ES2276959T3 - Tratamiento termico de aleaciones que comprenden elementos para mejorar la resistencia al limite de grano. - Google Patents

Tratamiento termico de aleaciones que comprenden elementos para mejorar la resistencia al limite de grano. Download PDF

Info

Publication number
ES2276959T3
ES2276959T3 ES02772392T ES02772392T ES2276959T3 ES 2276959 T3 ES2276959 T3 ES 2276959T3 ES 02772392 T ES02772392 T ES 02772392T ES 02772392 T ES02772392 T ES 02772392T ES 2276959 T3 ES2276959 T3 ES 2276959T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
approximately
heat treatment
alloy
carried out
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
ES02772392T
Other languages
English (en)
Inventor
Winfried Esser
Dirk Goldschmidt
Michael Ott
Uwe Paul
Ursula Pickert
Russel G. Vogt
Christopher R. Hanslits
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Howmet Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Howmet Research Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp, Howmet Research Corp filed Critical Siemens AG
Application granted granted Critical
Publication of ES2276959T3 publication Critical patent/ES2276959T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C19/00Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C22C19/051Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
    • C22C19/056Alloys 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%
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C19/00Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C22C19/051Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
    • C22C19/057Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being less 10%
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22FCHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/10Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of nickel or cobalt or alloys based thereon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

Un método de tratamiento térmico de superaleaciones fundidas a base de níquel o de cobalto que tienen al menos un aditivo que mejora la resistencia al límite de grano, en el cual la aleación tiene una fase secundaria después de la fundición que puede ser disuelta enteramente en la matriz de la aleación a una temperatura completa de solución para una determinada duración de la solución completa, que se caracteriza por que se modifican de tal forma los parámetros de temperatura y duración del tratamiento térmico que la cantidad no solubilizada de la fase secundaria en la matriz es más pequeña que 90, 70, 50 o 30% en volumen, en el cual la temperatura de tratamiento térmico es más baja que la temperatura de solución completa y la duración del tratamiento térmico se escoge de tal forma que, la fase secundaria no está completamente disuelta o la temperatura del tratamiento térmico es la temperatura de solución completa, pero la duración es únicamente mientras la fase secundaria no se ha disueltocompletamente en la matriz.

Description

Tratamiento térmico de aleaciones que comprenden elementos para mejorar la resistencia al límite de grano.
Campo de la invención
La presente invención hace referencia a un tratamiento térmico en aleaciones, especialmente en una superaleación a base de níquel y más particularmente a fundiciones con una microestructura de grano de columna.
Antecedentes de la invención
La US-PS 4 597 809 describe fundiciones monocristalinas obtenidas a partir de una superaleación a base de níquel con una matriz que tiene una composición que consiste, en porcentaje en peso, esencialmente de, 9,5% a 14% de cromo, 7% a 11% de Co, 1% a 2.5% de Mo, 3% a 6% de W, 1% a 4% de Ta, 3% a 4% de Al, 3% a 5% de Ti, 6.5% a 8% de Al + Ti, 0% a 1% de Nb, y el resto esencialmente de níquel con la matriz que contiene aproximadamente 0.4 a aproximadamente 1.5 en volumen de una fase basada en carburo de tantalio como resultado de la inclusión en la aleación de aproximadamente 0.05% a aproximadamente 0.15% de C y una cantidad extra de Ta en un valor igual a 1 hasta 17 veces el contenido de C.
Fundiciones monocristalinas obtenidas a partir de la superaleación a base de níquel antes mencionada presentan una inadecuada resistencia transversal al límite de grano. Los presentes inventores intentaron producir fundiciones de grano de columna solidificadas direccionalmente (SD) de la superaleación a base de níquel. Sin embargo, las fundiciones obtenidas de grano de columna solidificadas direccionalmente (SD) resultaron inaceptables como fundiciones SD, debido a que las fundiciones esencialmente no presentaban una resistencia transversal al límite de grano, ni ductilidad cuando se probaron a una temperatura de 750 grados C (1382 grados F) y a una tensión de 660 MPa (95.7 Ksi). La resistencia transversal al límite de grano y la ductilidad fueron tan deficientes que las fundiciones de grano de columna SD obtenidas a partir de la superaleación a base de níquel anteriormente mencionada se vuelven inadecuadas para su uso como álabes de turbina de turbomotores a gasolina.
La WO 99/67435 revela fundiciones de una superaleación a base de níquel que tienen boro añadido para mejorar la resistencia transversal a la rotura por tensión y la ductilidad de las fundiciones SD. Las fundiciones son tratadas térmicamente a 1250ºC por 4 horas para que se lleve a cabo una solución completa de la fase secundaria (\gamma-fase). Debido a la presencia de grietas de límite de grano después del completo tratamiento térmico de la solución, la capacidad de producción es tan deficiente que las fundiciones de grano de columna SD obtenidas a partir de las superaleaciones a base de níquel arriba mencionadas se vuelven inapropiadas para su uso como álabes de turbina de turbomotores a gasolina.
Un objeto de la presente invención es proporcionar un tratamiento térmico de aleaciones, especialmente de aleaciones en estado bruto de fundición,
por ejemplo fundiciones de grano de columna SD basadas en la superaleación monocristalina a base de níquel antes mencionada, mejorando sustancialmente la resistencia transversal a la rotura por tensión y la ductilidad así como la capacidad de producción
a un punto en que las aleaciones SD son aceptables para su uso en aplicaciones a altas temperaturas tales como álabes de turbinas de un turbomotor a gasolina.
Resumen de la invención
La presente invención, como se revela en las reivindicaciones, involucran un tratamiento térmico de aleaciones de fundición tales como las superaleaciones, que tienen al menos un aditivo que mejora la resistencia al límite de grano como lo hace el boro en la superaleación a base de níquel descrita anteriormente, de una manera que se sabe mejora de forma significativa la resistencia transversal a la rotura por tensión y la ductilidad de las fundiciones de grano de columna solidificadas direccionalmente (SD) obtenidas con un tratamiento térmico, que resuelve sólo parcialmente una fase secundaria; por ejemplo, no se efectua el tratamiento térmico de la solución de forma
completa.
El boro es a menudo agregado a las composiciones de superaleaciones en una cantidad efectiva para mejorar sustancialmente la resistencia transversal a la rotura por tensión y la ductilidad de fundiciones de grano de columna solidificadas direccionalmente obtenidas a partir de la superaleación modificada con boro.
Para este fin, la concentración de boro se controla preferiblemente en el rango de 0.003% aproximadamente a 0,0175% aproximadamente por peso de la composición de la superaleación.
En unión a la adición de boro a la composición de la superaleación, la concentración de carbono se controla preferiblemente en el rango de 0.05% aproximadamente a 0.11% aproximadamente por peso de la composición de la superaleación.
Una superaleación a base de níquel preferida de acuerdo con una modalidad de la presente invención consiste esencialmente, en porcentaje en peso, de aproximadamente 11.6% a 12.70% de Cr, aproximadamente 8.50% a 9.5% de Co, aproximadamente 1.65% a 2.15% de Mo, aproximadamente 3.5% a 4.10% de W, aproximadamente 4.80% a 5.20% de Ta, aproximadamente 3.40% a 3.80% de Al, aproximadamente 3.9% a 4.25% de Ti, aproximadamente 0.05% a 0.11% de C, aproximadamente 0.003% a 0.0175% de B, y el resto esencialmente de Ni. La superaleación a base de níquel modificada con boro puede ser fundida como en las fundiciones de grano de columna SD, según las técnicas de fundiciones SD convencionales como en la ampliamente conocida técnica Bridgman de retiro de
molde.
Las fundiciones SD obtenidas de esta forma tienen normalmente una pluralidad de granos de columnas que se extienden en la dirección del eje de tensión principal de la fundición con el eje cristalino <001> generalmente paralelo al eje de tensión principal. Las fundiciones de grano de columna SD según la presente invención presentan preferiblemente un vida de rotura por tensión de al menos 100 horas y una elongación de al menos 2.5% aproximadamente cuando se prueban a una temperatura de 750°C (1382 grados F) y una tensión de 660 MPa (95.7 Ksi) y encuentran su uso como álabes de turbina, veletas, selladuras de aire exteriores y otros componentes de turbomotores aéreos e industriales a gasolina.
Los objetivos anteriores y ventajas de la presente invención se harán más fácilmente aparentes a partir de la siguiente descripción detallada tomada con los siguientes dibujos.
Descripción detallada de la invención
A manera de ejemplo se selecciona como aleación una superaleación a base de níquel que consiste, en porcentaje en peso, esencialmente de, aproximadamente 9.5% a 14% de Cr, aproximadamente 7% a 11% de Co, aproximadamente 1% a 2.5% de Mo, aproximadamente 3% a 6% de W, aproximadamente 1% a 6% de Ta, aproximadamente 3% a 4% de Al, aproximadamente 3% a 5% de Ti, aproximadamente 0% a 1% de Nb, y el resto esencialmente de Ni y B presente en una cantidad efectiva para mejorar sustancialmente la resistencia transversal a la rotura por tensión de una fundición SD cuando se la compara con una fundición similar pero sin la presencia de boro.
La inclusión de boro, como aditivo, que mejora la resistencia al límite de grano en la aleación, se selecciona en una cantidad que ha demostrado ser efectiva para proporcionar una sustancial resistencia transversal a la rotura por tensión y una ductilidad de una fundición de grano de columna SD obtenida a partir de la aleación cuando se la compara con una fundición similar pero sin la presencia de boro.
Con este fin, preferiblemente la superaleación a base de níquel se modifica por la inclusión de boro B en el rango de aproximadamente 0.003% a aproximadamente 0.0175%, preferiblemente 0.010% a 0.015%, por peso de la composición de la superaleación.
En unión a la adición de boro a la composición de la superaleación, la concentración de carbono C se controla en un rango preferido de aproximadamente 0.05% a aproximadamente 0.11% por peso de la composición de la superaleación. También pueden ser usados como aditivos el silicio Si, Zirconio Zr y Hafnio Hf.
Adicionalmente son posibles todas las combinaciones de B, C, Si, Zr, Hf.
La resistencia transversal a la rotura por tensión y la ductilidad así como la capacidad de producción de las fundiciones SD obtenidas a partir de las superaleación a base de níquel con el tratamiento térmico modificado se proporcionan a un grado en el que las fundiciones se vuelven aceptables para su uso en álabes de turbina y otros componentes de turbomotores a gasolina.
Una composición particularmente preferida de la fundición de una superaleación a base de níquel modificada por el boro, consiste esencialmente, en porcentaje en peso, de aproximadamente 11.6% a 12.70% de Cr, aproximadamente 8.5% a 9.5% de Co, aproximadamente 1.65% a 2.15% de Mo, aproximadamente 3.5% a 4.10% de W, aproximadamente 4.80% a 5.20% de Ta, aproximadamente 3.40 to 3.80% de Al, aproximadamente 3.9% a 4.25% de Ti, aproximadamente 0.05% a 0.11% de C, aproximadamente 0.003% a 0.0175% de B, y el resto esencialmente Ni y susceptibles de fundición para proporcionar una microestructura de grano de columna SD.
La microestructura SD de la fundición de grano de columna incluye normalmente aproximadamente 0.4 a aproximadamente 1.5% en volumen de una fase basada en carburo de tantalio.
Aunque no se no desea estar atado a ninguna teoría, se piensa que el boro y el carbono tienden a migrar a los límites del grano en la microestructura SD para agregar resistencia y ductilidad a los límites de grano a altas temperaturas de uso, por ejemplo 816 grados C (1500 grados F) típicas de los álabes de turbomotores a gasolina. Las fundiciones de grano de columna SD obtenidas a partir de la superaleación a base de níquel modificada por el boro antes señalada, tienen típicamente el eje cristalino <001> paralelo al eje de tensión principal de la fundición y presentan una vida a la rotura por tensión de al menos 100 horas aproximadamente y una elongación de al menos 2.5% aproximadamente cuando se prueban a una temperatura de 750 grados C (1382 grados F) y una tensión de 660 MPa (95.7 Ksi) aplicada de forma perpendicular al eje cristalino <001> de la fundición.
Por ejemplo, se realizaron los siguientes ensayos de fundiciones SD y se ofrecen como ilustración adicional pero no limitan la presente invención.
Se prepararon una fundición #1 que tiene una composición de superaleación a base de níquel de acuerdo con la ya mencionada Patente US 4 597 809 y las fundiciones #1A y #2 y #3 de la superaleación a base de níquel modificada con boro con las siguientes composiciones, en porcentaje en peso, presentadas en la Tabla I:
TABLA I
1
Cada colada fue vaciada para formar fundiciones sin corazón de grano de columna SD que tienen una forma rectangular para la prueba a la rotura transversal por tensión según el procedimiento de prueba de la ASTM E-139. Las fundiciones SD se obtuvieron, por ejemplo, usando la convencional técnica Bridgman de solidificación direccional por retiro de molde.
Por ejemplo, cada fundición fue derretida en un crisol de un horno de fundición convencional bajo un vacío de 1 micra y supercalentado a 1427 grados C (2600 grados F). El fundido supercalentado se puso en un molde de fundición a cera perdida que tiene un recubrimiento frontal que comprende zirconio apoyado por capas adicionales de pasta en suspensión/estuco que comprenden zirconio y alúmina. El molde fue precalentado a 1482 grados C (2700 grados F) y se montó en un plato frío para efectuar la remoción del calor unidireccional a partir de la aleación fundida en el molde. El molde llenado con el fundido sobre el plato frío se retiró del horno a una cámara de solidificación del horno de fundición con un vacío de 1 micra a una velocidad de extracción de 6-16 pulgadas por hora.
Las fundiciones de grano de columna SD se enfriaron en la cámara a temperatura ambiente bajo vacío, se removieron del molde de forma convencional usando un procedimiento mecánico de eliminación, se trataron térmicamente a una temperatura y durante un tiempo tal que la solución de una fase secundaria en la matriz solo se realiza parcialmente.
La superaleación a base de níquel tiene una fase secundaria la fase-\gamma
Para una muestra (por ejemplo una superaleación a base de níquel) con la composición de la reivindicación 21, el tratamiento térmico inventivo se efectúa después de la fundición a 1213°C por al menos una hora, que no es la temperatura de solución de una fase secundaria (por ejemplo fase y') para esta aleación.
También la temperatura de 1250°C (llamada temperatura completa de solución), que es normalmente utilizada para un completo tratamiento de solución, puede ser usada pero únicamente mientras la fase secundaria no se ha disuelto completamente en la matriz.
La cantidad no solubilizada de la fase secundaria en la matriz es menor de 90, 70, 50 o 30% en volumen de acuerdo con la geometría y capacidad de producción después del tratamiento térmico, porque se evitan las grietas por límite de grano, con el fin de incrementar el rendimiento de las muestras y las propiedades mecánicas deseadas de la muestra.
La aleación puede tener una estructura monocristalina o tener solamente granos a lo largo de una dirección.
Opcionalmente un tratamiento térmico de envejecimiento puede ser efectuado para esta composición a 1080ºC por al menos 2 horas después de este tratamiento térmico de la solución. Opcionalmente seguido por un segundo tratamiento térmico de envejecimiento a 870ºC por al menos 12 horas.
Especialmente el tratamiento térmico inventivo se utiliza para la muestra hueca, especialmente álabes, veletas, o recubrimientos porque las grietas aparecen más frecuentemente en las paredes, especialmente en paredes delgadas, que en las muestras masivas después de los tratamientos térmicos usados normalmente después de la fundición.
El tratamiento térmico inventivo conduce a una incrementada resistencia de límite de grano durante este tratamiento térmico, para que se incremente el rendimiento (componentes sin grietas) después del tratamiento térmico.
También se incrementa la rotura transversal por tensión del componente como producto final durante el uso del mismo en condiciones de trabajo, porque se aumenta la resistencia al límite de grano.
El método inventivo produce también buenos resultados para componentes masivos, por ejemplo el de una turbina a gasolina.
Las fundiciones también fueron analizadas químicamente, y pasadas a la máquina para la configuración de la muestra.
El ensayo a la rotura por tensión se realizó en aire a una temperatura de 750 grados C (1382 grados F) y a una tensión de 660 Mpa (95.7 Ksi) aplicada perpendicularmente al eje cristalino <001> de las muestras.
Los resultados de los ensayos a la rotura por tensión son presentados a continuación en la Tabla II en la cual VIDA en horas (hrs) indica el tiempo para fracturar la muestra, la ELONGACIÓN es la elongación de la muestra al fracturarse, y RED DE AREA es la reducción del área de las muestras al fracturarse. Los datos de la LINEA BASE corresponde a los datos del ensayo para la fundición 1, y los datos de las fundiciones #1A, #2 y #3 corresponden a los datos del ensayo para las fundiciones #1A, #2 y #3, respectivamente. Los datos de la LINEA BASE representan un promedio de dos muestras de ensayo a la rotura por tensión, mientras que los datos #1A, #2 y #3 representan una sola muestra de ensayo a la rotura por tensión.
TABLA II
3
De la Tabla II es aparente que las muestras de grano de columna SD obtenidas a partir de la fundición #1 en efecto no presentaron esencialmente ninguna resistencia transversal al límite de grano, (por ejemplo una vida de cero horas a la rotura por tensión), cuando se probaron a una temperatura de 750 grados C (1382 grados F) y una tensión de 660 Mpa (95.7 Ksi). Esto indica que las muestras fallaron inmediatamente para proporcionar esencialmente una vida a la rotura por tensión igual a cero. Además, los datos de elongación y reducción de área fueron esencialmente de cero. Estas propiedades de rotura por tensión son tan deficientes como para que las fundiciones de grano de columna SD obtenidas a partir de la fundición #1 se vuelvan inaceptables para ser usadas como álabes de turbina de turbomotores a gasolina.
En contraste, la Tabla II revela que las muestras de grano de columna SD obtenidas a partir de la fundición #1 A presentaron una vida a la rotura por tensión de 275 horas, una elongación de 3.1% y una reducción de área de 4.7 y muestras de la fundición #2 presentaron una vida a la rotura por tensión de 182 horas, una elongación de 2.6% y una reducción de área de 6.3% cuando se probaron a una temperatura de 750 grados C (1382 grados F) y una tensión de 660 Mpa (95.7 Ksi). Estas propiedades de rotura bajo tensión de la invención representan un mejoramiento inesperado y sorprendente sobre las de las muestras obtenidas a partir de la fundición #1 y hacen que las fundiciones de grano de columna SD obtenidas a partir de las fundiciones #1 A, #2 y #3 sean más adecuadas para su uso en álabes de turbina y otros componentes de turbomotores a gasolina.
La presente invención es efectiva para proporcionar fundiciones de grano de columna SD con una resistencia transversal sustancial a la rotura por tensión y ductilidad. Estas propiedades se logran sin afectar adversamente otras propiedades mecánicas, tales como la resistencia tensil, resistencia a elevadas temperaturas en función del tiempo, resistencia a la fatiga, y resistencia a la corrosión de las fundiciones SD. La presente invención es especialmente útil para proveer grandes fundiciones de álabes de turbinas industriales a gasolina (IGT) de grano de columna SD las cuales tienen la composición de la aleación descrita anteriormente para impartir una sustancial resistencia transversal a la rotura por tensión y ductilidad a las fundiciones y que tienen una longitud de aproximadamente 20 centímetros a aproximadamente 60 centímetros y superiores, tal como 90 centímetros de longitud, usadas en todas las etapas de la turbina en los turbomotores industriales a gasolina estacionarios. La composición de la fundición de la superaleación arriba descrita a base de níquel modificada con boro puede ser fundida en grano de columna SD o en componentes monocristalinos.
Mientras que la invención ha sido descrita en términos de sus modalidades específicas, no está destinada a limitarse a esto sino solo más bien al grado expuesto en las siguientes reivindicaciones.

Claims (20)

1. Un método de tratamiento térmico de superaleaciones fundidas a base de níquel o de cobalto que tienen al menos un aditivo que mejora la resistencia al límite de grano, en el cual la aleación tiene una fase secundaria después de la fundición que puede ser disuelta enteramente en la matriz de la aleación a una temperatura completa de solución para una determinada duración de la solución completa,
que se caracteriza porque se modifican de tal forma los parámetros de temperatura y duración del tratamiento térmico que la cantidad no solubilizada de la fase secundaria en la matriz es más pequeña que 90, 70, 50 o 30% en volumen,
en el cual la temperatura de tratamiento térmico es más baja que la temperatura de solución completa y
la duración del tratamiento térmico se escoge de tal forma que, la fase secundaria no está completamente disuelta o la temperatura del tratamiento térmico es la temperatura de solución completa,
pero la duración es únicamente mientras la fase secundaria no se ha disuelto completamente en la matriz.
2. Un método de la reivindicación 1,
en el cual se aplica al menos un tratamiento de envejecimiento después del tratamiento térmico.
3. Un método de la reivindicación 1,
en el cual el tratamiento térmico se lleva a cabo con componentes huecos.
4. Un método de la reivindicación 3,
en el cual el tratamiento térmico se efectúa con componentes que tienen una longitud de al menos 200 mm.
5. Un método de la reivindicación 3,
en el cual el tratamiento térmico se efectúa con componentes huecos que tienen un espesor de una pared externa más pequeño que 8 mm.
6. Un método de la reivindicación 1,
en el cual la fase secundaria es la fase \gamma.
7. Un método de la reivindicación 1,
en el cual el tratamiento térmico se efectúa con una aleación que tiene boro como aditivo.
8. Un método de la reivindicación 1,
en el cual el tratamiento térmico se efectúa con una aleación que tiene carbón como aditivo.
9. Un método de la reivindicación 1,
en el cual el tratamiento térmico se efectúa con una aleación que tiene granos de columnas solidificados direccionalmente.
10. Un método de la reivindicación 1,
en el cual el tratamiento térmico se efectúa con una aleación que tiene una estructura monocristalina.
11. Un método de la reivindicación 1,
en el cual el tratamiento térmico se efectúa con una fundición de una aleación a base de níquel, con granos de columnas solidificados direccionalmente, que consisten en porcentaje en peso, esencialmente de,
aproximadamente 9.5% a 14% de Cr,
aproximadamente 7% a 11% de Co,
aproximadamente 1% a 2.5% de Mo,
aproximadamente 3% a 6% de W,
aproximadamente 1% a 6% de Ta,
aproximadamente 3% a 4% de Al,
aproximadamente 3% a 5% de Ti,
aproximadamente 0% a 1% de Nb,
y el resto esencialmente de Ni
y el B está presente en una cantidad efectiva para mejorar sustancialmente la resistencia a la rotura por tensión transversal de dicha fundición cuando se la compara con una fundición similar en la cual el boro no está presente.
12. Un método de la reivindicación 11,
en el cual el tratamiento térmico se efectúa con una aleación,
en donde el B está presente en el rango comprendido entre aproximadamente 0.003% a aproximadamente 0.018% en peso.
13. Un método de la reivindicación 11,
en el cual la aleación después del tratamiento térmico tiene una vida a la rotura por tensión de al menos 100 horas aproximadamente y una elongación al fracturarse de al menos 2.5% aproximadamente cuando se prueba a una temperatura de 750 grados C (1382 grados F) bajo una tensión de 660 MPa (95.7 Ksi) aplicada en dirección perpendicular al eje cristalino <001> de dicha fundición.
14. Un método de la reivindicación 1,
en el cual el tratamiento térmico se efectúa con una fundición de una aleación a base de níquel con granos de columnas solidificados direccionalmente y que consiste en porcentaje en peso, esencialmente de aproximadamente 11.6% a 12.70% de Cr,
aproximadamente 8.5% a 9.5% de Co,
aproximadamente 1.65% a 2.15% de Mo,
aproximadamente 3.5% a 4.10% de W,
aproximadamente 4.8% a 5.20% de Ta,
aproximadamente 3.45% a 3.80% de Al,
aproximadamente 3.9% a 4.25% de Ti,
aproximadamente 0.05% a 0.11% de C,
aproximadamente 0.003% a 0.0175% de B,
el resto esencialmente de níquel y con una resistencia transversal a la rotura por tensión sustancialmente mejorada comparada con una fundición similar en la cual no está presente el boro.
15. Un método de la reivindicación 14,
en el cual la aleación después del tratamiento térmico tiene una vida de rotura por tensión de al menos 120 horas aproximadamente y una elongación de al menos 2.5% aproximadamente cuando se prueba a una temperatura de 750 grados C (1382 grados F) bajo una tensión de 660 MPa (95.7 Ksi) aplicada de forma perpendicular a un eje cristalino <001> de dicha fundición.
16. Un método de la reivindicación 1,
en el cual el tratamiento térmico se efectúa con una fundición de una aleación a base de níquel con granos de columnas solidificados direccionalmente y que tiene una composición nominal que consiste, en porcentaje en peso, esencialmente de
aproximadamente 12.00% de Cr,
aproximadamente 9.00% de Co,
aproximadamente 1.85% de Mo,
aproximadamente 3.70% de W,
aproximadamente 5.10% de Ta,
aproximadamente 3.60% de Al,
aproximadamente 4.00% de Ti,
aproximadamente 0.0125% de B,
aproximadamente 0.09% de C,
el resto esencialmente de Ni y con una vida de rotura por tensión de al menos 100 horas aproximadamente, y una elongación al fracturarse de al menos 2.5% aproximadamente cuando se prueba aproximadamente a 750 grados C (1382 F) bajo una tensión de 660 MPa (95.7 Ksi) aplicada de forma perpendicular a un eje del cristal <001> de dicha fundición.
17. Un método de la reivindicación 1,
en el cual el tratamiento térmico se efectúa después de la fundición.
18. Un método de la reivindicación 5,
en el cual los componentes huecos del vaciado se seleccionan entre del grupo que consiste de veletas, álabes y recubrimientos.
19. Un método de la reivindicación 1,
en el cual el tratamiento térmico se efectúa con componentes masivos.
20. Un método de la reivindicación 1,
en el cual el tratamiento térmico se efectúa con una aleación que tiene un aditivo seleccionado entre el grupo que consiste de zirconio, silicio, hafnio.
ES02772392T 2002-10-23 2002-10-23 Tratamiento termico de aleaciones que comprenden elementos para mejorar la resistencia al limite de grano. Expired - Lifetime ES2276959T3 (es)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2002/011856 WO2004038056A1 (en) 2002-10-23 2002-10-23 Heat treatment of alloys having elements for improving grain boundary strength

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2276959T3 true ES2276959T3 (es) 2007-07-01

Family

ID=32116204

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES02772392T Expired - Lifetime ES2276959T3 (es) 2002-10-23 2002-10-23 Tratamiento termico de aleaciones que comprenden elementos para mejorar la resistencia al limite de grano.

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP1438441B1 (es)
JP (1) JP4812301B2 (es)
CN (1) CN100449031C (es)
AU (1) AU2002337170A1 (es)
CA (1) CA2503326C (es)
DE (1) DE60215035T2 (es)
ES (1) ES2276959T3 (es)
WO (1) WO2004038056A1 (es)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1849879A1 (de) * 2006-04-26 2007-10-31 Siemens Aktiengesellschaft Pendelförmiges Wärmebehandlungsverfahren für eine Superlegierung
EP1900839B1 (de) * 2006-09-07 2013-11-06 Alstom Technology Ltd Verfahren zur Wärmebehandlung von Nickel-Basis-Superlegierungen
WO2011047714A1 (de) * 2009-10-20 2011-04-28 Siemens Aktiengesellschaft Legierung zur gerichteten erstarrung und bauteil aus stängelförmigen kristallen
EP2769802A1 (de) * 2013-02-22 2014-08-27 Siemens Aktiengesellschaft Verbessertes Schweißmaterial bezüglich der Schweißbarkeit und Kornstabilisierung, Verfahren und Bauteil

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999067435A1 (en) * 1998-06-23 1999-12-29 Siemens Aktiengesellschaft Directionally solidified casting with improved transverse stress rupture strength

Also Published As

Publication number Publication date
AU2002337170A8 (en) 2004-05-13
EP1438441B1 (en) 2006-09-27
JP4812301B2 (ja) 2011-11-09
AU2002337170A1 (en) 2004-05-13
CN1617944A (zh) 2005-05-18
WO2004038056A1 (en) 2004-05-06
CA2503326A1 (en) 2004-05-06
CN100449031C (zh) 2009-01-07
CA2503326C (en) 2011-02-08
JP2006503980A (ja) 2006-02-02
EP1438441A1 (en) 2004-07-21
DE60215035T2 (de) 2007-01-11
DE60215035D1 (de) 2006-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0126120B1 (ko) 터빈 엔진용 단결정 니켈기저 초합금
KR101470069B1 (ko) 터빈 날개 및 베인 용도를 위한 저레늄 단결정 초합금
AU621149B2 (en) Improvements in or relating to alloys
CN114250518B (zh) 一种镍基单晶高温合金及其制备方法
JP4885530B2 (ja) 高強度高延性Ni基超合金と、それを用いた部材及び製造方法
CN102534309A (zh) Ni基合金、及使用其的燃气轮机的涡轮动叶和静叶
EP3149216A2 (en) Highly processable single crystal nickel alloys
JPWO2008111585A1 (ja) Ni基単結晶超合金及びこれを用いたタービン翼
TWI248975B (en) Nickel-base superalloy for high temperature, high strain application
US8852500B2 (en) Ni-base superalloy, method for producing the same, and turbine blade or turbine vane components
JP3559670B2 (ja) 方向性凝固用高強度Ni基超合金
JP2003231933A (ja) 方向性凝固部品およびニッケル基超合金
JP5558050B2 (ja) 強度及び耐酸化特性に優れた一方向凝固用ニッケル基超合金
Shi et al. Effects of Cr content on microstructure and mechanical properties of single crystal superalloy
CN106011540B (zh) 一种低铼第三代镍基单晶合金及其制备方法
ES2682362T3 (es) Superaleación a base de níquel exenta de renio con baja densidad
JP4222540B2 (ja) ニッケル基単結晶超合金、その製造方法およびガスタービン高温部品
JP4719583B2 (ja) 強度、耐食性及び耐酸化特性に優れた一方向凝固用ニッケル基超合金及び一方向凝固ニッケル基超合金の製造方法
JP3012652B2 (ja) 単結晶生成品を製造するための改良された、特性の均衡したニッケルをベースとする超合金
JP5595495B2 (ja) ニッケル基超合金
JP6013703B2 (ja) ランタンとイットリウムをppm量で添加した、改善された低イオウニッケル基単結晶超合金
US8241560B2 (en) Nickel base superalloy and single crystal castings
JP2579316B2 (ja) 強度および耐食性に優れた単結晶Ni基超合金
CA2503326C (en) Heat treatment of alloys having elements for improving grain boundary strength
RU2186144C1 (ru) Никелевый жаропрочный сплав для монокристального литья и изделие, выполненное из этого сплава