) * 2018-09-21 2020-03-26 日立金属株式会社 Ni-based alloy for hot die, and hot forging die obtained using same

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2542962A (en) * 1948-07-19 1951-02-20 His Majesty The King In The Ri Nickel aluminum base alloys
US3690961A (en) * 1970-01-23 1972-09-12 Cabot Corp Method for producing composite article
CA967403A (en) * 1971-02-23 1975-05-13 International Nickel Company Of Canada Nickel alloy with good stress rupture strength
US3655462A (en) * 1971-03-22 1972-04-11 United Aircraft Corp Cast nickel-base alloy
US3933483A (en) * 1972-07-14 1976-01-20 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Silicon-containing nickel-aluminum-molybdenum heat resisting alloy
JPS5124452B2 (en) * 1972-12-14 1976-07-24
JPS54157723A (en) * 1978-03-03 1979-12-12 Johnson Matthey Co Ltd Alloy containing platinum group metal
US4292076A (en) * 1979-04-27 1981-09-29 General Electric Company Transverse ductile fiber reinforced eutectic nickel-base superalloys

Also Published As

Publication number Publication date
FR2517329B1 (en) 1985-09-13
JPH0211660B2 (en) 1990-03-15
DE3242608A1 (en) 1983-06-01
CH657378A5 (en) 1986-08-29
IT1154577B (en) 1987-01-21
NL189045C (en) 1992-12-16
NO155449C (en) 1987-04-01
FR2517329A1 (en) 1983-06-03
SE450392B (en) 1987-06-22
AU9077282A (en) 1983-06-02
NO155449B (en) 1986-12-22
GB2110240A (en) 1983-06-15
IT8224403A0 (en) 1982-11-24
ZA828522B (en) 1983-09-28
AU551230B2 (en) 1986-04-24
BE895058A (en) 1983-03-16
NO823950L (en) 1983-05-30
GB2110240B (en) 1986-03-19
CA1198612A (en) 1985-12-31
IL67347A (en) 1986-02-28
IT8224403A1 (en) 1984-05-24
ES517722A0 (en) 1983-12-16
SE8206695D0 (en) 1982-11-24
JPS5896846A (en) 1983-06-09
DE3242608C2 (en) 1987-02-19
ES8401145A1 (en) 1983-12-16
BR8206835A (en) 1983-10-04
SE8206695L (en) 1983-05-28
IL67347A0 (en) 1983-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101010965B1 (en) Titanium aluminide based alloy
US4222794A (en) Single crystal nickel superalloy
US6280857B1 (en) High temperature protective coating
JP5773596B2 (en) Nickel-base superalloys and articles
CA1206398A (en) Superalloy single crystal articles
US3677747A (en) High temperature castable alloys and castings
US5516381A (en) Rotating blade or stationary vane of a gas turbine
US5196162A (en) Ti-Al type lightweight heat-resistant materials containing Nb, Cr and Si
NL8204493A (en) NICKEL BASE SUPER ALLOY.
JPS62267440A (en) Monocrystal alloy product and its production
EP2420584B1 (en) Nickel-based single crystal superalloy and turbine blade incorporating this superalloy
Liu et al. Microstructural evolution of a single crystal nickel-base superalloy during thermal exposure
Svensson High entropy alloys: breakthrough materials for aero engine applications?
Kim et al. Physical metallurgy of titanium aluminides
Christofidou et al. The oxidation behaviour of alloys based on the Ni–Co–Al–Ti–Cr system
US20040042927A1 (en) Reduced-tantalum superalloy composition of matter and article made therefrom, and method for selecting a reduced-tantalum superalloy
US4597809A (en) High strength hot corrosion resistant single crystals containing tantalum carbide
JPH01255632A (en) Ti-al intermetallic compound-type alloy having toughness at ordinary temperature
JPH0593235A (en) Gallium-microalloyed nial intermetallic compound having improved ductility
JPH02115332A (en) Astroloy type nickel-base superalloy having a fatigue- failure resistance and a product made from it
US4226644A (en) High gamma prime superalloys by powder metallurgy
JPH02115330A (en) Method for manufacturing an in-100 type nickel-base superalloy having a fatigue-failure resistance and its product
US3677331A (en) Casting process for nickel base alloys
US20070044869A1 (en) Nickel-base superalloy
US5815792A (en) Nickel-based superalloys with high temperature stability

Legal Events

Date Code Title Description
A85 Still pending on 85-01-01
BA A request for search or an international-type search has been filed
BB A search report has been drawn up
BC A request for examination has been filed
BT A notification was added to the application dossier and made available to the public
V4 Discontinued because of reaching the maximum lifetime of a patent

Effective date: 20021119