JPS61104035A - 超耐熱合金素材の製造方法 - Google Patents
超耐熱合金素材の製造方法Info
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- JPS61104035A JPS61104035A JP22409584A JP22409584A JPS61104035A JP S61104035 A JPS61104035 A JP S61104035A JP 22409584 A JP22409584 A JP 22409584A JP 22409584 A JP22409584 A JP 22409584A JP S61104035 A JPS61104035 A JP S61104035A
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Landscapes
- Powder Metallurgy (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】
［産業上の利用分野コ
本発明は、粉末冶金法によって超塑性を有する素材を予
備成形した後、超塑性加工を１１：うことによって、タ
ービンディスク、ブレード及びそれらの一体物を製造す
る方法を供するものである。
備成形した後、超塑性加工を１１：うことによって、タ
ービンディスク、ブレード及びそれらの一体物を製造す
る方法を供するものである。
、［従来技術とその問題点］
高温で用いられる超耐熱合金に対するその耐用温度の向
上は省エネルギー面での必要性上、急務とされているが
、この要求を満たすために必要な合金添加元素量の増大
は加工性の低下を招くという難点を有している。これを
克服する方法として超塑性加工法がある。超塑性加工は
、素材が超塑ため真空成形やガス圧成形が可能である。
上は省エネルギー面での必要性上、急務とされているが
、この要求を満たすために必要な合金添加元素量の増大
は加工性の低下を招くという難点を有している。これを
克服する方法として超塑性加工法がある。超塑性加工は
、素材が超塑ため真空成形やガス圧成形が可能である。
■変形能が大きいので複雑な膨軟ができ、加工費が節約
できる。■冷間加工のように残留応力を内蔵してている
。
できる。■冷間加工のように残留応力を内蔵してている
。
これらの特性をイｒする超塑性加工法には微細結晶粒超
塑性を利用するものと、変態超塑性を利用するものとに
分けられるが、本発明で利用する超塑性加工法は微細結
晶粒超塑性を利用するものであり、その加工上の必要条
件として数μｍ以下の結晶粒を存する超塑性鍛造用素材
の作製が必要とされる。近年のアトマイズ技術を応用し
た粉末冶金法は、この超塑性鍛造用素材の作製を可能に
したものであり、本発明はこの超塑性鍛造用素材の作製
及びその超塑性鍛造加工法に係るものである。
塑性を利用するものと、変態超塑性を利用するものとに
分けられるが、本発明で利用する超塑性加工法は微細結
晶粒超塑性を利用するものであり、その加工上の必要条
件として数μｍ以下の結晶粒を存する超塑性鍛造用素材
の作製が必要とされる。近年のアトマイズ技術を応用し
た粉末冶金法は、この超塑性鍛造用素材の作製を可能に
したものであり、本発明はこの超塑性鍛造用素材の作製
及びその超塑性鍛造加工法に係るものである。
従来超塑性鍛造用素材の作製には合金粉末の再結晶温度
直下近傍の温度において熱間押出加工をすることにより
、その加工熱を利用して粉末に再結晶を起こさせ、１０
μｍ以下の微細結晶粒組織を有する素材を作製するか、
又はカプセル中に合金粉末を封入し高／ｇ高圧のガスで
静水１［的に全体を均一に加圧しながら焼結を行う熱間
静水圧成形法（ＨＩＰ ）により素材を作製する方法に
よっていた。しかしながら上記２法のうち粉末押出によ
る方法では大きな製品を作るには、大きな押出し機が必
要となり、設備費が莫大となるという欠点が性に悪影響
を及ぼし変形性能を劣化させるという欠点やカプセル中
への粉末充填時の密封工程の困難さを伴うという欠点が
ある。すべての密封箇所、とくに溶接部分にはわずかの
帰れもあってはならない。たとえ小さな漏れでも高圧の
ガスが入った後、完全に焼結して緻密化し、口に見えな
い空隙の中にガスを閉じ込めてしまい、これらのガスは
１：う温熱処理時に広がって！フ品の機械的特性に弊゛
、１゜に を与えるからである。
直下近傍の温度において熱間押出加工をすることにより
、その加工熱を利用して粉末に再結晶を起こさせ、１０
μｍ以下の微細結晶粒組織を有する素材を作製するか、
又はカプセル中に合金粉末を封入し高／ｇ高圧のガスで
静水１［的に全体を均一に加圧しながら焼結を行う熱間
静水圧成形法（ＨＩＰ ）により素材を作製する方法に
よっていた。しかしながら上記２法のうち粉末押出によ
る方法では大きな製品を作るには、大きな押出し機が必
要となり、設備費が莫大となるという欠点が性に悪影響
を及ぼし変形性能を劣化させるという欠点やカプセル中
への粉末充填時の密封工程の困難さを伴うという欠点が
ある。すべての密封箇所、とくに溶接部分にはわずかの
帰れもあってはならない。たとえ小さな漏れでも高圧の
ガスが入った後、完全に焼結して緻密化し、口に見えな
い空隙の中にガスを閉じ込めてしまい、これらのガスは
１：う温熱処理時に広がって！フ品の機械的特性に弊゛
、１゜に を与えるからである。
［問題点を解決するための手段］
本発明は微細結晶粒組織をａする素材の作裂力法として
１・記２法以外の方法を示したものであり、さらに上記
２法の欠点を克服したものである。即ち適当形状に仕上
げた内部に空間を持つゴムモールド中に合金粉末を充填
し密封した後、これを冷間における静水圧力下で加圧成
形し、これによりできた成形体を１θＯＯ℃以上の温度
で焼結を行うことにより成形体の緻密化を計り、ｉｌＦ
結晶を起こさせることにより微細な結晶粒構造を打する
素材の作製を行うものである。この方法の利点として、
に較べ比較的容易に行えることがあげられる。又本発明
の方法によれば、後工程である超塑性鍛造に適した複雑
形状をｆｆする素材の作成が容易にでき、超塑性鍛造条
件の簡単化、効率化が行えるという効果がある。ＣＩＰ
により得られた成形体は１°を空中、又は雰囲気ガス中
において１０００℃以上の温度において焼結を行い成形
体の緻密化を計ることにより、ｆ〔密度比で３５％以上
の素材を得、かつ再Ｖ１品を起こさせることにより・１
１均１．１１品ｆＩＩ径が５μｍ以下の素材の作製を行
う。又さらに成形体の緻密化を行うため以上の処理に加
えて、成形体をカプセル中に封入することなしに熱間静
水圧成形（ＨＩＰ）を行う。この様にして得られた素材
は、焼結及びＨＩＰの工程で雰囲気を真空又は雰囲気ガ
スに保つことにより、粉末吸着ガスの除重が行なえるた
め、後の超塑性鍛造時に悪影響を及ぼす含イ１酸素量を
５ｏｐｐ−以上に低ドさせることがＩ’ＩＩ能となる。
１・記２法以外の方法を示したものであり、さらに上記
２法の欠点を克服したものである。即ち適当形状に仕上
げた内部に空間を持つゴムモールド中に合金粉末を充填
し密封した後、これを冷間における静水圧力下で加圧成
形し、これによりできた成形体を１θＯＯ℃以上の温度
で焼結を行うことにより成形体の緻密化を計り、ｉｌＦ
結晶を起こさせることにより微細な結晶粒構造を打する
素材の作製を行うものである。この方法の利点として、
に較べ比較的容易に行えることがあげられる。又本発明
の方法によれば、後工程である超塑性鍛造に適した複雑
形状をｆｆする素材の作成が容易にでき、超塑性鍛造条
件の簡単化、効率化が行えるという効果がある。ＣＩＰ
により得られた成形体は１°を空中、又は雰囲気ガス中
において１０００℃以上の温度において焼結を行い成形
体の緻密化を計ることにより、ｆ〔密度比で３５％以上
の素材を得、かつ再Ｖ１品を起こさせることにより・１
１均１．１１品ｆＩＩ径が５μｍ以下の素材の作製を行
う。又さらに成形体の緻密化を行うため以上の処理に加
えて、成形体をカプセル中に封入することなしに熱間静
水圧成形（ＨＩＰ）を行う。この様にして得られた素材
は、焼結及びＨＩＰの工程で雰囲気を真空又は雰囲気ガ
スに保つことにより、粉末吸着ガスの除重が行なえるた
め、後の超塑性鍛造時に悪影響を及ぼす含イ１酸素量を
５ｏｐｐ−以上に低ドさせることがＩ’ＩＩ能となる。
この様にして得られた平均結晶粒径が５μｍ以下で、か
つ低酸素量をイｒするほぼ１°を密度に達した体は溶体
化熱処理や安定化熱処理や析出熱処理を含む従来の熱処
理により高強度及び＋：’：＋ ｌｉ！ｌ！度の１、−
↑１１を持つ最終製品に仕上げられる。
つ低酸素量をイｒするほぼ１°を密度に達した体は溶体
化熱処理や安定化熱処理や析出熱処理を含む従来の熱処
理により高強度及び＋：’：＋ ｌｉ！ｌ！度の１、−
↑１１を持つ最終製品に仕上げられる。
冷間静水圧成形の圧力は特に４０００ｋｇ−ｆ／ｃ♂以
１゜の高圧が望ましい。４０００ｋｇ４／ｃ■２未満の
圧力では、木トに１の如き超耐ｆ１合仝の成形は不可能
であり、さらには４０００ ｋ、・ｆ／ｃ＋＋”以」二
の圧力を用いることによって、粉末への加工歪の付加を
効果的に行い、これにより、焼結過程において、再結晶
により結晶粒の微細化を促進し、緻密で微細な結晶構造
をもつ超塑性ｍ造用素材を得ることができる。
１゜の高圧が望ましい。４０００ｋｇ４／ｃ■２未満の
圧力では、木トに１の如き超耐ｆ１合仝の成形は不可能
であり、さらには４０００ ｋ、・ｆ／ｃ＋＋”以」二
の圧力を用いることによって、粉末への加工歪の付加を
効果的に行い、これにより、焼結過程において、再結晶
により結晶粒の微細化を促進し、緻密で微細な結晶構造
をもつ超塑性ｍ造用素材を得ることができる。
本願で得られた焼結体の密度は１１５％以上が必要であ
る。９５％以下では、焼結体中の空孔が連続した気孔を
構成し、熱間静水圧成形時に大量の気孔が焼結体中に残
ったり、また、カプセルを用いないで、熱間静水圧成形
する時に、圧力がかからない等の問題点がある。
る。９５％以下では、焼結体中の空孔が連続した気孔を
構成し、熱間静水圧成形時に大量の気孔が焼結体中に残
ったり、また、カプセルを用いないで、熱間静水圧成形
する時に、圧力がかからない等の問題点がある。
また焼結は、真空中または不活性または還元性雰囲気等
の非酸化性の雰囲気が望ましく、温度は９５％以上の密
度を佇する焼結体を得るには１０００°Ｃ以−りである
必要がある。このようにして得られた末形状を球状以外
の異形に変化させることによりＣＩＰ時の粉末同士のか
らみ合いを増し、その成形性を敗色することにより、４
０００ｋＨ４／ｃ♂以下の低重においても成形を可能と
することにより本願発明°の方法を可能としたものであ
る。又冷間で加工することは予歪を粉末に与えることに
なり、これによって焼結特におけるｐＩ結品の核光１１
場所を多（し、得られる素材の結晶粒の微細化を計るこ
とにより、より顕著・な超塑性挙動を示す素材の作製を
＋’ｉ）能としたものである。
の非酸化性の雰囲気が望ましく、温度は９５％以上の密
度を佇する焼結体を得るには１０００°Ｃ以−りである
必要がある。このようにして得られた末形状を球状以外
の異形に変化させることによりＣＩＰ時の粉末同士のか
らみ合いを増し、その成形性を敗色することにより、４
０００ｋＨ４／ｃ♂以下の低重においても成形を可能と
することにより本願発明°の方法を可能としたものであ
る。又冷間で加工することは予歪を粉末に与えることに
なり、これによって焼結特におけるｐＩ結品の核光１１
場所を多（し、得られる素材の結晶粒の微細化を計るこ
とにより、より顕著・な超塑性挙動を示す素材の作製を
＋’ｉ）能としたものである。
ここでいうＮｉ基超耐熱合全としては、 ＡＳｔｒｏｌ
ｏｙやＩＮＩＧＯ等のＮ ｒ ＋ Ｃｒ＋ ＣＯ＋ Ｍ
ｏ、 Ｔ ｉ等を主成分とする合金を意味する。
ｏｙやＩＮＩＧＯ等のＮ ｒ ＋ Ｃｒ＋ ＣＯ＋ Ｍ
ｏ、 Ｔ ｉ等を主成分とする合金を意味する。
また冷間加工の方法としては、アトライター、
。
。
ホールミル、振動ミル等の一般に使用されている装置を
用いて行うことができる。
用いて行うことができる。
これらの中でも特にアトライターは、その効果をｙす１
１．’１間で得ることができるのでイｒ利である。
１．’１間で得ることができるのでイｒ利である。
さらには、乾式を用い、雰囲気を不活性ガスとすること
によって、表面酸化の少い良好な粉末を得ることができ
る。
によって、表面酸化の少い良好な粉末を得ることができ
る。
超急冷凝固法によって得られた、粉末粒径が１４５μｍ
以下のＮｉ基超超合金粉末、内径２５龍のゴムチューブ
中に充填し、真空脱気後、圧力８０００ ｋｇ・ｆ／ｅ
＋＋”で冷間静水圧成形し、成形体を作製した。さらに
この成形体を１０３ｔｏｒｒの真空中において１１５０
℃の温度で焼結を行い、さらに１１６０″Ｇ１１９００
ｋｒｆ／Ｃ■”ｌｈｒの条件で熱間静水圧成形を行った
。得られた超塑性加工用素材の平均結晶粒径は約１０μ
ｍ又密度は３Ｂ％であった。得られた素材からゲージ長
さ１０■■直径６１■の試験片を切り出し、１０４０℃
において歪速度がＩＯ’ｓｅｃ’以下の条件で超塑性引
張試験を行った。伸びは約３００％を示し、超塑性鍛造
が可能であることを確めた。
以下のＮｉ基超超合金粉末、内径２５龍のゴムチューブ
中に充填し、真空脱気後、圧力８０００ ｋｇ・ｆ／ｅ
＋＋”で冷間静水圧成形し、成形体を作製した。さらに
この成形体を１０３ｔｏｒｒの真空中において１１５０
℃の温度で焼結を行い、さらに１１６０″Ｇ１１９００
ｋｒｆ／Ｃ■”ｌｈｒの条件で熱間静水圧成形を行った
。得られた超塑性加工用素材の平均結晶粒径は約１０μ
ｍ又密度は３Ｂ％であった。得られた素材からゲージ長
さ１０■■直径６１■の試験片を切り出し、１０４０℃
において歪速度がＩＯ’ｓｅｃ’以下の条件で超塑性引
張試験を行った。伸びは約３００％を示し、超塑性鍛造
が可能であることを確めた。
実施例２
超急冷凝固法によって得られた、粉末粒径が１４５μｍ
以下のＮｉ基超超合金粉末、２５分間２Ｇ Ｏｒｐｍで
乾式アトライターにより冷間加工を加え、腎すられた粉
末を用い、実施例１と同様の条件で焼結及びＨＩＰ処理
を行った。得られた超塑性加工用素材の平均結晶粒径は
約５μｍ又密魔は９５％であった。
以下のＮｉ基超超合金粉末、２５分間２Ｇ Ｏｒｐｍで
乾式アトライターにより冷間加工を加え、腎すられた粉
末を用い、実施例１と同様の条件で焼結及びＨＩＰ処理
を行った。得られた超塑性加工用素材の平均結晶粒径は
約５μｍ又密魔は９５％であった。
３４０％を示し、超塑性鍛造が可能であることを確めた
。
。
Claims (4)
- （１）アトマイズ法によって得た、Ｎｉ基超耐熱合金粉
末をゴムモールドに充填、密封した後冷間静水圧成形を
行い、これを１０００℃以上の温度において、真空中ま
たは雰囲気ガス中において真密度の９５％以上の密度に
焼結し、しかる後に熱間静水圧成形を行うことを特徴と
する超耐熱合金素材の製造方法。 - （２）冷間静水圧成形を、４０００ｋｇ・ｆ／ｃｍ＾２
以上の圧力で行なうことを特徴とする特許請求の範囲第
（１）項記載の超耐熱合金素材の製造方法。 - （３）アトマイズ法によって得た、Ｎｉ基超耐熱合金粉
末を冷間加工し、しかる後冷間静水圧成形することを特
徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の超耐熱合金素
材の製造方法。 - （４）カプセルを用いることなく熱間静水圧成形するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の超耐熱
合金素材の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22409584A JPS61104035A (ja) | 1984-10-26 | 1984-10-26 | 超耐熱合金素材の製造方法 |
| EP85905424A EP0203197B1 (en) | 1984-10-26 | 1985-10-26 | Process for producing super-heat-resistant alloy material |
| US06/852,966 US4710345A (en) | 1984-10-26 | 1985-10-26 | Manufacturing method of super-heat-resisting alloy material |
| DE8585905424T DE3582066D1 (de) | 1984-10-26 | 1985-10-26 | Verfahren zur herstellung von superwaermestabilem legierungsmaterial. |
| PCT/JP1985/000595 WO1986002669A1 (fr) | 1984-10-26 | 1985-10-26 | Procede de production d'un materiau d'alliage extremement resistant a la chaleur |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22409584A JPS61104035A (ja) | 1984-10-26 | 1984-10-26 | 超耐熱合金素材の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61104035A true JPS61104035A (ja) | 1986-05-22 |
| JPH0379414B2 JPH0379414B2 (ja) | 1991-12-18 |
Family
ID=16808462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22409584A Granted JPS61104035A (ja) | 1984-10-26 | 1984-10-26 | 超耐熱合金素材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61104035A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016069729A (ja) * | 2014-09-25 | 2016-05-09 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 物品及び物品の製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5837102A (ja) * | 1981-08-29 | 1983-03-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 粉末部品の製法 |
-
1984
- 1984-10-26 JP JP22409584A patent/JPS61104035A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5837102A (ja) * | 1981-08-29 | 1983-03-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 粉末部品の製法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016069729A (ja) * | 2014-09-25 | 2016-05-09 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 物品及び物品の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0379414B2 (ja) | 1991-12-18 |
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