JPH0841561A - ニッケルベース超合金圧縮物の高歪み速度変形 - Google Patents
ニッケルベース超合金圧縮物の高歪み速度変形Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高歪み速度変形、特に高歪み速度変形を生じ
る引っ張り力用の固結ニッケルベース超合金圧縮物の製
造方法を提供することである。 【構成】 高歪み速度変形を生じる引っ張り力に適した
固結ニッケルベース超合金圧縮物の製造方法において、
該方法が次の段階：ニッケルベース超合金のメルトを真
空中で製造し；該メルトを保護雰囲気中で微粒化して粉
末にし；該粉末を集め；該粉末を適当な大きさにスクリ
ーニングし；該粉末を容器に導入し；容器を真空中で排
気およびシールし；そして該粉末を固結する段階を含
み；改良点が、該合金を加圧下、該粉末の固相線温度よ
り下の温度かつ結晶粒境界が粒子境界に先立って成長す
る温度を越える温度で固結する段階を含み、該粒子が不
溶性沈殿物である上記の方法を特徴とする。
る引っ張り力用の固結ニッケルベース超合金圧縮物の製
造方法を提供することである。 【構成】 高歪み速度変形を生じる引っ張り力に適した
固結ニッケルベース超合金圧縮物の製造方法において、
該方法が次の段階：ニッケルベース超合金のメルトを真
空中で製造し；該メルトを保護雰囲気中で微粒化して粉
末にし；該粉末を集め；該粉末を適当な大きさにスクリ
ーニングし；該粉末を容器に導入し；容器を真空中で排
気およびシールし；そして該粉末を固結する段階を含
み；改良点が、該合金を加圧下、該粉末の固相線温度よ
り下の温度かつ結晶粒境界が粒子境界に先立って成長す
る温度を越える温度で固結する段階を含み、該粒子が不
溶性沈殿物である上記の方法を特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高歪み速度変形、特に
高歪み速度変形を生じる引っ張り力用の固結ニッケルベ
ース超合金圧縮物の製造方法に関する。
高歪み速度変形を生じる引っ張り力用の固結ニッケルベ
ース超合金圧縮物の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ニッケルベース超合金は通常、航空機用
ガスおよび陸上ガスタービンに選ばれる物質である。こ
れらは２０００゜Ｆまでの温度での高い応力および疲労
負荷の下で、並びに不利な腐食性環境中で働かせること
ができる。
ガスおよび陸上ガスタービンに選ばれる物質である。こ
れらは２０００゜Ｆまでの温度での高い応力および疲労
負荷の下で、並びに不利な腐食性環境中で働かせること
ができる。
【０００３】ニッケル超合金の最も大きな用途には、鋳
造して付形したまたは鋳造し最終付形物に加工（ｗｒｏ
ｕｇｈｔ）した部品が含まれる。鋳造および加工（ｗｒ
ｏｕｇｈｔ）したニッケルベース超合金は高歪み速度で
加工することができる。
造して付形したまたは鋳造し最終付形物に加工（ｗｒｏ
ｕｇｈｔ）した部品が含まれる。鋳造および加工（ｗｒ
ｏｕｇｈｔ）したニッケルベース超合金は高歪み速度で
加工することができる。
【０００４】ニッケルベース超合金の部品はまた粉末
（超合金の粒子）から形成することができ、粉末を固結
しそして最終付形物に加工する。粉末から製造された部
品は、鋳造部品と較べて、微細構造的異質度が低いとい
う特徴を有する。しかしながら、固結粉末を高歪み速度
を生じる引っ張り力で加工しようとすると、鋳造／加工
（ｗｒｏｕｇｈｔ）技術によって処理された同じ合金と
較べて延性の減少により破損する。
（超合金の粒子）から形成することができ、粉末を固結
しそして最終付形物に加工する。粉末から製造された部
品は、鋳造部品と較べて、微細構造的異質度が低いとい
う特徴を有する。しかしながら、固結粉末を高歪み速度
を生じる引っ張り力で加工しようとすると、鋳造／加工
（ｗｒｏｕｇｈｔ）技術によって処理された同じ合金と
較べて延性の減少により破損する。
【０００５】米国特許第５，００９，７０４号には、高
歪み速度を生じる引っ張り力で固結ニッケルベース超合
金粉末を加工する方法が記載されている。この特許に
は、粉末を（ａ）複合硼素化物および炭化物化合物を溶
液化する合金の初期溶融温度（固相線）より上の温度で
あるが、安定な金属炭化物相を溶液化するのに必要な温
度より下の温度で固結し；そして（ｂ）均質化のために
初期溶融温度より下の温度に保つ方法が記載されてい
る。
歪み速度を生じる引っ張り力で固結ニッケルベース超合
金粉末を加工する方法が記載されている。この特許に
は、粉末を（ａ）複合硼素化物および炭化物化合物を溶
液化する合金の初期溶融温度（固相線）より上の温度で
あるが、安定な金属炭化物相を溶液化するのに必要な温
度より下の温度で固結し；そして（ｂ）均質化のために
初期溶融温度より下の温度に保つ方法が記載されてい
る。
【０００６】米国特許第５，００９，７０４号には、高
歪み速度を生じる引っ張り力で固結ニッケルベース超合
金を加工する方法が記載されているが、欠点がないわけ
ではない。ニッケルベース超合金粉末の固結に用いる
（固相線より上の）高い温度は、超合金の粒子を、超合
金を微細な結晶粒に再結晶することができるとしてもそ
のようにすることが難しい大きさに成長させる。微細な
大きさであることは、超合金がその強度要件を満たすの
に必要なことである。
歪み速度を生じる引っ張り力で固結ニッケルベース超合
金を加工する方法が記載されているが、欠点がないわけ
ではない。ニッケルベース超合金粉末の固結に用いる
（固相線より上の）高い温度は、超合金の粒子を、超合
金を微細な結晶粒に再結晶することができるとしてもそ
のようにすることが難しい大きさに成長させる。微細な
大きさであることは、超合金がその強度要件を満たすの
に必要なことである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、米国特許第
５，００９，７０４号の目的を、この特許の上記欠点な
しで達成する方法を提供する。
５，００９，７０４号の目的を、この特許の上記欠点な
しで達成する方法を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、固相線より上
の温度で固結せずに、高歪み速度変形を生じる引っ張り
力用の固結ニッケルベース超合金を製造する方法を教示
するものである。固相線より下の温度で固結することに
よって、過度の結晶粒の成長および再結晶の複雑化を避
ける。
の温度で固結せずに、高歪み速度変形を生じる引っ張り
力用の固結ニッケルベース超合金を製造する方法を教示
するものである。固相線より下の温度で固結することに
よって、過度の結晶粒の成長および再結晶の複雑化を避
ける。
【０００９】本発明は、ニッケルベース超合金粉末を、
超合金の固相線温度より下の温度であるが、結晶粒境界
が粒子（不溶性沈殿物）境界に先立って成長する温度を
越える温度で固結する方法を提供する。不溶性沈殿物は
酸化物、窒化物、炭化物および／または炭素窒化物であ
る。非延性成分である不溶性沈殿物が、破断が一般に生
じる結晶粒境界から分離されるので、超合金の高歪み速
度延性は著しく改良される。さらに、高歪み速度延性
は、米国特許第５，００９，７０４号のそれとは実質的
に異なる方法によって改良される。米国特許第５，００
９，７０４号は高すぎる温度を用いて不溶性沈殿物をな
くしている。
超合金の固相線温度より下の温度であるが、結晶粒境界
が粒子（不溶性沈殿物）境界に先立って成長する温度を
越える温度で固結する方法を提供する。不溶性沈殿物は
酸化物、窒化物、炭化物および／または炭素窒化物であ
る。非延性成分である不溶性沈殿物が、破断が一般に生
じる結晶粒境界から分離されるので、超合金の高歪み速
度延性は著しく改良される。さらに、高歪み速度延性
は、米国特許第５，００９，７０４号のそれとは実質的
に異なる方法によって改良される。米国特許第５，００
９，７０４号は高すぎる温度を用いて不溶性沈殿物をな
くしている。
【００１０】本発明の極めて限定された温度範囲は、あ
らゆる入手しうるものが示す範囲に反するものである。
本発明は米国特許第５，００９，７０４号の極めて高い
温度および不溶性沈殿物をなくすメカニズムを用いるも
のではないが、当業者が用いてきた温度より高い固結温
度を用いる。当業者は、温度が高いほど一般に結晶粒子
が粗くなり、高歪み速度延性が減少することを知ってい
る。しかしながら、彼らは粒子境界に先立つ結晶粒の成
長についての本発明の発見は知らない。
らゆる入手しうるものが示す範囲に反するものである。
本発明は米国特許第５，００９，７０４号の極めて高い
温度および不溶性沈殿物をなくすメカニズムを用いるも
のではないが、当業者が用いてきた温度より高い固結温
度を用いる。当業者は、温度が高いほど一般に結晶粒子
が粗くなり、高歪み速度延性が減少することを知ってい
る。しかしながら、彼らは粒子境界に先立つ結晶粒の成
長についての本発明の発見は知らない。
【００１１】従って、本発明の目的は、高歪み速度変形
用の、特に高歪み速度変形を生じる引っ張り力用の、固
結ニッケルベース超合金圧縮物の製造方法を提供するこ
とである。
用の、特に高歪み速度変形を生じる引っ張り力用の、固
結ニッケルベース超合金圧縮物の製造方法を提供するこ
とである。
【００１２】本発明は、ニッケルベース超合金のメルト
を真空中で製造し；該メルトを保護雰囲気中で微粒化し
て粉末にし；該粉末を集め；該粉末を適当な大きさにス
クリーニングし；該粉末を容器に導入し；容器を真空中
で排気およびシールし；そして該粉末を固結する段階を
含む。粉末は加圧下、合金の固相線より下の温度かつ結
晶粒境界が粒子境界に先立って成長する温度を越える温
度で固結する。一般的な固結メカニズムは熱等圧プレス
および大気圧プレスである。必要な温度は一般に、固相
線の５０゜Ｆ以内、たいていは固相線の２５゜Ｆ以内で
ある。
を真空中で製造し；該メルトを保護雰囲気中で微粒化し
て粉末にし；該粉末を集め；該粉末を適当な大きさにス
クリーニングし；該粉末を容器に導入し；容器を真空中
で排気およびシールし；そして該粉末を固結する段階を
含む。粉末は加圧下、合金の固相線より下の温度かつ結
晶粒境界が粒子境界に先立って成長する温度を越える温
度で固結する。一般的な固結メカニズムは熱等圧プレス
および大気圧プレスである。必要な温度は一般に、固相
線の５０゜Ｆ以内、たいていは固相線の２５゜Ｆ以内で
ある。
【００１３】本方法にはさらに、固結粉末を高歪み速度
を生じる引っ張り力で変形を行う段階、例えば鍛造また
は圧延を行う段階が含まれる。特に、１５０インチ／イ
ンチ／分を越える、しばしば３００インチ／インチ／分
を越える歪み速度である。
を生じる引っ張り力で変形を行う段階、例えば鍛造また
は圧延を行う段階が含まれる。特に、１５０インチ／イ
ンチ／分を越える、しばしば３００インチ／インチ／分
を越える歪み速度である。
【００１４】ニッケルベース超合金は一般に少なくとも
５５重量％のニッケルを含有する。メルトを製造し、メ
ルトを微粒化し、粉末を集めスクリーニングし、粉末を
容器に入れ、そして容器を排気およびシールする段階
は、当業者に周知のことである。
５５重量％のニッケルを含有する。メルトを製造し、メ
ルトを微粒化し、粉末を集めスクリーニングし、粉末を
容器に入れ、そして容器を排気およびシールする段階
は、当業者に周知のことである。
【００１５】次の実施例で本発明のいくつかの態様を説
明する。
明する。
【００１６】
【実施例】実施例１ 次の重量による化学組成を有するニッケルベース超合金
メルトを真空中で製造した： Ｃ − ０．０３１ Ｈｆ − ＜０．００２０ Ｃｒ − １３．２８ Ｖ − ０．００９ Ｃｏ − ７．８４ Ｔｉ − ２．４４ Ｍｏ − ３．４３ Ａｌ − ３．４５ Ｗ − ３．５７ Ｂ − ０．０１２ Ｃｂ − ３．５１ Ｚｒ − ０．０６０ Ｔａ − ０．０２０ Ｎｉ − 残部 メルトをアルゴンガスで微粒化して粉末にし、集め、マ
イナス１４０メッシュ（１００ミクロン）にスクリーニ
ングし、そして真空下、１ミクロン未満の圧力のステン
レス鋼のカンの中に置いた。カンを約３時間、約１５，
０００ポンド／平方インチの圧力で熱等圧プレスした。
カンをオートクレーブ中で、一方の端は固相線よりほん
の少し下（２３００±１０゜Ｆ）、他方の端は固相線よ
り約４０゜Ｆ下となるように加熱した。
メルトを真空中で製造した： Ｃ − ０．０３１ Ｈｆ − ＜０．００２０ Ｃｒ − １３．２８ Ｖ − ０．００９ Ｃｏ − ７．８４ Ｔｉ − ２．４４ Ｍｏ − ３．４３ Ａｌ − ３．４５ Ｗ − ３．５７ Ｂ − ０．０１２ Ｃｂ − ３．５１ Ｚｒ − ０．０６０ Ｔａ − ０．０２０ Ｎｉ − 残部 メルトをアルゴンガスで微粒化して粉末にし、集め、マ
イナス１４０メッシュ（１００ミクロン）にスクリーニ
ングし、そして真空下、１ミクロン未満の圧力のステン
レス鋼のカンの中に置いた。カンを約３時間、約１５，
０００ポンド／平方インチの圧力で熱等圧プレスした。
カンをオートクレーブ中で、一方の端は固相線よりほん
の少し下（２３００±１０゜Ｆ）、他方の端は固相線よ
り約４０゜Ｆ下となるように加熱した。
【００１７】熱等圧プレスした圧縮粉の微細構造を１０
０×で調べた。粒子境界に先立つ結晶粒の成長の開始
は、その固相線温度より約４０゜Ｆ下の温度で固結した
材料で確認される。粒子境界に先立つ結晶粒の著しい成
長は、その固相線温度のすぐ下の温度で固結した材料に
確認される。
０×で調べた。粒子境界に先立つ結晶粒の成長の開始
は、その固相線温度より約４０゜Ｆ下の温度で固結した
材料で確認される。粒子境界に先立つ結晶粒の著しい成
長は、その固相線温度のすぐ下の温度で固結した材料に
確認される。
【００１８】実施例２ 次の重量による化学組成を有するニッケルベース超合金
メルトを真空中で製造した： Ｃ − ０．０２２ Ｈｆ − ＜０．００２０ Ｃｒ − １５．８９ Ｖ − ＜０．０１０ Ｃｏ − １４．４６ Ｔｉ − ４．９６ Ｍｏ − ３．００ Ａｌ − ２．５０ Ｗ − １．３４ Ｂ − ０．０１６ Ｃｂ − ＜０．０１ Ｚｒ − ０．０３６ Ｔａ − ０．０１１ Ｎｉ − 残部 メルトをアルゴンガスで微粒化して粉末にし、集め、マ
イナス１００メッシュ（１５０ミクロン）にスクリーニ
ングし、そして真空下、１ミクロン未満の圧力のステン
レス鋼のカンの中に置いた。カンを約３時間、約１５，
０００ポンド／平方インチの圧力で熱等圧プレスした。
カンはオートクレーブ中で、一方の端は固相線よりほん
の少し下（２３００±１０゜Ｆ）、他方の端は固相線よ
り約４０゜Ｆ下となるように加熱した。
メルトを真空中で製造した： Ｃ − ０．０２２ Ｈｆ − ＜０．００２０ Ｃｒ − １５．８９ Ｖ − ＜０．０１０ Ｃｏ − １４．４６ Ｔｉ − ４．９６ Ｍｏ − ３．００ Ａｌ − ２．５０ Ｗ − １．３４ Ｂ − ０．０１６ Ｃｂ − ＜０．０１ Ｚｒ − ０．０３６ Ｔａ − ０．０１１ Ｎｉ − 残部 メルトをアルゴンガスで微粒化して粉末にし、集め、マ
イナス１００メッシュ（１５０ミクロン）にスクリーニ
ングし、そして真空下、１ミクロン未満の圧力のステン
レス鋼のカンの中に置いた。カンを約３時間、約１５，
０００ポンド／平方インチの圧力で熱等圧プレスした。
カンはオートクレーブ中で、一方の端は固相線よりほん
の少し下（２３００±１０゜Ｆ）、他方の端は固相線よ
り約４０゜Ｆ下となるように加熱した。
【００１９】熱等圧プレスした圧縮物の微細構造を１０
０×で調べた。粒子境界に先立つ結晶粒の成長の開始
は、その固相線温度より約４０゜Ｆ下の温度で固結した
材料でいくらか確認される。粒子境界に先立つ結晶の著
しい成長は、その固相線温度のより５゜Ｆ下の温度で固
結した材料で確認される。粒子境界前の著しい結晶成長
は、その固相線温度より約５゜Ｆ下の温度で固結した材
料で確認される。
０×で調べた。粒子境界に先立つ結晶粒の成長の開始
は、その固相線温度より約４０゜Ｆ下の温度で固結した
材料でいくらか確認される。粒子境界に先立つ結晶の著
しい成長は、その固相線温度のより５゜Ｆ下の温度で固
結した材料で確認される。粒子境界前の著しい結晶成長
は、その固相線温度より約５゜Ｆ下の温度で固結した材
料で確認される。
【００２０】その固相線温度より約５゜Ｆ下の温度で固
結した材料を、破断することなくフラットダイ鍛造、打
ち抜きおよび連続リング圧延した。リング圧延は３００
インチ／インチ／分を越える歪み速度の高歪み速度変形
を生じる引っ張り力である。
結した材料を、破断することなくフラットダイ鍛造、打
ち抜きおよび連続リング圧延した。リング圧延は３００
インチ／インチ／分を越える歪み速度の高歪み速度変形
を生じる引っ張り力である。
【００２１】具体例に関連してここに記載した本発明の
新しい原理が、本発明の様々な別の変更および応用を示
唆することは、当業者に明らかなことである。従って、
請求の範囲を解釈する際に、これらがここに記載の本発
明の具体例に限定されないことが望ましい。
新しい原理が、本発明の様々な別の変更および応用を示
唆することは、当業者に明らかなことである。従って、
請求の範囲を解釈する際に、これらがここに記載の本発
明の具体例に限定されないことが望ましい。
Claims (7)
- 【請求項１】 高歪み速度変形を生じる引っ張り力に適
した固結ニッケルベース超合金圧縮物の製造方法におい
て、該方法が次の段階：ニッケルベース超合金のメルト
を真空中で製造し；該メルトを保護雰囲気中で微粒化し
て粉末にし；該粉末を集め；該粉末を適当な大きさにス
クリーニングし；該粉末を容器に導入し；容器を真空中
で排気およびシールし；そして該粉末を固結する段階を
含み；改良点が、該合金を加圧下、該粉末の固相線温度
より下の温度かつ結晶粒境界が粒子境界に先立って成長
する温度を越える温度で固結する段階を含み、該粒子が
不溶性沈殿物である、上記の方法。 - 【請求項２】 該粉末が、該合金の固相線温度より下の
温度であるが、固相線温度の５０゜Ｆ以内で固結され
る、請求項１の方法。 - 【請求項３】 該粉末が、該合金の固相線温度より下の
温度であるが、固相線温度の２５゜Ｆ以内で固結され
る、請求項１の方法。 - 【請求項４】 さらに、該固結粉末を、１５０インチ／
インチ／分を越える歪み速度を生じる引っ張り力で変形
する段階を含む、請求項１の方法。 - 【請求項５】 該固結粉末が３００インチ／インチ／分
を越える歪み速度を生じる引っ張り力で変形される段階
を含む、請求項４の方法。 - 【請求項６】 該固結が熱等圧プレスである、請求項１
の方法。 - 【請求項７】 請求項１の方法で製造されるニッケルベ
ース超合金。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US223561 | 1994-04-06 | ||
| US08/223,561 US5451244A (en) | 1994-04-06 | 1994-04-06 | High strain rate deformation of nickel-base superalloy compact |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0841561A true JPH0841561A (ja) | 1996-02-13 |
| JP2914884B2 JP2914884B2 (ja) | 1999-07-05 |
Family
ID=22837039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5451244A (ja) |
| EP (1) | EP0676483B1 (ja) |
| JP (1) | JP2914884B2 (ja) |
| DE (1) | DE69509295T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2017179592A (ja) * | 2016-03-23 | 2017-10-05 | 日立金属株式会社 | Ｎｉ基超耐熱合金の製造方法 |
| JP2020152978A (ja) * | 2019-03-22 | 2020-09-24 | 三菱重工業株式会社 | 積層造形用合金粉末、積層造形物及び積層造形方法 |
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| US6736188B2 (en) | 2002-06-28 | 2004-05-18 | Thixomat, Inc. | Apparatus for molding molten materials |
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| EP2942385A1 (en) | 2014-05-07 | 2015-11-11 | Hayat Kimya Sanayi Anonim Sirketi | Use of oxidized humic acid and its salts in cleaning compositions |
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-
1994
- 1994-04-06 US US08/223,561 patent/US5451244A/en not_active Expired - Lifetime
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1995
- 1995-02-20 DE DE69509295T patent/DE69509295T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-02-20 EP EP95301065A patent/EP0676483B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-04-04 JP JP7078949A patent/JP2914884B2/ja not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
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| US5451244A (en) | 1995-09-19 |
| JP2914884B2 (ja) | 1999-07-05 |
| DE69509295T2 (de) | 1999-11-18 |
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