SE439497B

SE439497B - USING AN ALLOY

Info

Publication number: SE439497B
Application number: SE7801588A
Authority: SE
Inventors: V Leroy; C Gaspard; J J Huet; L Coheur
Original assignee: Centre Rech Metallurgique
Priority date: 1977-02-15
Filing date: 1978-02-10
Publication date: 1985-06-17
Also published as: FR2380349B1; IT1107068B; JPS53100912A; IT7867267A0; NL7801634A; CA1103068A; FR2380349A1; SE7801588L

Description

10 15 20 25 30 '35 7801588-0 2 Utgående från detta har man speciellt för turbin- skovlar tagit fram vissa tekniska material, såsom dels stål av typ AISI H03 (12 % Cr) och AISI H22 (12 % Cr Mo W V), dels nickelkoboltlegeringar som kallas NiVCo och legeringar av 70 % Mn 30 % Cu. Valet av legeringselement, som kan öka de ferromagnetiska föremålens hårdhet är emellertid begränsat, ty olika tillsatser har vanligen till effekt att sänka legeringens Curiepunkt och därmed materialets dämpningsförmåga. 10 15 20 25 30 '35 7801588-0 2 Based on this, certain technical materials have been developed especially for turbine blades, such as steel of type AISI H03 (12% Cr) and AISI H22 (12% Cr Mo WV), partly nickel cobalt alloys called NiVCo and alloys of 70% Mn 30% Cu. However, the choice of alloying elements which can increase the hardness of the ferromagnetic objects is limited, since various additives usually have the effect of lowering the Curie point of the alloy and thus the damping ability of the material.

Sådana legeringar har av ett eller annat skäl nack- delar, som begränsar deras användbarhet i ovannämnda tillämpningar.Such alloys have disadvantages for one reason or another, which limit their usefulness in the above-mentioned applications.

Bland nackdelarna kan nämnas för låg kryphållfasthet vid hög temperatur, hanteringsproblem på grund av hårdhet, skör- het eller svårdeformerbarhet, nedsättning av dämpningen vid höga dynamiska och statiska påkänningar samt höga kostnader. Ändamålet med föreliggande uppfinning är användning av ett speciellt metalliskt material i ovannämnda tillämpningar, generellt i maskinelement, som under arbete utsätts för mer eller mindre starka vibrationer härrörande från rotation med hög rotationshastighet och från alternerande rörelser eller rörelser med varierande hastigheter.Disadvantages include too low creep strength at high temperature, handling problems due to hardness, brittleness or difficult-to-deformability, reduction of the damping at high dynamic and static stresses and high costs. The object of the present invention is the use of a special metallic material in the above-mentioned applications, generally in machine elements, which during work are exposed to more or less strong vibrations resulting from rotation with high rotational speed and from alternating movements or movements with varying speeds.

Materialet kännetecknas av sammansättningen: sßogcrí 25% Ti § 5 % 0 S Mo 5 5 % i övrigt Fe och vanliga föroreningar.The material is characterized by the composition: sßogcrí 25% Ti § 5% 0 S Mo 5 5% otherwise Fe and common impurities.

Man har funnit, att ovannämnda material samtidigt har god värmebeständighet, duktilitet, kryphärdighet och inre dämpning vid temperaturer omkring 700°C.It has been found that the above-mentioned materials simultaneously have good heat resistance, ductility, creep resistance and internal attenuation at temperatures around 700 ° C.

Figurerna 1 och 2 visar som exempel en jämförelse av den inre dämpningen som funktion av den dynamiska deformationen vid 0,5 Hz för olika statiska påkänníngar.Figures 1 and 2 show as an example a comparison of the internal damping as a function of the dynamic deformation at 0.5 Hz for different static stresses.

Figur 3 visar, att man genom värmebehandling av den aktu- ella legeringen vid 0,5 Hz kan modifiera den tidigare noterade kurvans form med avseende på såväl värdet av den maximala dämp- ningen som värdet av motsvarande spänning; genom värmebehandling till upplösning och åldring har det visat sig möjligt att inställa legeringens dämpningsförmåga, såsom framgår av figur 3, efter 10 15 20 25 7801588-0 3 olika termomekaniska behandlingar. Metallföremâlets härdning som beror inte bara på att det bildas karbider, utan även på att det fälls ut en -fas av typen Fe17Cr17(Ti, Mo)5, gör att legeringen kan användas vid temperaturer upp till 700oC på grund av den utfällda fasens stabilitet.Figure 3 shows that by heat treatment of the current alloy at 0.5 Hz the shape of the previously noted curve can be modified with respect to both the value of the maximum attenuation and the value of the corresponding voltage; by heat treatment to dissolution and aging, it has been found possible to adjust the damping ability of the alloy, as shown in Figure 3, after 3 different thermomechanical treatments. The hardening of the metal article, which is due not only to the formation of carbides, but also to the precipitation of a Fe17Cr17 (Ti, Mo) 5 type, allows the alloy to be used at temperatures up to 700oC due to the stability of the precipitated phase.

Figur 4 visar likaledes som ett exempel, hur den inre dämpningsförmågan vid 0,5 Hz utvecklas som funktion av den dyna- miska deformationen för olika nivåer av pâlagd statisk be- lastning för en legering av Cr 13 % Mo 1,5 % Ti 3,5 % TiO2 1 % Fe rest Av figuren framgår särskilt höga dämpningsvärden vid starka dynamiska påkänningar och ringa påverkan på dämpningen av den pålagda statiska belastningen, vilket också är fördel- aktigt.Figure 4 also shows, as an example, how the internal damping capacity at 0.5 Hz develops as a function of the dynamic deformation for different levels of applied static load for an alloy of Cr 13% Mo 1.5% Ti 3, 5% TiO2 1% Fe residue The figure shows particularly high damping values in the event of strong dynamic stresses and a small effect on the damping of the applied static load, which is also advantageous.

Figur 5 visar hur värdet på den inre dämpningen vari- erar som funktion av föremålets sammansättning vid en viss nivå av statisk belastning (hög nivå) av 220 MN/m2. I denna figur visas också dämpningskurvan för den konventionella austenitiska legeringen AISI 316. Det är ett stort avstand mellan denna kurva och kurvorna för de andra legeringarna, av vilka den, som betecknas 818, är särskilt intressant.Figure 5 shows how the value of the internal damping varies as a function of the object's composition at a certain level of static load (high level) of 220 MN / m2. This figure also shows the attenuation curve of the conventional austenitic alloy AISI 316. There is a large distance between this curve and the curves of the other alloys, of which the one designated 818 is particularly interesting.

Som hjälp vid tolkningen av de olika diagrammen i de ovannämnda figurerna 1 - 5 visas i nedanstående tabell en sammanställning av de i diagrammen angivna legeringarnas sam- mansättningar. 7801588-0 H Legering ge är gi go gi TÉOZ .LAISI 510 rest 13 -- -- -- -- AISI 315 " 16 13 1 -- -- B s B ' " 13 -- 1,5 2,5 -- 515 " 13 -- 1,5 3,5 0,5 817 " " 13 -- 1,5 3,5 1,0 318 " 13 -- 1,5 3,5 1,5 019 H 13 _ -- 1,5 3,5 2,0 strängspruraa vid 1100°c ** Strängsprutad vid 110006, formad vid 1050 - 1100°C från 19 till 10 mm, formad vid 25°C från 10 till 8,6 mm, värme- behanaiad 1 h i argonvid 10s0°c.To assist in the interpretation of the various diagrams in the above-mentioned Figures 1 - 5, a table of the compositions of the alloys indicated in the diagrams is shown in the table below. 7801588-0 H Alloy ge är gi go gi TÉOZ .LAISI 510 rest 13 - - - - AISI 315 "16 13 1 - - B s B '" 13 - 1,5 2,5 - 515 "13 - 1,5 3,5 0,5 817" "13 - 1,5 3,5 1,0 318" 13 - 1,5 3,5 1,5 019 H 13 _ - 1 .5 3.5 2.0 extruded at 1100 ° c ** Extruded at 110006, formed at 1050 - 1100 ° C from 19 to 10 mm, formed at 25 ° C from 10 to 8.6 mm, heat treated 1 h argon at 10 ° C.

Enligt en variant av uppfinningen har man, såsom visas i figurerna H och 5, funnit, att man kan förbättra det ovan angivna metallföremålets egenskaper genom att införa en fin- dispers inert fas i metallföremâlet under utnyttjande av pulvermetallurgins möjligheter. I'en föredragen utföringsform är det särskilt gynnsamt att i det ovannämnda metallföremâlet införa ett eller flera av nedannämnda element i de angivna pro- portionerna.According to a variant of the invention, it has been found, as shown in Figures H and 5, that the properties of the above-mentioned metal object can be improved by introducing a finely dispersed inert phase into the metal object while utilizing the possibilities of powder metallurgy. In a preferred embodiment, it is particularly advantageous to incorporate in the above-mentioned metal article one or more of the elements mentioned below in the stated proportions.

TiO2 S 4 % volymprocent Y2O3 3 4 % volymprocent Mg0 3 4 % volymprocent Al203 3 0 % volymprocentTiO2 S 4% by volume Y2O3 3 4% by volume Mg0 3 4% by volume Al2 O3 3% by volume

Claims

Use of an alloy containing 5 to 25% chromium, not more than 5% titanium, not more than 5% molybdenum, not more than H% of an oxide in the group consisting of TiO2, Y2O3, MgO and Al2O3 and in other iron and ordinary contaminants, for the manufacture of machine elements, which are subjected to unidirectional or alternating rotation at high speed, which is constant or variable, and which must therefore have a high damping capacity.