NO166542B

NO166542B - COBOLT-BASED SUPER-ALLOY AND USE OF THIS.

Info

Publication number: NO166542B
Application number: NO854859A
Authority: NO
Inventors: John Stuart Haydon; Adrian Maurice Beltran
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 1984-12-04
Filing date: 1985-12-03
Publication date: 1991-04-29
Also published as: NO166542C; JPS61149450A; CN1011984B; EP0186797B1; DE3571146D1; EP0186797A1; IN164571B; JPH0459378B2; CN85109085A; NO854859L

Description

Oppfinnelsens område Field of the invention

Den foreliggende oppfinnelse angår generelt superlegerings-området innen metallurgien og angår mer spesielt nye kobolt-baserte superlegeringer med en særpreget kombinasjon av egenskaper og derav følgende spesiell anvendbarhet for fremstilling av såvel støpte gjenstander som sveisede konstruk-sjoner, og spesielt anvendbarhet for industrielle gassturbin-komponenter for anvendelse der hvor varme gasstrømmer fore-kommer . The present invention generally relates to the area of superalloys within metallurgy and more particularly relates to new cobalt-based superalloys with a distinctive combination of properties and the resulting special applicability for the production of cast objects as well as welded constructions, and especially applicability for industrial gas turbine components for use where hot gas flows occur.

Oppfinnelsens bakgrunn The background of the invention

Kobolt-baserte superlegeringer som er beskrevet og krevet i US patent 3383205 har overlegen oxydasjons- og varmkorrosjonsmotstandsdyktighet, og som følge derav har de Cobalt-based superalloys described and claimed in US Patent 3,383,205 have superior oxidation and hot corrosion resistance and, as a result, have

lenge vært utstrakt anvendt for kommersiell fremstilling av industrielle gassturbinmunnstykker. I virkeligheten anvendes én av disse superlegeringer for tiden som legering for første-trinnmunnstykker innen gassturbinavdelingen til den foreliggende patentsøker. Signingsbrudd- og utmattingsfastheten til denne legering er imidlertid marginal for nye industrielle anvendelser som gassturbinmunnstykker, og på grunn av denne erkjennelse ble et utviklingsprogram igangsatt for å for-bedre disse egenskaper uten i betydelig grad å redusere superlegeringens motstandsdyktighet overfor oxydasjon eller varm-korrosjon. Selv om de derved fremskaffede superlegeringer tilfredsstilte disse formål på grunn av deres forholdsvis høye carboninnhold (0,4-0,5%), ga de fremdeles intet svar på løsningen av problemet på grunn av deres dårlige sveisbarhet og lave duktilitet under strekk. has long been widely used for the commercial manufacture of industrial gas turbine nozzles. In fact, one of these superalloys is currently used as an alloy for first stage nozzles in the gas turbine division of the present patent applicant. However, the fracture and fatigue strength of this alloy is marginal for new industrial applications such as gas turbine nozzles, and because of this realization a development program was initiated to improve these properties without significantly reducing the superalloy's resistance to oxidation or hot corrosion. Although the superalloys thereby obtained satisfied these purposes due to their relatively high carbon content (0.4-0.5%), they still did not provide an answer to the solution of the problem due to their poor weldability and low ductility under tension.

Oppsummering av oppfinnelsen Summary of the invention

Det er nu blitt utviklet nye kobolt-baserte superlegeringer med en tidligere uoppnåelig kombinasjon av ønskede egenskaper. Det er således blitt funnet en løsning på unn-gåelsen av å måtte gi avkall på ønskede egenskaper som er eksemplifisert ved det problem som er nevnt ovenfor. New cobalt-based superalloys have now been developed with a previously unattainable combination of desired properties. A solution has thus been found to avoid having to give up desired properties, which is exemplified by the problem mentioned above.

En av de nye erkjennelser som den foreliggende oppfinnelse er basert på, er at sveisbarhet og duktilitet under strekk for kobolt-baserte superlegeringer ikke i betydelig grad må gjøres til gjens.tand for et kompromiss for å kunne øke sigefastheten og utmattingsfastheten i meget sterk grad. Nærmere bestemt kan gunstige virkninger av et øket carboninnhold oppnås uten de uheldige virkninger som normalt er en følge av dette, ved å tilsette én eller flere av de følgende sterke monocarbid (MC)-dannere: hafnium, tantal, niob, zirkonium og titan. One of the new realizations on which the present invention is based is that weldability and ductility under tension for cobalt-based superalloys do not have to be significantly compromised in order to increase the creep strength and fatigue strength to a very large extent. More specifically, the beneficial effects of an increased carbon content can be achieved without the adverse effects that normally result from this, by adding one or more of the following strong monocarbide (MC) formers: hafnium, tantalum, niobium, zirconium and titanium.

Det har nu vist seg at disse tilsetningselementer er effektive for dette formål i forholdsvis små mengder og at de innen visse grenser kan anvendes alene eller sammen med hverandre i en hvilken som helst ønsket kombinasjon for konstant å sikre oppnåelsen av de nye resultater og fordeler ved oppfinnelsen. It has now been shown that these additive elements are effective for this purpose in relatively small quantities and that within certain limits they can be used alone or together with each other in any desired combination to constantly ensure the achievement of the new results and advantages of the invention .

Det har videre vist seg at selv om de mer reaktive elementer, som titan og zirkonium og i en viss grad hafnium, er egnede for vakuumsmelteoperasjoner, foretrekkes det å erstatte disse med niob for smelteoperasjoner utført i luft. Det er dessuten viktig at niobmengden ikke er høyere enn 1% på grunn av niobs uheldige virkning på superlegeringers varmkorrosjonsmotstandsdyktighet. Av den samme grunn foretrekkes det ikke å anvende niob ved vakuumsmelting ved fremstilling av superlegeringene ifølge oppfinnelsen. It has also been shown that although the more reactive elements, such as titanium and zirconium and to a certain extent hafnium, are suitable for vacuum melting operations, it is preferred to replace these with niobium for melting operations carried out in air. It is also important that the amount of niobium is not higher than 1% due to niobium's adverse effect on the hot corrosion resistance of superalloys. For the same reason, it is preferred not to use niobium by vacuum melting when producing the superalloys according to the invention.

Ved utviklingen av den foreliggende oppfinnelse ble det fastslått at de gunstige virkninger av carbon på sigefasthet og utmattingsfasthet ikke går tapt i noen vesentlig grad som et resultat av at carbonet isoleres i form av monocarbid i superlegeringens korn og korngrenseområder. Det ble dessuten fastslått at en slik segregering og isolasjon av carbon fører til god sveisbarhet, metallurgisk stabilitet og strekkduk-tilitet som alle. er egenskaper som normalt blir uheldig på-virket av carbon når dette anvendes i slike forholdsvise mengder som er foretrukne i henhold til oppfinnelsen. During the development of the present invention, it was determined that the beneficial effects of carbon on creep strength and fatigue strength are not lost to any significant extent as a result of the carbon being isolated in the form of monocarbide in the superalloy's grain and grain boundary areas. It was also established that such segregation and isolation of carbon leads to good weldability, metallurgical stability and tensile ductility as all. are properties which are normally adversely affected by carbon when this is used in such relative amounts as are preferred according to the invention.

Det viste seg dessuten at de nye resultater og fordeler ved den foreliggende oppfinnelse konstant kan oppnås bare ved anvendelse av minst 0,45% tantal og at selv om et valg av andre elementer innen gruppen av monocarbiddannere er et valg-spørsmål for operatøren hva gjelder type, er de anvendte samlede mengder av kritisk viktighet. Således må balansen mellom legeringens carboninnhold og den samlede mengde av disse elementer uttrykt som forholdet mellom summen av atomprosenten av disse elementer og atomprosenten av carbon ligge innen om-rådet 0,4-0,8. I den foretrukne superlegering er dette for-hold 0,62. It also turned out that the new results and advantages of the present invention can be consistently achieved only by using at least 0.45% tantalum and that even if a choice of other elements within the group of monocarbide formers is a matter of choice for the operator in terms of type , are the applied aggregate quantities of critical importance. Thus, the balance between the alloy's carbon content and the total amount of these elements expressed as the ratio between the sum of the atomic percentage of these elements and the atomic percentage of carbon must lie within the range 0.4-0.8. In the preferred superalloy, this ratio is 0.62.

Den foreliggende oppfinnelse angår kort beskrevet en kobolt-basert superlegering med en særpreget kombinasjon av egenskaper ved høy temperatur, og den har derfor spesiell anvendbarhet for fremstilling av industrielle gassturbin-komponenter for anvendelse i kontakt med varme gasstrømmer, innbefattende munnstykker og brennere. The present invention briefly relates to a cobalt-based superalloy with a distinctive combination of properties at high temperature, and it therefore has particular applicability for the manufacture of industrial gas turbine components for use in contact with hot gas streams, including nozzles and burners.

Den foreliggende kobolt-baserte superlegering inneholder 0,3-0,6 vekt% carbon, 27-35 vekt% krom, 9-16 vekt% nikkel, The present cobalt-based superalloy contains 0.3-0.6 wt% carbon, 27-35 wt% chromium, 9-16 wt% nickel,

6-9 vekt% wolfram, 0 til 3 vekt% hafnium, 0,45-2,0 vekt% tantal, 0 til 0,7 vekt% zirkonium, 0 til 0,5 vekt% titan, 6-9 wt% tungsten, 0 to 3 wt% hafnium, 0.45-2.0 wt% tantalum, 0 to 0.7 wt% zirconium, 0 to 0.5 wt% titanium,

0 til 1 vekt% niob, 0 til 1 vekt% mangan, 0 til 1 vekt% silicium, 0 til 0,05 vekt% bor og 0 til 2,0 vekt% jern, idet resten utgjøres av kobolt pluss forurensninger, og superlegeringen er særpreget ved at carboninnholdet, tantalinn-holdet, hafniuminnholdet, titaninnholdet, niobinnholdet og zirkoniuminnholdet er valgt slik at de tilfredsstiller den følgende ligning: atomprosent ( Ta+ HF+ Ti+ Nb+ Zr) _ Q 4 Q 8 0 to 1% by weight niobium, 0 to 1% by weight manganese, 0 to 1% by weight silicon, 0 to 0.05% by weight boron, and 0 to 2.0% by weight iron, the balance being cobalt plus impurities, and the superalloy is characterized by the fact that the carbon content, tantalum content, hafnium content, titanium content, niobium content and zirconium content are chosen so that they satisfy the following equation: atomic percentage ( Ta+ HF+ Ti+ Nb+ Zr) _ Q 4 Q 8

atomprosent C . ' Oppfinnelsen angår også anvendelse av de foreliggende superlegeringer for munnstykker for industrielle gassturbiner og for fabrikerte overgangsstykker for industrielle gassturbiner, omfattende flere plater av den nye legering valset og formet til en på forhånd bestemt form og montert og sveiset sammen for å danne overgangsstykket. atomic percent C . The invention also relates to the use of the present superalloys for nozzles for industrial gas turbines and for fabricated transition pieces for industrial gas turbines, comprising several plates of the new alloy rolled and formed into a predetermined shape and assembled and welded together to form the transition piece.

Kortfattet beskrivelse av tegningene Brief description of the drawings

På tegningene viser The drawings show

Fig. 1 et perspektivriss av et industrielt gassturbinmunnstykke laget av superlegeringene ifølge oppfinnelsen, Fig. 2 et Larson-Miller-diagram over sigefasthetsegenskapene for en legering i henhold til US patent 3383205 og en legering i henhold til den foreliggende oppfinnelse, Fig. 3 et diagram med kurver som viser "varestraint" sveise-prøvningsresultater utført på 2 legeringer ifø]ge oppfinnelsen og to kjente legeringer, innbefattet den legering ifølge US patent 3383205 som er omhandlet på Fig. 2, idet den samlede sprekklengde i mm er avsatt mot den prosentuelle økede tøyning, og Fig. 4 et perspektivriss av et industrielt gassturbinover-gangsstykke laget av en superlegering ifølge oppfinnelsen. Fig. 1 a perspective view of an industrial gas turbine nozzle made of the superalloys according to the invention, Fig. 2 a Larson-Miller diagram of the yield strength properties of an alloy according to US patent 3383205 and an alloy according to the present invention, Fig. 3 a diagram with curves showing "product strain" welding test results performed on 2 alloys in addition to the invention and two known alloys, including the alloy according to US patent 3383205 which is discussed in Fig. 2, the total crack length in mm being set against the percentage increased strain, and Fig. 4 is a perspective view of an industrial gas turbine transition piece made of a superalloy according to the invention.

Detaljert beskrivelse av de foretrukne utførelsesformer Detailed description of the preferred embodiments

Selv om det i henhold til oppfinnelsen foretrekkes å fremstille de foreliggende legeringer ved vakuumsmelte- og vakuumstøpemetoden, tas det alternativt sikte på å anvende luftsmelte- og luftstøpemetoden. Tilsetninger av hafnium, titan, zirkonium og tantal foretas ved den førstnevnte metode, ir.ens niob og tantal og eventuelt hafnium anvendes for luftsmeltemetoden. I ethvert tilfelle blir de anvendte mengder av disse tilsetningsmidler for fremstilling av leger-ingen ifølge oppfinnelsen omhyggelig regulert for å sikre at de støpte eller fabrikerte produkter av disse legeringer har alle de ovenfor beskrevne ønskede egenskaper. Likeledes inn-befatter den beste praksis for hver av de ovenfor angitte metoder at mengdene av elementene som er forskjellige fra disse mange monocarbiddannere, reguleres såvel hva gjelder områdene for hovedbestanddelene som de maksimale mengder av de mindre elementer eller forurensningselementer, som jern, mangan, silicium og bor. Although according to the invention it is preferred to produce the present alloys by the vacuum melting and vacuum casting method, it is alternatively aimed to use the air melting and air casting method. Additions of hafnium, titanium, zirconium and tantalum are made by the first-mentioned method, while niobium and tantalum and possibly hafnium are used for the air melting method. In any case, the amounts of these additives used for the production of the alloy according to the invention are carefully regulated to ensure that the cast or fabricated products of these alloys have all the desired properties described above. Likewise, the best practice for each of the above-mentioned methods includes that the amounts of the elements that are different from these many monocarbide formers are regulated both in terms of the areas for the main constituents and the maximum amounts of the minor elements or contamination elements, such as iron, manganese, silicon and lives.

Som angitt ovenfor og som mer detaljert beskrevet nedenfor er konsekvensen av ikke å utføre en slik regulering at én eller flere av de viktige fordeler ved oppfinnelsen går tapt. De nye legeringers utmerkede sveisbarhet settes på spill for eksempel når de anvendte mengder av monocarbiddannere ikke befinner seg i balanse med legeringens carboninnhold, som beskrevet ovenfor og presisert i patentkravene. Likeledes må, selv om det foretrekkes å anvende niob ved luft-smelting -luftstøpingspraksisen fordi dette ikke er like reaktivt og derfor ikke er tilbøyelig til å bli oxydert så lett som titan, zirkonium eller endog hafnium, forsiktighet utvises slik at det ikke anvendes en større mengde enn 1% fordi niob uheldig påvirker varmkorrosjonsmotstandsdyktigheten. I denne forbindelse vil dessuten krominnholdet i disse legeringer fortrinnsvis bli regulert til 28-30% på grunn av den erkjennelse at avvik i retning oppad eller nedad fra dette område kan gå ut over legeringens egenskaper, og spesielt skal det nevnes at mengder under 27% fører til tap av oxydasjons- og varmkorrosjonsmotstandsdyktighet og at mengder over 35% fører til tap av duktilitet uten å oppveie gevinsten i oxydasjonsmotstandsdyktighet eller varmkorrosjonsmotstandsdyktighet. As stated above and as described in more detail below, the consequence of not carrying out such a regulation is that one or more of the important advantages of the invention are lost. The new alloys' excellent weldability is put at risk, for example, when the amounts of monocarbide formers used are not in balance with the alloy's carbon content, as described above and specified in the patent claims. Likewise, although it is preferable to use niobium in the air-melt air casting practice because it is not as reactive and therefore not prone to oxidation as easily as titanium, zirconium or even hafnium, care must be taken not to use a larger amount than 1% because niobium adversely affects the hot corrosion resistance. In this connection, moreover, the chromium content in these alloys will preferably be regulated to 28-30% due to the recognition that deviations in the upward or downward direction from this range can exceed the alloy's properties, and in particular it should be mentioned that amounts below 27% lead to to a loss of oxidation and hot corrosion resistance and that amounts above 35% lead to a loss of ductility without offsetting the gain in oxidation resistance or hot corrosion resistance.

De støpte og fabrikerte legemer av superlegeringen They cast and fabricated bodies from the superalloy

ifølge oppfinnelsen og som utgjøres av komponenter for industrigassturbiner, er helt forskjellige fra flyj^tmotor-komponenter, spesielt hva gjelder størrelse og masse. På grunn av dette oppviser de problemer som er forskjellige fra problemene til motstykker av forholdsvis lavere vekt, som en markert sprekkdannelsestilbøyelighet som er forbundet med sveiseoperasjoner. Dette har betydelig innflydelse på såvel støpte som fabrikerte industrigassturbinkomponenter da det klart vil være sterkt ønskelig å være istand til ved sveising å reparere industrigassturbinmunnstykker for å unngå den tid og de omkostninger som går med for erstatning av disse. En oppnåelse av denne fordel uten at dette går på bekostning av andre utgjør et viktig fremskritt innen den angjeldende teknikk. Likeledes er muligheten for å bygge opp industrigass-turbinforbrenningskammere ved sammensveising av på forhånd formede plater, hvilket er gjert mulig på grunn av den foreliggende oppfinnelse da legeringene ifølge denne har en ut-merket sveisbarhet, et viktig nytt fremskritt ved fremstill-ingen av industrigassturbiner. Ved utførelsen av slike sveiseoperasjoner foretrekkes det å anvende gass-wolfram-buemetoden og -utstyr som er generelt anvendt innen industrien for fremstilling av såvel jernmetallkonstruksjoner som ikke-jernmetallkonstruksjoner, innbefattende slike av kobolt-baserte superlegeringer. according to the invention and which are made up of components for industrial gas turbines, are completely different from aircraft engine components, especially in terms of size and mass. Because of this, they exhibit problems different from those of their comparatively lower weight counterparts, such as a marked tendency to crack, which is associated with welding operations. This has a significant influence on both cast and fabricated industrial gas turbine components, as it would clearly be highly desirable to be able to repair industrial gas turbine nozzles by welding in order to avoid the time and costs involved in replacing them. Achieving this advantage without this being at the expense of others constitutes an important advance within the relevant technique. Likewise, the possibility of building up industrial gas turbine combustion chambers by welding together pre-formed plates, which is made possible because of the present invention as the alloys according to this have an excellent weldability, is an important new advance in the production of industrial gas turbines. When performing such welding operations, it is preferred to use the gas-tungsten arc method and equipment which is generally used in the industry for the production of both ferrous metal constructions and non-ferrous metal constructions, including those of cobalt-based superalloys.

Førstetrinnsmunnstykket 10 for en industrigassturbin som er vist på Fig. 1 er et støpestykke av den foretrukne legering ifølge oppfinnelsen, fremstilt ved sprøytestøping og voks-utsmeltningsmetoden som generelt anvendt innen den angjeldende teknikk. Dessuten oppviser munnstykket 10 en form, størrelse og konstruksjonsmessige detaljer som i det vesentlige er duplikater av disse trekk ved de for tiden anvendte standard førstetrinnsmunnstykker. Overgangsstykket 20 vist på Fig. 4 ligner på lignende måte på det overgangsmunnstykke som lenge har vært generelt anvendt i industrigassturbiner, men overgangsstykket 20 oppviser den viktige forskjell at det er laget av deler av en legering i henhold til oppfinnelsen, idet disse deler er blitt sveiset sammen slik at det fås en sterk, sprekkfri montasje av integrerende sammenføyede elementer. Braketten 22 blir således bragt på plass på legemet 23 og sveiset fast og fluidumtett til dette. The first stage nozzle 10 for an industrial gas turbine shown in Fig. 1 is a casting of the preferred alloy according to the invention, produced by injection molding and the wax-melting method generally used in the art. Moreover, the nozzle 10 exhibits a shape, size and constructional details which are essentially duplicates of these features of the currently used standard first stage nozzles. The transition piece 20 shown in Fig. 4 is similar in a similar way to the transition nozzle which has long been generally used in industrial gas turbines, but the transition piece 20 exhibits the important difference that it is made from parts of an alloy according to the invention, these parts having been welded together so that a strong, crack-free assembly of integrally joined elements is obtained. The bracket 22 is thus brought into place on the body 23 and welded firmly and fluid-tight to this.

Oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet ved hjelp av de nedenstående utførelseseksempler. The invention will be described in more detail with the help of the embodiment examples below.

E ksempel 1 Example 1

Voksutsmeltningsstøpestykker for prøvningsformål ble laget av en kommersiell kobolt-basert legering med følgende analyse i vekt%: Wax melt castings for testing purposes were made from a commercial cobalt-based alloy with the following analysis in % by weight:

Denne superlegering er beskrevet og krevet i US patent This superalloy is described and claimed in a US patent

3383205 og har lenge vært generelt anvendt for fremstilling av varmtrinnskomponenter■for industrigassturbiner, spesielt for fremstilling av støpte ikke-roterende deler, som f.eks. førstetrinnsmunnstykker. 3383205 and has long been generally used for the production of hot stage components■for industrial gas turbines, especially for the production of cast non-rotating parts, such as e.g. first stage nozzles.

De støpte prøvestykker ble utsatt for standardstrekk-, sigefasthets- og "varestraint" sveisbarhetsforsøk, og strekk-og sigefasthetsdataene er angitt i tabell I, mens "varestraint"-dataene er vist på Fig. 2. Kurve A på Fig. 2 viser Larson-Miller-dataene, mens kurve AA på Fig. 3 viser "varestraint"-dataene. The cast specimens were subjected to standard tensile, yield strength and "ware strain" weldability tests, and the tensile and yield strength data are given in Table I, while the "ware strain" data is shown in Fig. 2. Curve A in Fig. 2 shows the Larson- the Miller data, while curve AA in Fig. 3 shows the "ware strain" data.

Eksempel 2 Example 2

En koboltbasert superlegering ifølge oppfinnelsen ble undersøkt ved at prøvningsbetingelsene og -metodene ifølge eksempel 1 ble gjentatt, og superlegeringen hadde følgende analyse i vekt%: A cobalt-based superalloy according to the invention was examined by repeating the test conditions and methods according to Example 1, and the superalloy had the following analysis in % by weight:

De oppnådde forsøksdata er gjengitt i tabellene I og II for at det skal være enkelt å sammenligne disse med forsøks-dataene i henhold til eksempel 1 og med dem som er detaljert angitt nedenfor. Kurve B på Fig. 2 viser Larson-Miller-dataene, mens kurve BB på Fig. 3 viser "varestraint"-dataene. Denne superlegering viste seg dessuten ved bruk i henhold til standard forsøk å ha den overlegne oxydasjons- og varmkor-ros jonsmotstandsdyktighet som den koboltbaserte legering ifølge eksempel 1 hadde. The experimental data obtained are reproduced in tables I and II so that it will be easy to compare these with the experimental data according to example 1 and with those detailed below. Curve B in Fig. 2 shows the Larson-Miller data, while curve BB in Fig. 3 shows the "ware strain" data. This superalloy was also shown, when used according to standard tests, to have the superior oxidation and hot corrosion resistance of the cobalt-based alloy of Example 1.

Eksempel 3 Example 3

De samme forsøk ble utført med én ytterligere superlegering ifølge oppfinnelsen som hadde den følgende sammensetning i vekt%: The same experiments were carried out with one further superalloy according to the invention which had the following composition in % by weight:

Igjen er de forsøksdata som ble oppnådd ved måling av egenskapene for denne legering som er beskrevet ovenfor, gjengitt i tabellene I og II. Again, the experimental data obtained by measuring the properties of this alloy described above are reproduced in Tables I and II.

Eksempel 4 Example 4

En annen superlegering i henhold til teknikkens stand og av den kobolt-baserte type ble likeledes undersøkt for å fastslå de ovennevnte egenskaper, og resultatene er angitt i de to nedenstående tabeller. Denne spesielle legering (legering E) hadde følgende sammensetning i vekt%: Another superalloy according to the state of the art and of the cobalt-based type was likewise examined to determine the above-mentioned properties, and the results are given in the two tables below. This particular alloy (alloy E) had the following composition in % by weight:

Hva gjelder de forsøk som ble utført i løpet av dette eksperiment for å måle egenskapene til disse forskjellige legeringer, som angitt ovenfor, ble standard prøvningsmetoder fulgt i hvert tilfelle, og de samme metoder ble anvendt for hver respektiv legering ved de mange forsøk slik at pålitelige sammenligninger kunne foretas direkte og pålitelige konklusjoner kunne trekkes ut fra de oppnådde data. ASTM-metodene ble derfor anvendt for strekk- og sigefasthetsfor-søkene, og for "varestraint"-forsøket ble den metode fulgt som er beskrevet i Welding Research Council Bulletin 280 i arikkelen med tittelen "The Varestraint Test", CD. Ludlum, et al, august 1982. As regards the tests carried out during this experiment to measure the properties of these different alloys, as stated above, standard test methods were followed in each case, and the same methods were used for each respective alloy in the many tests so that reliable comparisons could be made directly and reliable conclusions could be drawn from the data obtained. The ASTM methods were therefore used for the tensile and yield strength tests, and for the "varestraint" test the method described in Welding Research Council Bulletin 280 in the article entitled "The Varestraint Test", CD was followed. Ludlum, et al, August 1982.

Det fremgår av tabell I at superlegeringene i henhold til oppfinnelsen (eksemplene 2 og 3) har strekk-fastheter som er like gode som eller bedre enn hva den kommersielle superlegering ifølge eksempel 1 har og at de har en sigefasthet som er vesentlig større enn sigefastheten for den kommersielle superlegering. Det fremgår videre av tabell I at disse nye superlegeringer har gode strekkefor-lengelsesegenskaper ved værelsetemperatur, og som vist i tabell II og grafisk på Fig. 3 er sveisbarheten for superlegeringene ifølge oppfinnelsen overlegen sammenlignet med sveisbarheten for superlegeringene A og E, og endog oppsikts-vekkende mye bedre hva gjelder superlegeringen ifølge eksempel 2, hvilken,som angitt ovenfor,er den foretrukne superlegering ifølge oppfinnelsen. Det fremgår også som an-tydet innenfor parentes på diagrammet ifølge Fig. 3 at superlegeringene ifølge oppfinnelsen som beskrevet i eksemplene 2 og 3 har atomprosentforhold mellom carbid-danner og carbon innenfor det ovenfor foreskrevne kritiske område av 0,4-0,8, mens de kjente legeringer i henhold til eksemplene 1 og 4 ikke kommer nær en tilfredsstillelse, av dette viktige krav. It appears from table I that the superalloys according to the invention (examples 2 and 3) have tensile strengths that are as good as or better than what the commercial superalloy according to example 1 has and that they have a yield strength that is significantly greater than the yield strength for the commercial superalloy. It further appears from table I that these new superalloys have good tensile elongation properties at room temperature, and as shown in table II and graphically in Fig. 3, the weldability of the superalloys according to the invention is superior compared to the weldability of superalloys A and E, and even much better as far as the superalloy according to example 2 is concerned, which, as stated above, is the preferred superalloy according to the invention. It also appears, as indicated in brackets on the diagram according to Fig. 3, that the superalloys according to the invention as described in examples 2 and 3 have atomic percentage ratios between carbide formers and carbon within the above prescribed critical range of 0.4-0.8, while the known alloys according to examples 1 and 4 do not come close to satisfying this important requirement.

Claims

1. Cobalt-based superalloy containing, expressed in % by weight: residual cobalt plus impurities, characterized in that carbon (C), tantalum (Ta), hafnium (Hf), titanium (Ti), niobium (Nb) and zirconium (Zr) are chosen so that they satisfy the following equation:

2. Superalloy according to claim 1, characterized in that the atomic percentage ratio between carbide-forming element and carbon is approx. 0.65.

3. Superalloy according to claim 1, containing, expressed in weight%, approx. 29 chrome, approx. 10 nickels, approx. 7 tungsten, less than 0.01 manganese, less than 0.07 silicon and less than 0.4 iron, characterized by the fact that it also contains approx. 0.35 carbon, approx. 0.5 zirconium, approx. 0.2 titanium, approx. 1.0 tantalum and approx. 0.5 hafnium, the rest being cobalt plus impurities.

4. Use of the superalloy according to claims 1-3 for nozzles for industrial gas turbines.

5. Use of the superalloy according to claims 1-3 for manufactured transition pieces for industrial gas turbines, comprising a series of plates which have been rolled and formed to a predetermined shape and assembled and welded together to form the piece.