JPS5843457B2 - ニッケル基超合金部材間用拡散結合接合部 - Google Patents
ニッケル基超合金部材間用拡散結合接合部Info
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- JPS5843457B2 JPS5843457B2 JP55069049A JP6904980A JPS5843457B2 JP S5843457 B2 JPS5843457 B2 JP S5843457B2 JP 55069049 A JP55069049 A JP 55069049A JP 6904980 A JP6904980 A JP 6904980A JP S5843457 B2 JPS5843457 B2 JP S5843457B2
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- nickel
- joint
- joints
- diffusion bonding
- based superalloy
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- 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°C
- B23K35/3033—Ni as the principal constituent
- B23K35/304—Ni as the principal constituent with Cr as the next major constituent
-
- 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%
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- Conductive Materials (AREA)
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- Arc Welding In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
固体状態圧力拡散結合に関連する技術の最近の物品の構
成成分の周囲に高真空ならびに高温および高圧を発生さ
せることができる真空高温プレス炉装置の開発がある。
成成分の周囲に高真空ならびに高温および高圧を発生さ
せることができる真空高温プレス炉装置の開発がある。
この技術と、結合合金を用いるろうづけに関連する技術
の組合せは、米国特許第３６３２３１９号に記載された
発明を生んだ。
の組合せは、米国特許第３６３２３１９号に記載された
発明を生んだ。
この発明は、その−型式は賦活（ａｃｔｉｖａｔｅｄ）
拡散結合（結合すべき部材の表面の間に、拡散結合を促
進する活性剤を配置する拡散結合方式）と呼ばれること
もあるが、接合される合金部材の組成に合った組成を有
し、さらにＢ１Ｓｉ。
拡散結合（結合すべき部材の表面の間に、拡散結合を促
進する活性剤を配置する拡散結合方式）と呼ばれること
もあるが、接合される合金部材の組成に合った組成を有
し、さらにＢ１Ｓｉ。
Ｍｎ１Ｃｂ、Ｔａおよびこれらの混合物から選ばれたあ
る種の融点降下剤を含有する結合粉末を用いて合金部材
間に改良された拡散結合接合部を与えるものである。
る種の融点降下剤を含有する結合粉末を用いて合金部材
間に改良された拡散結合接合部を与えるものである。
比較的高い真空条件下で完全な結合を得るためには、接
合すべき部材間にそれらを合わせるための比較的わずか
な圧力を要するのみである。
合すべき部材間にそれらを合わせるための比較的わずか
な圧力を要するのみである。
ニッケル基合金のある種の賦活拡散結合接合部はＭｏ、
ＷおよびＴｉと結合した融点降下剤を残存してもろい連
続相をなし、これが、接合部延性を低くしていることが
、ミクロプローブ（ｍｉｃｒ ｏ ｐ ｒ ｏ ｂ ｅ
）分析によって認められた。
ＷおよびＴｉと結合した融点降下剤を残存してもろい連
続相をなし、これが、接合部延性を低くしていることが
、ミクロプローブ（ｍｉｃｒ ｏ ｐ ｒ ｏ ｂ ｅ
）分析によって認められた。
要約すれば、本発明は本質的にＮｉ、Ｃｒおよびｃｏの
マトリックスからなる、例えば、ＣｒおよびＣｏから選
ばれた元素８−３０％で、残部Ｎｉ釦よび付随する不純
物からなり、Ｂ１．５−２．４％、Ｍ ２−５％、Ｃ約
０．２％以下およびＴａおよびＨｆから選ばれた元素約
４％以下をも含む、ニッケル基超合金部材間用拡散結合
接合部を提供するものである。
マトリックスからなる、例えば、ＣｒおよびＣｏから選
ばれた元素８−３０％で、残部Ｎｉ釦よび付随する不純
物からなり、Ｂ１．５−２．４％、Ｍ ２−５％、Ｃ約
０．２％以下およびＴａおよびＨｆから選ばれた元素約
４％以下をも含む、ニッケル基超合金部材間用拡散結合
接合部を提供するものである。
拡散結合接合部の好ｌしい構成は、本質的に、重量で、
Ｃｒ１４−１７％、Ｃｏ８−１２％、Ｍ２−５％、Ｂ１
．５−２．４％、（Ｈｔ十Ｔａ）２−４％、Ｃ約０．２
％以下、残部Ｎｉと不随する不純物からなっている。
Ｃｒ１４−１７％、Ｃｏ８−１２％、Ｍ２−５％、Ｂ１
．５−２．４％、（Ｈｔ十Ｔａ）２−４％、Ｃ約０．２
％以下、残部Ｎｉと不随する不純物からなっている。
このような拡散結合接合部は、強靭さと延性が改善され
ているが、これは、当今用いられている結合合金でつく
られた接合部にしばしばみられる連続的、平面的ホウ化
物相（凝集したホウ化物粒子でできた連続的な平面状ま
たは薄板状の相、）ではなく、再結晶されていて、不連
続で分散された（言い換えると、凝集していない個々の
粒子からなる）ホウ化物を特徴とする非平面的ミクロ組
織からくるものである。
ているが、これは、当今用いられている結合合金でつく
られた接合部にしばしばみられる連続的、平面的ホウ化
物相（凝集したホウ化物粒子でできた連続的な平面状ま
たは薄板状の相、）ではなく、再結晶されていて、不連
続で分散された（言い換えると、凝集していない個々の
粒子からなる）ホウ化物を特徴とする非平面的ミクロ組
織からくるものである。
おもにＭ ｚ−よびＴｉ元素により析出強化され、おも
にＷ釦よびＭｏ元素により溶体強化される型式のある種
のニッケル基超合金の賦活拡散結合接合部を金相学的に
試験すると、脆化相（ｅｍｂｒｉｔｔｌｉｎｇ ｐｈａ
ｓｅｓ）・の存在が明らかになった。
にＷ釦よびＭｏ元素により溶体強化される型式のある種
のニッケル基超合金の賦活拡散結合接合部を金相学的に
試験すると、脆化相（ｅｍｂｒｉｔｔｌｉｎｇ ｐｈａ
ｓｅｓ）・の存在が明らかになった。
これらは、主に、これらの析出釦よび溶体強化元素を全
て含有する時効降下結合粉末に、ＳｉもしくはＢもしく
は両者のような融点降下剤を加えたためと考えられる。
て含有する時効降下結合粉末に、ＳｉもしくはＢもしく
は両者のような融点降下剤を加えたためと考えられる。
本発明は、Ｍｏ１ＷおよびＴｉ元素を含有しないが融点
降下剤としてＢを含有するＮｉ−Ｃｒ基拡散結合接合を
用いる、ことにより、このような賦活拡散結合接合部の
接合靭性と延性が改良されることが認められた。
降下剤としてＢを含有するＮｉ−Ｃｒ基拡散結合接合を
用いる、ことにより、このような賦活拡散結合接合部の
接合靭性と延性が改良されることが認められた。
Ｈｆ釦よびＴａから選ばれた他の融点降下剤の添加は、
接合部位の溶融特性ならびに分裂（ｆｒａｇｍｅｎｔｉ
ｎｇ）＞よび再結晶特性をさらに改良する。
接合部位の溶融特性ならびに分裂（ｆｒａｇｍｅｎｔｉ
ｎｇ）＞よび再結晶特性をさらに改良する。
さらに詳しくは、Ｍｏ釦よびＷの排除は、衝撃抵抗を相
当改良し、他方Ｔｉの排除は、非平面的亀裂生長抵抗を
有する接合部をつくる観点から有利である。
当改良し、他方Ｔｉの排除は、非平面的亀裂生長抵抗を
有する接合部をつくる観点から有利である。
本発明の詳細な評価の際に、均一性を与えるためアルゴ
ンアークでくり返し融解して種々の接合部用結合合金を
つくったが、これらはその後鍛造用つちで破砕した。
ンアークでくり返し融解して種々の接合部用結合合金を
つくったが、これらはその後鍛造用つちで破砕した。
液相および固相線温度ならびに流動特性釦よび清浄性を
測定するために真空でフローパネル（ｆ ｌ ｏｗ
ｐａｎｅｌ ）試験を行なった。
測定するために真空でフローパネル（ｆ ｌ ｏｗ
ｐａｎｅｌ ）試験を行なった。
本発明の評価の際、接合されるべき親金属部材として用
いるために選ばれたものは、レース８０（Ｒｅｎａ
’８０）合金（登録商標）とも呼ばれ、公称上、重量で
Ｃ０，１７％、Ｃｒ１４％、Ｔｉ５％、Ｂｏ、０１５％
、Ａ１３％、Ｗ４％、Ｍｏ４％、Ｃｏ９．５％、Ｚｒ０
．０６％、残部ニッケルと付随する不純物とからなるニ
ッケル基合金である。
いるために選ばれたものは、レース８０（Ｒｅｎａ
’８０）合金（登録商標）とも呼ばれ、公称上、重量で
Ｃ０，１７％、Ｃｒ１４％、Ｔｉ５％、Ｂｏ、０１５％
、Ａ１３％、Ｗ４％、Ｍｏ４％、Ｃｏ９．５％、Ｚｒ０
．０６％、残部ニッケルと付随する不純物とからなるニ
ッケル基合金である。
本発明の評価との関連で特に興味ある合金は、表１に示
された組成を有し、上記のように調製されたものである
。
された組成を有し、上記のように調製されたものである
。
これらの試験片は直径ＩＣｒｒＬ（３／８インチ）長さ
２．５ｃｒＩｌ（１インチ）の一対の棒からなり、端と
端をあわせておき、結合合金を０．２５ｍｍ （０，０
１０インチ）の厚さで５０％濃度の結合合金とアクリル
接着剤とのプレホーム（ｐ、ｒ ｅ ｆ ｏ ｒｍ）と
して接合部に置いた。
２．５ｃｒＩｌ（１インチ）の一対の棒からなり、端と
端をあわせておき、結合合金を０．２５ｍｍ （０，０
１０インチ）の厚さで５０％濃度の結合合金とアクリル
接着剤とのプレホーム（ｐ、ｒ ｅ ｆ ｏ ｒｍ）と
して接合部に置いた。
次に棒を３組づつ縦にならべて死荷重、（大気圧力以外
の外圧が加わらない、材料の自重による荷重のような荷
重）を掛けた。
の外圧が加わらない、材料の自重による荷重のような荷
重）を掛けた。
次に試験片を次の表■の特定の実例に関連して記載され
た種々の条件の下でろう付けした。
た種々の条件の下でろう付けした。
衝撃試験は、ノツチを入れない直径０．７６ＣｒｒＬ′
（０，３００インチ）長さ５ｃｒｆ１．（２インチ）の
棒で振子衝撃試験機を用いて室温で行った。
（０，３００インチ）長さ５ｃｒｆ１．（２インチ）の
棒で振子衝撃試験機を用いて室温で行った。
試験片は両端を保持し、結合接合部を衝撃機で打った。
表■のデータは、Ｍｏ、Ｗ＞よびＴｉの存在を排除する
本発明の結合粉末で結合された接合部は、親金属の衝撃
強度と等しいのみならずこれを超えうる平均衝撃強度を
有するものとなっていることを示している。
本発明の結合粉末で結合された接合部は、親金属の衝撃
強度と等しいのみならずこれを超えうる平均衝撃強度を
有するものとなっていることを示している。
そのデータにより示されるように、約１２０４°Ｃ（２
２００″Ｆ）もしくはそれ以下の温度で１／２時間以上
の時間結合された試験片は、それらが親金属の衝撃強度
に等しくかつ一般にこれを超える点で特に好ましい。
２００″Ｆ）もしくはそれ以下の温度で１／２時間以上
の時間結合された試験片は、それらが親金属の衝撃強度
に等しくかつ一般にこれを超える点で特に好ましい。
約１２０４℃（２２００’Ｆ）以下で結合された試験片
の破損は、いずれの場合も親金属の破損であり接合部の
破損でない事実は注目に値する。
の破損は、いずれの場合も親金属の破損であり接合部の
破損でない事実は注目に値する。
したがって、処理条件を適当に選定すれば、本発明の超
合金部材間拡散結合接合部は強靭でありかつ大きな延性
を有する。
合金部材間拡散結合接合部は強靭でありかつ大きな延性
を有する。
接合部のミクロ組織と衝撃（試験の）結果との間にはよ
い相関関係がある。
い相関関係がある。
高い衝撃強度を有する接合部は分散ホウ化物の再結晶帯
を示すが、弱い接合部はより大きなよジ連続的なホウ化
物を示す。
を示すが、弱い接合部はより大きなよジ連続的なホウ化
物を示す。
高い圧力で長時間かけてつくった接合部は、多孔性が低
く、ホウ化物も少ない。
く、ホウ化物も少ない。
拡散結合接合部からホウ化物形成物のＭｏ、Ｗ釦よびＴ
ｉを排除することは、既知の材料によシつくられたもの
の二倍以上の接合部平均衝撃強度をもたらす。
ｉを排除することは、既知の材料によシつくられたもの
の二倍以上の接合部平均衝撃強度をもたらす。
しかしＴａｂよびＨｆから選ばれた元素を加えることに
より、接合部衝撃強度をさらにそして画期的に改良して
接合部の周囲の親金属の衝撃強度を超えさせることがで
きる。
より、接合部衝撃強度をさらにそして画期的に改良して
接合部の周囲の親金属の衝撃強度を超えさせることがで
きる。
かくして、本発明の好ましい構成は、単にＭｏ、Ｗ３よ
びＴｉが拡散結合接合部に入らないようにするのみなら
ず、特にＨｆ釦よびＴａから選ばれた元素を含有させる
ものである。
びＴｉが拡散結合接合部に入らないようにするのみなら
ず、特にＨｆ釦よびＴａから選ばれた元素を含有させる
ものである。
本発明の改良された拡散結合接合部に含有される元素の
うち、Ｂの量ならびにＴａおよびＨｆ群の元素の量が臨
界的であることが認められた。
うち、Ｂの量ならびにＴａおよびＨｆ群の元素の量が臨
界的であることが認められた。
Ｂに関しては、約１．５％より少ないと液相線温度が高
くなり過ぎ、流動特性が悪くなる。
くなり過ぎ、流動特性が悪くなる。
Ｂ約２．４％より多いとホウ化物が過剰に生成し、筐た
液が多くなりすぎる。
液が多くなりすぎる。
本発明の特に好ましい構成におけるＴａ＞よびＨｆ元素
に関しては、約２％より少ないと、接合部の再結晶を助
けず、また液相線温度の降下にそれほど効果を示さない
。
に関しては、約２％より少ないと、接合部の再結晶を助
けず、また液相線温度の降下にそれほど効果を示さない
。
約４％より多いと、合金に対して追加の効果がみられず
、その原価を高めるのみである。
、その原価を高めるのみである。
Ｃに関しては、約０．２重量％以下の含有は合金に感知
しうる影響を与えないようであるが、約０．２％より多
いと融点を上昇させる傾向がある。
しうる影響を与えないようであるが、約０．２％より多
いと融点を上昇させる傾向がある。
本発明の拡散結合接合部に含有される他の元素のうち、
重要なのはＣｒであり、好ましい上限範囲は約１７％で
ある。
重要なのはＣｒであり、好ましい上限範囲は約１７％で
ある。
この量以上では、合金によっては好１しくない 化シグ
マ相（ｅｍｂｒｉ ｔｔｌｉｎｇｓｉｇｍａ ｐｈ
ａｓｅ）を作る傾向がある。
マ相（ｅｍｂｒｉ ｔｔｌｉｎｇｓｉｇｍａ ｐｈ
ａｓｅ）を作る傾向がある。
金属接合の当業者に明らかなように、本発明の限界の以
内で種々の変形が可能であるが、若干の実施例を特に示
した。
内で種々の変形が可能であるが、若干の実施例を特に示
した。
Claims (1)
- １ 本質的に、重量で、Ｂ１．５−２．４％、Ａ７２−
５％、Ｔａ及びＨｆ、から成る群から選ばれた元素４％
以下（これら元素の合計が２−４％）、Ｃ０１２％以下
、Ｃｒ１４−１７％、Ｃｏ８−１２％および残部のＮｊ
釦よび付随的不純物とからなシ、再結晶されていて、不
連続で分散されたホウ化物を特徴とするミクロ組織によ
り特徴づけられるニッケル基超合金部材間用拡散結合接
合部。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US18649071A | 1971-10-04 | 1971-10-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5655544A JPS5655544A (en) | 1981-05-16 |
| JPS5843457B2 true JPS5843457B2 (ja) | 1983-09-27 |
Family
ID=22685160
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9915572A Expired JPS5542139B2 (ja) | 1971-10-04 | 1972-10-04 | |
| JP55069049A Expired JPS5843457B2 (ja) | 1971-10-04 | 1980-05-26 | ニッケル基超合金部材間用拡散結合接合部 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9915572A Expired JPS5542139B2 (ja) | 1971-10-04 | 1972-10-04 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3759692A (ja) |
| JP (2) | JPS5542139B2 (ja) |
| BE (1) | BE789481A (ja) |
| DE (1) | DE2248130C2 (ja) |
| FR (1) | FR2156631B1 (ja) |
| GB (1) | GB1362458A (ja) |
| IT (1) | IT968429B (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE789481A (fr) * | 1971-10-04 | 1973-01-15 | Gen Electric | Poudre a braser pour soudure par diffusion |
| US4169020A (en) * | 1977-12-21 | 1979-09-25 | General Electric Company | Method for making an improved gas seal |
| US4214355A (en) * | 1977-12-21 | 1980-07-29 | General Electric Company | Method for repairing a turbomachinery blade tip |
| US4247254A (en) * | 1978-12-22 | 1981-01-27 | General Electric Company | Turbomachinery blade with improved tip cap |
| US4285459A (en) * | 1979-07-31 | 1981-08-25 | Chromalloy American Corporation | High temperature braze repair of superalloys |
| US4507264A (en) * | 1982-12-01 | 1985-03-26 | Alloy Metals, Inc. | Nickel base brazing alloy and method |
| US4830934A (en) * | 1987-06-01 | 1989-05-16 | General Electric Company | Alloy powder mixture for treating alloys |
| AU6013494A (en) * | 1992-11-04 | 1994-06-08 | Coating Applications, Inc. | Metal repair tape |
| US5666643A (en) * | 1995-02-23 | 1997-09-09 | General Electric Company | High temperature braze material |
| US6187450B1 (en) | 1999-10-21 | 2001-02-13 | General Electric Company | Tip cap hole brazing and oxidation resistant alloy therefor |
| EP1764182A1 (de) * | 2005-09-14 | 2007-03-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Nickelbasis-Lotlegierung und Verfahren zur Reperatur eines Bauteils |
| US7731809B2 (en) * | 2006-01-18 | 2010-06-08 | Honeywell International Inc. | Activated diffusion brazing alloys and repair process |
| EP4279620A1 (de) | 2022-05-20 | 2023-11-22 | MTU Aero Engines AG | Lotmischung zur anwendung in einem verfahren zum löten eines bauteils, additivlegierung, lötverfahren und bauteil |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE789481A (fr) * | 1971-10-04 | 1973-01-15 | Gen Electric | Poudre a braser pour soudure par diffusion |
-
0
- BE BE789481D patent/BE789481A/xx not_active IP Right Cessation
-
1971
- 1971-10-04 US US00186490A patent/US3759692A/en not_active Expired - Lifetime
-
1972
- 1972-06-27 GB GB2998972A patent/GB1362458A/en not_active Expired
- 1972-09-28 FR FR727234312A patent/FR2156631B1/fr not_active Expired
- 1972-09-29 IT IT29858/72A patent/IT968429B/it active
- 1972-09-30 DE DE2248130A patent/DE2248130C2/de not_active Expired
- 1972-10-04 JP JP9915572A patent/JPS5542139B2/ja not_active Expired
-
1980
- 1980-05-26 JP JP55069049A patent/JPS5843457B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2156631A1 (ja) | 1973-06-01 |
| US3759692A (en) | 1973-09-18 |
| JPS5542139B2 (ja) | 1980-10-29 |
| GB1362458A (en) | 1974-08-07 |
| FR2156631B1 (ja) | 1979-02-09 |
| IT968429B (it) | 1974-03-20 |
| JPS5655544A (en) | 1981-05-16 |
| DE2248130A1 (de) | 1973-04-12 |
| JPS4844123A (ja) | 1973-06-25 |
| DE2248130C2 (de) | 1982-06-24 |
| BE789481A (fr) | 1973-01-15 |
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