JPS60141842A - ニツケル基超合金 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 アメリカ合衆国政府は、合衆国海軍が交付した契約Ｎ　
ｏ、Ｎ　０００１９−８０−　Ｃ−００１７に従ってこ
の発明に権利をもつ。

関連出願の開示 ここに開示され特許請求された発明は、本出願と同日付
で出願された米国特許出願筒５６５，８０２号に開示さ
れ特許請求された発明と関連している。

ロ　の　一 本発明は、一般に航空機ガスタービンエンジンの高熱領
域部品、例えばベーンおよび回転ブレードを！＆１造す
るのに有用なニッケル基超合金に関し、特に最新のニッ
ケル基超合金およびニッケル基共晶超合金から形成され
た上述のような高熱領域部品の環境抵抗を向上さけるの
に特に有用なイツトリウムおよびイツ１〜リウムー珪素
含有適合性被膜（コーティング）に関する。

従来ニッケル基超合金から鋳造されたベーンおよび回転
ブレードは代表的には等軸非配向結晶粒よりなる。粒界
の高温機械的特性への効果を認識した上で、粒界強化剤
、例えばホウ素およびジルコニウムの添加にＪ：り粒界
を強化するか、主応力軸を横断する粒界を除去するか、
または粒界をすべて除去することにより」−記のような
ベーンおよびブレードの特性を改良する多大な努力が払
われてぎた。

例えば米国特許第４，２０２，４００号に記載されてい
るような方向性凝固＜　ＯＳ　＝　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ
ａｌ　５ｏｌｉｄｔｒ＋ｃａｔｔｏｎ　）をを用いるこ
とによって、柱状結晶粒の配向した顕微鏡組織を有する
部品、例えばベーンおよび回転ブレードを製造すること
が可能であり、この部品の結晶粒はその主軸が部品の主
応力軸に平行であり、主応力軸に直交する粒界をほとん
どまたはまったくもたない。さらに進歩した技術では、
方向性凝固技術を用いてベーンおよび回転ブレードを単
結晶として製造し、こうして大きな角度の粒界をなくし
かつ小さな角度の粒界を主応力軸に平行に配向するとと
もに、小さな角度の粒界の存在を最小限に抑える。

高温ガスタービン用材料のまた別の進歩として、ニッケ
ル基共晶超合金、例えばＧｉｇｌｉｏｔｔｉ、　Ｊｒ　
。

らの米国特許第４，２９２，０７６号に記載されたタイ
プのモノカーバイド強化ニッケル基共晶超合金が挙げら
れる。米国特許第４，２９２，０７６号の超合金は、厳
密な条件下で方向性凝固させてプレーナ・フロント凝固
（Ｐ　Ｆ　Ｓ　＝　ｐｌａｎａｒ　ｆｒｏｎｔ　５ｏｌ
ｉｄｉｆｉｃａｔｉ。

ｎ）を達成しｌζ場合、強化用金属炭化物（ＭＣ）の強
い繊維がγ／γ′ニッケル基超合金母月に埋□□１Ｃ□
□ １；Ｊ− 設された共晶複台物の顕微＠組織となる。プレーナ・フ
ロン１へ凝固中に高度に整列した異方性顕微鏡１’ｆ１
１ｉが形成されるので、米国特許第４，２９２，０７６
号の超合金は、他の合金より広い範囲の凝固温度にわた
って潜在的構造安定性おＪζび特性保持を呈する。

しかし、これらの発展したニッケル基超合金およびニッ
ケル基共晶超合金の温度面での利点を十分に利用するた
めに、意図している高い使用温度での環境からの保護を
なす被膜が必要とされている。被膜および被ｌＩ！ａ／
基体複含体には厳しい要求が課されている。例えば、被
膜は基体に密着、即ち冶金結合させなければならず、理
想的には基体の機械的特性（例えば、延性、応力破壊強
さ、熱疲労抵抗）や基体の化学的特性（例えば耐酸化性
および高温耐食性）を劣化してはならない。

従来の不適合性被膜から招来される共晶超合金への悪影
響の例としては、繊維から被膜への炭素の外方拡散に基
づく被膜／基体界面付近でのｍｒａｔ侵食や、被膜と基
体との間の元素の相互拡散に基−１ｂ　− づく基体内への脆い析出物−通常は針状プレイトレッ１
への形態の−の形成が挙げられる。同様に、γ′強化相
の侵食され７ｊ区域および脆い析出物の形成が、不適合
性被膜の使用の結果として単結晶ニッケル基超合金に認
められている。

多数の被膜および障壁／被膜系が提案され試用されてい
るが、従来全般的には、発展したニッケル基超合金およ
びニッケル基共晶超合金基体と真に適合性である、即ち
環境からの保護性を向上させ、基体との良好な冶金結合
を形成し、しかも基体の機械的および化学的特性を劣化
しない被膜または障壁／被膜系を規定することができて
いない。

従って、最新世代のニッケル基超合金およびニッケル基
共晶超合金、特に航空機ガスタービンエンジンのベーン
および回転ブレードとして使用するように設８１された
超合金と真に適合性である環境からの保護性被膜がめら
れている。

発　明　の　要　旨 本発明によれば、高度なニッケル基超合金およびニッケ
ル基共晶超合金と機械的および化学的に適合性であり、
かつ高温酸化に対する優れた抵抗性を有する２つのニッ
ケル基超合金が提供される。

従って、本発明の合金は、高度なニッケル基超合金およ
びニッケル基共晶超合金から形成された航空機ガスター
ビンエンジンの高熱段部量、例えば回転ブレードおよび
静止ベーンの外表面用の環境からの保護性被膜として特
に有用である。

広義には、本発明のイツトリウム含有超合金は、本質的
に重量表示ではず、１〜１０％のコバルト、６〜１２％
のり［コム、５〜８％のアルミニウム、１〜１０％のタ
ンタル、１〜１０％のタングステン、０〜３％のレニウ
ム、０〜２％のモリブデン、０．１〜２％のハフニウム
、０．００５〜０．１％のホウ素、０．００５〜０．２
５％の炭素、０．０１〜１．０％のイツトリウム、残量
のニッケルおよび付随的不純物よりなる。

また、本発明のイツトリウム−珪素含有超合金は、本質
的に重量表示ではイ、１〜１０％のコバル１〜．６〜１
２％のクロム、５〜８％のアルミニウム、１〜１０％の
タンタル、１〜１０％のタングステン、−１ｑ　− ０〜３％のレニウム、０〜２％のモリブデン、０．１〜
２％のハフニウム、０．００５〜０．１％のホウ素、０
．００５〜０．２５％の炭素、０．０１〜１．０％のイ
ツトリウム、０．５〜２．５％の珪素、残量のニッケル
および付随的不純物よりなる。

−上述した新しい超合金を大抵の場合環境からの保護性
被膜として施用して、ガスタービンエンジン部品および
物品の外表面の少くとも一部を構成することが考慮され
ているが、本発明の新しい合金が補修の目的で基体、例
えば航空機ガスタービンエンジン部品の選ばれた領域に
形成されたかなり肉厚に盛られた溶着金属として、また
は回転ブレードの先端部分として有用であることも確か
めた。このような施用例では、基体としてニッケル基超
合金またはニッケル基共晶超合金から形成された物品、
例えばガスタービンエンジンのエーロフオイルを有しか
つこの基体と連続な、即ち基体に接合され基体の一体部
分を形成する１つ以上の肉厚に盛られた溶着金属領域を
有する複合製造物　１品が考えられており、ここで１つ
以上の領域は複一つｎ− 合物量の外表面の少くとも一部を構成し、上述した新し
い超合金組成のいずれかのものである。

好適実施例の１明 上記要旨の項で説明したように、本発明は進歩したニッ
ケル基超合金およびニッケル基共晶超合金と機械的およ
び化学的に適合性であり、かつ高温酸化に対する優れた
抵抗性を有するニッケル基超合金に関する。本発明のイ
ツトリウム含有超合金は本質的にコバルト、クロム、ア
ルミニウム、タンタル、タングステン、レニウム、モリ
ブデン、ハフニウム、ホウ素、炭素およびイツトリウム
から下記の第１表に記載した割合（重量パーセント）で
構成され、残量がニッケルおよび付随的不純物である。

−どＵ− 第１表 Ｃｒ６−１２％　７−１０％　８．３−８．７％Ｍ５−
８％　５−７％　５．８−６．２％７ａ１−１０％　４
−６％　４．７−５，３％Ｗ　１−１０％　３．５−５
．５％　４．２−４，８％Ｒｅ０−３％　０−３％　１
．２−１．８％−０−２％　０−２％　１．３−１．７
％１−１ｆ　０．１−２％　０．５−１．５％　０．７
−１．１％［３０，００５−０，１％　０．００５−０
．０２５％　０．００５−０，０２％Ｃ０９００５−０
，２５％０．００５−０．２５％　０．００５−０，２
％Ｙ　Ｏ，０１−１，０％　０．０５−０．５％　０．
２−０．４％本発明のイツトリウム−珪素含有超合金は
本質的にコバルト、クロム、アルミニウム、タンタル、
タングステン、レニウム、モリブデン、ハフニウム、ホ
ウ素、炭素、イツトリウムおよび珪素から下記の第■表
に記載した割合（重量パーセント）で構成され、残量が
ニッケルおよび付随的不純物である。

第■表 Ｃｒ６−１２％　７−１０％　８．３−８．７％Ｍ５−
８％　５−７％　５．８−６．２％７−ａ　１−１０％
　４−６％　４．７−５，３％Ｗ　１−１０％　３．５
−５．５％　４．２−４，８％Ｒｅ０−３％　０−３％
　１．２−１．８％−０−２％　０−２％　１．：３−
１．７％１−＋ｆ　Ｏ，１−２％　０．５−１．５％　
０．７−１．１％Ｂ　Ｏ，００５−０，１％　０．００
５−０．０２５％　０．００５−０．０２％ＣＯ，００
５−０，２５％０．００５−０．２５％　０．００５−
０，２％Ｙ　Ｏ，０１−１，０％　０．０５−０．５％
　０．２−０．４％Ｓｉ　Ｏ，５−２，５％　０．５−
１．５％　０．８−１．２％本発明の合金は、中実およ
び中空の流体冷却ガスタービンエンジン部品で、ガスタ
ービンエンジンの高熱段区分で作動し進歩したニッケル
基超合金およびニッケル基共晶超合金でてき１こ、例え
ば回転ブレードおよび静止ベーンの外表面用の、厚さ約
０．００２〜０．１インチの環境からの保護性被膜とし
て特に有用である。ここで説明する新しい合金を大抵の
場合環境からの保護性被膜として施用して、ガスタービ
ンエンジン部品および物品の外表面の少くとも一部を構
成することが考慮されているが、本発明の超合金がこの
ような物品または部品様基体の選ばれた領域に施用され
る１つ以」−のかなり肉厚に盛られた溶着金属としても
有用であることを確かめた。

この新しい合金を被膜として、あるいはかなり肉厚に盛
られた酒肴金属として設けるかいずれにしても、本発明
の合金を溶着するにはプラズマ溶射技術と使用するのが
好ましい。Ｍ　ｕｅｈｌｂｅｒｏｅｒの米国特許第３，
８３９，６１８号に記載された低圧プラズマ溶射（ｌ　
ｐ　ｐ　［）　＝　ｌｏｗ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｐｌａ
ｓｍａ　ｄｅｐ。

５ｉｔｉｏｎ）と称される技術がもっとも好適である。

本発明の合金はプラズマ溶射後に、そして特に上述した
Ｌ　Ｐ　Ｐ　Ｄ法によりプラズマ溶射後に非常に緻密な
被膜または溶射層を生成し、溶射したよ）の密度として
９５％以上が容易に得られる。

クロム、マンガンまたはアルミニウムのような高蒸気圧
元素とタンタルまたはタングステンのような低蒸気圧元
素との間の蒸発速度（また蒸気圧）の差が大きいので、
物理的真空蒸着のような他の方法による本発明の新しい
合金の被膜を設けかつ組成を制御することは、不可能で
はないとしても困難である。しかし、物理的゛蒸着やイ
オンブレーティングのような方法における工程の改良や
修正がなされればこれらの方法により被膜を形成するこ
とが可能となることが理解され、従ってこれらの方法を
用いることも考慮されている。そのほかにスパッタリン
グ、スラリー焼結などの技術も考慮することができる。

本発明を具体的に示すために、以下表示目的でｒ６ＭＹ
Ｊまたは６ＭＹ型被膜と称する一連の被膜を、本発明の
６ＭＹ型合金、即ち本質的に、通常の溶融公差内で公称
重量％表示で、４％６．８．５％Ｃｒ、６％％　、５％
Ｔａ、４，５％Ｗ、１，５％Ｒｅ、１．５％出、０．９
％１−１ｆ、０．０１％Ｂ１０．０５％Ｃおよび０，３
％Ｙ１残量のニッケルおよび付随的不純物よりなる合金
を、平板状基体およびビン状基体の上に低圧プラズマ溶
射することによって、環境試験の目的で製造した。

同様に、以下表示目的でｒ　６　Ｍ　Ｙ　ＳＬ　Ｊまた
は６Ｍ　Ｙ　ＳＬ型被被膜称する一連の被膜を、本発明
の合金、即ち本質的に、通常の溶融公差内で公称重量％
表示で、４％Ｇ、８．５％Ｃｒ、６％Ｍ、５％Ｔａ。

４．５％Ｗ、１，５％Ｒｅ、１．５％出、０．９％Ｈｆ
。

０．０１％Ｂ、０，０５％Ｃ，０，３％Ｙおよび１，０
％Ｓｉ、残…のニッケルおよび付随的不純物よりなる合
金を、平板状基体およびビン状基体の上に低圧プラズマ
溶ｔＡすることににつて、環境試験の目的で製造した。

方向性凝固により単結晶として鋳造でき米国特許出願第
３０７，８１９号（１９８１年１０月　２日出願）に記
載されたものに合致するニッケル基超合金、即ち本質的
に重量表示で７〜１２％のＣｒ、１〜５％の冷、３〜５
％のＴ７．３〜５％のＡＮ、５〜１５％の６．３〜１２
％のＷ１２〜６％のＴａ、１０％までのＲｅ１２％まで
のＣｂ、３％までのＶ、２％までのｌ−１ｆ。

残量のニッケルおよび付随的不純物よりなり、さらにＣ
，、Ｂおよび７．ｒの実質的不存在により特徴付けられ
、Ａｇ：　Ｔ＋比が約０．５から約１までの範囲に維持
され、Ｃｒ　：　Ｍ比が約１．５から４までの範囲に維
持されたニッケル基超合金を基体どして用意した。この
ニッケル基超合金を、以下表示目的で「Ｎ」またはＮ型
基体と称する。さらに特定すると、この基体材料の組成
は、公称で型組表示で、９．３％Ｃｒ、７．５％ら、３
．７％Ａｇ、４％Ｔａ、４．２％　Ｔ＋、１．５％１％
、６％Ｗ、０．５％Ｎｂ　、残Ｕのニッケルおよび付随
的不純物である。

比較のために、上述したＮ型基体に、従来この種の基体
の環境による劣化に対する抵抗力を高めるために用いら
れている代表的な被膜も設けた。

この場合、選ばれた被覆材料は、米国特許第３，９２８
．０２６号に記載されたタイプ（７）　ＮＬ　Ｃｏ　Ｃ
ｒ　Ａｊ　Ｙ　（ＮＬ−２３Ｃｏ　−１８Ｃｒ　−１２
，５Ａ？　−０，３Ｙ　）　Ｆあった。Ｎｊ　Ｃｏ　Ｃ
ｒＭＹ型の被膜はずべて、上記米国特許第３，９２８，
０２６号に記載された物理的蒸着（Ｐ　Ｖ　ｌ）　）法
を用いて市販装置を使って設けた。

被膜の形成に先立って、被膜とは係わりなく、Ｎ型基体
２３１０丁で２時間溶液処理した。ＮＬ　Ｃｏ　Ｃｒ　
／ＶＹ型被型金膜成する方法は既に説明した。６ＭＹ２
７− および６　Ｍ　Ｙ　ＳＬ被被膜上述したＬＰＰＤプラズ
マ溶剣法によって、市販の標準外部供給式プラズマ溶用
ガンおよび第■表の処理パラメータを用いて形成した。

第■表 電圧　公称５０ボルト 電流　公称８００アンペア −次ガス／流量　アルゴン１５０標準ｐ／分二次ガス／
流量　水素／６標準ｆ！／分キャリヤガス／流帝　アル
ゴン／１標準ｆ！／分粉末流量　１０ｊ！ｂ／時 粉末寸法　公称−４００メツシコ（３７μ）基体の特性
を最適にするために、すべての被覆済み基体を溶射後熱
処理に供した。この熱処理は代表的には１９７５丁で４
時間の第１エージングとこれに続（１６５０下で１６時
間の第２エージングとからなる。この段階で、被膜を「
被覆したよ）」の被　１膜と称する。エージング処理後
のＮ型基体の組織２８− はγ母材中にγ′析出物が存在する組織である。

第１ｖ表に、天然ガス火炎を表に示した速度で用いて、
表に示した条件下でビン状試料に行った循環酸化試験の
結果を承り。試料を回転させて均一暴露し、１時間に１
回火炎から周期的に取り出して試料を約８００″Ｆに冷
却した。破損をベース金属（基体）酸化が始まる程度の
被膜の貫通として定義した。高熱腐食試験を１７００″
ＦでＪ　Ｐ　−５燃料の燃焼火炎を用いて、５ρｐｍの
塩を燃焼生成物に加えて行った。試料を回転させて均一
暴露し、１時間に１回火炎から定期的に取り出した。

第ｒｖ表 本出願と同日付で出願される特許明細書（米国特許出願
番号筒５６５，８０２号）には、共晶および単結晶ニッ
ケル基超合金と真に適合性な（６Ｍ型）超合金被膜の発
明が開示され特許請求されている。

実証されているように、例えば６Ｍ型被膜と共晶および
Ｎ型ニッケル基超合金の基体どの間に形成された相互作
用区域が小さいので、６Ｍ型被膜はこれらの超合金基体
と物理的ｄ３よび化学的に適合性である。精密に制御さ
れた最のイツトリウムまたはイツトリウムと珪素の混合
物を添加することにより、６Ｍ型合金のそうでなくても
優れた酸化抵抗を、これらの合金のニッケル基超合金基
体との物理的および化学的適合性に悪影響を与えること
なく、格段に改良することができることを見出した。第
［Ｖ表のデータから、イツトリウムまたはイツトリウム
及び珪素を添加すると、この発明の合金の酸化抵抗が６
Ｍ型合金の酸化抵抗より２０７５丁で約５０％、２１５
０丁で約２０％改良され、基準のＮＬＣｏ　Ｃｒ　Ｍ　
Ｙ被膜の酸化抵抗と大体同じであることを示している。

Ｎ型基体への高熱腐食試験では、６３０− ＭＹお」：び６　Ｍ　Ｙ　Ｓｉ、被膜がそれぞれ約７８
５および１０００時間の寿命を♀した。従って、ＳＬ含
有６ＭＹＳし被膜の寿命が６ＭＹ被膜の寿命より約４０
％長いことが確認された。本発明の合金は、高熱腐食抵
抗がＮｉ　Ｃｏ　Ｃｒ　Ａ＃　Ｙより低いが、高熱腐食
から保護をなす被膜として良好である。

被覆試料を金属組織学的に評価して被膜と基体との相互
作用の範囲をめた。結果を第７表に示す。即ち第７表は
、表に示す温度および時間での酸化試験での暴露後の侵
食領域およびプレイ１〜レツト（ｐｌａｔｅｌｅｔ　）
形成区域の範囲を示し、これらの区域の合計が相互作用
区域をなす。Ｎ型基体中の侵食領域は、基体から被膜へ
の元素の拡散によりγ′が希薄になり、弱体化した主と
してγ′の母材が残った区域である。プレイレッドの形
成は、被膜と基体との間の元素の相互拡散の結果であり
、即ち被膜と基体との間の化学的不適合性の証拠である
。

第３図および第５図を見ると、被覆したよ）の状態で、
６ＭＹおよび６　Ｍ　Ｙ　ｓｉ型被被膜Ｎ型基体３１− との間には相互作用区域の形成が実質的には認められな
い。しかし、第１図では、Ｎｉ　Ｃｏ　Ｃｙ　／’ＪＩ
　Ｙ被膜とＮ型基体との間に僅かな相互作用区域が見ら
れる。

第２図、第４図、第６図および第７表を参照すると、酸
化試験において２０７５丁で３７５時間の暴露後、ＮＬ
　Ｃｏ　ＣＴ　／Ｖ　Ｙ　？Ｉ！！膜とＮ型基体との間
に相互作用区域が形成され、これが６ＭＹおよび６　Ｍ
　Ｙ　ＳＬ型被被膜Ｎ型基体との間に形成された相互作
用区域と較べて、６ＭＹ／Ｎおよび６ＭＹＳＬ／Ｎ型の
組み合せは約２５％以上長い時間試験しているにもか）
ねらず、２倍以上深いことがわかる。

第７表 −ｑり一 拡散相互作用の減少と良好な環境抵抗との独特な組合せ
に加えて、本発明の合金はＮＬＣｏ　Ｃｒ　Ｎ　Ｙ合金
より優れた高温強度も有する。ＮＬＣｏＣｒ／Ｖ　Ｙ　
、　６ＭＹおよび６　Ｍ　Ｙ　ＳＬ型金合金極めて厚い
（約１／２インチ）被膜に行った高温引張試験から、１
８００″Ｆではこれら合金の極限引張強さく　ｔＪ　’
Ｔ　Ｓ　）がそれぞれ約７．３８および４１　ｋｓｉで
あり、２０００’Ｆではこれら合金のＵＴＳがそれぞれ
約３％１４および１２　ｋｓｉであることが示された。

本発明の合金の高い強度が熱／機械的疲労亀裂抵抗の大
きな向上につながっていると考えられる。

本発明の合金はそれ自体超合金であるので、本発明の合
金とニッケル基超合金基体との間の熱膨張係数（α）の
差はＮ＝　Ｃｏ　Ｃｒ　Ｍ　Ｙと同じ超合金基体との間
の差より小さい。αの差が小さいと使用中の被膜合金に
加えられる応力が軽減され、これにより被膜の剥離およ
び熱疲労亀裂の傾向が軽減される。

本発明の合金の相互作用区域を形成する傾向が低いこと
、特にプレイレットを形成する傾向が低−Ｏ乙− いことと、ニッケル基超合金基体との強度および熱膨張
の適合性が高いこととが相まって、本発明の合金は苛酷
な高圧力・高温度のタービン環境下で必要とされる環境
抵抗を与えるだけでなく、ニッケル基超合金基体と真に
化学的および物理的に適合性である被膜となる。

本発明の新しい合金が航空機ガスタービンエンジン部品
の選ばれた領域、例えば回転ブレードや静止ベーンの先
端部分に形成されたかなり肉厚に盛られた溶着金属とし
て、あるいはエーロフオイルのような部品によく生じる
欠損または損傷区域を補修する目的に有用であることも
確かめた。この点で、本発明の合金は部品が形成されて
いる超合金、例えば構造用または重量物積載用合金の性
質が大で、被膜の性質が小である。薄い被膜とは反対に
、かなり厚い溶着金属の肉盛を形成するために必要とさ
れるプラズマスプレー法の変更は、プラズマ溶射技術の
通常の知識をもつ者の知識と練達の範囲内のことである
。

本明細書で特に触れなかった種々の変更や改変を本発明
自身にまたぞの実施の態様に、本発明の要旨から逸脱す
ることなく加えることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＮ型ニッケル基単結晶超合金基体に被覆したま
）のＮｉ　Ｃｏ　Ｃｒ　Ｍ　Ｙ型被膜の金属組織を示す
３００倍の顕微鏡写真、 第２図は酸化試験で２０７５’Ｆで３７５時間の暴露後
の、Ｎ型基体上のＮｉ　Ｃｏ　Ｃｒ　ＪＶ　Ｙ型被膜の
金属組織を示す３００倍の顕微鏡写真、 第３図はＩ　ＰＰＤ法によりＮ型基体に被膜として被覆
したま）の本発明の６ＭＹ合金の金属組織を示す３００
倍の顕微鏡写真、 第４図は酸化試験で２０７５　”Ｆで５１１時間の暴露
後の、Ｎ型基体上の本発明の６ＭＹ合金の金属組織を示
す３００倍の顕微鏡写真、 第５図はＬ　Ｐ　Ｐ　Ｉ）法によりＮ型基体に被膜とし
て被覆したま）の本発明の６　Ｍ　Ｙ　ＳＬ金合金金属
組織を示Ｊ３００倍の顕微鏡写真、ぞして第６図は酸化
試験で２０７５″Ｆで４７６時間の暴露後、Ｎ型基体上
の本発明の６　Ｍ　Ｙ　Ｓシ合金の金属組織を示す３０
０倍の顕微鏡写真である。 特許出願人 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ代理人　（７６
３０）　生　沼　徳　二） 斗Ｃ 〈 リ４］ す１４ １１開１１＃ＧＯ−１４１８４２（１１）１５ す１５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、本質的に重量表示で１〜１０％のコバル１〜．６〜
   １２％のクロム、５〜８％のアルミニウム、１〜１０％
   のタンタル、１〜１０％のタングステン、０〜３％のレ
   ニウム、０〜２％のモリブデン、０．１〜２％のハフニ
   ウム、０．００５〜０．１％のホウ素、０．００５〜０
   ．２５％の炭素、０．０１〜１．０％のイツトリウム、
   残量のニッケルおよび付随的不純物よりなる、ニッケル
   基超合金基体に施用するだめの組成物。 ２、本質的に重量表示で１〜６％のコバルト、７〜１０
   ％のクロム、５〜７％のアルミニウム、４〜６％のタン
   タル、３．５〜５．５％のタングステン、０〜３％のレ
   ニウム、０〜２％のモリブデン、０．５〜１．５％のハ
   フニウム、０．００５〜０．０２５％のホウ素、０．０
   ０５〜０．２５％の炭素、０．０５〜０，５％のイツト
   リウム、残量のニッケルおよび付随的不純物にりなる特
   許請求の範囲第１項記載の組成物。 ３、本質的に重量表示で３．８〜４．２％の］パル１〜
   ．８．３〜８．７％のクロム、５．８〜６．２％のアル
   ミニウム、４．７〜５．３％のタンタル、４．２〜４．
   ８％のタングステン、１．２〜１．８％のレニウム、１
   ．３〜１．７％のモリブデン、０．７〜１．１％のハフ
   ニウム、０．００５〜０．０２％のホウ素、０．００５
   〜０．２％の炭素、０．２〜０．４％のイツトリウム、
   残量のニッケルおよび付随的不純物よりなる特許請求の
   範囲第２項記載の組成物。 ４、本質的に重量表示で１〜１０％のコバルト、６〜１
   ２％のクロム、５〜８％のアルミニウム、１〜１０％の
   タンタル、１〜１０％のタングステン、−０〜３％のレ
   ニウム、０〜２％のモリブデン、０．１〜２％のハフニ
   ウム、０．００５〜０，１％のホウ素、０．００５〜０
   ．２５％の炭素、０．０１〜１．０％のイツトリウム、
   ０．５〜２，５％の珪素、残量のニッケルおよび付随的
   不純物よりなるニッケル基超合金基体に施用するための
   組成物。 ５、本質的にｉｔ表示で１〜６％のコバル１〜．７〜１
   ０％のクロム、５〜７％のアルミニウム、４〜６％のタ
   ンタル、３．５〜５，５％のタングステン、０〜３％の
   レニウム、０〜２％のモリブデン、０．５〜１．５％の
   ハフニウム、０．００５〜０．０２５％のホウ素、０．
   ００５〜０．２５％の炭素、０．０５〜０．５％のイツ
   トリウム、０．５〜１．５％の珪素、残量のニッケルお
   よび付随的不純物よりなる特許請求の範囲第４項記載の
   組成物。 ６、本質的に重量表示で３．８〜４．２％のコバルト、
   ８．３〜８．７％のクロム、５．８〜６．２％のアルミ
   ニウム、４．７〜５．３％のタンタル、４．２〜４．８
   ％のタングステン、１．２〜１．８％のレニウム、１．
   ３〜１．７％のモリブデン、０．７〜１．１％のハフニ
   ウム、０．００５〜０．０２％のホウ素、０．００５〜
   ０．２％の炭素、０．２〜０，４％のイツトリウム、０
   ．８〜１．２％の珪素、残量のニッケルおよび付随的不
   純物よりなる特許請求の範囲第５項記載の組成物。 ７、（ａ）ニッケル基超合金またはニッケル基共晶超合
   金基体および （ｂ　）本質的に重量表示で１〜１０％のコバルト、６
   〜１２％のクロム、５〜８％のアルミニウム、１〜１０
   ％のタンタル、１〜１０％のタングステン、０〜３％の
   レニウム、０〜２％のモリブデン、０．１〜２％のハフ
   ニウム、０．００５〜０．１％のホウ素、０．００５〜
   ０．２５％の炭素、０．０１〜１．０％のイブ１〜リウ
   １１、残量のニッケルおよび付随的不純物よりなり、物
   品の外表面の少くとも一部を構成する被膜を具え、高度
   な被膜−基数適合性を有する高温酸化および腐食抵抗性
   の被覆ニッケル基超合金物品。 ８、被膜の組成が本質的に重量表示で１〜６％のコバル
   ト、７〜１０％のクロム、５〜７％のアルミニウム、４
   〜６％のタンタル、３．５〜５．５％のタングステン、
   ０〜３％のレニウム、０〜２％のモリブデン、０．５〜
   １．５％のハフニウム、００（１０５〜０．０２５％の
   ホウ素、０．００５〜０．２５％の炭素、０．０５〜０
   ．５％のイソ１〜リウム、残量のニッケルおよび付随的
   不純物よりなる特許請求の範囲第７項記載の物品。 ９、被膜の組成が本質的に重量表示で３４８〜４．２％
   のコバル］・、８．３〜８．７％のクロム、５．８〜６
   ．２％のアルミニウム、４．７〜５．３％のタンタル、
   ４．２〜４．８％のタングステン、１．２〜１．８％の
   レニウム、１．３〜１．７％のモリブデン、０．７〜１
   ．１％のハフニウム、０．００５〜０．０２％のホウ素
   、０．００５〜０．２％の炭素、０．２〜０．４％のイ
   ツトリウム、残量のニッケルおよび付随的不純物よりな
   る特許請求の範囲第８項記載の物品。 １０、上記基体が方向性凝固により単結晶として鋳造で
   きるニッケル基超合金よりなり、この超合金が本質的に
   重量表示で７〜１２％のクロム、１〜５％のモリブデン
   、３〜５％のチタン、３〜５％のアルミニウム、５〜１
   ５％のコバルト、３〜１２％のタングステン、２〜６％
   のタンタル、１０％までのレニウム、２％までのコロン
   ビウム、３％までのバナジウム、２％までのハフニウム
   、残量のニッケルおよび付随的不純物よりなり、炭素、
   ホウ素およびジルコニウムは実質的に存在せず、Ａｌ　
   ：　Ｔ＋比が約０．５から約１までの範囲にあり、１］
   、上記基体が本質的に重量表示では望９，３％のクロム
   、７．５％のコバルト、３．７％のアルミニウム、４％
   のタンタル、４．２％のチタン、１．５％のモリブデン
   、６％のタングステン、０．！〕％のニオブ、残量のニ
   ッケルおよび付随的不純物よりなる特許請求の範囲第１
   ０項記載の物品。 １２、（ａ）ニッケル基超合金またはニッケル基共晶超
   合金基体おＪζび （ｂ　）本質的に重量表示で１〜１０％のコバルト、６
   〜１２％のクロム、５〜８％のアルミニウム、１〜１０
   ％のタンタル、１〜１０％のタングステン、０〜３％の
   レニウム、０〜２％のモリブデン、０．１〜２％のハフ
   ニウム、０．００５〜０，１％のホウ素、０．００５〜
   ０．２５％の炭素、０．０１〜１，０％のイツトリウム
   、０．５〜２．５％の珪素、残量のニッケルおよび付随
   的不純物よりなり、物品の外表面の少くども一部を構成
   する被膜を具え、高度な被膜−基板適合性を有する高温
   酸化および腐食抵抗性の被覆ニッケル阜超合金物品。 １３、被膜の組成が本質的に重量表示で１〜６％のコバ
   ル１−１７〜１０％のクロム、５〜７％のアルミニウム
   、４〜６％のタンタル、３．５〜５．５％のタングステ
   ン、０〜３％のレニウム、０〜２％のモリブデン、０．
   ５〜１．５％のハフニウム、０．００５〜０．０２５％
   のホウ素、０．００５〜０．２５％の炭素、０．０５〜
   ０．５％のイツトリウム、０．５〜１．５％の珪素、残
   量のニッケルおよび付随的不純物よりなる特許請求の範
   囲第１２項記載の物品。 １４、被膜の組成が本質的に重量表示で３．８〜４．２
   ％のコバルト、８．３〜８．７％のクロム、５．８〜６
   ．２％のアルミニウム、４．７〜５．３％のタンタル、
   ４．２〜４．８％のタングステン、１．２〜１．８％の
   レニウム、１．３〜１．７％のモリブデン、０．７〜１
   ．１％のハフニウム、０．００５〜０．０２％のホウ素
   、０．００５〜０．２％の炭素、０．２〜０．４％のイ
   ツトリウム、０．８〜１．２％の珪素、残量のニッケル
   および付随的不純物よりなる特許請求の範囲第１３項記
   載の物品。 １５、上記基体が方向性凝固により単結晶と１ノで鋳造
   できるニッケル基超合金よりなり、この超合金が本質的
   に重相表示で７〜１２％のクロム、１〜５％のモリブデ
   ン、３〜５％のチタン、３〜５％のアルミニウム、５〜
   １５％のコバルト、３〜１２％のタングステン、２〜６
   ％のタンタル、１０％までのレニウム、２％までのコロ
   ンビウム、３％までのバナジウム、２％までのハフニウ
   ム、残量のニッケルおよび付随的不純物よりなり、炭素
   、ホウ素およびジルコニウムは実質的に存在せず、Ａｌ
   　：　Ｔｔ比が約０．５から約１までの範囲にあり、１
   ６、上記基体が本質的に重量表示ではず、９．３％のク
   ロム、７．５％のコバルト、３．７％のアルミニウム、
   ４％のタンタル、４．２％のチタン、１．５％のモリブ
   デン、６％のタングステン、０．５％のニオブ、残量の
   ニッケルおよび付随的不純物よりなる特許請求の範囲第
   １５項記載の物品。 １７、Ｎ）ニッケル基超合金またはニッケル基共晶超合
   金基体、および （ｉｉ　）上記基体と一体の１つ以上の厚い肉盛領域で
   あって、この領域が物品の外表面の少くとも一部をなし
   、本質的に重量表示で１〜１０％のコバルト、６〜１２
   ％のクロム、５〜８％のアルミニウム、１〜１０％のタ
   ンタル、１〜１０％のタングステン、０〜３％のレニウ
   ム、０〜２％のモリブデン、０．１〜２％のハフニウム
   、０．００５〜０．１％のホウ素、ｏ、ｏｏｓ〜０．２
   ５％の炭素、０．０１〜１．０％のイツトリウム、残量
   のニッケルおよび付随的不純物よりなる上記領域 を具える複合物品。 １８、上記領域の組成が本質的に重量表示で１〜６％の
   コバルト、７〜１０％のクロム、５〜７％のアルミニウ
   ム、４〜６％のタンタル、３．５〜５．５％のタングス
   テン、０〜３％のレニウム、０〜２％のモリブデン、０
   ．５〜１．５％のハフニウム、０．００５〜０．０２５
   ％のホウ素、０．００５〜０．２５％の炭素、０，０５
   〜０．５％のイツトリウム、残量のニッケルおよび付随
   的不純物よりなる特許請求の範囲第１７項記載の複合物
   品。 １９、上記領域の組成が本質的に重量表示で３．８〜４
   ．２％のコバルト、８．３〜８．７％のクロム、５．８
   〜６．２％のアルミニウム、４．７〜５．３％のタンタ
   ル、４．２〜４．８％のタングステン、１．２〜１．８
   ％のレニウム、１．３〜１．７％のモリブデン、０．７
   〜１゜１％のハフニウム、０．００５〜０．０２％のホ
   ウ素、０．００５〜０．２％の炭素、０．２〜０．４％
   のイツトリウム、残量のニッケルおよび付随的不純物よ
   りなる特許請求の範囲第１８項記載の複合物品。 ２０、上記基体が方向性凝固により単結晶として鋳造で
   きるニッケル基超合金よりなり、この超合金が本質的に
   重量表示で１〜１２％のクロム、１〜５％のモリブデン
   、３〜５％のチタン、３〜５％のアルミニウム、５〜１
   ５％のコバル１〜．３〜１２％のタングステン、２〜６
   ％のタンタル、１０％までのレニウム、２％までの」ロ
   ンごラム、３％までのバナジウム、２％までのハフニウ
   ム、残量のニッケルおよび付随的不純物よりなり、炭素
   、ホウ素およびジルコニウムは実質的に存在せず、Ｍ　
   ：　Ｔ＋比が約０．５から約１までの範囲にあり、２１
   、上記基体が本質的に重量表示でほず、９．３％のクロ
   ム、７，５％のコバルト、３．７％のアルミニウム、４
   ％のタンタル、４．２％のチタン、１．５％のモリブデ
   ン、６％のタングステン、０．５％のニオブ、残量のニ
   ッケルおよび付随的不純物よりなる特許請求の範囲第２
   ０項記載の複合物品。 ２２、上記基体が航空機ガスタービンエンジン記載の複
   合物品。 ２３、（＋）ニッケル基超合金またはニッケル基共晶超
   合金基体および （ｉｔ　）上記基体と一体の１個以上の圧い肉盛領域で
   あって、物品の外表面の少くとも一部をなし、本質的に
   重量表示で１〜１０％のコバルト、６〜１２−１１− ％のクロム、５〜８％のアルミニウム、１〜１０％のタ
   ンタル、１〜１０％のタングステン、０〜３％のレニウ
   ｌ＼、０〜２％のモリブデン、０．１〜２％のハフニウ
   ム、０．００５〜０．１％のホウ素、０．００５〜０．
   ２５％の炭素、０．０１〜１．０％のイツトリウム、０
   ．５〜２．５％の珪素、残量のニッケルおよび付随的不
   純物よりなる上記領域 を具える複合物品。 ２４、上記領域の組成が本質的に重量表示で１〜６％の
   コバルト、７〜１０％のクロム、５〜１％のアルミニウ
   ム、４〜６％のタンタル、３．５〜５．５％のタングス
   テン、０〜３％のレニウム、０〜２％のモリブデン、０
   ．５〜１．５％のハフニウム、０．００５〜０．０２５
   ％のホウ素、０．００５〜０．２５％の炭素、０．０５
   〜０．５％のイソ１〜リウム、０．５〜１．５％の珪素
   、残量のニッケルおよびイ・」前向不純物よりなる特許
   請求の範囲第２３項記載の複合物品。 ２５、上記領域の組成が本質的に重量表示で３．８〜４
   ．２％のコバルト、８．３〜８□７％のクロム、５．８
   〜６．２％のアルミニウム、４．７〜５．３％のタンタ
   ル、４．２〜４．８％のタングステン、１．２〜１．８
   ％のレニウム、１．３〜１．７％のモリブデン、０．７
   〜１．１％のハフニウム、０．００５〜０．０２％のホ
   ウ素、０．００５〜０．２％の炭素、０．２〜０．４％
   のイツトリウム、０．８〜１．２％の珪素、残量のニッ
   ケルおよび付随的不純物よりなる特許請求の範囲第２４
   項記載の複合物品。 ２６、上記基体が方向性凝固により単結晶として鋳造で
   きるニッケル基超合金よりなり、この超合金が本質的に
   重量表示で７〜１２％のクロム、１〜５％のモリブデン
   、３〜５％のチタン、３〜５％のアルミニウム、５〜１
   ５％のコバルト、３〜１２％のタングステン、２〜６％
   のタンタル、１０％までのレニウム、２％までのコロン
   ビウム、３％までのバナジウム、２％までのハフニウム
   、残量のニッケルおよび付随的不純物よりなり、炭素、
   ホウ素およびジルコニウムは実質的に存在せず、Ｍ　：
   　Ｔ＋比が約０．５から約１までの範囲にあり、針：Ｍ
   比が１．５から４までの範囲にある特許請求１２− ２７、上記基体が本質的に重量表示ではず、９．３％の
   クロム、７．５％のコバルト、３．７％のアルミニウム
   、４％のタンタル、４．２％のチタン、１．５％のモリ
   ブデン、６％のタングステン、０．５％のニオブ、残量
   のニッケルおよび付随的不純物よりなる特許請求の範囲
   第２６項記載の複合物品。 ２８、上記基体が航空機ガスタービンエンジン記載の複
   合物品。