TW201819652A - 沉澱硬化高Ni耐熱合金 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種沉澱硬化高Ni耐熱合金,其具有以質量%計包括下列的組分組成:Cr:14至25%;Mo:15%或以下;Co:15%或以下;Cu:5%或以下;Al:4%或以下;Ti:4%或以下;Nb:6%或以下;其限制條件為Al+Ti+Nb為1.0%或以上;及至少包括C及N之無可避免的雜質,其餘為Ni,其中C之含量為0.01%或以下,及經固定為碳氮化物之N的含量係使得自藉由根據ASTM-E45之評估方法所提取之內含物測得的米其林點為100或以下。

Description

沉澱硬化高Ni耐熱合金
本發明係關於一種具有藉由使Al、Ti及Nb中之至少一種金屬間化合物粒子於Ni基質中分散及沉澱而提高之高溫機械強度的沉澱硬化高Ni耐熱合金,及尤其係關於一種具有優異機器加工性同時具有高機械強度的沉澱硬化高Ni耐熱合金。
已知包括有金屬間化合物良好地沉澱於其中之Ni基質的沉澱硬化高Ni耐熱合金為需要高溫機械強度之耐熱部件(諸如用於熱功率產生之汽車及渦輪轉盤之引擎閥)的合金材料。高Ni耐熱合金的組分組成中包含諸如Al、Ti及Nb的沉澱物形成元素,其與Ni形成金屬間化合物,但該等元素對C具有強結合力且容易形成碳化物。因此,在含有C的高Ni耐熱合金中,藉由金屬間化合物獲得優異的高溫機械強度,但另一方面,由沉澱碳化物引起的切割加工性(機器加工性)劣化成為問題。
為改良高Ni耐熱合金的機器加工性,使用真空熔融爐、再熔爐或其類似裝置嚴格地控制及調整包括碳及沉澱形成元素的合金組分組成。此外,提出控制老化熱處理,其能控制沉澱物的沉澱狀態。
舉例來說,專利文件1揭示一種含有Al、Ti及Nb之 用於熱加工模具的沉澱硬化Ni基耐熱合金,其係含有約14至25質量%之量之Cr的高Ni耐熱合金,其中C含量經控制為0.03質量%或以下以抑制碳化物沉澱,藉此可改良機器加工性。此專利文件描述關於在高Ni耐熱合金之間除了γ相之外亦具有稱為「γ’相」及「γ”相」之組分組成沉澱金屬間化合物的之合金的不良機器加工性。該專利文件描述不良的機器加工性一般據認為係歸因於包括金屬間化合物作為硬化相之微細粒子的硬度,但由在鑄造合金之固化過程中沉澱之原始碳化物所造成的影響大,且亦描述控制C量以抑制原始碳化物之沉澱。
與專利文件1相似,專利文件2揭示一種藉由利用均熱(soaking)熱處理將沉澱的微細原始碳化物溶解於基質中來改良含有約14至25質量%量之Cr之高Ni耐熱合金之機器加工性的方法。該專利文件描述均熱熱處理係,例如,將合金在相較於合金之熔點之相對高之溫度區域(諸如1,100至1,300℃)保持10至40小時之長時段的熱處理,及藉由此處理,作為合金之清潔度指數的米其林(Michelin)點可降至100或以下。
專利文件1:JP-A-2009-167499
專利文件2:JP-A-2009-167500
如前所述,使合金在均熱熱處理中暴露至相較於合金之熔點之相對高之溫度區域持續一長時段。結果,取決於合金,其機械強度可能劣化。此外,取決於合金中之碳化物,即使藉由均熱熱處理碳化物亦無法充分地溶解於基質中,且存在無法改良機器加工性的情況。
本發明已鑑於以上情勢而進行,且其目的係要提供一種具有藉由使Al、Ti及Nb中之至少一種金屬間化合物粒子於Ni基質中分散及沉澱而提高之高溫強度且未經均熱熱處理而具有高機器加工性的沉澱硬化高Ni耐熱合金。
本發明人已發現在具有特定組分組成且具有藉由使Al、Ti及Nb中之至少一種金屬間化合物粒子於Ni基質中分散及沉澱而提高之高溫強度的沉澱硬化高Ni耐熱合金中,氮化物相較於碳化物大大地影響機器加工性。作為雜質之碳量的降低存在限制。儘管如此,其已發展一種製造合金之方法,該方法能夠減少氮化物及/或碳氮化物(下文簡稱為「碳氮化物」),且已獲得具有優異機器加工性的新穎沉澱硬化高Ni耐熱合金。
根據本發明之沉澱硬化高Ni耐熱合金具有以質量%計包括下列的組分組成:Cr:14至25%;Mo:15%或以下;Co:15%或以下;Cu:5%或以下;Al:4%或以下;Ti:4%或以下;Nb:6%或以下;其限制條件為Al+Ti+Nb為1.0%或以上;及至少包括C及N之無可避免的雜質,其餘為Ni,其中C之含量為0.01%或以下,及 經固定為碳氮化物之N的含量係使得自藉由根據ASTM-E45之評估方法所提取之內含物測得的米其林點為100或以下。
根據本發明,不欲使所形成之碳氮化物溶解於基質中,而係抑制微細碳氮化物本身的形成。無需通過會有因晶界熔融使機械強度劣化、使晶粒變粗等等之顧慮之在高溫下的均熱熱處理,並獲致高機器加工性。
在上述本發明中,組分組成可進一步包括以質量%計15至30%之量的Fe。根據本發明,一部分的Ni可被廉價的Fe置換。結果,合金成本效能優異,並獲得具有高機器加工性的高Ni耐熱合金。
在上述本發明中,在組分組成中,米其林點可與由C及N之量表示之(C+4.5N)成一階比例。此外,N之量可為以質量%計之0.0050%或以下。根據本發明,可藉由降低N之量有效率地獲得高機器加工性。
在上述本發明中,組分組成可進一步包括以質量%計0.005至0.010%之量的P。根據本發明,可提高高溫機械強度,尤其係抗潛變性。
10‧‧‧廢料
10a‧‧‧移除後之表面
10b‧‧‧化合物塗層
11‧‧‧原料合金
12‧‧‧注射機構
14‧‧‧噴擊流
16‧‧‧注射面
17‧‧‧熔融室
18‧‧‧模具
20‧‧‧鑄錠
M‧‧‧熔體
圖1係顯示根據本發明之高Ni耐熱合金之組分組成之實例的表。
圖2係顯示根據本發明之用來製造高Ni耐熱合金之方法之步驟的流程圖。
圖3係顯示珠粒噴擊之透視圖。
圖4A至4C係顯示熔煉過程之一實例的示意圖。
圖5係顯示高Ni耐熱合金之C及N含量及清潔度之測量結果的表(實施例1)。
圖6係顯示高Ni耐熱合金之C及N含量及清潔度之測量結果的表(實施例2及比較例1)。
圖7A至7C係顯示具有不同C及N之總含量之合金1之橫截面的照片。
圖8係顯示根據本發明之高Ni耐熱合金中C及N之總含量與清潔度之間之關係圖。
圖9係顯示P含量與潛變性質之間之關係圖。
圖10A及10B係於車削試驗後工具尖端之照片。
圖11係顯示可應用本發明之製造過程之合金之組分組成的表。
以下參照圖1至11說明作為本發明之一實例的高Ni耐熱合金。
根據本發明之高Ni耐熱係一種沉澱硬化耐熱合金,其包括γ相作為Ni之基質,且其中分散及沉澱有稱為γ’相或γ”相之微細金屬間化合物,及明確言之係一種含有諸如Al、Ti及Nb之沉澱物形成元素的沉澱硬化高Ni耐熱合金。
更明確言之,如圖1中所示,高Ni耐熱合金係一種包括Ni作為主要組分及與Ni共同沉澱金屬間化合物之Al、Ti及Nb之至少一者作為基本組分,且進一步包括預定量之Fe、Cr、Mo、Cu、Co等等的合金。文中使用之術語「高Ni耐熱合金」不僅意指包含50質量%或以上之Ni之合金(參見圖1中之實施例1),而且意 指包含約30質量%或以上且低於50質量%之Ni之合金(參見表1中之實施例2)。
如圖1中之合金1至4所示,實施例1及2之高Ni耐熱合金具有以質量%計包括下列的組分組成:Cr:14至25%;Mo:15%或以下;Co:15%或以下;Cu:5%或以下;Al:4%或以下;Ti:4%或以下;及Nb:6%或以下;其限制條件為Al+Ti+Nb為1.0%或以上;其餘為Ni。
該等合金進一步包括至少包含C及N之無可避免之雜質,其中作為無可避免雜質之C之量為0.01質量%或以下,及經固定為碳氮化物之N的量係使得下文描述之米其林點為100或以下之量。結果,Al、Ti及Nb中之至少一種金屬間化合物粒子分散及沉澱於Ni基質中,藉此提高高溫機械強度。在此情況,合金可進一步包括15至30質量%之量的Fe,如圖1中之合金1及4所示。
以下簡單說明於高Ni耐熱合金中限制各添加元素之組分範圍的理由。
Al及Ti形成γ’相,其係與Ni的金屬間化合物,且於基質相γ中良好地分散及沉澱,從而提高高溫強度。此外,Nb亦形成作為與Ni之金屬間化合物的γ”相,且於基質相γ中良好地分 散及沉澱,從而提高高溫強度。另一方面,Al、Ti及Nb具有碳化物及氮化物的高生產率。特定而言,於熔煉後形成的極細碳氮化物不會極大地影響高溫強度,但會於切割期間快速地磨損工具刀片,從而導致機器加工性劣化。考慮該等因素,Al及Ti之量分別為4質量%或以下,Nb之量為6質量%或以下,且除此之外,Al+Ti+Nb之量受限於1.0質量%或更高。
Cr會提高抗氧化性、抗腐蝕性及高溫強度。另一方面,過高含量的Cr相對地降低合金中之Ni含量,從而使高溫強度劣化。考慮該等因素,Cr之添加量係在14至25質量%之範圍。
Mo係溶解於基質中來硬化基質。考慮此因素,Mo之添加量係15質量%或以下,及較佳0.1至10質量%之範圍。
Cu可提高對氯離子的抗腐蝕性。然而,其之過高含量會影響高溫強度。考慮該等因素,當添加Cu時,Cu之添加量係5質量%或以下。
Co係溶解於基質中來硬化基質。此外,Co提高Ni與(Al、Ti及Nb)間之金屬間化合物的沉澱量,因此,提高合金的高溫強度。考慮該等因素,當添加Co時,Co之添加量係15質量%或以下。
Fe取代γ’相之Ni。因此,Ni之量減少,且可降低合金之成本。另一方面,當過量包含Fe時,無法以降低量的Ni達到期望的高溫強度。考慮該等因素,當添加Fe時,Fe之添加量係15至30質量%。
參照圖2、3、及4A至4C說明高Ni耐熱合金之製造過程的一個實例。
熔煉過程S100進行具有圖1所示之組分組成之各種高Ni耐熱合金的熔煉,同時控制無可避免雜質(本發明中之C及N)之含量的上限。熔煉過程S100一般係藉由組合其組分組成接近如圖1所示之組分組成的廢料(廢棄原料)與用來作組分調整之合金而進行熔煉。文中使用之術語「廢料」意指,例如,已達到於廢料市場中分配之壽命之產品的廢棄材料及當已重新製造合金材料或產品時於公司中產生之具有受控組分組成的廢棄材料。在該等廢料中,後者的廢棄材料被稱為「退回材料」,及退回材料在控制包括無可避免雜質之組分中為較佳。
製備諸如Fe-Nb或Fe-Cr,Ni的廢料及原料合金(原料製備步驟:S101)。在此情況中,該步驟製備包含低C及N含量之合金作為原料合金,且進一步包括移除廢料表面上之塗層的移除步驟(塗層移除步驟:S101a)。如前所述,為製造具有如圖1所示之組分組成之各種高Ni耐熱合金,其組分組成接近該等組分組成之合金具有在其表面上包含碳化物、氮化物或碳氮化物以及氧化物塗層之化合物塗層。特定而言,氮化物或碳氮化物易藉由包含Al、Ti及Nb之沉澱形成元素而包含,及N之量易隨整體合金而增加。當將該等塗層自廢料表面移除時,成為碳C及氮N之來源的雜質可在於後續熔融步驟S102中於熔融爐中熔融之前移除,因此,可降低最終製得之高Ni耐熱合金中之C及N的含量。
塗層移除步驟S101a之實例包括如圖3中所示之「珠粒噴擊」。珠粒噴擊係包含堅硬微細粒子之噴擊流14自諸如噴嘴之注射機構12注射至廢料10之表面,且微細粒子與表面上之注射面16碰撞,來機械地移除表面上之化合物塗層10b。藉由沿廢料10 移動注射機構12連續形成移除後之表面10a。近年來,高Ni耐熱合金被使用於具有複雜形狀的構件中,諸如用於鑽油的鑽機。即使係在具有此一複雜形狀的廢料10中,於珠粒噴擊中的加工性亦優異,並不需要製造工模(jig)來適用於其形狀。亦可應用自廢料表面移除化合物塗層的可選技術。
隨後,將具有經過移除加工之表面的廢料10及經控制至低C及低N之原料合金加熱至預定溫度,以使其等於真空熔融爐中熔融(熔融步驟:S102)。合金之組分係藉由,例如,視需要供應額外的添加劑元素來調整(組分調整步驟:S103)。其後,在具有預定形狀的模具中鑄造具有受控組分的熔體,藉此鑄得具有各種形狀的鑄錠(鑄錠製造步驟:S104)。
詳言之,如圖4A至4C中所示,將已於塗層移除步驟S101a中移除其表面上之化合物塗層的廢料10及原料合金11一起進給至真空熔融爐之熔融室17(圖4A),並加熱至預定溫度來使其等熔融(圖4B)。其後,使具有受控組分之熔體M於模具18中鑄造,並鑄得具有各種形狀的鑄錠20(圖4C)。
只要容許熱損壞,則可進一步適當地進行均熱熱處理來進一步抑制碳化物及氮化物殘留於鑄錠中。在C量係0.01質量%或以下之極低量的情況中,在熔煉後於合金塊體中沉澱之碳化物極微量。因此,希望僅對C量超過0.01質量%之情況施行均熱熱處理步驟。
鑄錠經過鍛造、切割及其類似加工,且於二次熔融之後經適當地進一步加工。因此,形成終產物。在藉由該製造過程製得的高Ni耐熱合金中,已進行在原料之熔煉階段中移除廢料表面 的塗層移除步驟,藉此抑制碳化物及氮化物於鑄錠中之沉澱。結果,可提高高Ni耐熱合金的機器加工性。
關於高Ni耐熱合金的製造過程,可提及以下特徵。
該製造過程係一種製造沉澱硬化Ni基耐熱合金之方法,其包括至少一熔煉步驟,該熔煉步驟包括:製備含有包括Ni基合金之廢料之原料的製備步驟;於爐中熔融原料以獲得熔融合金的熔融步驟;及於爐中調整熔融合金之合金組分的組分調整步驟,其中該製備步驟包括移除廢料表面的移除步驟。
廢料可係包含Al、Ti及Nb中至少一者之Ni基合金,其中該等組分之總和超過1質量%。
移除步驟可係移除廢料表面上包含氮化物及/或碳氮化物之化合物塗層的步驟。
移除步驟可係於廢料表面上進行珠粒噴擊之步驟。
該製造方法可進一步包括於熔煉步驟之後熔融所形成之化合物粒子的均熱熱處理步驟。
沉澱硬化Ni基耐熱合金可具有就所形成碳化物及/氮化物之質量當量而言,其中之N量大於C量的組分組成。
以下明確說明藉由上述高Ni耐熱合金之製造過程製造高Ni耐熱合金的特定實例。
使用高Ni耐熱合金的退回材料作為原料。作為最終合金之目標的組分組成係圖1中之合金1至5的組分組成。合金5係類似於合金4包含約44質量%量之Ni的合金,但係不包含Cr的合金,因此將其用作比較例。
將作為原料之退回材料及經控制至低C及低N之原 料合金進給至真空感應熔融爐,加熱並熔融。將用於調整至合金1至5之化學組分範圍的合金進給至熔融爐以調整組分,並於模具中鑄造所得熔體以製備鑄錠。使鑄錠在約1,100℃之溫度下進行熱煅以形成圓桿,及接著在1,050℃之溫度下進行熱處理30分鐘以製造小胚。
自小胚切割出試件,及測量其中之碳C及氮N的含量,另外,測量基於米其林點的「清潔度」作為其機器加工性之指數。所得結果示於圖5及6,且關於合金1,將用來測量米其林點之合金的橫截面照片示於圖7A至7C。如圖5及6所示,使經收集作為原料之各退回材料之表面藉由在試驗編號1、2、4、7、8、10、11、13及14中之熔融之前的珠粒噴擊進行塗層移除步驟。於珠粒噴擊中,將具有0.8毫米之平均粒徑及HRC 40至50之硬度的鋼粒子噴至退回材料之表面。
文中使用之術語「清潔度」係由「米其林點」定義,其顯示金相結構中所含之非金屬內含物(諸如碳化物及氮化物)的程度。文中使用之術語「米其林點」係用來藉由根據ASTM-E45之「米其林方法」評估內含物的指數。利用400倍的放大率觀察具有60.5平方毫米之待檢測面積的橫截面結構,及測量分散於結構中具有2或更小之縱橫比及5微米或更大之寬度之非金屬內含物的尺寸。在所測量的內含物中,將具有5微米或以上且小於10微米之尺寸(長度)的內含物數目乘以係數1,將具有10微米或以上且小於20微米之尺寸的內含物數目乘以係數5,及將具有20微米或以上之尺寸的內含物數目乘以係數10。將該等所得值的總和定義為米其林點值。因此,當米其林點值小時,觀察場中之內含物數目小,且將清潔度 評價為高。另一方面,當米其林點值大時,觀察場中之內含物數目大,且將清潔度評價為低。
[實施例1]
如圖5所示,關於包含50質量%或更高量之Ni的合金,在合金1之三個試件中,碳C之含量為0.0030至0.0250質量%,氮N之含量為0.0030至0.0087質量%,且在此情況中之清潔度為40至300。類似地,在合金2之三個試件中,碳C之含量為0.0020至0.0310質量%,氮N之含量為0.0029至0.0112質量%,且清潔度為20至400。此外,在合金3之三個試件中,碳C之含量為0.0040至0.0600質量%,氮N之含量為0.0050質量%,且清潔度為20至150。
[實施例2]
如圖6所示,關於包含大約30質量%或以上且小於50質量%量之Ni的合金,在合金4之三個試件中,碳C之含量為0.0050至0.0300質量%,氮N之含量為0.0030至0.0070質量%,且在此情況中之清潔度為10至130。
[比較例1]
再者,關於包含大約30質量%或以上且小於50質量%量之Ni但不包含Cr的合金,在合金5之四個試件中,碳C之含量為0.0020至0.0080質量%,氮N之含量為0.0010至0.0024質量%,且清潔度為50至500。
如圖5及6所示,已明瞭藉由於熔煉步驟中移除形成 於廢料表面上之化合物塗層,根據實施例之高Ni耐熱合金可達成C:0.01質量%或以下及N:0.0050質量%或以下,及另外關於經作為碳氮化物固定之N,自藉由根據ASTM-E45之評估方法提取之內含物測得的米其林點可經抑制至100或以下。此外,在圖5及6顯示之數據中,已發現當將C及N之含量與基於米其林點值之清潔度比較時,以C:N=1:4.5之比率加總的總值X(X=C+4.5N)幾乎與清潔度成比例。
明確言之,如圖8所示,當由高Ni耐熱合金之碳C及氮N之含量表示之(C+4.5N)值係水平軸及基於米其林點之清潔度係垂直軸時,由此一圖應瞭解所有合金1至5皆具有(C+4.5N)之總含量幾乎與米其林點成正比的關係。此使得能夠藉由控制欲製造之高Ni耐熱合金中所包含之碳C及氮N之總含量(C+4.5N)來預測高Ni耐熱合金的米其林點值。然而,在合金5中,米其林點值對(C+4.5N)值之改變的變化大,且在米其林點值的預測中,其精確度相較合金1至4而言低。
高Ni耐熱合金之高清潔度(亦即,小的米其林點值)意謂結構中所含的內含物量小。因此,具高清潔度的高Ni耐熱合金顯現高機器加工性。因此,當在熔煉步驟中移除諸如碳化物或氮化物之化合物塗層,且另外地,組成範圍係如上且X值受到抑制時,可獲得同時具有經提高的高溫強度及機器加工性的高Ni耐熱合金。
舉例來說,當確定X值,使得在合金1至4中,圖8中所示之清潔度(米其林點值)係100或以下時,於製得的高Ni耐熱合金中達成優異的機器加工性。
[實施例3]
圖9顯示使用在合金1中具有0.003質量%、0.005質量%、0.010質量%及0.017質量%之各種P含量之試件之潛變試驗的結果。在潛變試驗中,溫度係649℃,及就應力而言的負荷係689MPa。
如圖9所示,存在作為潛變性質之破壞時間及伸長率隨P含量之增加而改良的趨勢。此外,在於合金4中改變P含量的試件中,潛變性質同樣地藉由包含些許量的P而獲得改良。明確言之,在上述的高Ni耐熱合金中,由高溫潛變性質的觀點來看,較佳包含不會減損熱加工性及製造性之量的P,且其含量係在0.005至0.010質量%之範圍內。
車削試驗
圖10A及10B顯示當使用碳化物工具在合金2之小胚中進行車削試驗時之工具尖端的照片。照片顯示於自車削試驗開始11分鐘後之碳化物工具的尖端。車削試驗的條件係機器加工速率:50米/分鐘,進給速率:0.4毫米/轉及切割深度:2.0毫米。
如圖10A所示,在藉由直接鍛造鑄錠,未使原料中所含之廢棄材料進行珠粒噴擊之習知製造方法製造的小胚中,如由照片中之白色箭頭所示,工具的尖端大大地磨損。
另一方面,如圖10B所示,在藉由以上移除廢料之化合物塗層之製造過程製得的小胚中,如由照片中之白色箭頭所示,可確認碳化物工具的磨損大大地減低。換言之,得到藉由實施例中之製造過程製得之高Ni耐熱合金對相同碳化物工具之機器加工性 優異的結果。
圖11係顯示作為可應用以上製造過程之高Ni耐熱合金之實例的合金A至N,及據認為係各別最終目標之化學組分的表。在如上的相同車削試驗中,經確認即使係在該等合金中亦可得到良好的機器加工性。在包含大約30質量%或以上量之Ni的合金中,得到如於製造過程中之相同的機器加工性改良效果。因此,此處意欲的高Ni耐熱合金包括包含大約30質量%或以上量之Ni的合金。
於上述的習知製造方法中,儘管延長真空感應熔融爐之脫氣處理的處理時間,亦難以在所得鑄錠中達到100ppm或以下的N含量。另一方面,藉由以上製造過程獲得之鑄錠中的N含量係60ppm或以下,且於小胚中維持類似的N含量。亦瞭解當適當地選擇高Ni耐熱合金之化學組分及熱處理條件時,N含量可降低至50ppm或以下,及較佳地40ppm或以下,可進一步降低碳化物工具之磨損,且可提高機器加工性。
習知機器加工性可藉由減少C量而改良。另一方面,如於上述車削試驗中所示,經確認N量會大大地影響機器加工性。經進一步確認當藉由顯微觀察獲得影響機器加工性之碳化物及氮化物之量時,存在當減少預定量的N,而非當減少相同量的C時,可大大地減小碳化物及氮化物之量的趨勢。此趨勢在所有以上的沉澱硬化高Ni耐熱合金中皆相同。換言之,在具有就所形成之碳化物及/或氮化物之質量當量而言,N大於C之組分組成的高Ni耐熱合金中,可藉由應用以上的製造過程來有效地提高機器加工性。
以上說明本發明的代表性實施例。然而,本發明並非 始終受限於該等實施例,且熟悉技藝人士可發現各種替代實施例及修改實施例而不脫離本發明之主旨。
本申請案係基於2016年10月24日提出申請之日本專利申請案第2016-207947號、2016年12月14日提出申請之日本專利申請案第2016-242221號及2017年8月30日提出申請之日本專利申請案第2017-166063號,將其內容以引用的方式併入本文。

Claims (16)

  1. 一種沉澱硬化高Ni耐熱合金,其具有以質量%計包括下列的組分組成:Cr:14至25%;Mo:15%或以下;Co:15%或以下;Cu:5%或以下;Al:4%或以下;Ti:4%或以下;Nb:6%或以下;其限制條件為Al+Ti+Nb為1.0%或以上;及至少包括C及N之無可避免的雜質,其餘為Ni,其中C之含量為0.01%或以下,及經固定為碳氮化物之N的含量係使得自藉由根據ASTM-E45之評估方法所提取之內含物測得的米其林點為100或以下。
  2. 如請求項1之沉澱硬化高Ni耐熱合金,其中,該組分組成以質量%計進一步包括15至30%之量的Fe。
  3. 如請求項1之沉澱硬化高Ni耐熱合金,其中,在該組分組成中,該米其林點係與由C及N之量表示之(C+4.5N)成一階比例。
  4. 如請求項2之沉澱硬化高Ni耐熱合金,其中,在該組分組成中,該米其林點係與由C及N之量表示之(C+4.5N)成一階比例。
  5. 如請求項1之沉澱硬化高Ni耐熱合金,其中,該組分組成以質量%計進一步包括0.005至0.010%之量的P。
  6. 如請求項2之沉澱硬化高Ni耐熱合金,其中,該組分組成以質量%計進一步包括0.005至0.010%之量的P。
  7. 如請求項3之沉澱硬化高Ni耐熱合金,其中,該組分組成以質量%計進一步包括0.005至0.010%之量的P。
  8. 如請求項4之沉澱硬化高Ni耐熱合金,其中,該組分組成以質量%計進一步包括0.005至0.010%之量的P。
  9. 如請求項1之沉澱硬化高Ni耐熱合金,其中,該N之量以質量%計係0.0050%或以下。
  10. 如請求項2之沉澱硬化高Ni耐熱合金,其中,該N之量以質量%計係0.0050%或以下。
  11. 如請求項3之沉澱硬化高Ni耐熱合金,其中,該N之量以質量%計係0.0050%或以下。
  12. 如請求項4之沉澱硬化高Ni耐熱合金,其中,該N之量以質量%計係0.0050%或以下。
  13. 如請求項5之沉澱硬化高Ni耐熱合金,其中,該N之量以質量%計係0.0050%或以下。
  14. 如請求項6之沉澱硬化高Ni耐熱合金,其中,該N之量以質量%計係0.0050%或以下。
  15. 如請求項7之沉澱硬化高Ni耐熱合金,其中,該N之量以質量%計係0.0050%或以下。
  16. 如請求項8之沉澱硬化高Ni耐熱合金,其中,該N之量以質量%計係0.0050%或以下。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115298335A (zh) * 2020-04-03 2022-11-04 日本冶金工业株式会社 Ni-Cr-Mo-Nb系合金

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63140055A (ja) * 1986-12-03 1988-06-11 Sumitomo Metal Ind Ltd 高耐食性析出硬化型Ni基合金
JP2009167500A (ja) 2008-01-18 2009-07-30 Daido Steel Co Ltd Ni基耐熱合金の製造方法
JP2009167499A (ja) 2008-01-18 2009-07-30 Daido Steel Co Ltd 被削性に優れた熱間金型用Ni基耐熱合金
WO2010038826A1 (ja) * 2008-10-02 2010-04-08 住友金属工業株式会社 Ni基耐熱合金
JP5146576B1 (ja) 2011-08-09 2013-02-20 新日鐵住金株式会社 Ni基耐熱合金
JP6532182B2 (ja) 2013-08-06 2019-06-19 日立金属株式会社 Ni基合金、ガスタービン燃焼器用Ni基合金、ガスタービン燃焼器用部材、ライナー用部材、トランジッションピース用部材、ライナー、トランジッションピース

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115298335A (zh) * 2020-04-03 2022-11-04 日本冶金工业株式会社 Ni-Cr-Mo-Nb系合金

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