JPH0361344A - ニッケル‐アルミニウム合金‐タイプの金属間化合物をベースとする指向性凝固の為の、室温での高い粘靭性を持つ酸化安定性で耐蝕性の高温合金 - Google Patents
ニッケル‐アルミニウム合金‐タイプの金属間化合物をベースとする指向性凝固の為の、室温での高い粘靭性を持つ酸化安定性で耐蝕性の高温合金Info
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- JPH0361344A JPH0361344A JP2195082A JP19508290A JPH0361344A JP H0361344 A JPH0361344 A JP H0361344A JP 2195082 A JP2195082 A JP 2195082A JP 19508290 A JP19508290 A JP 19508290A JP H0361344 A JPH0361344 A JP H0361344A
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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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[技術分野1
指向性凝固に適し且つ普通のニッケルベースの超合金を
補助する金属間化合物を基礎とする酸化安定性で耐蝕性
の高温合金。
補助する金属間化合物を基礎とする酸化安定性で耐蝕性
の高温合金。
本発明は耐熱性および酸化安定性を向上させる別の添加
物を含む、金属間化合物のN1Jfをベースとする合金
を開発することおよび改善することに関する。
物を含む、金属間化合物のN1Jfをベースとする合金
を開発することおよび改善することに関する。
狭義には、ニッケルーアルごニウム合金−タイプの金属
間化合物をベースとする指向性凝固の為の室温で高い粘
靭性の酸化安定性で耐蝕性の高温合金に関する。
間化合物をベースとする指向性凝固の為の室温で高い粘
靭性の酸化安定性で耐蝕性の高温合金に関する。
[従来技術1
金属間化合物のNi3A 1は、構造材料として中ぐら
いの温度領域において興味を起こさせものと見なされて
いる若干の興味ある性質を有している。これには、超合
金に比べて低いその密度が属している。存在する状態で
のその工業的利用性には既に、その脆弱性および不十分
な耐蝕性という問題がある。前者は確かに硼素の添加に
よって改善され、その際比較的高い強度値が達成される
[C,T、Liu等、“構造的用途の為のニッケルーア
ルミニウム合金(Nickel Aluminides
for 5tructural use)″、Jour
nal of Metals 。
いの温度領域において興味を起こさせものと見なされて
いる若干の興味ある性質を有している。これには、超合
金に比べて低いその密度が属している。存在する状態で
のその工業的利用性には既に、その脆弱性および不十分
な耐蝕性という問題がある。前者は確かに硼素の添加に
よって改善され、その際比較的高い強度値が達成される
[C,T、Liu等、“構造的用途の為のニッケルーア
ルミニウム合金(Nickel Aluminides
for 5tructural use)″、Jour
nal of Metals 。
1986年5月、第3〜20頁参照1゜しかるに、この
方法はベルト状物を製造する際に非常に早い冷却速度を
使用してすら実質的に使用できない結果をもたらす。
方法はベルト状物を製造する際に非常に早い冷却速度を
使用してすら実質的に使用できない結果をもたらす。
Ni3A 1に基づくこの種の合金の耐蝕性および酸化
安定性は珪素またはクロムの添加によって改善すること
ができる[M、W、Gruenling und R,
Bauer、“耐蝕性高温被覆物中での珪素の役割(T
he role of 5ilicon in cor
rosion resistanthigh temp
erature coating)″、Th1n Fi
ln+s、第95巻、1982、第3〜20頁参照1゜
一般に、珪素の合金化はクロムのそれよりも流行し得る
方法である。何故ならば同時に生じる金属間化合物のN
i:+SiがN1zA i中に完全に混和し得るからで
ある。要するに同形の状態であることが大切である。こ
の場合別の不所望の相は生じない[Sh。
安定性は珪素またはクロムの添加によって改善すること
ができる[M、W、Gruenling und R,
Bauer、“耐蝕性高温被覆物中での珪素の役割(T
he role of 5ilicon in cor
rosion resistanthigh temp
erature coating)″、Th1n Fi
ln+s、第95巻、1982、第3〜20頁参照1゜
一般に、珪素の合金化はクロムのそれよりも流行し得る
方法である。何故ならば同時に生じる金属間化合物のN
i:+SiがN1zA i中に完全に混和し得るからで
ある。要するに同形の状態であることが大切である。こ
の場合別の不所望の相は生じない[Sh。
uichi 0chiai等、”Ni3/f!、 Ni
3Ga 、 Ni3SiおよびNi、Geの合金化挙動
(Alloying behaviourofNi3A
l;N1zGa;N1zSi and Ni3Ge)”
、Acta Met。
3Ga 、 Ni3SiおよびNi、Geの合金化挙動
(Alloying behaviourofNi3A
l;N1zGa;N1zSi and Ni3Ge)”
、Acta Met。
、第32巻、No、2、第289頁、1984] 。
しかしながらNis^l並びに上記の変性された合金の
耐熱性は、金属間化合物に関する刊行物(N、S、5r
oloff、 ”整理された合金−物理金属学および構
造的用途[0rdered alloys−physi
calmetallugy and 5trtuctu
ral applications’Internat
ional metals review)、第29巻
、No。
耐熱性は、金属間化合物に関する刊行物(N、S、5r
oloff、 ”整理された合金−物理金属学および構
造的用途[0rdered alloys−physi
calmetallugy and 5trtuctu
ral applications’Internat
ional metals review)、第29巻
、No。
3.1984、第123〜135頁参照]から判る通り
、だ不十分である。
、だ不十分である。
殊に珪素は高温合金の被覆物において保護酸化物を生じ
る表面層の耐蝕性および耐酸化性を向上させることは公
知である。更に、拡大された実験がされた[F、Fit
zerおよびJ、Schlichtingl“高温合金
の為のクロム、アルミニウム、および珪素含有被覆物(
Coating containing chromi
um aluminium、 and 5ilicon
for high tenperature all
oys)” 、 H3gh temperature
corr。
る表面層の耐蝕性および耐酸化性を向上させることは公
知である。更に、拡大された実験がされた[F、Fit
zerおよびJ、Schlichtingl“高温合金
の為のクロム、アルミニウム、および珪素含有被覆物(
Coating containing chromi
um aluminium、 and 5ilicon
for high tenperature all
oys)” 、 H3gh temperature
corr。
5ion+National association
of corrosion engineers、テ
キサス州ヒユーストン、カルフォルニア、サンジエゴ、
1981年3月2〜6、第604〜614頁参照1゜ この公知の変性Ni3A I!材料の性質は、このもの
から使用可能な材料を製造する為には、工業的要求を未
だ満足していない。このことは特に耐熱性および高温耐
蝕性(硫化に対する耐久性)並びに室温での延性および
粘靭性に関して言える。それ故にこの種の材料を更に開
発しそして改良することが要求されている。
of corrosion engineers、テ
キサス州ヒユーストン、カルフォルニア、サンジエゴ、
1981年3月2〜6、第604〜614頁参照1゜ この公知の変性Ni3A I!材料の性質は、このもの
から使用可能な材料を製造する為には、工業的要求を未
だ満足していない。このことは特に耐熱性および高温耐
蝕性(硫化に対する耐久性)並びに室温での延性および
粘靭性に関して言える。それ故にこの種の材料を更に開
発しそして改良することが要求されている。
[発明が解決しようとする課題1
本発明の課題は、指向性凝固に適し且つ他の添加物を含
み、実質的にニッケルーアルミニウム合金−タイプの金
属間化合物より成る、高い酸化安定性及び耐蝕性、特に
高温での硫化に対しての高い酸化安定性及び耐蝕性およ
び同時に400〜800°Cの温度範囲での高い耐熱性
を有すると共に室温での高い粘靭性を持つ合金を提供す
ることである。この合金は400〜700℃の温度領域
で少なくとも900 MPaの熱間流動限界(Warm
f Iiessgrenze)および少なくとも950
MPaの熱間引張強度(WarlIlzugfesti
gkeit)を有するべきである。更にこのものは、殊
に室温で高い延性および粘靭性を有するべきである。室
温での機械的性質は少なくとも以下の値を達成する。べ
きである: 延伸限界−700MPa 引張強度= 900 MPa 伸び率 ・ 4χ [発明の構成] この課題は、最初に記載した高温合金が以下の組成: Aj!=10〜20原子χ Si = 0.5〜8原子2 Nb=2〜10原子2 B=0.1〜2原子2 Ni ・ 残量 を有し、但し、Af、 Si、 NbおよびBの合計が
最高25原子2の値であり、そして少なくとも90容量
Xまでが金属開用N1Jjl!、 Ni:+Siおよび
Ni、Nbの混合物より成ることを特徴とすることによ
って解決される。
み、実質的にニッケルーアルミニウム合金−タイプの金
属間化合物より成る、高い酸化安定性及び耐蝕性、特に
高温での硫化に対しての高い酸化安定性及び耐蝕性およ
び同時に400〜800°Cの温度範囲での高い耐熱性
を有すると共に室温での高い粘靭性を持つ合金を提供す
ることである。この合金は400〜700℃の温度領域
で少なくとも900 MPaの熱間流動限界(Warm
f Iiessgrenze)および少なくとも950
MPaの熱間引張強度(WarlIlzugfesti
gkeit)を有するべきである。更にこのものは、殊
に室温で高い延性および粘靭性を有するべきである。室
温での機械的性質は少なくとも以下の値を達成する。べ
きである: 延伸限界−700MPa 引張強度= 900 MPa 伸び率 ・ 4χ [発明の構成] この課題は、最初に記載した高温合金が以下の組成: Aj!=10〜20原子χ Si = 0.5〜8原子2 Nb=2〜10原子2 B=0.1〜2原子2 Ni ・ 残量 を有し、但し、Af、 Si、 NbおよびBの合計が
最高25原子2の値であり、そして少なくとも90容量
Xまでが金属開用N1Jjl!、 Ni:+Siおよび
Ni、Nbの混合物より成ることを特徴とすることによ
って解決される。
本発明を、添付の図面を用いて説明する実施例によって
更に詳細に説明する。
更に詳細に説明する。
図面は、ニッケルルアルミニウム合金−タイブの金属間
化合物をベースとする新規の合金の流動限界および引張
強度を説明するグラフである。
化合物をベースとする新規の合金の流動限界および引張
強度を説明するグラフである。
図中、温度T (”C)を関数として流動限界δ。、2
および引張強度δs (MPa)をグラフで示したもの
である。曲線1は17.5原子2のAl、2原子XノS
i、4原子! (7)Nb、0.5原子Z ノBおよび
残量のNiより成る新規の合金の流動限界の経過である
。このものは約500″Cの温度で1100 MPa以
上の極大を達する。700°Cでは流動限界は未だ95
0 MPaであり、800″Cでは未だ800MPa以
上である。曲線2は同じ合金の引張強度の経過を示して
いる。その値は室温での950 MPaから500 ”
Cでの1130 PMa以上に上昇し、700°Cでは
970 MPaにそして800’Cでは860 MPa
に低下する。
および引張強度δs (MPa)をグラフで示したもの
である。曲線1は17.5原子2のAl、2原子XノS
i、4原子! (7)Nb、0.5原子Z ノBおよび
残量のNiより成る新規の合金の流動限界の経過である
。このものは約500″Cの温度で1100 MPa以
上の極大を達する。700°Cでは流動限界は未だ95
0 MPaであり、800″Cでは未だ800MPa以
上である。曲線2は同じ合金の引張強度の経過を示して
いる。その値は室温での950 MPaから500 ”
Cでの1130 PMa以上に上昇し、700°Cでは
970 MPaにそして800’Cでは860 MPa
に低下する。
実施例−り二
真空炉中で以下の組成の合金を溶融する:Al・17.
5原子χ Si = 2 原子χ Nb = 4 原子2 B ・0.5 原子χ Ni ・ 残量 この溶融物を鋳造の為に注ぎ出して、約140開の直径
、約160 mmの高さの鋳造未完成品を得る。この未
完成品を真空下に約15 n+mの直径および約140
mraの長さの棒状の状態で強制的に指向性凝固させ
る。
5原子χ Si = 2 原子χ Nb = 4 原子2 B ・0.5 原子χ Ni ・ 残量 この溶融物を鋳造の為に注ぎ出して、約140開の直径
、約160 mmの高さの鋳造未完成品を得る。この未
完成品を真空下に約15 n+mの直径および約140
mraの長さの棒状の状態で強制的に指向性凝固させ
る。
この棒状物を更に熱処理せずに直接的に引張試験体に加
工する。試験温度を関数として延伸限界および引張強度
に付いて達成された値を曲線lおよび2に示した。室温
で、7zの伸び率が測定された。従ってこの材料は金属
間化合物の為に、破壊されるまでに著しく変形し得る。
工する。試験温度を関数として延伸限界および引張強度
に付いて達成された値を曲線lおよび2に示した。室温
で、7zの伸び率が測定された。従ってこの材料は金属
間化合物の為に、破壊されるまでに著しく変形し得る。
それと共に、殊に、室温で要求される比較的に高い延性
および粘靭性の条件を満足し得た。
および粘靭性の条件を満足し得た。
尖胤明4:
実施例1と同様に以下の合金を真空下に溶融した:
Al=20 原子2
Si ・ 1 原子χ
Nb ・ 3 原子2
B ・0.2 原子2
Ni = 残量
二の溶融物を実施例1におけるのと正確に同じに注ぎ出
し、真空下に再び溶融しそして棒状物の状態で指向性凝
固させた。このようにして製造された棒状物は実施例1
のそれと同じ寸法を有している。強度値は図のものに匹
敵し得る。更に、最大値は若干低い温度(500°Cの
僅か下)にずれた。
し、真空下に再び溶融しそして棒状物の状態で指向性凝
固させた。このようにして製造された棒状物は実施例1
のそれと同じ寸法を有している。強度値は図のものに匹
敵し得る。更に、最大値は若干低い温度(500°Cの
僅か下)にずれた。
実遊艷[土−
以下の合金を真空下に溶融した:
//!=15 原子2
Si = 3 原子2
Nb = 6 原子χ
B=0.5 原子χ
Ni = 残量
指向性凝固した棒状物の製造および引張試験は実施例1
と同様に行った。強度値はこの実施例の場合も同じ大き
さの領域にあった。更に最大値は若干低い温度(約60
0″C)にずれた。
と同様に行った。強度値はこの実施例の場合も同じ大き
さの領域にあった。更に最大値は若干低い温度(約60
0″C)にずれた。
夫施員」辷
真空状態で溶融した合金は以下の組成を有している:
Al= 11 原子χ
Si = 5 原子χ
Nb = 8 原子χ
B ・0.5 原子χ
Ni ・ 残量
実施例1と正確に同様に実施した。強度値は実施例1の
其に比較して僅かに高い。最大値は約700°Cの温度
の所にあった。
其に比較して僅かに高い。最大値は約700°Cの温度
の所にあった。
本発明は実施例に制限されるものではない。
ニッケルーアル藁ニウム合金−タイブの金属間化合物を
ベースとする指向性凝固の為の室温での高い粘靭性を持
つ酸化安定性で耐蝕性の高温合金は、原則として以下の
組成; ^乏=10〜20原子χ 5i=0.5〜B原子2 Nb ・ 2〜10原子χ B ・0.1〜2原子χ Ni = 残量 を有し、但し、^1..Si、 NbおよびBの合計が
最高25原子2の値である。このものは、少なくとも9
0容1xまテノ金属開用NiJ I!、、N1xSiお
よびNi3Nb混合物を含む。Siは高温耐蝕性に有利
に作用するが、Nbは耐熱性を向上させそしてその最大
値を高温の方にずらせる。室温での延性は比較的に高い
。このことは熱的機械の製造の際に構成部材を据えつけ
る際におよび運転開始の際に有利に作用する。
ベースとする指向性凝固の為の室温での高い粘靭性を持
つ酸化安定性で耐蝕性の高温合金は、原則として以下の
組成; ^乏=10〜20原子χ 5i=0.5〜B原子2 Nb ・ 2〜10原子χ B ・0.1〜2原子χ Ni = 残量 を有し、但し、^1..Si、 NbおよびBの合計が
最高25原子2の値である。このものは、少なくとも9
0容1xまテノ金属開用NiJ I!、、N1xSiお
よびNi3Nb混合物を含む。Siは高温耐蝕性に有利
に作用するが、Nbは耐熱性を向上させそしてその最大
値を高温の方にずらせる。室温での延性は比較的に高い
。このことは熱的機械の製造の際に構成部材を据えつけ
る際におよび運転開始の際に有利に作用する。
図面は本発明の高温合金の一実施形態について、温度(
T″C)を関数として流動限界δ。、2および引張強度
δ、 (MPa)をグラフで示したものである。
T″C)を関数として流動限界δ。、2および引張強度
δ、 (MPa)をグラフで示したものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)ニッケル−アルミニウム合金−タイプの金属間化合
物をベースとする指向性凝固の為の室温での高い粘靭性
を持つ酸化安定性で耐蝕性の高温合金において、以下の
組成: Al=10〜20原子% Si=0.5〜8原子% Nb=2〜10原子% B=0.1〜2原子% Ni=残量 を有し、但し、Al、Si、NbおよびBの合計が最高
25原子%の値であり、そして少なくとも90容量%ま
でが金属間相Ni_3Al、Ni_3SiおよびNi_
3Nbの混合物より成ることを特徴とする、上記高温合
金。 2)以下の組成 Al=17.5原子% Si=2原子% Nb=4原子% B=0.5原子% Ni=残量 を有する請求項1に記載の高温合金。 3)以下の組成 Al=20原子% Si=1原子% Nb=3原子% B=0.2原子% Ni=残量 を有する請求項1に記載の高温合金。 4)以下の組成 Al=15原子% Si=3原子% Nb=6原子% B=0.5原子% Ni=残量 を有する請求項1に記載の高温合金。 5)以下の組成 Al=11原子% Si=5原子% Nb=8原子% B=0.5原子% Ni=残量 を有する請求項1に記載の高温合金。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH2789/89-5 | 1989-07-26 | ||
| CH2789/89A CH678633A5 (ja) | 1989-07-26 | 1989-07-26 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0361344A true JPH0361344A (ja) | 1991-03-18 |
Family
ID=4241628
Family Applications (1)
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