WO2022171473A1 - Legierung, pulver, verfahren und bauteil - Google Patents
Legierung, pulver, verfahren und bauteil Download PDFInfo
- Publication number
- WO2022171473A1 WO2022171473A1 PCT/EP2022/052190 EP2022052190W WO2022171473A1 WO 2022171473 A1 WO2022171473 A1 WO 2022171473A1 EP 2022052190 W EP2022052190 W EP 2022052190W WO 2022171473 A1 WO2022171473 A1 WO 2022171473A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- nickel
- weight
- tungsten
- titanium
- yttrium
- Prior art date
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 18
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 46
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 16
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 14
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000011669 selenium Substances 0.000 claims abstract description 12
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N thallium Chemical compound [Tl] BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 9
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 8
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical compound [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 4
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N yttrium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Y+3].[Y+3] RUDFQVOCFDJEEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims 1
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 9
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 7
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
- C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
- C22C19/051—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
- C22C19/055—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being at least 20% but less than 30%
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/20—Direct sintering or melting
- B22F10/28—Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C1/0433—Nickel- or cobalt-based alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
- C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
- C22C19/051—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
- C22C19/056—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being at least 10% but less than 20%
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C30/00—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2301/00—Metallic composition of the powder or its coating
- B22F2301/15—Nickel or cobalt
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
- B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
- B22F5/009—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of turbine components other than turbine blades
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
- B22F5/04—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of turbine blades
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
- B23K35/0222—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in soldering, brazing
- B23K35/0244—Powders, particles or spheres; Preforms made therefrom
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
- B23K35/3033—Ni as the principal constituent
- B23K35/304—Ni as the principal constituent with Cr as the next major constituent
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Definitions
- Additive manufacturing such as selective laser beam melting (L-PBF), but not limited to the process mentioned, is based on the layered, selective melting of layers of powder as the starting material to create a geometric object.
- L-PBF selective laser beam melting
- microcracking occurs during the process and macrocracking occurs during the heat treatment.
- the material IN939 is currently a material that can be built up productively and without cracks in a layer thickness of 40 ⁇ m, but does not provide sufficient mechanical properties, such as creep resistance and oxidation resistance, for some applications.
- an alloy with a suitable combination of mechanical properties, oxidation resistance at high metal temperatures and productivity is required for the exploration and industrialization of other additively manufactured hot-gas components.
- the invention uses an improvement in the chemical composition of nickel-based superalloys in terms of improving creep and oxidation resistance by adapting suitable elements, while maintaining crack-free machinability and productivity.
- the invention is described below only by way of example. The function of each element included in the high heat-resistant nickel-base alloy for carrying out the invention described above will now be described.
- Carbon (C) is added, which, in addition to its function as a deoxidizing element, has other functions of combining with titanium (Ti), niobium (Nb), and tantalum (Ta) to form stable MC-type primary carbides to improve coarsening to suppress formation of austenitic grains during hot deformation and to improve hot lubricity.
- the desired effect of the carbon (C) is obtained by adding an amount of at least 0.09%, but its addition of more than 0.13% forms the chain structure of the MC-type carbide and causes the generation of hot cracks, the from this part, reducing tool life.
- carbon (C) is added in an amount of 0.09% to 0.13% by weight, preferably 0.09% to 0.11% by weight.
- Silicon (Si) may preferably be added as a deoxidizing agent and at the same time acts to improve adhesion of an oxide layer that is formed. However, its excessive addition causes a reduction in both hot workability and ductility at room temperatures. Accordingly, silicon (Si) can be added in an amount up to 0.02% by weight or less.
- Manganese (Mn) can be added as a deoxidizer.
- Manganese (Mn) is added in an amount of 0.01% by weight or less.
- Chromium (Cr) forms an oxide layer with a highly tight adhesion to the surface during high temperature heating and improves oxidation resistance. To- In addition, chromium (Cr) can also improve hot workability.
- This effect requires its addition in an amount in excess of 19.0 wt%, but its excessive addition exceeding 21.5 wt% causes precipitation of an ⁇ -phase, accompanied by a reduction in ductility.
- the amount of chromium (Cr) is in a range above 19.0% by weight but not more than 21.5% by weight, preferably between 19.0% by weight and 21.0% by weight. .
- Tungsten is an additional element that essentially strengthens the austenitic solid solution up to high temperatures.
- tungsten (W) is to be added in an amount of at least 2.0% by weight, but its excessive addition more than 3.0% by weight causes the excessive precipitation of ⁇ -W and a Decreasing both oxidation resistance and tight adhesion of an oxide film. Accordingly, the amount of tungsten (W) is particularly preferably in the range of 2.5% by weight to 3.0% by weight.
- Molybdenum (Mo) is an element of the same group as tungsten (W), and therefore replacing part of tungsten (W) with molybdenum (Mo) can provide the same function as that of tungsten (W). However, since its effect is lower than that of tungsten (W), molybdenum (Mo) is added in a range of 0.5% to 1.5% by weight, particularly 0.8% by weight. % to 1.5% by weight.
- Iron (Fe) need not necessarily be added to the present alloy. However, since iron (Fe) present in a solid solution state in an austenitic phase mainly containing nickel (Ni) can improve hot workability and is useful for saving raw materials and reducing prices, iron (Fe) is added as needed . However, its excessive addition softens an austenitic phase and decreases the precipitated amount of a ⁇ ' phase, resulting in a lowering of the high-temperature temperature resistance. Accordingly, iron (Fe) is added in an amount of up to 0.02% by weight.
- Aluminum (Al) is an additive element essential for forming a stable ⁇ '-phase after an annealing treatment and should be added in an amount of at least 2.2% by weight. However, adding it in excess of 3.0% by weight causes an increase in the ⁇ ′ phase and lowers the hot workability. Accordingly, aluminum (Al) is in a range of 2.2% to 3.0% by weight, preferably 2.5% to 3.0% by weight .
- Ti titanium
- C carbon
- titanium (Ti) The balance of titanium (Ti) is in the ⁇ '-phase in the solid-solution state, thereby strengthening the ⁇ '-phase, and serves to improve high-temperature strength. Accordingly, titanium (Ti) must be added in an amount of at least 2.0% by weight, but its excessive addition exceeding 3.0% by weight not only lowers hot workability but also makes ⁇ '-phase unstable and causes reductions in strength after long-term use at high temperatures. Accordingly, titanium (Ti) is also preferably in the range of 2.2% to 2.8% by weight.
- aluminum (Al), tantalum (Ta) and titanium (Ti) also have an important function of improving the resistance to oxidation, especially when the elements are combined, they form stable oxide layer systems.
- niobium (Nb) and tantalum (Ta) are combined with carbon (C) to form stable MC-type primary carbides, and they have a strength-enhancing function, especially for non ⁇ '-hardened alloys .
- C carbon
- the balance of both niobium (Nb) and tantalum (Ta) is dissolved in the ⁇ ' phase, thereby strengthening the ⁇ ' phase solid solution, and serves to improve high-temperature strength.
- niobium (Nb) and tantalum (Ta) can be added as needed.
- niobium (Nb) is in a range of 2.0 wt% or less to 1.2 wt% minimum.
- Zirconium (Zr) and boron (B) are effective for improving high-temperature strength and ductility by their grain boundary active function, and at least one of them can be added in an appropriate amount to the alloy of the invention. Their effect is maintained with a small additional amount.
- zirconium (Zr) and boron (B) are 0.01% and 0.012% by weight, respectively.
- Nickel (Ni) forms a stable austenitic phase and becomes a matrix for both the solid solution and the precipitation of the ⁇ ' phase. Further, since nickel (Ni) can form a solid solution with a large amount of tungsten (W), an austenitic matrix having high strength at high temperatures is obtained, and hence nickel is the balance of the alloy.
- Cobalt (Co) exists in the austenite of the matrix in the solid solution state, thereby achieving some solid solution strengthening, and also has an effect of improving the tight adhesion of the oxide film. Since cobalt (Co) is in the solid solution state in the Ni matrix and since cobalt (Co) is the Hardly affected separation of the ⁇ ' phase, cobalt (Co) is favorable. However, since cobalt (Co) is an expensive element, its addition in large amounts is not preferred.
- the nickel-based alloy therefore has, in particular consisting of (in % by weight):
- Co Co + 18.0% - 20.0%, especially 19.0%
- Titanium (Ti) 2.0% - 3.0%, especially 2.2% - 2.8%,
- V Vanadium
- Hf Hafnium
- Phosphorus (P) up to 0.005%
- Te Tellurium
- Ti Thallium
- the component is preferably a component of a turbine, in particular a gas turbine and there in particular in the “hot” area.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft eine nickelbasierte Legierung, aufweisend, insbesondere bestehend aus (in Gew.-%): Kohlenstoff (C): 0,09% - 0,13%, Chrom (Cr): 19,0% - 21,5%, Kobalt (Co): 18,0% - 20,0%, Molybdän (Mo): 0,5% - 1,5%, Wolfram (W): 2,0% - 3,0%, Titan (Ti): 2,0% - 3,0%, Aluminium (Al): 2,2% - 3,0%, Bor (B): 0,008% - 0,012%, Zirkon (Zr): 0,0025% - 0,01%, Tantal (Ta): 2,0% - 4,0%, Niob (Nb): 1,2% - 2,0%, optional Silizium (Si): bis zu 0,02%, Mangan (Mn): bis zu 0,01%, Yttrium (Y): 0,0025% - 0,01%, Yttriumoxid (Y2O3): 0,75% - 1,25%, Vanadium (V): bis 0,01%, Hafnium (Hf): bis 0,01%, Silber (Ag): bis 0,005%, Blei (Pb): bis 0,0003%, Eisen (Fe): bis 0,02%, Kupfer (Cu): bis 0,01%, Selen (Se): bis 0,0003%, Sauerstoff (O): bis 0,015%, Phosphor (P): bis 0,005%, Schwefel (S): bis 0,001%, Gallium (Ga): bis 0,001%, Bismut (Bi): bis 0,0001%, Stickstoff (N): bis 0,008%, Magnesium (Mg): bis 0,007%, Tellur (Te): bis 0,00005%, Thallium (Tl): bis 0,0005%, Kalzium (Ca): bis 0,0001%, Kalium (K): bis 0,0001%, restliche Verunreinigungen bis 0,1%.
Description
Beschreibung
Legierung, Pulver, Verfahren und Bauteil
Die additive Fertigung, wie z.B. das selektive Laserstrahl- schmelzen (L-PBF), aber nicht beschränkt auf das genannte Verfahren, basiert auf der lagenweisen, selektiven Aufschmel- zung von Pulverschichten als Ausgangsmaterial zur Erzeugung eines geometrischen Objektes. Beim L-PBF von hochtemperatur- beständigen Legierungen treten, während des Prozesses, Mikro- risse und, während der Wärmebehandlung, Makrorisse auf. Der Werkstoff IN939 ist aktuell ein Werkstoff, der sich in einer Schichtdicke von 40 μm rissfrei und produktiv aufbauen lässt, allerdings für eine einige Anwendungen keine ausreichenden mechanischen Eigenschaften, wie z.B. Kriechfestigkeit und Oxidationsbeständigkeit, mit sich bringt. Für eine Explorati- on und Industrialisierung weiterer additiv gefertigter Heiß- gas-Komponenten ist allerdings eine Legierung mit geeigneter Kombination aus mechanischen Eigenschaften, Oxidationswider- stand bei hohen Metalltemperaturen und Produktivität notwen- dig.
Bisher wurde das Problem durch die Möglichkeiten des Designs bzw. der Kühlluftbereitstellung vermindert, wobei ein erhöh- ter Bedarf an Kühlluft für das Bauteil die Effizienz der Gas- turbine reduziert.
Es ist Aufgabe der Erfindung oben genanntes Problem zu lösen. Die Aufgabe wird gelöst durch eine Legierung gemäß Anspruch 1, ein Pulver gemäß Anspruch 2, ein Verfahren gemäß Anspruch 3 und ein Bauteil gemäß Anspruch 4.
Die Erfindung nutzt eine Verbesserung der chemischen Zusam- mensetzung von nickelbasierten Superlegierungen im Sinne einer Verbesserung der Kriech- und Oxidationsbeständigkeit durch Anpassung geeigneter Elemente, dabei wird die rissfreie Verarbeitbarkeit und Produktivität beibehalten.
Die Erfindung wird im Folgenden nur exemplarisch beschrieben. Es wird nun die Funktion der einzelnen, in der hochhitzebe- ständigen Nickelbasislegierung enthaltenden Elemente zur Aus- führung der oben beschriebenen Erfindung beschrieben werden.
Kohlenstoff (C) wird zugesetzt, der, zusätzlich zu seiner Funktion als desoxidierendes Element, weitere Funktionen zur Verbindung mit Titan (Ti), Niob (Nb) und Tantal (Ta) zwecks Bildung stabiler MC-Typ-Primärkarbide hat, um die Vergröbe- rung austenitischer Körner während einer Heißverformung zu unterdrücken und die Heißgleitfähigkeit zu verbessern. Die gewünschte Wirkung des Kohlenstoffs(C) wird erreicht, indem man eine Menge von wenigstens 0,09% zusetzt, doch bildet dessen Zusatz von mehr als 0,13% das Kettengefüge des MC-Typ- Karbids und verursacht die Entstehung von Warmrissen, die von diesem Teil ausgehen, so dass die Werkzeugstandzeit verrin- gert wird.
Demgemäß wird Kohlenstoff (C) in einer Menge von 0,09 Gew.-% bis 0,13 Gew.-%, vorzugsweise 0,09 Gew.-% bis 0,11 Gew.-% zu- gesetzt.
Silizium (Si) kann vorzugsweise als ein Desoxidationsmittel zugesetzt werden und wirkt gleichzeitig zur Verbesserung der Haftung einer sich bildenden Oxidschicht. Jedoch verursacht dessen übermäßiger Zusatz eine Verringerung sowohl der Heiß- verformbarkeit als auch der Duktilität bei Raumtemperaturen. Demgemäß kann Silizium (Si) in einer Menge bis zu 0,02 Gew.-% oder weniger zugesetzt werden.
Mangan (Mn) kann als Desoxidationsmittel zugesetzt werden.
Ein übermäßiger Zusatz verursacht eine Verringerung der Hoch- temperaturfestigkeit, und daher wird Mangan (Mn) in einer Menge von 0,01 Gew.-% oder weniger zugesetzt.
Chrom (Cr) bildet eine Oxidschicht mit einer hochgradig engen Haftung an der Oberfläche während einer Erhitzung auf hohe Temperaturen und verbessert die Oxidationsbeständigkeit. Zu-
sätzlich kann Chrom (Cr) auch die Warmumformbarkeit verbes- sern.
Diese Wirkung erfordert seinen Zusatz in einer Menge über 19,0 Gew.-%, doch dessen 21,5 Gew.-% überschreitender, über- mäßiger Zusatz verursacht die Ausscheidung einer α-Phase, was von einer Verringerung der Duktilität begleitet wird.
Demgemäß liegt die Menge an Chrom (Cr) in einem Bereich über 19,0 Gew.-%, jedoch nicht mehr als 21,5 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 19,0 Gew.-% und 21,0 Gew.-%.
Wolfram (W) ist ein Zusatzelement, das im Wesentlichen den austenitischen Mischkristall bis zu hohen Temperaturen ver- festigt.
Um diese Wirkungen zu erzielen ist Wolfram (W) in einer Menge von wenigstens 2,0 Gew.-% zuzusetzen, doch dessen übermäßiger Zusatz von mehr als 3,0 Gew.-% verursacht die übermäßige Aus- scheidung von α-W und eine Senkung sowohl der Oxidations- beständigkeit als auch der engen Haftung eines Oxidfilms. Dementsprechend ist besonders bevorzugt die Menge an Wolfram (W) im Bereich von 2,5 Gew.-% bis 3,0 Gew.-%.
Molybdän (Mo) ist ein Element der gleichen Gruppe wie Wolfram (W) und daher kann der Ersatz eines Teils von Wolfram (W) durch Molybdän (Mo) die gleiche Funktion wie die von Wolfram (W) vorsehen. Da jedoch seine Wirkung geringer ist als die von Wolfram (W), setzt man Molybdän (Mo) in einem Bereich von 0,5% Gew.-% bis 1,5 Gew.-% zu, insbesondere 0,8% Gew.-% bis 1,5 Gew.—%.
Eisen (Fe) braucht der vorliegenden Legierung nicht unbedingt zugesetzt zu werden. Da jedoch in einem Festlösungszustand in einer hauptsächlich Nickel (Ni) enthaltenden austenitischen Phase vorliegendes Eisen (Fe) die Heißverformbarkeit verbes- sern kann und da es zur Einsparung von Rohstoffen und zur Verringerung der Preise brauchbar ist, wird Eisen (Fe) be- darfsweise zugesetzt. Dessen übermäßiger Zusatz erweicht je- doch eine austenitische Phase und verringert die ausgeschie- dene Menge einer γ'-Phase, was zu einer Senkung der Hochtem-
peraturfestigkeit führt. Demgemäß wird Eisen (Fe) in einer Menge von bis zu 0,02 Gew.-% zugesetzt.
Aluminium (Al) ist ein Zusatzelement, das zur Bildung einer stabilen γ'-Phase nach einer Anlassbehandlung wesentlich ist und in einer Menge von wenigstens 2,2 Gew.-% zugesetzt werden soll. Dessen 3,0 Gew.-% übersteigender Zusatz verursacht je- doch eine Steigerung der γ'-Phase und senkt die Heißverform- barkeit. Demgemäß liegt Aluminium (Al) in einem Bereich von 2,2 Gew.-% bis 3,0 Gew.-%, vorzugsweise 2,5 Gew.-% bis 3,0 Gew.—'o .
Ein Teil des Titans (Ti) wird mit Kohlenstoff (C) zur Bildung eines stabilen MC-Typ-Primärkarbids verbunden und hat eine festigkeitserhöhende Funktion bei nicht γ'-gehärteten Legie- rungen.
Der Rest von Titan (Ti) liegt in der γ'-Phase im Festlösungs- zustand vor, wodurch die γ'-Phase verfestigt wird, und dient zur Verbesserung der Hochtemperaturfestigkeit. Demgemäß muss Titan (Ti) in einer Menge von wenigstens 2,0 Gew.-% zugesetzt werden, doch dessen übermäßiger 3,0 Gew.-% übersteigender Zu- satz senkt nicht nur die Heißverformbarkeit, sondern macht auch die γ'-Phase instabil und verursacht Verringerungen der Festigkeit nach langzeitiger Verwendung bei hohen Temperatu- ren. Demgemäß liegt Titan (Ti) vorzugsweise auch im Bereich von 2,2 Gew.-% bis 2,8 Gew.-%.
Weiter haben Aluminium (Al), Tantal (Ta) und Titan (Ti) auch eine wichtige Funktion der Verbesserung der Oxidationsbestän- digkeit, vor allem in der Kombination der Elemente bilden sie stabile Oxidschichtsysteme.
Gleichartig wie Titan (Ti) wird ein Teil von sowohl Niob (Nb) als auch Tantal (Ta) mit Kohlenstoff (C) unter Bildung stabi- ler MC-Typ-Primärkarbide verbunden, und sie haben festig- keitssteigernde Funktion, vor allem für nicht γ'-gehärtete Legierungen .
Der Rest sowohl von Niob (Nb) als auch von Tantal (Ta) liegt gelöst in der γ'-Phase vor, wodurch die γ'-Phase fester Lö- sung verfestigt wird, und dient zur Verbesserung der Hochtem- peraturfestigkeit .
Dementsprechend können Niob (Nb) und Tantal (Ta) je nach Be- darf zugesetzt werden. Da jedoch deren übermäßiger Zusatz von mehr als 3,0 Gew.-% die Heißverformbarkeit verringert, liegt Niob (Nb) in einem Bereich von 2,0 Gew.-% oder weniger bis Minimum 1,2 Gew.-%.
Zirkon (Zr) und Bor (B) sind zur Verbesserung der Hochtempe- raturfestigkeit und Duktilität durch ihre korngrenzenaktive Funktion wirksam, und wenigstens eines von ihnen kann der Legierung der Erfindung in einer passenden Menge zugesetzt werden. Ihre Wirkung wird bei einer geringen Zusatzmenge er- halten.
Zirkon- (Zr) und Bor- (B)-Mengen von mehr als 0,01 Gew.-% bzw. 0,012 Gew.-% senken den Solidustemperatur beim Erhitzen, wodurch die Heißverformbarkeit verschlechtert wird.
Demgemäß sind die oberen Grenzen von Zirkon (Zr) und Bor (B) 0,01 Gew.-% bzw. 0,012 Gew.-%.
Nickel (Ni) bildet eine stabile austenitische Phase und wird eine Matrix für sowohl die feste Lösung als auch die Aus- scheidung der Y '-Phase. Weiter wird, da Nickel (Ni) eine fes- te Lösung mit einer großen Menge von Wolfram (W) bilden kann, eine austenitische Matrix mit einer hohen Festigkeit bei ho- hen Temperaturen erhalten, und daher ist Nickel der Rest der Legierung.
Abgesehen von den oben beschriebenen Elementen können bis zu 20,0 Gew.-% Kobalt (Co) der Legierung der Erfindung zugesetzt werden.
Kobalt (Co) existiert im Austenit der Matrix im Festlösungs- zustand, wodurch eine gewisse Mischkristallverfestigung er- reicht wird, und hat auch eine Wirkung zur Verbesserung der engen Haftung des Oxidfilms. Da Kobalt (Co) in der Ni-Matrix im Festlösungszustand vorliegt und da Kobalt (Co) die Aus-
Scheidung der γ'-Phase kaum beeinträchtigt, ist Kobalt (Co) günstig. Da Kobalt (Co) jedoch ein teures Element ist, wird dessen Zusatz in großen Mengen nicht bevorzugt.
Mit diesen Anpassungen wird die Verarbeitbarkeit für einen produktiven L-PBF-Prozess mit verbesserten mechanischen Eigenschaften und gesteigerter Oxidationsbeständigkeit ge- währleistet .
Die nickelbasierte Legierung weist daher erfindungsgemäß auf, insbesondere bestehend aus (in Gew.-%):
Kohlenstoff (C):0,09% - 0,13%, insbesondere 0,09% - 0,11%,
Chrom (Cr): 19,0% - 21,5%, insbesondere 19,0% - 21,0%,
Kobalt (Co): 18,0% - 20,0%, insbesondere 19,0%,
Molybdän (Mo): 0,5% - 1,5%, insbesondere 0,8% - 1,5%,
Wolfram (W): 2,0% - 3,0%, insbesondere 2,5% - 3,0%,
Titan (Ti): 2,0% - 3,0%, insbesondere 2,2% - 2,8%,
Aluminium (Al): 2,2% - 3,0%, insbesondere 2,5% - 3,0%,
Bor (B): 0,008% - 0,012%
Zirkon (Zr): 0,0025% - 0,01%
Tantal (Ta): 2,0% - 4,0%, insbesondere 3,0%,
Niob (Nb): 1,2% - 2,0%, insbesondere 1,5% - 2,0%, optional
Silizium (Si): bis zu 0,02%, insbesondere 0,01% - 0,02%,
Mangan (Mn): bis zu 0,01%
Yttrium (Y): 0,0025% - 0,01%
Yttriumoxid (Y203): 0,75% - 1,25%
Vanadium (V): bis 0,01%
Hafnium (Hf): bis 0,01%
Silber (Ag): bis 0,005%
Blei (Pb): bis 0,0003%
Eisen (Fe): bis 0,02% Kupfer (Cu): bis 0,01%
Selen (Se): bis 0,0003%
Sauerstoff (0): bis 0,015%
Phosphor (P): bis 0,005%
Schwefel (S): bis 0,001% Gallium (Ga): bis 0,001%
Bismut (Bi): bis 0,0001%
Stickstoff (N): bis 0,008%
Magnesium (Mg): bis 0,007%
Tellur (Te): bis 0,00005% Thallium (Ti): bis 0,0005%
Kalzium (Ca): bis 0,0001%
Claims
1. Nickelbasierte Legierung, aufweisend (in Gew.-%): Kohlenstoff (C): 0,09% - 0,13%, insbesondere 0,09% - 0,11%,
Chrom (Cr): 19,0% - 21,5%, insbesondere 19,0% - 21,0%, Kobalt (Co): 18,0% - 20,0%, insbesondere 19,0%,
Molybdän (Mo): 0,5% - 1,5%, insbesondere 0,8% - 1,5%,
Wolfram (W): 2,0% - 3,0%, insbesondere 2,5% - 3,0%,
Titan (Ti): 2,0% - 3,0%, insbesondere 2,2% - 2,8%, Aluminium (Al): 2,2% - 3,0%, insbesondere 2,5% - 3,0%,
Bor (B): 0,008% - 0,012%
Zirkon (Zr): 0,0025% - 0,01% Tantal (Ta): 2,0% - 4,0%, insbesondere 3,0%,
Niob (Nb): 1,2% - 2,0%, insbesondere 1,5% - 2,0%, jeweils optional Silizium (Si): bis zu 0,02%, insbesondere 0,01% - 0,02%, Mangan (Mn): bis zu 0,01%
Yttrium (Y): 0,0025% - 0,01% Yttriumoxid (Y2O3): 0,75% - 1,25% Vanadium (V): bis 0,01%
Hafnium (Hf): bis 0,01%
Silber (Ag): bis 0,005%
Blei (Pb): bis 0,0003%
Eisen (Fe): bis 0,02%
Kupfer (Cu): bis 0,01%
Selen (Se): bis 0,0003% Sauerstoff (0): bis 0,015%
Phosphor (P): bis 0,005%
Schwefel (S): bis 0,001%
Gallium (Ga): bis 0,001%
Bismut (Bi): bis 0,0001%
Stickstoff (N): bis 0,008%
Magnesium (Mg): bis 0,007%
Tellur (Te): bis 0,00005%
Thallium (TI): bis 0,0005%
Kalzium (Ca): bis 0,0001%
Kalium (K): bis 0,0001%,
Nickel, insbesondere Rest Nickel (Ni) restliche Verunreinigungen bis 0,1%.
2. Pulver, aufweisend eine nickelbasierte Legierung, welche enthält (in Gew.-%):
Kohlenstoff (C): 0,09% - 0,13%, insbesondere 0,09% - 0,11%,
Chrom (Cr): 19,0% - 21,5%, insbesondere 19,0% - 21,0%,
Kobalt (Co): 18,0% - 20,0%, insbesondere 19,0%,
Molybdän (Mo): 0,5% - 1,5%, insbesondere 0,8% - 1,5%,
Wolfram (W): 2,0% - 3,0%, insbesondere 2,5% - 3,0%,
Titan (Ti): 2,0% - 3,0%, insbesondere 2,2% - 2,8%,
Aluminium (Al): 2,2% - 3,0%, insbesondere 2,5% - 3,0%,
Bor (B): 0,008% - 0,012%
Zirkon (Zr): 0,0025% - 0,01%
Tantal (Ta): 2,0% - 4,0%, insbesondere 3,0%,
Niob (Nb): 1,2% - 2,0%, insbesondere 1,5% - 2,0%, jeweils optional
Silizium (Si): bis zu 0,02%, insbesondere 0,01% - 0,02%,
Mangan (Mn): bis zu 0,01%
Yttrium (Y): 0,0025% - 0,01%
Yttriumoxid (Y2O3): 0,75% - 1,25%
Vanadium (V): bis 0,01%
Hafnium (Hf): bis 0,01%
Silber (Ag): bis 0,005%
Blei (Pb): bis 0,0003%
Eisen (Fe): bis 0,02%
Kupfer (Cu): bis 0,01%
Selen (Se): bis 0,0003%
Sauerstoff (0): bis 0,015%
Phosphor (P): bis 0,005%
Schwefel (S): bis 0,001%
Gallium (Ga): bis 0,001%
Bismut (Bi): bis 0,0001%
Stickstoff (N): bis 0,008%
Magnesium (Mg): bis 0,007%
Tellur (Te): bis 0,00005%
Thallium (TI): bis 0,0005%
Kalzium (Ca): bis 0,0001%
Kalium (K): bis 0,0001%,
Nickel, insbesondere Rest Nickel (Ni) restliche Verunreinigungen bis 0,1%, optional
Binder oder Refraktärpartikel.
3. Verfahren, bei dem eine Legierung auf Nickelbasis verwendet wird, insbesondere für Pulverbettverfahren, die zusammengesetzt ist aus (in Gew.-%):
Kohlenstoff (C): 0,09% - 0,13%, insbesondere 0,09% - 0,11%,
Chrom (Cr): 19,0% - 21,5%, insbesondere 19,0% - 21,0%,
Kobalt (Co): 18,0% - 20,0%,
insbesondere 19,0%,
Molybdän (Mo): 0,5% - 1,5%, insbesondere 0,8% - 1,5%,
Wolfram (W): 2,0% - 3,0%, insbesondere 2,5% - 3,0%,
Titan (Ti): 2,0% - 3,0%, insbesondere 2,2% - 2,8%, Aluminium (Al): 2,2% - 3,0%, insbesondere 2,5% - 3,0%,
Bor (B): 0,008% - 0,012%
Zirkon (Zr): 0,0025% - 0,01% Tantal (Ta): 2,0% - 4,0%, insbesondere 3,0%,
Niob (Nb): 1,2% - 2,0%, insbesondere 1,5% - 2,0%,
Nickel, insbesondere Rest Nickel (Ni) optional
Silizium (Si): bis zu 0,02%, insbesondere 0,01% - 0,02%, Mangan (Mn): bis zu 0,01%
Yttrium (Y): 0,0025% - 0,01% Yttriumoxid (Y2O3): 0,75% - 1,25% Vanadium (V): bis 0,01%
Hafnium (Hf): bis 0,01%
Silber (Ag): bis 0,005%
Blei (Pb): bis 0,0003%
Eisen (Fe): bis 0,02%
Kupfer (Cu): bis 0,01%
Selen (Se): bis 0,0003% Sauerstoff (0): bis 0,015% Phosphor (P): bis 0,005%
Schwefel (S): bis 0,001%
Gallium (Ga): bis 0,001%
Bismut (Bi): bis 0,0001% Stickstoff (N): bis 0,008% Magnesium (Mg): bis 0,007%
Tellur (Te): bis 0,00005%
Thallium (TI): bis 0,0005%
Kalzium (Ca): bis 0,0001%
Kalium (K): bis 0,0001%, restliche Verunreinigungen bis 0,1%.
4. Bauteil, insbesondere aufweisend ein Substrat, aufweisend eine nickelbasierte Legierung, die zusammengesetzt ist aus (in Gew.-%): Kohlenstoff (C): 0,09% - 0,13%, insbesondere 0,09% - 0,11%,
Chrom (Cr): 19,0% - 21,5%, insbesondere 19,0% - 21,0%,
Kobalt (Co): 18,0% - 20,0%, insbesondere 19,0%,
Molybdän (Mo): 0,5% - 1,5%, insbesondere 0,8% - 1,5%,
Wolfram (W): 2,0% - 3,0%, insbesondere 2,5% - 3,0%,
Titan (Ti): 2,0% - 3,0%, insbesondere 2,2% - 2,8%,
Aluminium (Al): 2,2% - 3,0%, insbesondere 2,5% - 3,0%,
Bor (B): 0,008% - 0,012%
Zirkon (Zr): 0,0025% - 0,01%
Tantal (Ta): 2,0% - 4,0%, insbesondere 3,0%,
Niob (Nb): 1,2% - 2,0%, insbesondere 1,5% - 2,0%, optional
Silizium (Si): bis zu 0,02%, insbesondere 0,01% - 0,02%,
Mangan (Mn): bis zu 0,01%
Yttrium (Y): 0,0025% - 0,01%
Yttriumoxid (Y2O3): 0,75% - 1,25%
Vanadium (V): bis 0,01%
Hafnium (Hf): bis 0,01%
Silber (Ag): bis 0,005%
Blei (Pb): bis 0,0003%
Eisen (Fe): bis 0,02%
Kupfer (Cu): bis 0,01%
Selen (Se): bis 0,0003% Sauerstoff (0): bis 0,015%
Phosphor (P): bis 0,005%
Schwefel (S): bis 0,001%
Gallium (Ga): bis 0,001%
Bismut (Bi): bis 0,0001% Stickstoff (N): bis 0,008%
Magnesium (Mg): bis 0,007%
Tellur (Te): bis 0,00005%
Thallium (TI): bis 0,0005%
Kalzium (Ca): bis 0,0001% Kalium (K): bis 0,0001%,
Nickel, insbesondere Rest Nickel (Ni) restliche Verunreinigungen bis 0,1%.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP22708381.3A EP4244399A1 (de) | 2021-02-09 | 2022-01-31 | Legierung, pulver, verfahren und bauteil |
CN202280013934.1A CN117136249A (zh) | 2021-02-09 | 2022-01-31 | 合金、粉末、方法和构件 |
US18/275,000 US20240084423A1 (en) | 2021-02-09 | 2022-01-31 | Alloy, powder, method and component |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021201196.9A DE102021201196A1 (de) | 2021-02-09 | 2021-02-09 | Legierung, Pulver, Verfahren und Bauteil |
DE102021201196.9 | 2021-02-09 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2022171473A1 true WO2022171473A1 (de) | 2022-08-18 |
Family
ID=80683098
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/EP2022/052190 WO2022171473A1 (de) | 2021-02-09 | 2022-01-31 | Legierung, pulver, verfahren und bauteil |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20240084423A1 (de) |
EP (1) | EP4244399A1 (de) |
CN (1) | CN117136249A (de) |
DE (1) | DE102021201196A1 (de) |
WO (1) | WO2022171473A1 (de) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4519979A (en) * | 1983-06-06 | 1985-05-28 | Inco Europe Limited | Nickel-chromium-cobalt base alloys and castings thereof |
US20190055627A1 (en) * | 2015-08-12 | 2019-02-21 | Sanyo Special Steel Co., Ltd. | Ni-Based Super Alloy Powder for Laminate Molding |
WO2020135995A1 (de) * | 2018-12-27 | 2020-07-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Nickelbasislegierung für additive fertigung und verfahren |
DE102020116868A1 (de) * | 2019-07-05 | 2021-01-07 | Vdm Metals International Gmbh | Pulver aus einer Nickel-Kobaltlegierung, sowie Verfahren zur Herstellung des Pulvers |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2148323B (en) | 1983-07-29 | 1987-04-23 | Gen Electric | Nickel-base superalloy systems |
-
2021
- 2021-02-09 DE DE102021201196.9A patent/DE102021201196A1/de active Pending
-
2022
- 2022-01-31 CN CN202280013934.1A patent/CN117136249A/zh active Pending
- 2022-01-31 EP EP22708381.3A patent/EP4244399A1/de active Pending
- 2022-01-31 US US18/275,000 patent/US20240084423A1/en active Pending
- 2022-01-31 WO PCT/EP2022/052190 patent/WO2022171473A1/de active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4519979A (en) * | 1983-06-06 | 1985-05-28 | Inco Europe Limited | Nickel-chromium-cobalt base alloys and castings thereof |
US20190055627A1 (en) * | 2015-08-12 | 2019-02-21 | Sanyo Special Steel Co., Ltd. | Ni-Based Super Alloy Powder for Laminate Molding |
WO2020135995A1 (de) * | 2018-12-27 | 2020-07-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Nickelbasislegierung für additive fertigung und verfahren |
DE102020116868A1 (de) * | 2019-07-05 | 2021-01-07 | Vdm Metals International Gmbh | Pulver aus einer Nickel-Kobaltlegierung, sowie Verfahren zur Herstellung des Pulvers |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP4244399A1 (de) | 2023-09-20 |
US20240084423A1 (en) | 2024-03-14 |
CN117136249A (zh) | 2023-11-28 |
DE102021201196A1 (de) | 2022-08-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE60300676T2 (de) | Nickelbasislegierung für das elektrische Schweissen von Nickel-Legierungen und Stählen, Schweissdraht und deren Verwendung | |
DE2415074C2 (de) | Verwendung einer Superlegierung auf Nickelbasis zur Herstellung von Gasturbinenteilen | |
DE60309266T2 (de) | Schweissmaterial, Gasturbinenschaufel oder Gasturbineneinspritzdüse und Verfahren zum Reparieren von Gasturbinenschaufeln und Gasturbineneinspritzdüsen | |
DE2535516C2 (de) | Verwendung eines austenitischen rostfreien Stahls, insbesondere zur Herstellung von Ventilen für Diesel- und Benzinmotoren | |
EP2855724B1 (de) | Nickel-chrom-legierung mit guter verarbeitbarkeit, kriechfestigkeit und korrosionsbeständigkeit | |
EP2855723B1 (de) | Nickel-chrom-aluminium-legierung mit guter verarbeitbarkeit, kriechfestigkeit und korrosionsbeständigkeit | |
DE3000913A1 (de) | Hartlegierung auf nickelbasis | |
EP3175008B1 (de) | Kobaltbasissuperlegierung | |
DE102016114549B4 (de) | Abriebfeste kupfer-basierte legierung, plattierschicht, und ventilsystemelement und gleitelement für eine verbrennungsmaschine | |
DE1238672B (de) | Verwendung einer Nickel-Kobalt-Chrom-Legierung fuer bei hohen Temperaturen kriechfeste Gussstuecke | |
EP1188845B1 (de) | Nickelbasislegierung für die Hochtemperaturtechnik | |
DE2505343A1 (de) | Hitzebestaendige nickel-chrom-legierung | |
DE102021106606A1 (de) | Pulver aus einer Kobalt-Chromlegierung | |
DE19723491C1 (de) | Verwendung einer Nickel-Chrom-Molybdän-Legierung | |
DE2534786B2 (de) | Nickel-Chrom-Wolfram-Legierung und deren Verwendung | |
WO2022167363A1 (de) | Legierung, insbesondere für additive fertigung, pulver, verfahren und produkt | |
DE2420362C3 (de) | Verwendung einer mischkristallgehärteten Legierung | |
EP4244399A1 (de) | Legierung, pulver, verfahren und bauteil | |
EP3870448B1 (de) | Nickelbasislegierung für additive fertigung und additives fertigungsverfahren | |
EP4291408A1 (de) | Legierung, pulver, verfahren und bauteil | |
WO2022238073A1 (de) | Legierung, pulver, verfahren und bauteil | |
EP1223229B1 (de) | Nickel-Basislegierung für die giesstechnische Herstellung einkristallin erstarrter Bauteile | |
DE102021203258A1 (de) | Legierung, Pulver, Verfahren und Bauteil | |
DE3207162C1 (de) | Hochwarmfeste Nickel-Eisen-Gusslegierung mit grosser Gefuegestabilitaet | |
DE3241414C2 (de) | Verwendung eines hitzebeständigen Stahls |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 22708381 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2022708381 Country of ref document: EP Effective date: 20230616 |
|
WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 18275000 Country of ref document: US |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |