NO136104B - - Google Patents

Download PDF

Info

Publication number
NO136104B
NO136104B NO743817A NO743817A NO136104B NO 136104 B NO136104 B NO 136104B NO 743817 A NO743817 A NO 743817A NO 743817 A NO743817 A NO 743817A NO 136104 B NO136104 B NO 136104B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
alloys
chromium
nickel
molybdenum
alloy
Prior art date
Application number
NO743817A
Other languages
English (en)
Other versions
NO136104C (no
NO743817L (no
Inventor
J F Baldwin
D H Maxwell
Original Assignee
French Baldwin J
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 French Baldwin J filed Critical French Baldwin J
Publication of NO743817L publication Critical patent/NO743817L/no
Publication of NO136104B publication Critical patent/NO136104B/no
Publication of NO136104C publication Critical patent/NO136104C/no

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
    • C22C19/052Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being at least 40%
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550°C
    • B23K35/3033Ni as the principal constituent
    • B23K35/304Ni as the principal constituent with Cr as the next major constituent

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører nikkellegeringer bestående hovedsakelig av nikkel, krom, molybden og karbon. Legeringen inneholder også fortrinnsvis bor. Legeringene ifølge oppfinnelsen har enestående og tidligere ikke forekommende egenskaper inkludert forhøyet varmholdfasthet, oksydasjonsbestandighet, korrosjonsbestandighet ved forhøyede temperaturer og en meget lav varmeutvidelseskoeffisient. Nikkellegeringene ifølge oppfinnelsen er spesielt nyttige for fremstilling av sveiseelektroden for hard-sveising både som støpt tråd og i pulverform; komponenter for bruk i glassindustrien og komponenter for bruk i varme områder i gassturbinmotorer, slik som turbinhjul, turbinhus, deksler, tetninger
og lignende.
I de senere år har det oppstått et behov for legeringer med lave varmeutvidelsesegenskaper og evne til å motstå høye temperaturer. Behovet for slike legeringer har for det meste oppstått i forbindelse med gassturbinteknologi. Med de voksende krav for forbedret motoreffektivitet har oppmerksomheten konsentrert seg ved stadig finere og mer raffinerte motorkonstruksjoner. Lave varmeutvidelsesegenskaper til legeringer av hvilke det fremstilles komponenter til gassturbinmotorer, er viktig dersom maksimal motoreffektivitet skal oppnås under alle driftsbetingelser. Når tilstøtende motorkomponenter oppvarmes og avkjøles, forandres kritiske klaringsdimensjoner. Evnen til i vesentlig grad å bibeholde kritiske klaringsdimensjoner gjennom alle driftsbetingelser for en motor,
vil i mange tilfeller béstemme om en spesiell motorkonstruksjon skal være vellykket eller svikte.
En typisk situasjon gjør seg gjeldende med hensyn ti.1 gassturbinhus. Gassturbinmotorhus kan betraktes som en tynnvegget sylinder som er åpen i begge ender. Inne i sylinderen roterer en skive med radielle skovler om en akse som sammenfaller med sylinderens lengdeakse. Klaringen mellom de roterende skovlers spisser og den indre overflate på sylinderen vil i stor grad bestemme motorens effektivitet. Hvis huset utvider seg mer énn skovlene under drift-Øker klaringen og motorens effektivitet avtar brått.
Gassturbinmotorkomponenter fremstilt fra legeringer med lave varmeutvidelseskoeffisienter er fordelaktig av andre grunner enn bibeholdelse av kritiske klaringer. Det er funnet at en lav varmeutvidelseskoeffisient er en vesentlig fysikalsk egenskap for forbedring av motstandsevnen mot termisk utmatting eller termisk sjokk i høytemperaturlegeringer.
Legeringer egnet for fremstilling av gjenstander slik som komponenter for gassturbinmotorer bør helst ha flere andre egenskaper i tillegg til lave varmeutvidelseskoeffisienter. Slike legeringer må samtidig ha flere høytemperaturegenskaper inkludert motstandsevne overfor oksydasjon, sulfidering og andre former for miljøforringelse.
- Det har vært foretatt en omfattende forskning for å utvikle legeringer som utviser bestandighet overfor oksydasjon og sulfidering. Det er velkjent at motstandsevne overfor miljøforringelse eller -nedbrytning i legeringssammensetninger bestemmes av virkningen av de forskjellige
legeringsbestanddeler på hverandre. Krom er langt det mest inn-flytelsesrike element når det gjelder å utgjøre motstand overfor en nedbrytning ved innvirkning fra omgivelsene. På den annen side har store mengder krom en uheldig innvirkning på s.ige-bruddstyrken ved høytemperatur. Por anvendelser slik som gassturbinkomponenter er høytemperaturbruddstyrke også viktig.
Legeringer som i dag benyttes kommersielt for høytempera-turanvendelser har en eller i noen tilfeller to, av de tre nedenfor angitte egenskaper (lav varmeutvidelseskoeffisient, høytemperatur-korrosjonsbestandighet og god sige-bruddstyrke ved forhøyed temperatur) og som er ønsket i legeringer egnet for fremstilling av gassturbinkomponenter. Det finnes f.eks. kommersielt tilgjengelige nikkelbaserte legeringer som har meget lave varmeutvidelsesegenskaper sammenlignet med typiske høytemperaturlegeringer. Det meget lave krominnhold i slike legeringer gjør dem imidlertid uakseptable for bruk i ubelagt tilstand ved temperaturer over ca. 760°C i sulfiderende omgivelser. Slike legeringer nedbrytes katastrofalt ved temperaturer b.ver 982°C under sulfiderende forhold.
Andre kommersielt tilgjengelige legeringer viser utmerket motstandsevne overfor ytre påvirkning av omgivelsene, men slike legeringer er typisk begrenset til lavbelastnings-anvendelser ved temperaturer over 871°C. Hva viktigere er, slike legeringer utviser i alminnelighet høye varmeutvidelsesegenskaper som er typisk for nikkelbaserte legeringer.
Det foreligger en rekke utskillingsforsterkede nikkelbaserte superlegeringer som på grunn av deres styrke til å motstå sigedeformasjon ved forhøyede temperaturer, anvendes som materialer for fremstilling av komponenter for bruk i høytemperaturområder i gassturbiner. Den konvensjonelle forsterkende mekanisme som er benyttet innebærer utskilling av en ordnet intermetallisk fase, generelt betegnet "gamma prime", med formelen Ni^(AlTi). Ettersom mengdene av aluminium og titan har blitt øket for å øke mengden av utskilt materiale og derved øke styrken, er det nødvendig å minke krominnholdet.
Krominnholdet må nedsettes for å bibeholde en total legeringssammensetning som har mikrostrukturen stabilitet og høy-temperaturstyrke. Ettersom krominnholdet nedsettes minker motstandsevnen mot oksydasjon og sulfidering.
Til tross for det åpenbare dilemma med å kunne velge enten en sterk legering eller en med god motstandsevne overfor nedbrytning ved påvirkning fra omgivelsene, har det blitt utviklet endel sammensetninger med relativt god balanse mellom disse egenskaper. Selv disse sammensetninger.er imidlertid bare egnet for bruk i gassturbinmotorer hvor det anvendes høyverdig flybrennstoff og operasjonsbetingelser hvorved varme-korrosjon og sulfidering gjøres til et minimum, med mindre et oksydasjons- og sulfiderings- - bestandig belegg påføres på komponentene som er laget av slike legeringer.
Til tross for den gode kombinasjon av styrke og korrosjonsbestandighet, er slike legeringer ikke velegnet for anvendelser hvor det er vesentlig at man har en lav varmeutvidelse. Slike legeringer har høye varmeutvidelsesegenskaper som er typiske for nikkel-superlegeringer.
Kobolt-superlegeringer er avhengig av fast oppløsning-forsterkning og en dispersjon av primære karbider for forhøyet varmholdfasthet. Av denne grunn vil kobolt-legeringer oppta en betydelig større prosentandel krom enn nikkel-legeringer. Generelt kan kobolt-superlegeringer kategoriseres som svakere, men mer korrosjonsbestandige enn nikkel-materialer. Utvidelsesegenskapene til kobolt-legeringer er i alminnelighet høyere enn for nikkel-legeringer, hvilket gjør koboltlegeringer enda mindre attraktive for anvendelser som krever lav varmeutvidelse.
Foreliggende oppfinnelse vedrører nikkel-legeringer som har en meget lav lineær varmeutvidelseskoeffisient og en sulfide-ringsbestandighet som er tilstrekkelig til at man kan bruke ubelagte komponenter fremstilt fra legeringene i korroderende omgivelser. I tillegg til dette har legeringene forhøyet varmholdfasthet som gjør at legeringene kan benyttes ved flere forskjellige høytemperaturanvendeIser.
Legeringene ifølge oppfinnelsen inneholder uvanlig
høye nivåer av krom og molybden. I langt de fleste tilfeller inneholder krom og molybdenholdige kommersielle nikkellegeringer konsentrasjoner av krom og molybden som er under den respektive oppløselighetsgrense for hvert element i nikkel..- I legeringene ifølge oppfinnelsen overskrider konsentrasjonen av krom og molybden langt de normale oppløselighetsgrenser i nikkel.
Overskudd av krom og molybden i legeringene hindres i
å danne skadelige sprøhetsgivende faser ved tilsetning av bor og karbon. Bor og karbon reagerer med krom og molybden og danner borider og karbider. Uvanlige og uventede styrkeforbedringer resulterer fra de borid- og karbid-dispersjoner som dermed oppnås.
Høye konsentrasjoner av krom i både den metalliske grunnmasse og den forsterkende dispersoid resulterer i uvanlig høy motstandsevne mot sulfidering og korrosjon ved forhøyede temperaturer. Tilstedeværelsen av alle fire hovedlegerende bestanddeler (krom,- molybden, bor og karbon) tjener til å senke legeringenes varmeutvidelsesegenskaper. Utvidelsesevnen til spesifikke legeringssammensetninger som omfattes av foreliggende oppfinnelse er lavere enn for noen kjent kommersiell nikkel-, kobolt-eller jern-legering.
Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en nikkel-legering med lav varmeutvidelseskoeffisient samt forhøyet tempera-turstyrke og bestandighet overfor høytemperaturkorrosjon. I tillegg til dette tilveiebringes en nikkellegering med stor hardhet og korrosjonsbestandighet ved høy temperatur, hvilket gjør den egnet for bruk for harde overflater ved høytemperaturanvendelser. Ifølge oppfinnelsen oppnås videre sterke nikkellegeringer med tilstrekkelig krominnhold til å motstå flussvirkningen av smeltede oksyder og er således egnet for fremstilling av komponenter som kan benyttes ved fremstilling av glassformer.
Foreliggende oppfinnelse angår generelt nikkellegeringer bestående i det vesentlige av nikkel, krom, molybden, karbon og bor. Disse legeringer har god styrke ved forhøyet temperatur, bestandighet mot oksydasjon og motstandsevne mot varmkorrosjon samt også en meget lav varmeutvidelseskoeffisient. Oppfinnelsen kan nyttiggjøres for komponenter for bruk i gassturbinmotorer og sveiseelektroder med hard overflate laget av slike legeringer.
Ifølge foreliggende oppfinnelse er det således til-veiebragt en nikkel-legering med forhøyet varmholdfasthet, motstandsevne overfor oksydasjon og varmekorrosjon og en lav varme-utvidelseskoef f isient , og denne legering er kjennetegnet ved at den omfatter følgende elementer i de angitte vekt-^-områder:
idet resten av legeringen utgjøres av nikkel og mindre mengder urenheter og tilfeldige elementer som ikke har skadelig innvirkning på legeringens grunnleggende egenskaper, og hvor.karbon og bor effektivt hindrer dannelsen av skadelige sprøhetsgivende faser ved dannelse av krom- og molybdenborider og -karbider.
Nedenstående tabell I angir et bredt område, et midlere område og to forskjellige og snevrere områder, i vekt-%, av elementer som benyttes i foreliggende legeringer. Det skal forstås at tabell I angår hvert element individuelt, og skal ikke utelukkende definere sammensatte produkter med brede og snevre områder. Ikke desto mindre representerer sammensatte produkter med de i tabellen snevre områder spesielt foretrukne utførelser.
Urenheter og tilfeldige elementer som kan være tilstede omfatter titan, mangan og silisium i mengder som normalt anvendes for oppnåelse av støpbarhet og smeltedesoksydasjon. Disse elementer vil typisk være tilstede i mengder under 1% og fortrinnsvis vil mangan og silisium være tilstede i mengder på høyst 0, 5% hver, mens titan vil være tilstede i mengder på høyst 0, 2%. Andre urenheter og tilfeldige elementer som kan være tilstede i legeringene ifølge oppfinnelsen er kobber i mengder på høyst 0, 5%, svovel og fosfor i mengder på høyst 0,20 % og jern og kobolt i mengder på høyst 2,0 %. Urenheter slik som nitrogen, hydrogen, tinn, bly, wismut, kalsium og magnesium bør holdes ved en så lav konsentrasjon som praktisk mulig.
På de medfølgende tegninger er:
Fig. 1 en grafisk fremstilling av varmeutvidelsesegen-skapene for kommersielle jern-, nikkel- og kobolt-legeringer. Fig. 2 er en grafisk fremstilling som illustrerer 100 timers sige-bruddlevetid for forskjellige kommersielle legeringer. Fig. 3 er en grafisk fremstilling av varmeutvidelses-egenskapene til kommersielle jern-, nikkel- og kobolt-superlegeringer og f.eks. legeringer ifølge oppfinnelsen.
Fig. 4 tilsvarer fig. 2, men representerer eksempelvise legeringer ifølge oppfinnelsen og ikke kommersielle legeringer.
Som nevnt tidligere kan kommersielt tilgjengelige høytemperaturlegeringer ha noen av de egenskaper som er ønsket i en legering egnet .for fremstilling av komponenter i gassturbinmotorer, men slike legeringer har ikke alle de ønskede egenskaper. Dette kan illustreres under henvisning til flere kommersielle legeringer hvis sammensetninger er angitt i tabell II. Som vist i fig. 1, viser kommersielle legeringer A og B i tabell II . bemerkelsesverdig lave varmeutvidelsesegenskaper sammenlignet med typiske høytemperaturlegeringer. I fig. 1 representerer det skraverte området som er betegnet 1, et område for midlere koeffi-sienter for lineær varmeutvidelse ved forskjellige temperaturer for 89 kommersielle jern-, nikkel- og kobolt-superlegeringer. Kurvene 2 og 3 viser verdier for midlere varmeekspansjonskoeffi-sienter plottet mot temperaturen for henholdsvis kommersielle legeringer. A og B.
Den lave varmeekspansjon til begge de kommersielle legeringer A og B skyldes tilstedeværelsen av uvanlige høye nivåer molybden, et tungtsmeltende element med lav utvidelsesevne. Det totale fravær av eller et meget lavt krominnhold i disse legeringer gjør dem uakseptable for bruk i ubelagt tilstand, ved temperaturer over ca. 760°C i sulfidiserende omgivelser.
Begge legeringer forringes katastrofalt ved temperaturer på 982°C under sulfidiserende betingelser.
I tillegg til utilstrekkelig korrosjonsbestandighet, er styrken til kommersiell legering A ved forhøyet temperatur så begrenset at den ikke kan benyttes i komponenter som er utsatt for høy belastning ved temperaturer over 871°C. Dette er illustrert i figur 2 som angir 100 timers sigebrudd-levetid uttrykt som temperatur mot belastning for en rekke kommersielle legeringer. Kurve 1 i figur 2 representerer kommersiell legering A. Som det videre fremgår fra figur 2 mangler også komersiell legering C (kurve 2) tilstrekkelig styrke ved forhøyet temperatur. Kommersielle legeringer D og E (kurver 3 og 4, respektivt, i figur 2) har bedre
varmholdfasthet men ikke så høy som ønsket ved temperaturer over ca. 871°C. Selv om styrken til kommersiell legering B er utmerket til ca. 120M°C, begrenses dens bruk betydelig på grunn av den totale mangel på korrosjonsbestandighet.
Kommersielle legeringer C, D og E har meget god bestandighet overfor påvirkning av omgivelsene. Disse legeringers varmeutvidelsesegenskaper er imidlertid høye, og typiske nikkel-legeringer faller innenfor det skraverte område 1 i figur 1. De høye varmeutvidelsesegenskaper til disse elementer er en hoved-ulempe med hensyn til deres bruk for- fremstilling av visse komponenter i gassturbinmotorer.
Som vist gjennom sammensetningene i tabell II, er bruken av krom og molybden som hovedlegerende bestanddeler i høytemperatur, nikkelbaserte legeringer relativt vanlig. Fordelene og virkningen av hvert element er kjent for fagmannen. I visse sammensetninger er det imidlertid observert at disse elementer, dersom de er tilstede i tilstrekkelig mengde, vil bevirke utskilling av sprø faser i form av nåler eller små plater. Den resulterende virkning på høy-temperaturstyrken og formbarheten kan være alvorlig.
I legeringene ifølge oppfinnelsen med høyt krom- og
høyt molybdeninnhold er mengden av krom som er tilgjengelig for dannelse av en sprø, nålaktig fase redusert ved tilsetning av karbon og bor. Krom danner stabile karbider og både krom og molybden danner stabile borider.
Bedømmelse av støpelegeringer ifølge oppfinnelsen viser
en merkbar økning i legeringshardhet sammenlignet med lignende
legeringer som ikke inneholder borider og karbider. Mikrostrukturen undersøkelse bekrefter at tungtsmeltelige karbider og borider dannes ved størkning av legeringen. I tillegg til dette viser mikrostrukturen undersøkelse at karbid- og boridbestanddelene forkastes av de størknende metalliske dendriter. Kontinuiteten i den metalliske fase i mikrostrukturen målestokk kan reguleres ved å variere legeringssammensetningen, men nettverket av de partikkel-formede karbider og borider forblir temmelig kontinuerlig.
Det er videre funnet at i tillegg til en forbedring i romtemperatur-hardhet, vil høytemperatur-sigebruddstyrken til foreliggende legeringer som bare inneholder 0,5-1,0% karbon nærme seg styrken til flere kommersielle kobolt-superlegeringer for støping. Den samtidige tilsetning av karbon og bor resulterer i sigebruddstyrke som kan sammenlignes med flere meget benyttede kommersielle kobolt-støpelegeringer. Den maksimale sigebruddstyrke som er observert i legeringer ifølge oppfinnelsen inneholdende både karbon og bor er 2940 kg/cm^ for brudd i løpet av 100 timer ved 8l6°C. Denne verdi er omkring 10% høyere enn den sterkeste kobolt-super-legering for støping, som er kjent.
En rekke legeringer ifølge oppfinnelsen ble studert under anvendelse av materiale som var smeltet og støpt i luft i standard prøvestenger og former for sveisestaver. Mengder på 13,5-22,5 kg ble laget for hver sammensetning som ble studert. Respons overfor varmebehandling ble bestemt ved å underkaste forsøks-materialene en 24 timers elding ved 871°C. Legeringer som viste en eldingsrespons ble underkastet .eldingsbehandlingen ved 871°C før testing eller ble underkastet en spenningsavlastnings-oppløs-ningsglødningsbehandling ved 1177°C før elding og testing. Sigebruddforsøk ble utført ved temperaturer mellom 760 .og 1093°C under belastninger som muliggjør sammenligning av egenskaper med de til kommersielle legeringer. Målingene av varme-utvidelsesegenskapene ble utført på slipte sylindriske prøvestykker med en lengde på 50 mm og diameter 5 mm under anvendelse av stan-dart dialatometriske metoder.
Varmkorrosjon og bestandighet overfor sulfidisering ble studert ved å underkaste sylindriske prøvestykker med en lengde på 25 mm og en diameter på 12,5 mm, en 300 timers partiell nedsenkning i smeltet 90% Na^O^ - 10% NaCl-saltblanding ved 871°C. Motstandsevnen ble bestemt ved måling av vekttap pr. overflateenhet og ved å bestemme hastigheten med hvilket fordypninger ble dannet i overflaten ved hjelp av metallografiske innretninger.
Analyse av legeringene er angitt i tabell III, uttrykt som vekt-$ av legerende bestanddeler. Resultatene fra varme-ekspans jon-forsøkene er angitt i tabell IV og grafisk representert i figur 3, sammenlignet med kommersielle legeringer. I figur 3 representerer det skraverte området 1 område for den midlere lineære varmeutvidelseskoeffisient over temperaturområde mellom ca. 204 og 871°C for 89 kommersielle høytemperaturlegeringer, mens det skraverte område 2 representerer det samme område for 11 forsøkslegeringer.
Som vist i figur 3 har legeringer ifølge oppfinnelsen tendens til å få vesentlig lavere varmeutvidelsesegenskaper enn konvensjonelle kommersielle superlegeringer.
Resultater fra sigebruddforsøk med forskjellige prøve-legeringer er angitt i tabellene V og VI og i figur 4. Dataene i tabell V for hver prøvelegering omfatter tid for brudd i timer under forskjellige betingelser med hensyn til temperatur og belastning, den tålte totale forlengelse tilslutt eller den lineære sigeforlengelse, reduksjonen i tykkelse for prøvestykket i brudd-området, og en beregnet ekvivalent spenning for frembringelse av brudd i løpet av 100 timer ved 8l6°C. Temperaturen 8l6°C ble valgt fordi den ville muliggjøre sammenligning med andre legeringer som kan anvendes ved anvendelser som krever lav utvidelse.
Tabell VI angir resultater fra sigebruddforsøk for prøvestykker med kjerv. Tiden til brudd i timer ved 871°C under en spenning på 1540 kg/cm er gitt for en rekke prøvelegeringer.
Figur 4 representerer en grafisk fremstilling over 100 timers sigebrudd-levetid plottet som temperatur mot spenning for en rekke prøvelegeringer. I figur 4 representerer kurvene 1, 2 og 3, respektivt,, prøvelegeringer 4, -6 og 14.
Prøvelegeringer 1 og 2 representerer tilsetninger av relativt store prosentandeler av karbon til ternære nikkel-krom-molybden-legeringer som ville vise mikrostrukturen instabilitet i fravær av den relativt store mengde karbon. Strukturelt består disse legeringer av primære metalliske dendriter og primære "silde-ben"-eutektiske krom-molybdenkarbider. Prøvelegeringer 1 og 2 viste Rockwell-hardhettall i C-skala, (Rc) på 33 og 42, respektivt. Prøvelegering 2 viste en svak mykning til Rc 38 ved elding. Brudd-styrken til begge disse legeringer er relativt lav, men nærmer seg den til støpte kobolt-superlegeringer.
Økning av krominnholdet i nikkel-legeringer
resulterer vanligvis i en senkning av styrken ved høy temperatur. Som vist ved dataene i tabell V med hensyn til prøvelegeringer 3,
H, 5 og 6, vil imidlertid økning av krominnholdet med samtidig tilsetning av en relativt stor prosentandel karbon og bor, resultere i en skarp økning i styrken. I tilfelle for prøvelegering 6 er den spenning som skal til for å bevirke brudd i løpet av 100 timer ved 8l6°C mer enn fordoblet sammenlignet med prøvelegeringer 1 og 2. Dette er naturligvis en uvanlig stor og uventet økning i styrke. Ved sammenligning av figurene 2 og 4 fremgår det at styrkenivået for prøvelegering 6 er omkring 10% over det til den kommersielle legering E. Legering E er en av de sterkeste kobolt-legeringer som er utviklet.
Prøvelegering 4 har ikke bare god styrke, den har en lavere midlere varmeutvidelseskoeffisient fra 27°C til 871°C enn noen annen kjent nikkel-legering. Den overraskende lave midlere varmeutvidelseskoeffisient til prøvelegering 4 fra 27°C
til 871°C er vist i tabell IV. En sammenligning av disse data med kurvene i figur 1 illustrerer den lave grad av varmeutvidelse for prøvelegering 4 sammenlignet med - forskjellige kommersielt tilgjengelige superlegeringer.
Prøvelegeringer 4 og 6, viser respektivt et vekttap på 50,4 og 48,1 mg/cm og hastigheter for dannelse av fordypninger i overflaten på 0,089 mm og 0,051 mm i løpet av 300 timer i sulfidiser-ingsforsøket. Dette representerer en utmerket motstandsevne mot de strenge forsøksbetingelser som benyttes og demonstrerer at disse legeringer kan kategoriseres som varmekorrosjons-bestandige.
Til tross for det faktum at prøvelegering 6 viste en betydelig styrkeøkning, kan prøvelegering 4 være det mest attraktive materiale for visse bruksanvendelser. Den meget lave utvidelsesevne kombinert med utmerket varmekorrosjon-bestandighet og moderat styrke gjør prøvelegering 4 meget gunstig for fremstilling av komponenter som krever en meget lav grad av varmeutvidelse ved forhøyede temperaturer. Visse modifikasjoner i sammensetningen for prøvelegeringer 4 og 6 resulterte i en viss styrkeforbedring i forhold til legering 6, i prøvelegering 14, men på bekostning av utvidelsesegenskaper.
Ved fremstilling av legeringer ifølge oppfinnelsen og gjenstander laget av disse legeringer, kreves ingen spesiell er-faring eller teknikk annet enn normal konvensjonell støpepraksis. Legeringene kan lett støpes i sand, mantler eller annet formeverktøy og smeltes og støpes i luft eller under vakuum. Selv om legeringene er utviklet for bruk i støpt tilstand, kan flere spesifikke sammensetninger som omfattes av oppfinnelsen anvendes i smidd tilstand hvis de produseres ved hjelp av pulvermetallurgi-teknikker.'
Legeringene ifølge oppfinnelsen kan generelt beskrives som en klasse nikkel-legeringer som har en dupleks struktur bestående av en nikkel-krom-molybden-grunnmasse og et halvkontinuer-lig nettverk av tungtsmeltelite karbider og borider. Legerings-sammensetningene har en kombinasjon av fysikalske og mekaniske egenskaper som generelt har vært betraktet som gjensidig utelukkende.

Claims (7)

1. Nikkel-legering med forhøyet varmholdfasthet, motstandsevne overfor oksydasjon og varmekorrosjon og en lav varmeutvidelseskoeffisient, karakterisert ved at den omfatter følgende elementer i de angitte vekt-%-områder: idet resten av legeringen utgjøres av nikkel og mindre mengder urenheter og tilfeldige elementer som ikke har skadelig innvirkning på legeringens, grunnleggende egenskaper, og hvor karbon og bor effektivt hindrer dannelsen av skadelige sprøhetsgivende faser ved dannelse av krom- og molybden-borider og -karbider.
2. Nikkellegering ifølge krav 1, karakterisert ved at karboninnholdet er 0,5 - 1,2 %.
3. Nikkellegering ifølge krav 1, karakterisert ved at.den inneholder 28-42 % krom og 12-20 % molybden.
4. Nikkellegering ifølge krav 3, karakter i-s''e r t ved at den inneholder 16-20 % molybden og 0,2-0,7 % bor.
5. Nikkellegering ifølge krav 1, karakterisert ved at den inneholder 38-42 % krom, 12-16 % molybden, 0,5-1,2 % karbon og 0,2-0,7 % bor.
6. Nikkellegering ifølge krav 1, karakterisert ved at den inneholder 33-37 % krom, 16-20 % molybden, .0,3-1,2 % karbon og 0,15-0,5 % bor.
7. Nikkellegering ifølge krav 1, karakterisert ved at den inneholder høyst 0,2 % titan.
NO743817A 1973-12-21 1974-10-23 Nikkellegering med forh¦yet varmholdfasthet. NO136104C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US427311A US3918964A (en) 1973-12-21 1973-12-21 Nickel-base alloys having a low coefficient of thermal expansion

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO743817L NO743817L (no) 1975-07-21
NO136104B true NO136104B (no) 1977-04-12
NO136104C NO136104C (no) 1977-07-20

Family

ID=23694319

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO743817A NO136104C (no) 1973-12-21 1974-10-23 Nikkellegering med forh¦yet varmholdfasthet.

Country Status (11)

Country Link
US (1) US3918964A (no)
BE (1) BE823694A (no)
CA (1) CA1044921A (no)
DE (1) DE2456857C3 (no)
FR (1) FR2255387B1 (no)
GB (1) GB1408372A (no)
IL (1) IL45853A (no)
IN (1) IN140316B (no)
IT (1) IT1027742B (no)
NO (1) NO136104C (no)
SE (1) SE410620B (no)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4025314A (en) * 1975-12-17 1977-05-24 The International Nickel Company, Inc. Nickel-chromium filler metal
US4207098A (en) * 1978-01-09 1980-06-10 The International Nickel Co., Inc. Nickel-base superalloys
DE2837196A1 (de) * 1978-08-25 1980-03-06 Eaton Corp Legierung
US4363659A (en) * 1979-06-04 1982-12-14 Cabot Corporation Nickel-base alloy resistant to wear
JPS5857501B2 (ja) * 1980-09-29 1983-12-20 三菱製鋼株式会社 電気メツキ用通電ロ−ル
ZA832119B (en) * 1982-04-05 1984-04-25 Teledyne Ind Corrosion resistant nickel base alloy
US5424029A (en) * 1982-04-05 1995-06-13 Teledyne Industries, Inc. Corrosion resistant nickel base alloy
FR2766210B1 (fr) * 1997-07-18 1999-08-20 Imphy Sa Alliage base nickel et electrode de soudage en alliage base nickel
WO2003057933A1 (fr) * 2002-01-08 2003-07-17 Mitsubishi Materials Corporation Alliage a base de nickel presentant une excellente resistance a la corrosion dans un milieu aqueux supercritique contenant de l'acide inorganique
JP4773773B2 (ja) * 2005-08-25 2011-09-14 東京電波株式会社 超臨界アンモニア反応機器用耐食部材
US10414003B2 (en) 2013-09-30 2019-09-17 Liburdi Engineering Limited Welding material for welding of superalloys
JP6506389B2 (ja) * 2014-04-28 2019-04-24 リバルディ エンジニアリング リミテッド 展性ホウ素担持ニッケル系溶接材料
US10352183B2 (en) * 2016-04-25 2019-07-16 United Technologies Corporation High temperature seal and method
CN110153590A (zh) * 2019-05-10 2019-08-23 中国铝业股份有限公司 一种Ni-Cr基合金焊丝及其制备方法
CN113172365B (zh) * 2021-05-08 2022-09-13 武汉科技大学 一种三元硼化物硬质合金堆焊焊条的制备方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1836317A (en) * 1928-10-31 1931-12-15 Electro Metallurg Co Corrosion resistant alloys
US2403128A (en) * 1942-06-24 1946-07-02 Westinghouse Electric Corp Heat resistant alloys
DE1210566B (de) * 1961-04-01 1966-02-10 Basf Ag Verfahren zum Herstellen einer hoch-korrosionsbestaendigen und warmfesten Nickel-Chrom-Molybdaen-Legierung mit erhoehter Bestaendigkeit gegen interkristalline Korrosion

Also Published As

Publication number Publication date
IL45853A (en) 1977-05-31
FR2255387A1 (no) 1975-07-18
SE7416036L (no) 1975-06-23
CA1044921A (en) 1978-12-26
NO136104C (no) 1977-07-20
NO743817L (no) 1975-07-21
DE2456857A1 (de) 1975-07-03
DE2456857B2 (de) 1978-05-24
IT1027742B (it) 1978-12-20
BE823694A (fr) 1975-04-16
DE2456857C3 (de) 1979-01-18
IN140316B (no) 1976-10-16
GB1408372A (en) 1975-10-01
SE410620B (sv) 1979-10-22
IL45853A0 (en) 1974-12-31
FR2255387B1 (no) 1979-07-06
US3918964A (en) 1975-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4737205A (en) Platinum group metal-containing alloy
US3046108A (en) Age-hardenable nickel alloy
JP4387940B2 (ja) ニッケル基超合金
US8734716B2 (en) Heat-resistant superalloy
NO136104B (no)
US6416596B1 (en) Cast nickel-base alloy
CN102234732A (zh) 钴镍超合金及相关制品
US6054096A (en) Stable heat treatable nickel superalloy single crystal articles and compositions
JPH0127138B2 (no)
US3343950A (en) Nickel-chromium alloys useful in the production of wrought articles for high temperature application
US4288247A (en) Nickel-base superalloys
US5296056A (en) Titanium aluminide alloys
US5283032A (en) Controlled thermal expansion alloy and article made therefrom
US4082581A (en) Nickel-base superalloy
US3561955A (en) Stable nickel base alloy
US3667938A (en) Nickel base alloy
US4127410A (en) Nickel based alloy
EP0053948A1 (en) Nickel-chromium-cobalt base alloys and castings thereof
US4092183A (en) Directionally solidified castings
US2981620A (en) Cobalt-nickel base alloy
EP3366794B1 (en) Ni-based superalloy
US4358318A (en) Nickel-based alloy
US3807992A (en) HEAT RESISTANT Ni-Al-Be ALLOYS
US2842439A (en) High strength alloy for use at elevated temperatures
US3854941A (en) High temperature alloy