JPH07331365A - 多結晶質ニッケル超合金及びその製造方法 - Google Patents
多結晶質ニッケル超合金及びその製造方法Info
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-
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- C22C—ALLOYS
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-
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高温で優秀な耐酸性を有し、また良好な延性
を有するニッケルをベースとする超合金（ニッケル超合
金）を提供する。 【構成】 ジェットエンジン内で生じるような条件下で
優れた耐酸性を有する同軸状ニッケル超合金が開示され
る。この超合金には0.25〜0.40wt％のジルコニウム及び
0.004〜0.010wt％のホウ素が含有される。バーナーリグ
酸化条件下では、合金の酸化率を大幅に減少させるジル
コニウム安定化アルミナ障壁層がこの合金に形成され
る。
を有するニッケルをベースとする超合金（ニッケル超合
金）を提供する。 【構成】 ジェットエンジン内で生じるような条件下で
優れた耐酸性を有する同軸状ニッケル超合金が開示され
る。この超合金には0.25〜0.40wt％のジルコニウム及び
0.004〜0.010wt％のホウ素が含有される。バーナーリグ
酸化条件下では、合金の酸化率を大幅に減少させるジル
コニウム安定化アルミナ障壁層がこの合金に形成され
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はニッケル超合金、及びホ
ウ素とジルコニウムの所定量を含有して高い耐酸性を有
するニッケル超合金の製造方法に関する。このようなニ
ッケル超合金は、高温における優れた耐酸性及び高い強
度が必要とされる技術分野に適しており、例えばジェッ
トエンジンの燃焼器、ノズル、及び低タービン構成材等
に適している。
ウ素とジルコニウムの所定量を含有して高い耐酸性を有
するニッケル超合金の製造方法に関する。このようなニ
ッケル超合金は、高温における優れた耐酸性及び高い強
度が必要とされる技術分野に適しており、例えばジェッ
トエンジンの燃焼器、ノズル、及び低タービン構成材等
に適している。
【０００２】
【従来の技術】従来、ニッケルをベースとする種々の超
合金が知られている。超合金とは高温においても高い強
度が維持される合金のことである。ニッケルをベースと
する超合金は、例えば米国特許第3,322,543号、3,526,4
99号、3,653,987号、3,832,167号、及び4,719,080号に
開示されており、その内容は後述する。
合金が知られている。超合金とは高温においても高い強
度が維持される合金のことである。ニッケルをベースと
する超合金は、例えば米国特許第3,322,543号、3,526,4
99号、3,653,987号、3,832,167号、及び4,719,080号に
開示されており、その内容は後述する。
【０００３】その他、市販されているニッケルをベース
とする超合金としてはB1900+Hf、及びMar-M 247が挙げ
られる。以下にその成分組成を重量比(wt％)にて示す。
とする超合金としてはB1900+Hf、及びMar-M 247が挙げ
られる。以下にその成分組成を重量比(wt％)にて示す。
【０００４】
【表３】 Ｂ１９００＋ＨＦ Ｍａｒ−Ｍ ２４７ ニッケル 残部 残部 クロム ８．０ ８．４ コバルト １０．０ １０．０ 炭素 ０．１１ ０．１５ チタン １．０ １．１ アルミニウム ６．０ ５．５ モリブデン ６．０ ０．６５ タングステン − １０．０ ホウ素 ０．０１５ ０．０１５ ハフニウム １．１５ １．４ タンタル ４．２５ ３．１ ジルコニウム ０．０８ ０．０５５ これらの合金は、高温でも機械強度が高く維持されるの
で、ジェットエンジンの構成材となる素材として特に有
用である。
で、ジェットエンジンの構成材となる素材として特に有
用である。
【０００５】超合金の粒子の境界強度と延性を向上する
ために、従来法においてはホウ素は通常0.010〜0.020wt
％加えられる。
ために、従来法においてはホウ素は通常0.010〜0.020wt
％加えられる。
【０００６】更に、粒子の境界特性を向上するために、
ジルコニウムが通常0.03〜0.13ｗｔ％加えられる。ニッ
ケル超合金の耐酸性を高めるためにイットリウムを加え
てもよい。
ジルコニウムが通常0.03〜0.13ｗｔ％加えられる。ニッ
ケル超合金の耐酸性を高めるためにイットリウムを加え
てもよい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術にお
いて、高温［約1093℃（2000°F)以上］で優秀な酸化抵
抗が得られると称するニッケル超合金は非常に脆い。
いて、高温［約1093℃（2000°F)以上］で優秀な酸化抵
抗が得られると称するニッケル超合金は非常に脆い。
【０００８】このように、良好な延性が得られるととも
に、高温での優秀な耐酸性を有するニッケル超合金が必
要となっている。
に、高温での優秀な耐酸性を有するニッケル超合金が必
要となっている。
【０００９】また、７６０〜１０３８(℃)程度（1400°
F〜1900°F)の温度範囲内で良好な強度および優秀な耐
酸性を有するジェットエンジンのタービン構成材も必要
となっている。
F〜1900°F)の温度範囲内で良好な強度および優秀な耐
酸性を有するジェットエンジンのタービン構成材も必要
となっている。
【００１０】本発明は上記背景のもとになされたもので
あり、高温で優秀な耐酸性を有し、また良好な延性を有
するニッケルをベースとする超合金（ニッケル超合金）
を提供することを目的とする。
あり、高温で優秀な耐酸性を有し、また良好な延性を有
するニッケルをベースとする超合金（ニッケル超合金）
を提供することを目的とする。
【００１１】更に、７６０〜１０３８(℃)程度(1900°F
〜1400°F)の温度範囲において良好な強度が保たれる、
ジェットエンジンの構成材に適したニッケル超合金を提
供することを目的とする。
〜1400°F)の温度範囲において良好な強度が保たれる、
ジェットエンジンの構成材に適したニッケル超合金を提
供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は0.004〜0.010wt％のホウ素及び0.25〜0.40
wt％のジルコニウムを含有することを特徴とする。
に、本発明は0.004〜0.010wt％のホウ素及び0.25〜0.40
wt％のジルコニウムを含有することを特徴とする。
【００１３】また、耐酸性の高い多結晶質ニッケル超合
金の製造方法であって、0.25〜0.40wt％のジルコニウム
と0.004〜0.010wt％のホウ素とを超合金に含有させる工
程を有することを特徴とする超合金の製造方法も提供さ
れる。
金の製造方法であって、0.25〜0.40wt％のジルコニウム
と0.004〜0.010wt％のホウ素とを超合金に含有させる工
程を有することを特徴とする超合金の製造方法も提供さ
れる。
【００１４】
【作用】好適な実施例において、本発明の超合金は、超
合金の酸化を抑制する効果が得られる障壁層を作るため
に、5.0〜8.0wt％のアルミニウムを含有する。
合金の酸化を抑制する効果が得られる障壁層を作るため
に、5.0〜8.0wt％のアルミニウムを含有する。
【００１５】ジルコニウムを超合金中に存在させること
により、アルミナ障壁層の形成が促進される。
により、アルミナ障壁層の形成が促進される。
【００１６】バーナーリグ酸化テストによって、ホウ素
は高温[約1093〜1204℃(2000〜2200°F)]での耐酸性に
悪影響を与えることが明らかにされた。
は高温[約1093〜1204℃(2000〜2200°F)]での耐酸性に
悪影響を与えることが明らかにされた。
【００１７】ホウ素をニッケル超合金から除去すればこ
のような問題は生じないが、その結果合金の延性は許容
できないまでに悪くなってしまう。
のような問題は生じないが、その結果合金の延性は許容
できないまでに悪くなってしまう。
【００１８】少量のホウ素（0.020〜0.010wt％）を加え
ることによって、酸化作用は許容できる程度となった
が、その延性は最適条件下でも取るに足らない程度のも
のであった。
ることによって、酸化作用は許容できる程度となった
が、その延性は最適条件下でも取るに足らない程度のも
のであった。
【００１９】また、イットリウムの添加により、鋳造時
における表面酸化物微粒子の形成に起因する脆弱化が問
題となる。これはイットリウムと鋳造セラミックとが反
応した結果生じる問題である。
における表面酸化物微粒子の形成に起因する脆弱化が問
題となる。これはイットリウムと鋳造セラミックとが反
応した結果生じる問題である。
【００２０】しかし、更に実験を重ねた結果、本明細書
で示されるレベルでジルコニウムとホウ素とを組み合せ
ることにより、粒子の境界特性を維持して鋳造時におけ
る介在物の形成（inclusion formation）を抑制すると
ともに、従来法によって鋳造されたニッケル超合金の耐
酸性を非常に高くすることが可能であることが見いださ
れた。
で示されるレベルでジルコニウムとホウ素とを組み合せ
ることにより、粒子の境界特性を維持して鋳造時におけ
る介在物の形成（inclusion formation）を抑制すると
ともに、従来法によって鋳造されたニッケル超合金の耐
酸性を非常に高くすることが可能であることが見いださ
れた。
【００２１】上記ジルコニウムとホウ素の臨界濃度に加
えて、本発明に係るニッケル超合金は、下記重量比にて
各元素が添加された場合にその効力が発揮されると認め
られる。
えて、本発明に係るニッケル超合金は、下記重量比にて
各元素が添加された場合にその効力が発揮されると認め
られる。
【００２２】
【表４】 元素 重量比(wt％) クロム 5.0〜12.0 ハフニウム 0.75〜2.0 コバルト 0〜1.0合金の強度を高めるために下記
元素が加えられる。
元素が加えられる。
【００２３】
【表５】 元素 重量比(wt％) タングステン ０〜１２ モリブデン ０〜１２ タンタル ０〜１２ チタニウム ０〜２ コロンビウム（ニオブ） ０〜２ 炭素 0.06〜0.20 マンガン、燐、硫黄、シリコン、鉄、ビスマス、鉛、セ
レン、テルリウム、及びタリウムの各元素は、超合金の
特性低下を抑制するためにその添加量を低レベルとす
る。
レン、テルリウム、及びタリウムの各元素は、超合金の
特性低下を抑制するためにその添加量を低レベルとす
る。
【００２４】本発明の他の実施例においては、超合金は
以下の重量比で与えられる元素を含有する。
以下の重量比で与えられる元素を含有する。
【００２５】
【表６】 ニッケル 残部所望により、本発明に係る超
合金は下記添加材を含有してもよい。その最大添加重量
比(wt％)を併せて以下に示す。
合金は下記添加材を含有してもよい。その最大添加重量
比(wt％)を併せて以下に示す。
【００２６】マンガン（0.20）、燐（0.015）、硫黄
（0.015）、 シリコン（0.10）、鉄（0.25）、チタン
（0.10）、コロンビウム（0.10）、ビスマス（0.0000
5、0.5ppm）、鉛 （0.0002、2ppm）、 セレン（0.000
1、1ppm）、 テルル（0.00005、0.5ppm）、及びタリウ
ム（0.00005、0.5ppm）。
（0.015）、 シリコン（0.10）、鉄（0.25）、チタン
（0.10）、コロンビウム（0.10）、ビスマス（0.0000
5、0.5ppm）、鉛 （0.0002、2ppm）、 セレン（0.000
1、1ppm）、 テルル（0.00005、0.5ppm）、及びタリウ
ム（0.00005、0.5ppm）。
【００２７】このように、本発明によれば、ジェットエ
ンジン内で生じるような条件下で優れた耐酸性を有する
同軸状ニッケル超合金が示される。この超合金には0.25
〜0.40wt％のジルコニウム及び0.004〜0.010wt％のホウ
素が含有される。バーナーリグ酸化条件下では、合金の
酸化率を大幅に減少させるジルコニウム安定化アルミナ
障壁層がこの合金に形成される。
ンジン内で生じるような条件下で優れた耐酸性を有する
同軸状ニッケル超合金が示される。この超合金には0.25
〜0.40wt％のジルコニウム及び0.004〜0.010wt％のホウ
素が含有される。バーナーリグ酸化条件下では、合金の
酸化率を大幅に減少させるジルコニウム安定化アルミナ
障壁層がこの合金に形成される。
【００２８】また、上記超合金の製造方法、及びその超
合金を原料とするエンジン構成材の鋳造方法も示され
る。
合金を原料とするエンジン構成材の鋳造方法も示され
る。
【００２９】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。
る。
【００３０】図１は約1093℃（2000°F)におけるバーナ
ーリグ酸化結果の説明図であり、本発明に係るニッケル
超合金と他の市販のニッケル超合金（B1900+Hf、MAR M-
247）とを時間に対する重量損失において比較したもの
である。これら合金の構成成分を表３に示される。
ーリグ酸化結果の説明図であり、本発明に係るニッケル
超合金と他の市販のニッケル超合金（B1900+Hf、MAR M-
247）とを時間に対する重量損失において比較したもの
である。これら合金の構成成分を表３に示される。
【００３１】図２は約1204℃(2200°F)でのバーナーリ
グ酸化結果時間の説明図であり、本発明のニッケル超合
金と市販の他のニッケル超合金とを時間に対する重量損
失において比較したものである。
グ酸化結果時間の説明図であり、本発明のニッケル超合
金と市販の他のニッケル超合金とを時間に対する重量損
失において比較したものである。
【００３２】本発明によれば、得られる合金は、必要と
される組成物のインゴットをとり、真空再溶解、及び従
来法にてニッケルを主成分とする合金を得るために用い
られる焼き流し精密鋳造法を用いた再鋳造を行うことに
よって得られる。上記インゴットは、真空下における単
一炉装入（single furnace charge）によって鋳造され
る。
される組成物のインゴットをとり、真空再溶解、及び従
来法にてニッケルを主成分とする合金を得るために用い
られる焼き流し精密鋳造法を用いた再鋳造を行うことに
よって得られる。上記インゴットは、真空下における単
一炉装入（single furnace charge）によって鋳造され
る。
【００３３】従来法における超合金の焼き流し精密鋳造
法、超合金のインゴットの形成行程、及び他の一般情報
に関してはSuperalloysII(シムス他、John Wiley & son
s社,ニューヨーク,１９８７）に示されており、以下に
その内容を参照する。
法、超合金のインゴットの形成行程、及び他の一般情報
に関してはSuperalloysII(シムス他、John Wiley & son
s社,ニューヨーク,１９８７）に示されており、以下に
その内容を参照する。
【００３４】通常、工業的には、合金される元素はイン
ゴット形成行程時においてマスターヒート(master hea
t)に加えられる。好適実施例において、合金元素におけ
るMn、P、S、Si、Fe、Ti、Cb（Nb）、Bi、Pb、Se、Te、
Tl等の添加量は、上記した各含有量の最大値よりも小さ
くなっている。
ゴット形成行程時においてマスターヒート(master hea
t)に加えられる。好適実施例において、合金元素におけ
るMn、P、S、Si、Fe、Ti、Cb（Nb）、Bi、Pb、Se、Te、
Tl等の添加量は、上記した各含有量の最大値よりも小さ
くなっている。
【００３５】上記のような合金の成分構成例を表７に示
す。
す。
【００３６】
【表７】
【００３７】本発明の１例において、表７に示される組
成を有する超合金が得られた。尚、この例は本発明を限
定するものではない。
成を有する超合金が得られた。尚、この例は本発明を限
定するものではない。
【００３８】本発明と類似の組成を有するものの、ホウ
素及びジルコニウムの含有量が本発明において規定され
る臨界範囲には入っていないニッケル超合金と本発明に
係る超合金とを比較した。表８に示されるように、本発
明においては優れた延性が示された。
素及びジルコニウムの含有量が本発明において規定され
る臨界範囲には入っていないニッケル超合金と本発明に
係る超合金とを比較した。表８に示されるように、本発
明においては優れた延性が示された。
【００３９】
【表８】 引張り伸び（％） 合金 24℃(75°F) 649℃(1200°F) 871℃(1600°F) 982℃(1800° F) 本発明 6.0 5.3 6.6 7.0 合金１ 1.3 0.7 3.3 2.0 参照した引張り伸張試験は、Metals handbook(第９
版、American Society for Metals vol 8、1985)に開示
されている。
版、American Society for Metals vol 8、1985)に開示
されている。
【００４０】本発明の超合金における引張り伸び特性
は、ASTM E 8で示されるガイドラインに従って試験され
た。
は、ASTM E 8で示されるガイドラインに従って試験され
た。
【００４１】一実施例においては、本発明に係る超合金
は、３つのASTM E 8の試験で649℃(1200°F)において3.
0％を超える平均引張り伸張が得られた。
は、３つのASTM E 8の試験で649℃(1200°F)において3.
0％を超える平均引張り伸張が得られた。
【００４２】好ましい実施例においては、本発明の超合
金は、３つのASTM E8の試験で649℃(1200°F)において
5.0%を超える平均張力伸張が得られた。
金は、３つのASTM E8の試験で649℃(1200°F)において
5.0%を超える平均張力伸張が得られた。
【００４３】バーナーリグ酸化テストによって、本発明
の超合金は、従来のニッケル超合金B1900+HF、Mar-M-24
7（図１、２及び表７参照）に比較して優れた耐酸性を
有することが示された。
の超合金は、従来のニッケル超合金B1900+HF、Mar-M-24
7（図１、２及び表７参照）に比較して優れた耐酸性を
有することが示された。
【００４４】1204℃(2200°F)におけるバーナーリグ試
験を７０サイクル繰り返したところ、B1900+HFでは５５
％、Mar-M-247では７５％の重量減少がみられたのに対
し、本発明の合金の重量は約２％しか減少しなかった。
験を７０サイクル繰り返したところ、B1900+HFでは５５
％、Mar-M-247では７５％の重量減少がみられたのに対
し、本発明の合金の重量は約２％しか減少しなかった。
【００４５】本発明に係る超合金の評価に用いられたバ
ーナーリグ繰り返し試験においては、燃料圧力によって
液体燃料バーナーを制御することによってインタレスト
（interest）の温度を維持するようにした。
ーナーリグ繰り返し試験においては、燃料圧力によって
液体燃料バーナーを制御することによってインタレスト
（interest）の温度を維持するようにした。
【００４６】試験を繰り返すにあたって、試料の取り出
し又は火炎の消火を行うとともに、高圧大気を直射して
試料が冷却される。
し又は火炎の消火を行うとともに、高圧大気を直射して
試料が冷却される。
【００４７】試料は通常は円筒状のロッド[この例では
直径0.47インチ×長さ3.25インチ(0.47"×3.25")]形状
となっている。試料を個々に試験することもできる。複
数の試料を試験するには回転スピンドルを用いる。
直径0.47インチ×長さ3.25インチ(0.47"×3.25")]形状
となっている。試料を個々に試験することもできる。複
数の試料を試験するには回転スピンドルを用いる。
【００４８】酸化剥離による原料損失を監視するため
に、上記試験時には一定の間隔をおいて試料の重さと直
径を測定する。酸化率は重量損失に比例（質量損失が増
すにつれて酸化比が増大）する。
に、上記試験時には一定の間隔をおいて試料の重さと直
径を測定する。酸化率は重量損失に比例（質量損失が増
すにつれて酸化比が増大）する。
【００４９】本発明に係るニッケルの超合金を特徴づけ
るために、第２の耐酸性試験を行うこともできる。
るために、第２の耐酸性試験を行うこともできる。
【００５０】この試験法においては、超合金のクーポン
(coupons)はワイヤーからつるされ、大気に曝された状
態で1149℃±14℃(2100°F±25°F)で維持された炉内に
配置される。
(coupons)はワイヤーからつるされ、大気に曝された状
態で1149℃±14℃(2100°F±25°F)で維持された炉内に
配置される。
【００５１】この試験法では、合金試料の形状は12.7±
3.05(mm)×19.05±3.05(mm)角で高さ1.016±0.254(mm)
[0.50×0.75in.±0.12in. by 0.040in.±0.010in.]とし
た。
3.05(mm)×19.05±3.05(mm)角で高さ1.016±0.254(mm)
[0.50×0.75in.±0.12in. by 0.040in.±0.010in.]とし
た。
【００５２】試料を挿入するに先だって、試料の各辺及
び頂点が丸められる。
び頂点が丸められる。
【００５３】試料は２４±４時間の周期で加熱される。
それぞれのサイクルの終りに、試料は炉から取り出さ
れ、大気中で冷却された後に重量が測定される。加熱中
もしくは冷却中に剥離した分の質量は測定されない。
それぞれのサイクルの終りに、試料は炉から取り出さ
れ、大気中で冷却された後に重量が測定される。加熱中
もしくは冷却中に剥離した分の質量は測定されない。
【００５４】本発明に係る合金の耐酸性試験例として、
大気中、1149℃(2100°F)にて３００時間重量損失繰り
返し試験を行った結果、その損失量は、もとの重量の10
％を超えることはなかった。
大気中、1149℃(2100°F)にて３００時間重量損失繰り
返し試験を行った結果、その損失量は、もとの重量の10
％を超えることはなかった。
【００５５】本発明の好ましい実施例に係る合金の耐酸
性試験例として、大気中、循環条件下で1149℃(2100°
F)にて３００時間重量損失試験を行った。その結果、損
失量はもとの重量の５％を超えることはなかった。
性試験例として、大気中、循環条件下で1149℃(2100°
F)にて３００時間重量損失試験を行った。その結果、損
失量はもとの重量の５％を超えることはなかった。
【００５６】上記行程を本発明に係る超合金試料に３０
２時間（１１サイクル）適用したところ、その重量損失
は4.7％であった。
２時間（１１サイクル）適用したところ、その重量損失
は4.7％であった。
【００５７】本発明に包含される超合金も追加調製され
た。その成分構成を下記表９に示す。尚、これらは本発
明を限定するものではない。
た。その成分構成を下記表９に示す。尚、これらは本発
明を限定するものではない。
【００５８】
【表９】
【００５９】好適な実施例においては、本発明に係るニ
ッケル超合金構成材は空気中、1079±14℃(1975±25°
F)にて４時間加熱され、少なくとも22℃/分(40°F/min)
で空冷された。
ッケル超合金構成材は空気中、1079±14℃(1975±25°
F)にて４時間加熱され、少なくとも22℃/分(40°F/min)
で空冷された。
【００６０】この構成材はその後に871±14℃（1600±2
5°F）にて１６時間加熱され、少なくとも22℃/分(40°
F/min)で空冷される。この熱処理によって超合金構成材
の延性およびクリープ（creep）特性が向上される。
5°F）にて１６時間加熱され、少なくとも22℃/分(40°
F/min)で空冷される。この熱処理によって超合金構成材
の延性およびクリープ（creep）特性が向上される。
【００６１】好適な実施例において、本発明に係る多結
晶質ニッケル超合金は等軸状（equiaxed）であり、他の
実施例においては、本発明に係る多結晶質ニッケル超合
金は柱状（columnar）であった。
晶質ニッケル超合金は等軸状（equiaxed）であり、他の
実施例においては、本発明に係る多結晶質ニッケル超合
金は柱状（columnar）であった。
【００６２】表７に示される本発明のニッケル超合金構
成材は、フロートウォール燃焼器の構成材として好適に
用いることができた。
成材は、フロートウォール燃焼器の構成材として好適に
用いることができた。
【００６３】以上、本発明を各種好適実施例を用いて説
明したが、本発明の主旨及び範囲を逸脱することなく、
当業者が容易に考案することのできる種々の修正や変形
が可能であることはいうまでもない。このような修正及
び変形は発明及び記載された請求の範囲内に包含される
ものである。
明したが、本発明の主旨及び範囲を逸脱することなく、
当業者が容易に考案することのできる種々の修正や変形
が可能であることはいうまでもない。このような修正及
び変形は発明及び記載された請求の範囲内に包含される
ものである。
【００６４】
【発明の効果】本発明の合金によれば、約1093℃(2000
°F)、好ましくは約1204℃(2200°F)までにおいて優れ
た耐酸性が得られる。本発明のニッケル超合金は、約76
0℃(1400°F)〜約1038℃(1900°F)の温度範囲において
良好な強度が得られた。
°F)、好ましくは約1204℃(2200°F)までにおいて優れ
た耐酸性が得られる。本発明のニッケル超合金は、約76
0℃(1400°F)〜約1038℃(1900°F)の温度範囲において
良好な強度が得られた。
【００６５】本発明の超合金は優秀な耐酸性を有するの
で、ジェットエンジンの燃焼器、ノズルおよび低タービ
ン構成材のような、高温下の用途にも適する。
で、ジェットエンジンの燃焼器、ノズルおよび低タービ
ン構成材のような、高温下の用途にも適する。
【図１】約1093℃（2000°F)におけるバーナーリグ酸化
結果の説明図。
結果の説明図。
【図２】約1204℃(2200°F)でのバーナーリグ酸化結果
時間の説明図。
時間の説明図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ポール ピー．ノーリス，ジュニア アメリカ合衆国，フロリダ，ジュノ ビー チ，エイピーティー．９，マーキュリー サークル 250
Claims (20)
- 【請求項１】 0.004〜0.010wt％のホウ素及び0.25〜0.
40wt％のジルコニウムを含有することを特徴とする多結
晶質ニッケル超合金。 - 【請求項２】 前記合金は5.0〜8.0wt％のアルミニウム
を含有することを特徴とする請求項１記載の合金。 - 【請求項３】 前記合金の粒子は等軸状であることを特
徴とする請求項１記載の合金。 - 【請求項４】 前記合金の粒子は柱状であることを特徴
とする請求項１記載の合金。 - 【請求項５】 苛酷な酸化条件下にさらされると、前記
超合金の表面に前記合金の酸化を抑制するアルミニウム
層が形成されることを特徴とする請求項２記載の合金。 - 【請求項６】 5.0〜12.0wt％のクロム、0.75〜2.0wt％
のハフニウム、及び0〜10.0wt％のコバルトを含有する
ことを特徴とする請求項１記載の合金。 - 【請求項７】 下記重量百分率にて各元素が少なくとも
１種は含有されることを特徴とする請求項６記載の合
金。 【表１】 タングステン ０〜１２ モリブデン ０〜１２ タンタル ０〜１２ チタン ０〜１２ コロンビウム ０〜２ 炭素 ０．０６〜０．２０ - 【請求項８】 マンガン、燐、硫黄、シリコン、鉄、ビ
スマス、鉛、セレン、テルル、およびタリウムは、前記
超合金の引っ張り伸びにより測定される実質的な延性の
低下を抑制するために、その含有率が十分に低いことを
特徴とする請求項７記載の合金。 - 【請求項９】 前記合金は0.007wt％以下のホウ素を含
有することを特徴とする請求項１記載の合金。 - 【請求項１０】 下記重量百分率にて各元素が含有され
ることを特徴とする請求項１記載の合金。 【表２】 - 【請求項１１】 マンガン0〜0.20wt％、燐0〜0.015wt
％、硫黄0〜0.015wt％、 シリコン0〜0.10wt％、鉄0〜
0.25wt％、チタン0〜0.10wt％、コロンビウム0〜0.10wt
％、ビスマス0〜0.00005wt％、鉛 0〜0.0002wt％、セレ
ン0〜0.0001wt％、テルル0〜0.00005wt％、及びタリウ
ム0〜0.00005wt％を含有することを特徴とする請求項１
０記載の合金。 - 【請求項１２】 ニッケルをベースとする超合金であっ
て、６４９℃での３つのASTM E 8試験における平均引
っ張り伸びが３％を超え、かつ、12.7±3.05(mm)×19.0
5±3.05(mm)角で高さ1.016±0.254(mm)の形状を有する
前記超合金試料を用いた大気中、１１４９℃、２４±４
時間の循環条件下にて３００時間の試験における重量損
失が１０％以下であることを特徴とする超合金。 - 【請求項１３】 0.25〜0.40wt％のジルコニウム及び0.
004〜0.010wt％のホウ素を含有することを特徴とする請
求項１２記載の超合金。 - 【請求項１４】 ６４９℃での３つのASTM E 8試験に
おける平均引っ張り伸びが３％を超え、かつ、12.7±3.
05(mm)×19.05±3.05(mm)角で高さ1.016±0.254(mm)の
形状を有する前記超合金試料を用いた、大気中、１１４
９℃、２４±４時間の循環条件下にて３００時間の試験
における重量損失が１０％以下であることを特徴とする
請求項１３記載の超合金。 - 【請求項１５】 請求項１記載のニッケル超合金を含有
することを特徴とするジェットエンジン構成材。 - 【請求項１６】 前記構成材は、燃焼器またはノズルま
たは低タービン構成材であることを特徴とする請求項１
５記載の構成材。 - 【請求項１７】 耐酸性の高い多結晶質ニッケル超合金
の製造方法であって、0.25〜0.40wt％のジルコニウムと
0.004〜0.010wt％のホウ素とを超合金に含有させる工程
を有することを特徴とする超合金の製造方法。 - 【請求項１８】 0.25〜0.40wt％のジルコニウム及び0.
004〜0.010wt％のホウ素を含有するニッケル超合金を鋳
造する工程を有することを特徴とするジェットエンジン
構成材の製造方法。 - 【請求項１９】 前記超合金は真空下での単一炉挿入に
よって鋳造されることを特徴とする請求項１８記載のジ
ェットエンジン構成材の製造方法。 - 【請求項２０】 前記超合金のインゴットは真空下で再
溶解され、その後にニッケル合金の焼き流し精密鋳造法
を用いて鋳造されることを特徴とする請求項１９記載の
ジェットエンジン構成材の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP94303644A EP0683239B1 (en) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | Oxidation resistant nickel based super alloy |
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| JP12211394A Expired - Fee Related JP3474634B2 (ja) | 1994-05-20 | 1994-06-03 | 多結晶質ニッケル超合金及びその製造方法 |
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- 1994-05-20 EP EP94303644A patent/EP0683239B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-06-03 JP JP12211394A patent/JP3474634B2/ja not_active Expired - Fee Related
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