RU2289637C2 - Сплав на основе никеля - Google Patents
Сплав на основе никеля Download PDFInfo
- Publication number
- RU2289637C2 RU2289637C2 RU2004136322/02A RU2004136322A RU2289637C2 RU 2289637 C2 RU2289637 C2 RU 2289637C2 RU 2004136322/02 A RU2004136322/02 A RU 2004136322/02A RU 2004136322 A RU2004136322 A RU 2004136322A RU 2289637 C2 RU2289637 C2 RU 2289637C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloy
- atomic percentage
- titanium
- nickel
- aluminum
- Prior art date
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 235
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 235
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 206
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 102
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 121
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 111
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 111
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 106
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 106
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 76
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 45
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims abstract description 45
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 45
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims abstract description 44
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 42
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 39
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 36
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 33
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 32
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 14
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 7
- -1 0.003 - 0.015 Chemical compound 0.000 claims abstract description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 37
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 20
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 17
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 17
- 230000001788 irregular Effects 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 229910001247 waspaloy Inorganic materials 0.000 description 18
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 description 15
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 12
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 12
- 238000011160 research Methods 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- 229910020598 Co Fe Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 7
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 7
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 3
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 3
- 229910000967 As alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- QDWJUBJKEHXSMT-UHFFFAOYSA-N boranylidynenickel Chemical compound [Ni]#B QDWJUBJKEHXSMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007514 turning Methods 0.000 description 2
- 238000010313 vacuum arc remelting Methods 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 1
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
-
- 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%
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/10—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of nickel or cobalt or alloys based thereon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Insertion Pins And Rivets (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, а именно к сплавам на основе никеля, способным выдерживать сверхвысокие температуры. Предложен сплав на основе никеля, содержащий, мас.%: вплоть до примерно 0,10 углерода; от примерно 12 до примерно 20 хрома; вплоть до примерно 4 молибдена; вплоть до примерно 6 вольфрама, при этом сумма содержаний молибдена и вольфрама составляет, по меньшей мере, примерно 2 и не более примерно 8; от примерно 5 до примерно 12 кобальта; вплоть до примерно 14 железа; от примерно 4 до примерно 8 ниобия; от примерно 0,6 до примерно 2,6 алюминия; от примерно 0,4 до примерно 1,4 титана; от примерно 0,003 до примерно 0,03 фосфора; от примерно 0,003 до примерно 0,015 бора; никель и случайные примеси. Сумма атомного процентного содержания алюминия и атомного процентного содержания титана составляет от примерно 2 до примерно 6%, отношение атомного процентного содержания алюминия к атомному процентному содержанию титана составляет, по меньшей мере, примерно 1,5, а атомное процентное содержание алюминия плюс титана, разделенное на атомное процентное содержание ниобия, равно от примерно 0,8 до примерно 1,3. Сплав на основе никеля может быть получен в виде изделия, такого как, например, диск, лопатка, зажим, кожух или вал. Описан также способ изготовления сплава на основе никеля. 5 н. и 40 з.п. ф-лы, 12 ил., 16 табл.
Description
Область техники
Настоящее изобретение в целом относится к сплавам на основе никеля. В частности, настоящее изобретение относится к сплавам на основе никеля, которые являются доступными, способны выдерживать сверхвысокие температуры и имеют сравнимые технологические характеристики с некоторыми суперсплавами на основе никеля, такими как хорошо известный сплав 718, различные виды которого продаются компаниями Allegheny Ludlum Corporation, г.Питсбург, США, а также Allvac, г.Монро (Monroe), Северная Каролина, США, под названиями Altemp® 718 и Allvac® 718 соответственно. Настоящее изобретение также относится к способу изготовления сплава на основе никеля и изделию производства, включающему в себя сплав на основе никеля. Сплав на основе никеля в соответствии с настоящим изобретением находит применение, например, в качестве деталей газотурбинных двигателей, таких как диски, лопатки, зажимы, кожухи или валы.
Уровень техники
Улучшение эксплуатационных качеств газотурбинного двигателя в течение многих лет обуславливалось улучшением механических свойств суперсплавов на основе никеля при высокой температуре. Указанные сплавы представляют собой материалы, которые выбираются для большей части деталей газотурбинных двигателей, подвергаемых воздействию наиболее высоких рабочих температур. Такие детали газотурбинных двигателей, как, например, диски, лопатки, зажимы, кожухи и валы, изготавливаются из суперсплавов на основе никеля и должны выдерживать высокие нагрузки при очень высоких температурах в течение продолжительных периодов времени. Потребность в улучшенных суперсплавах на основе никеля привела к появлению большого количества выданных в данной области техники патентов, включая, например, патенты США №№3046108, 4371404, 4652315, 4777017, 4814023,4837384, 4981644, 5006163, 5047091, 5077004, 5104614, 5131961, 5154884, 5156808, 5403546, 5435861 и 6106767.
Во многих случаях улучшение эксплуатационных качеств достигается путем модернизации конструкционного материала деталей, то есть путем изготовления их из новых или отличающихся сплавов, имеющих улучшенные свойства (например, прочность на разрыв, усталостная долговечность до разрушения от ползучести и долговечность при малоцикловой усталости) при высоких температурах. Однако внедрение нового сплава, особенно в случае внедрения в технологию производства важной вращающейся детали газотурбинного двигателя, может оказаться длительным и дорогостоящим процессом и может потребовать нахождения компромисса между некоторыми конкурирующими характеристики.
Сплав 718 является одним из самых широко используемых суперсплавов на основе никеля и в целом описан в патенте США №3046108. Сплав 718 имеет типичный состав, указанный в нижеприведенной таблице.
| Типичный химический состав сплава 718 | |
| Элемент | Массовый процент |
| Углерод | 0,08 максимум |
| Марганец | 0,35 максимум |
| Фосфор | 0,015 максимум |
| Сера | 0,015 максимум |
| Кремний | 0,35 максимум |
| Хром | 17-21 |
| Никель | 50-55 |
| Молибден | 2,8-3,3 |
| Ниобий плюс тантал | 4,75-5,5 |
| Титан | 0,65-1,15 |
| Алюминий | 0,2-0,8 |
| Кобальт | 1 максимум |
| Бор | 0,006 максимум |
| Медь | 0,3 максимум |
| Железо | Остальное |
Широкое применение сплава 718 обусловлено несколькими его уникальными свойствами. Сплав 718 имеет высокую прочность вместе со сбалансированными свойствами сопротивления ползучести и длительной прочности вплоть до примерно 1200°F (649°С). В то время как большая часть высокопрочных суперсплавов на основе никеля приобретает прочность в результате выделения γ'-фазы, при этом основными упрочняющими элементами являются алюминий и титан, т.е. в результате выделения фазы Ni3(Al, Ti), сплав 718 упрочняется в основном за счет γ''-фазы с ниобием в качестве основного упрочняющего элемента, т.е. в результате выделения фазы Ni3Nb и небольшого количества γ'-фазы, играющей при упрочнении вторичную роль. Поскольку γ''-фаза оказывает более сильное упрочняющее действие по сравнению с γ'-фазой при одинаковых объемной доле и размере частиц, сплав 718 в целом прочнее большей части суперсплавов, упрочненных за счет выделения γ'-фазы. Кроме того, выделение γ''-фазы обеспечивает в результате хорошие, зависимые от времени пребывания при высокой температуре механические свойства, такие как сопротивление ползучести и характеристики длительной прочности. Технологические характеристики сплава 718, такие как литейные качества (жидкотекучесть), обрабатываемость в горячем состоянии и свариваемость, также являются хорошими, что обеспечивает относительно легкое изготовление изделий из сплава 718. Считается, что указанные технологические характеристики тесно связаны с низкой температурой выделения и медленной кинетикой выделения γ''-фазы, ассоциируемой со сплавом 718.
Однако при температурах свыше 1200°F (649°С) γ''-фаза имеет очень низкую термостабильность и довольно быстро превращается в более стабильную δ-фазу, которая не оказывает упрочняющего действия. В результате подобного превращения механические свойства сплава 718, такие как характеристики длительной прочности, быстро ухудшаются при температуре выше 1200°F (649°С). Поэтому применение сплава 718 обычно ограничивается температурами ниже 1200°F (649°С).
Из-за вышеописанных ограничений сплава 718 предпринималось множество попыток усовершенствовать данный сплав. В патенте США № 4981644 описан сплав, известный как сплав Rene' 220. Указанный сплав может быть использован при температуре вплоть до 1300°F (704°С), т.е. на 100°F (56°С) выше, чем сплав 718. Однако сплав Rene' 220 очень дорогой, что обусловлено по меньшей мере частично тем, что он содержит по меньшей мере 2% (как правило 3%) тантала, стоимость которого в 10-50 раз выше стоимости кобальта и ниобия. Кроме того, сплав Rene' 220 имеет относительно высокое содержание δ-фазы и всего лишь примерно 5%-ую пластичность при разрыве, что может привести к хрупкости в надрезе и низкому сопротивлению растрескиванию в результате временной усталости.
Другой суперсплав на основе никеля, известный как Waspaloy® (зарегистрированный товарный знак фирмы Pratt & Whitney Aircraft), т.е. суперсплав на основе никеля (UNS N07001), выпускаемый компанией Allvac, г.Монро, Северная Каролина, США, также широко используют для изготовления деталей авиационно-космических летательных аппаратов и газотурбинных двигателей, работающих при температурах вплоть до примерно 1500°F (816°С). Типичный состав такого суперсплава на основе никеля указан в нижеприведенной таблице.
| ТИПИЧНЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ СПЛАВА WASPALOY НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ | |
| ЭЛЕМЕНТ | мас.% |
| Углерод | 0,02-0,10 |
| Марганец | 0,1 максимум |
| Фосфор | 0,015 максимум |
| Сера | 0,015 максимум |
| Кремний | 0,15 максимум |
| Хром | 18-21 |
| Железо | 2 максимум |
| Молибден | 3,5-5,0 |
| Титан | 2,75-3,25 |
| Алюминий | 1,2-1,6 |
| Кобальт | 12-15 |
| Бор | 0,003-0,01 |
| Медь | 0,1 максимум |
| Цирконий | 0,02-0,08 |
| Никель | Баланс |
Несмотря на то, что суперсплав Waspaloy на основе никеля способен работать при более высоких температурах по сравнению со сплавом 718, он дороже сплава 718, что вызвано по меньшей мере частично повышенным содержанием легирующих элементов, таких как никель, кобальт и молибден. Кроме того, технологические характеристики, такие как обрабатываемость в горячем состоянии и свариваемость, также ниже соответствующих характеристик сплава 718 из-за упрочнения за счет γ', приводящего к более высокой стоимости производства и более ограниченной возможности ремонта детали.
Таким образом, желательно получить доступный, свариваемый, обрабатываемый в горячем состоянии сплав на основе никеля, который обладает способностью работать при более высоких температурах, чем сплав 718.
Раскрытие изобретения
В соответствии с одним из конкретных вариантов осуществления настоящего изобретения, сплав на основе никеля содержит в массовых процентах (мас.%) вплоть до примерно 0,10% углерода; от примерно 12 до примерно 20% хрома; от 0 до примерно 4% молибдена; от 0 до примерно 6% вольфрама, при этом сумма содержаний молибдена и вольфрама составляет, по меньшей мере, примерно 2% и не более примерно 8%; от примерно 5 до примерно 12% кобальта; от 0 до примерно 14% железа; от примерно 4 до примерно 8% ниобия; от примерно 0,6 до примерно 2,6% алюминия; от примерно 0,4 до примерно 1,4% титана; от примерно 0,003 до примерно 0,03% фосфора; от примерно 0,003 до примерно 0,015% бора; никель и случайные примеси. В соответствии с настоящим изобретением, атомное процентное содержание алюминия плюс титана составляет от примерно 2 до примерно 6%, отношение атомного процентного содержания алюминия к титану составляет, по меньшей мере, примерно 1,5; и сумма атомного процентного содержания алюминия плюс титана, разделенная на атомное процентное содержание ниобия, равна от примерно 0,8 до примерно 1,3. Настоящее изобретение относится к сплавам на основе никеля, отличающимся тем, что они имеют выгодные уровни содержания алюминия, титана и ниобия, выгодные уровни содержания бора и фосфора и выгодные уровни содержания железа, кобальта и вольфрама.
Настоящее изобретение также относится к изделиям производства, таким как, например, диск, лопатка, зажим, кожух или вал, изготовленным из сплава на основе никеля в соответствии с настоящим изобретением или включающим в себя указанный сплав. Изделия, полученные из сплава на основе никеля в соответствии с настоящим изобретением, могут оказаться особенно выгодными в том случае, если они служат деталями газотурбинного двигателя.
Кроме того, настоящее изобретение относится к сплаву на основе никеля, содержащему, мас.%: от 0 до примерно 0,08% углерода; от 0 до примерно 0,35% марганца; от примерно 0,03 до примерно 0,03% фосфора; от 0 до примерно 0,015% серы; от 0 до примерно 0,35% кремния; от примерно 17 до примерно 21% хрома; от примерно 50 до примерно 55% никеля; от примерно 2,8 до примерно 3,3% молибдена; от примерно 4,7 до примерно 5,5% ниобия; от 0 до примерно 1% кобальта; от примерно 0,003 до примерно 0,015% бора; от 0 до примерно 0,3% меди; при этом остальное составляют железо (обычно от примерно 12 до примерно 20%), алюминий, титан и случайные примеси, причем сумма атомного процентного содержания алюминия и атомного процентного содержания титана составляет от примерно 2 до примерно 6%, отношение атомного процентного содержания алюминия к атомному процентному содержанию титана составляет, по меньшей мере, примерно 1,5, а сумма атомного процентного содержания алюминия плюс титана, разделенная на атомное процентное содержание ниобия, равна от примерно 0,8 до примерно 1,3.
Настоящее изобретение также относится к способу изготовления сплава на основе никеля. В частности, согласно такому способу по настоящему изобретению, получают сплав на основе никеля, имеющий вышеуказанный состав в пределах настоящего изобретения, и подвергают его обработке, включая термическую обработку на твердый раствор, охлаждение и старение. Затем обработка сплава может быть продолжена до получения какого-либо изделия производства или для придания какой-либо иной желательной формы.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой график зависимости предела текучести от атомного процентного содержания алюминия плюс титана для некоторых сплавов на основе никеля, имеющих отношение атомного процентного содержания алюминия к атомному процентному содержанию титана, составляющее 3,6-4,1.
Фиг.2 представляет собой график зависимости срока службы до разрушения при нагрузке от атомного процентного содержания алюминия плюс титана для некоторых сплавов на основе никеля, имеющих отношение атомного процентного содержания алюминия к атомному процентному содержанию титана, составляющее 3,6-4,1.
Фиг.3 представляет собой график зависимости предела текучести от значений отношения атомного процентного содержания алюминия к атомному процентному титана для некоторых сплавов на основе никеля, содержащих примерно 4 атомных процента алюминия плюс титана.
Фиг.4 представляет собой график зависимости срока службы до разрушения при температуре 1300°F (704°C) и напряжении 90 ksi (от англ. strength-kilo-pounds per square inch, т.е. килофунтов на квадратный дюйм; 1 ksi = 6,894757 МПа), а также при 1250°F (677°C) и 100 ksi, от значений отношения атомного процентного содержания алюминия к атомному процентному содержанию титана для некоторых сплавов на основе никеля, содержащих примерно 4 атомных процента алюминия плюс титана.
Фиг.5 представляет собой диаграмму срока службы до разрушения при температуре 1300°F (704°C) и напряжении 80 ksi для некоторых сплавов на основе никеля, имеющих различные содержания алюминия и титана и включающих в себя примерно 5 мас.% кобальта.
Фиг.6 представляет собой диаграмму срока службы до разрушения при температуре 1300°F (704°C) и напряжении 80 ksi для некоторых сплавов на основе никеля, имеющих различные содержания алюминия и титана и включающих в себя примерно 9 мас.% кобальта.
Фиг.7 представляет собой график зависимости срока службы до разрушения от содержания фосфора для некоторых сплавов на основе никеля, содержащих примерно 1,45 мас.% алюминия и примерно 0,65 мас.% титана.
Фиг.8 представляет собой график зависимости срока службы до разрушения при температуре 1300°F (704°C) и напряжении 80 ksi от содержания фосфора для некоторых сплавов на основе никеля, содержащих примерно 10 мас.% железа, примерно 9 мас.% кобальта, примерно 1,45 мас.% алюминия и примерно 0,65 мас.% титана.
Фиг.9 представляет собой график зависимости срока службы до разрушения при температуре 1300°F (704°C) и напряжении 90 ksi от содержания железа для некоторых сплавов на основе никеля, содержащих примерно 1,45 мас.% алюминия и примерно 0,65 мас.% титана.
Фиг.10 представляет собой график зависимости срока службы до разрушения при температуре 1300°F (704°C) и напряжении 90 ksi от содержания кобальта для некоторых сплавов на основе никеля.
Фиг.11 представляет собой график относительного сужения в процентах при исследовании на растяжение с высокой скоростью деформации в виде функции от температуры исследования для различных сплавов на основе никеля.
На Фиг.12 представлены две микрофотографии продольного разреза наплавленного валика сварного шва, полученного методом TIG-сварки (дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа), для (а) одного из вариантов осуществления настоящего изобретения и (b) сплава Waspaloy.
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
Настоящее изобретение относится к сплавам на основе никеля, содержащим выгодные количества алюминия, титана и ниобия, выгодные количества бора и фосфора, а также выгодные количества железа, кобальта и вольфрама. В соответствии с одним из конкретных вариантов осуществления настоящего изобретения, предложенный сплав на основе никеля содержит, мас.%: вплоть до примерно 0,10% углерода; от примерно 12 до примерно 20% хрома; от 0 до примерно 4% молибдена; от 0 до примерно 6% вольфрама, при этом сумма содержаний молибдена и вольфрама составляет, по меньшей мере, примерно 2% и не более примерно 8%; от примерно 5 до примерно 12% кобальта; от 0 до примерно 14% железа; от примерно 4 до примерно 8% ниобия; от примерно 0,6 до примерно 2,6% алюминия; от примерно 0,4 до примерно 1,4% титана; от примерно 0,003 до примерно 0,03% фосфора; от примерно 0,003 до примерно 0,015% бора; никель и случайные примеси. В соответствии с настоящим изобретением, атомное процентное содержание алюминия плюс титана составляет от примерно 2 до примерно 6%, отношение атомных процентных содержаний алюминия к титану составляет, по меньшей мере, примерно 1,5; и сумма атомного процентного содержания алюминия плюс титана, разделенная на атомное процентное содержание ниобия, равна от примерно 0,8 до примерно 1,3.
Одним из признаков различных вариантов сплава на основе никеля по настоящему изобретению является то, что содержание алюминия, титана и/или ниобия и их относительное соотношение могут быть подобраны таким образом, чтобы обеспечить выгодные термостойкость микроструктуры и механические свойства, особенно прочность на разрыв и предел ползучести, при высокой температуре. Содержания алюминия и титана в сплаве по настоящему изобретению в сочетании с содержанием ниобия, безусловно, приводят к тому, что сплав упрочняется за счет фаз γ'+γ'', при этом доминантной упрочняющей фазой является содержащая ниобий γ'-фаза. В отличие от типичного сочетания относительно высокого содержания титана и относительно низкого содержания алюминия, принятого в некоторых других суперсплавах на основе никеля, автор настоящего изобретения полагает, что сравнительно высокое отношение атомного процентного содержания алюминия к атомному процентному содержанию титана в сплаве по настоящему изобретению повышает термостойкость сплава, что является важным фактором для сохранения хороших механических свойств, таких как длительная прочность при нагрузке, после продолжительных периодов воздействия высоких температур.
Другим признаком вариантов осуществления настоящего изобретения является то, каким образом используются бор и фосфор. При добавлении фосфора и бора в количествах, указанных для сплава по настоящему изобретению, сопротивление сплавов ползучести и сопротивление разрушению при нагрузке может быть повышено без существенного отрицательного воздействия на прочность при растяжении и пластичность. Автор настоящего изобретения заметил, что варьирование содержаний фосфора и бора представляется относительно недорогим способом улучшения механических свойств суперсплава на основе никеля.
Следующим признаком различных вариантов осуществления настоящего изобретения является использование таких количеств железа и кобальта, которые обеспечивают высокую прочность, высокое сопротивление ползучести/разрушению при нагрузке, высокую термостойкость (жаростойкость) и хорошие технологические характеристики при относительно минимальном повышении стоимости исходных материалов. Во-первых, оказывается, что кобальт способен изменять кинетику выделения и роста обеих фаз γ' и γ'', делая данные выделения более тонкодисперсными и более устойчивыми к росту при относительно высоких температурах. Также полагают, что кобальт снижает энергию дефектов упаковки, тем самым затрудняя движение дислокации и улучшая длительную прочность при нагрузке. Во-вторых, полагают, что при регулировании содержания железа в рамках оптимального интервала срок службы сплава до разрушения при нагрузке может быть увеличен без существенного снижения его прочности.
Очередной признак вариантов осуществления настоящего изобретения заключается в добавлении молибдена и вольфрама в количествах, которые улучшают механические свойства сплавов. Полагают, что при добавлении молибдена и вольфрама в количествах согласно настоящему изобретению, т.е., по меньшей мере, примерно 2 мас.% и не более примерно 8 мас.%, свойства прочности при растяжении, сопротивления ползучести/разрушению при нагрузке и термостойкость сплава улучшаются.
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, количества алюминия и титана в сплаве 718 регулируют таким образом, чтобы улучшить способность указанного суперсплава выдерживать высокие температуры. Автор настоящего изобретения приготовил ряд сплавов для изучения влияния баланса алюминия и титана на механические свойства и термостойкость сплава 718. Составы сплавов приведены в таблице 1. Из данной таблицы следует, что плавки 2 и 5 содержат алюминий и титан в количествах, соответствующих типичному составу сплава 718, в то время как в остальных плавках содержание по меньшей мере одного из алюминия и титана находится вне типичного состава сплава 718.
| Таблица 1 | |||||||||||||
| ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ИССЛЕДУЕМЫХ СПЛАВОВ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ВЛИЯНИЯ АЛЮМИНИЯ И ТИТАНА | |||||||||||||
| Плавка | Al/Ti | Al+Ti | Химический состав (мас.%) | ||||||||||
| (ат.%) | (ат.%) | C | Mo | W | Cr | Co | Fe | Nb | Ti | Al | P | B | |
| 1 | 3,97 | 1,5 | 0,025 | 2,88 | <0,01 | 17,9 | 0,01 | 18,0 | 5,42 | 0,29 | 0,54 | 0,0060 | 0,0040 |
| 2 | 0,96 | 1,5 | 0,028 | 2,89 | <0,01 | 17,9 | <0,01 | 18,1 | 5,39 | 0,65 | 0,35 | 0,0064 | 0,0047 |
| 3 | 0,23 | 1,5 | 0,027 | 2,88 | <0,01 | 17,9 | <0,01 | 18,1 | 5,42 | 1,00 | 0,14 | 0,0070 | 0,0035 |
| 4 | 3,64 | 2,25 | 0,026 | 2,88 | <0,01 | 18,1 | <0,01 | 17,8 | 5,37 | 0,41 | 0,84 | 0,0050 | 0,0046 |
| 5 | 0,93 | 2,25 | 0,031 | 2,9 | <0,01 | 17,8 | <0,01 | 18,1 | 5,47 | 0,99 | 0,52 | 0,0070 | 0,0060 |
| 6 | 0,24 | 2,25 | 0,026 | 2,89 | <0,01 | 17,9 | <0,01 | 18,0 | 5,42 | 1,49 | 0,20 | 0,0070 | 0,0040 |
| 7 | 3,62 | 3,15 | 0,030 | 2,90 | <0,01 | 18,0 | <0,01 | 18,0 | 5,40 | 0,51 | 1,04 | 0,0063 | 0,0043 |
| 8 | 1,74 | 3,15 | 0,033 | 2,88 | <0,01 | 17,9 | <0,01 | 17,8 | 5,42 | 0,99 | 0,99 | 0,0070 | 0,0050 |
| 9 | 0,91 | 3,15 | 0,028 | 2,88 | <0,01 | 17,8 | <0,01 | 17,7 | 5,46 | 1,34 | 0,69 | 0,0090 | 0,0040 |
| 10 | 15,5 | 4,00 | 0,030 | 2,88 | <0,01 | 18,0 | <0,01 | 18,2 | 5,37 | 0,20 | 1,71 | 0,0060 | 0,0040 |
| 11 | 4,09 | 4,00 | 0,032 | 2,88 | <0,01 | 18,0 | <0,01 | 18,1 | 5,42 | 0,65 | 1,47 | 0,0060 | 0,0040 |
| 12 | 3,74 | 4,00 | 0,026 | 2,90 | <0,01 | 17,7 | 0,02 | 17,7 | 5,32 | 0,68 | 1,38 | 0,0060 | 0,0040 |
| 13 | 1,58 | 4,00 | 0,028 | 2,90 | <0,01 | 17,8 | <0,01 | 17,9 | 5,45 | 1,23 | 1,12 | 0,0090 | 0,0050 |
| 14 | 0,99 | 4,00 | 0,028 | 2,88 | <0,01 | 18,0 | <0,01 | 17,9 | 5,37 | 1,68 | 0,95 | 0,0060 | 0,0050 |
| 15 | 0,25 | 4,00 | 0,028 | 2,90 | <0,01 | 18,0 | <0,01 | 18,1 | 5,40 | 2,64 | 0,37 | 0,0050 | 0,0050 |
| 16 | 0,06 | 4,00 | 0,026 | 2,91 | <0,01 | 18,1 | <0,01 | 18,2 | 5,40 | 3,01 | 0,23 | 0,0060 | 0,0040 |
Механические свойства приведены в таблице 2. Во всех таблицах «UTS» обозначает предел прочности при растяжении (от англ. «ultimate tensile strength»), «YS» обозначает предел текучести (от англ. «yield strength»), «El» обозначает относительное удлинение (от англ. «elongation»), a RA обозначает относительное сужение (от англ. «reduction of area»). Все сплавы были получены методами вакуумной индукционной плавки (VIM от англ. «vacuum induction melting») и вакуумного дугового переплава (VAR от англ. «vacuum arc remelting»), хорошо известными рядовым специалистам в данной области техники. Метод VAR применяли для превращения 50-фунтовых VIM-плавок в 4-дюймовые круглые слитки или в некоторых случаях 300-фунтовых VIM-плавок в 8-дюймовые слитки. Слитки гомогенизировали при 2175°F (1191°C) в течение 16 часов. Гомогенизированные слитки затем подвергали ковке до заготовок размером 2 дюйма на 2 дюйма, которые затем прокатывали в полосы размером ¾ дюйма. Образцы заготовок для исследований вырезали из прокатанных брусков и подвергали термической обработке, применяя типичный для сплава 718 способ термической обработки (т.е. обработка на твердый раствор при 1750°F (954°C) в течение 1 часа, охлаждение на воздухе до комнатной температуры, старение при 1325°F (718°С) в течение 8 часов, охлаждение в печи со скоростью 100°F (56°C) в час до 1150°F (621°C), старение при 1150°F (621°C) в течение 8 часов, а затем охлаждение на воздухе до комнатной температуры).
Размер зерен всех исследуемых сплавов после тепловой обработки был в диапазоне размера зерен по ASTM от 9 до 11. Для определения термостойкости исследуемых сплавов (т.е. способности сохранять механические свойства после термического воздействия в течение относительно продолжительного периода времени) сплавы непосредственно после термической обработки (обозначены в таблицах как «As-HT») подвергали дальнейшей термической обработке (обозначена в таблицах как «HT») при 1300°F (704°С) в течение 1000 часов. Тесты на растяжение при комнатной температуре и повышенных температурах осуществляли в соответствии с ASTM E8 и ASTM E21. Испытания на разрушение при нагрузке (т.е. длительную прочность) при различных температурах и сочетаниях напряжений осуществляли в соответствии с ASTM Е292, используя образец 5 (CSN-надрез радиусом 0,0075).
| Таблица 2 | |||||||||||||||
| ВЛИЯНИЕ СОДЕРЖАНИЯ АЛЮМИНИЯ И ТИТАНА НА ТЕРМОСТОЙКОСТЬ | |||||||||||||||
| Плавка | Al/Ti (ат.%) | Al+Ti (ат.%) | Условия термической обработки | Свойства при растяжении | Разрушение при нагрузке | ||||||||||
| 68°F (20°C) | 1200°F (649°C) | 1250°F (677°C)/100 ksi | 1300°F (704°C)/90 ksi | ||||||||||||
| UTS (ksi) | YS (ksi) | El (%) | RA (%) | UTS (ksi) | YS (ksi) | El (%) | RA (%) | Срок службы (часы) | El (%) | Срок службы (часы) | El (%) | ||||
| 1 | 3,97 | 1,5 | As-HT | 203,2 | 168,5 | 24,2 | 48,0 | 167,3 | 143,1 | 28,5 | 65,6 | 18,8 | 30,5 | 10,7 | 32,0 |
| HT+1300°F | 155,5 | 87,8 | 39,9 | 44,9 | 115,6 | 71,5 | 53,7 | 74,9 | 0,3 | 42,9 | 0,2 | 49,4 | |||
| (704°C)/1000 ч | R=0,77 | R=0,52 | R=0,69 | R=0,50 | R=0,02 | R=0,02 | |||||||||
| 2 | 0,96 | 1,5 | As-HT | 210,1 | 172,9 | 24,3 | 42,5 | 171,2 | 145,8 | 30,6 | 71,3 | 21,0 | 33,5 | 9,2 | 36.5 |
| HT+1300°F | 169,9 | 109,2 | 26,6 | 47,6 | 123,8 | 90,0 | 45,8 | 79,0 | 0,25 | 39,5 | 0,2 | 43,5 | |||
| (704°C)/1000 ч | R=0,81 | R=0,63 | R=0,72 | R=0,62 | R=0,01 | R=0,02 | |||||||||
| 3 | 0,23 | 1,5 | As-HT | 211,2 | 169,3 | 21,4 | 40,2 | 171,2 | 149,2 | 33,8 | 71,4 | 21,0 | 33,5 | 9,2 | 36,5 |
| HT+1300°F | 167,3 | 107,4 | 26,9 | 38,3 | 121,6 | 85,9 | 46,0 | 75,4 | 0,2 | 38,9 | 0,1 | 44,3 | |||
| (704°C)/1000 ч | R=0,79 | R=0,64 | R=0,71 | R=0,58 | R=0,01 | R=0,01 | |||||||||
| 4 | 36,4 | 2,25 | As-HT | 206,8 | 163,8 | 24,3 | 44,4 | 172,4 | 140,1 | 26,3 | 62,4 | 38,4 | 27,5 | 20,3 | 33,5 |
| HT+1300°F | 176,2 | 107,7 | 19,9 | 21,2 | 130,5 | 85,9 | 51,1 | 75,2 | 0,8 | 53,1 | 0,5 | 53,7 | |||
| (704°C)/1000 ч | R=0,85 | R=0,66 | R=0,76 | R=0,61 | R=0,02 | R=0,03 | |||||||||
| 5 | 0,93 | 2,25 | As-HT | 214,4 | 174,6 | 23,0 | 40,6 | 175,0 | 150,6 | 30,9 | 64,7 | 37,0 | 34,9 | 11,3 | 36,2 |
| HT+1300°F | 168,2 | 101,2 | 17,8 | 24.1 | 125,1 | 77,3 | 33,9 | 73,5 | 0,7 | 40,3 | 0,3 | 39,0 | |||
| (704°C)/1000 ч | R=0,79 | R=0,58 | R=0,71 | R=0,51 | R=0,02 | R=0,03 | |||||||||
| 6 | 0,24 | 2,25 | As-HT | 217,3 | 175,5 | 18,7 | 37,3 | 176,0 | 149,1 | 24,4 | 49,3 | 28,5 | 27,0 | 16,7 | 30,0 |
| HT+1300°F | 164,1 | 97,1 | 15,7 | 15,7 | 120,2 | 75,0 | 47,4 | 72,6 | 0,5 | 40,7 | 0,2 | 40,7 | |||
| (704°C)/1000 ч | R=0,76 | R=0,55 | R=0,68 | R=0,50 | R=0,02 | R=0,01 | |||||||||
| 7 | 3,62 | 3,15 | As-HT | 215,7 | 166,8 | 23,4 | 44,3 | 175,1 | 139,1 | 25,2 | 50,1 | 48,6 | 35,0 | 8,7 | 39,0 |
| HT+1300°F | 203,1 | 153,6 | 14,0 | 18.1 | 162,6 | 127,3 | 39,5 | 75,4 | 14,0 | 35,0 | 2,6 | 41,9 | |||
| (704°C)/1000 ч | R=0,94 | R=0,92 | R=0,93 | R=0,91 | R=0,29 | R=0,30 | |||||||||
| 8 | 1,74 | 3,15 | As-HT | 219,4 | 171,1 | 22,9 | 38,3 | 176,6 | 145,9 | 33,2 | 54,2 | 23,4 | 38,7 | 9,7 | 37,3 |
| HT+1300°F | 205,7 | 154,4 | 9,0 | 9,6 | 164,4 | 129,0 | 42,5 | 72,9 | 4,3 | 40,4 | 2,4 | 41,0 | |||
| (704°C)/1000 ч | R=0,94 | R=0,90 | R=0,93 | R=0,88 | R=0,18 | R=0,25 | |||||||||
| 9 | 0,91 | 3,15 | As-HT | 219,4 | 173,9 | 27,1 | 37,7 | 184,0 | 154,4 | 27,4 | 65,7 | 24,4 | 40,9 | 11,8 | 35,1 |
| HT+1300°F | 210,7 | 156,0 | 11,4 | 14,1 | 167,3 | 133,4 | 31,0 | 69,3 | 4,4 | 38,5 | 2,1 | 47,7 | |||
| (704°C)/1000 ч | R=0,96 | R=0,89 | R=0,91 | R=0,86 | R=0,18 | R=0,18 | |||||||||
| 10 | 15,5 | 4,00 | As-HT | 204,0 | 146,4 | 27,4 | 48,8 | 165,9 | 121,3 | 29,7 | 45,5 | 28,3 | 31,0 | 10,3 | 33,0 |
| HT+1300°F | 194,5 | 137,6 | 12,2 | 13,8 | 163,2 | 117,2 | 39,7 | 66,0 | 9,9 | 45,4 | 6,7 | 39,1 | |||
| (704°C)/1000 ч | R=0,95 | R=0,94 | R=0,98 | R=0,97 | R=0,35 | R=0,65 | |||||||||
| 11 | 4,09 | 4,00 | As-HT | 212,6 | 160,0 | 25,5 | 43,4 | 177,5 | 138,9 | 25,7 | 34,6 | 44,4 | 33,0 | 23,5 | 37,5 |
| HT+1300°F | 209,3 | 153,1 | 14,4 | 13,8 | 175,6 | 129,6 | 31,6 | 66,0 | 10,2 | 34,9 | 7,8 | 37,7 | |||
| (704°C)/1000 ч | R=0,98 | R=0,96 | R=0,99 | R=0,93 | R=0,23 | R=0,33 | |||||||||
| 12 | 3,74 | 4,00 | As-HT | 213,1 | 156,5 | 26,4 | 48,3 | 174,6 | 133,6 | 26,2 | 35,9 | 41,1 | 37,9 | 23,6 | 34,8 |
| HT+1300°F | 212,3 | 161,5 | 15,2 | 17,9 | 170,6 | 134,5 | 33,6 | 68,5 | 8,9 | 40,6 | 7,0 | 40,7 | |||
| (704°C)/1000 ч | R=1 | R>1 | R=0,98 | R>1 | R=0,22 | R=0,30 | |||||||||
| 13 | 1,58 | 4,00 | As-HT | 214,6 | 162,7 | 17,4 | 23,4 | 168,1 | 131,5 | 38,1 | 71,7 | 22,0 | 37,9 | 8,8 | 35,3 |
| HT+1300°F | 207,9 | 156,5 | 7,8 | 8,5 | 161,3 | 122,5 | 35,0 | 73,9 | 4,4 | 43,4 | 2,9 | 45,8 | |||
| (704°C)/1000 ч | R=0,97 | R=0,96 | R=0,96 | R=0,89 | R=0,20 | R=0,33 | |||||||||
| 14 | 0,99 | 4,00 | As-HT | 211,4 | 164,5 | 11,4 | 12,4 | 171,3 | 133,8 | 25,0 | 48,6 | 17,4 | 33,0 | 6,1 | 38,0 |
| HT+1300°F | 183,5 | 133,5 | 5,4 | 7,0 | 147,5 | 107,0 | 42,1 | 60,1 | 1,4 | 49,3 | 0,7 | 40,4 | |||
| (704°C)/1000 ч | R=0,87 | R=0,81 | R=0,86 | R=0,80 | R=0,08 | R=0,11 | |||||||||
| 15 | 0,25 | 4,00 | As-HT | 214,9 | 167,9 | 12,0 | 15,4 | 174,0 | 143,5 | 27,6 | 69,3 | 4,7 | 36,0 | 2,4 | 30,8 |
| HT+1300°F | 164,9 | 133,7 | 2,0 | 4,7 | 139,7 | 96,3 | 38,5 | 77,0 | 0,5 | 37,0 | 0,4 | 44,7 | |||
| (704°C)/1000 ч | R=0,77 | R=0,80 | R=0,80 | R=0,67 | R=0,11 | R=0,17 | |||||||||
| 16 | 0,06 | 4,00 | As-HT | 225,4 | 195,0 | 5,6 | 6,3 | 178,2 | 157,6 | 32,3 | 68,5 | 2,6 | 41,5 | 1,1 | 46,0 |
| HT+1300°F | 182,0 | 143,2 | 3,1 | 0,6 | 135,3 | 100,6 | 58,5 | 81,0 | 0,4 | 42,0 | - | - | |||
| (704°C)/1000 ч | R=0,81 | R=0,73 | R=0,76 | R=0,64 | R=0,185 | ||||||||||
Данные, приведенные в таблице 2, представлены в виде графиков на фиг.1-4.
Как следует из фиг.1 и 2, свойства по разрушению при нагрузке исследуемых сплавов улучшаются по мере повышения содержания (Al+Ti), а следовательно, и содержания γ'. Улучшение было наиболее резким вплоть до (Al+Ti)=3,0. Как следует из таблицы 2, термостойкость, определяемая как отношение механических свойств сплава непосредственно после термической обработки (as-HT) к механическим свойствам сплава после 1000 часов теплового воздействия при 1300°F (704°С) (степень сохранения свойств, R), также улучшается при повышении содержания (Al+Ti). Однако применимый верхний предел содержаний алюминия и титана ограничен по технологическим соображениям. В частности, слишком высокие уровни содержания алюминия и титана оказывают отрицательное влияние на обрабатываемость и свариваемость. Таким образом, оказалось желательным поддерживать содержание алюминия плюс титана в случае обрабатываемого в горячем состоянии и свариваемого сплава на основе никеля между примерно 2 и примерно 6 атомными процентами, либо, в некоторых случаях, между примерно 2,5 и 5 атомными процентами или между примерно 3 и 4 атомными процентами.
Обращаясь теперь к фиг.3, можно увидеть, что отношение атомного процентного содержания алюминия к атомному процентному содержанию титана также оказывается влияющим на механические свойства и термостойкость исследуемых сплавов. В частности, более низкое отношение алюминия к титану приводит в результате к более высокому пределу текучести сплавов в состоянии непосредственно после термической обработки. Однако, как следует из фиг.4, более высокие отношения атомного процентного содержания алюминия к атомному процентному содержанию титана оказываются улучшающими срок службы исследуемых сплавов до разрушения при нагрузке, при этом пик на кривой срока службы до разрушения при нагрузке наблюдается при отношении атомного процентного содержания алюминия к атомному процентному содержанию титана, составляющему от примерно 3 до 4. Из указанных фигур и таблицы 2 следует, что более высокие отношения атомного процентного содержания алюминия к атомному процентному содержанию титана в целом улучшают термостойкость исследуемых сплавов. В результате, несмотря на то, что в сплавах типа сплава 718 обычно используется низкое отношение алюминия к титану по соображениям прочности, такие составы не представляются благоприятными с точки зрения срока службы до разрушения при нагрузке или термостойкости. Применяемый предел атомного процентного содержания алюминия к атомному процентному содержанию титана обычно ограничен желаемыми характеристиками высокой прочности и обрабатываемости, такими как обрабатываемость в горячем состоянии или свариваемость. Предпочтительно, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, отношение атомных процентных содержаний алюминия к титану составляет, по меньшей мере, примерно 1,5, либо, в некоторых случаях, между примерно 2 и примерно 4 или между примерно 3 и примерно 4.
Было также измерено влияние варьирования отношения атомного процентного содержания алюминия к атомному процентному содержанию титана в сплавах, имеющих составы по фосфору, бору, железу, ниобию, кобальту и вольфраму в пределах различных вариантов осуществления настоящего изобретения. Составы исследованных сплавов перечислены в таблице 3.
| Таблица 3 | |||||||||||
| ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ИССЛЕДУЕМЫХ СПЛАВОВ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ВЛИЯНИЯ АЛЮМИНИЯ И ТИТАНА | |||||||||||
| Плавка | Химический состав (мас.%) | ||||||||||
| C | Mo | W | Cr | Co | Fe | Nb | Ti | Al | P | B | |
| ГРУППА 1: 5% Со | |||||||||||
| 1 | 0,029 | 2,91 | <0,01 | 17,9 | 4,98 | 9,96 | 5,34 | 0,98 | 0,55 | 0,018 | 0,009 |
| 2 | 0,026 | 2,90 | <0,01 | 17,9 | 4,97 | 10,0 | 5,31 | 0,65 | 1,41 | 0,017 | 0,009 |
| 3 | 0,028 | 2,86 | <0,01 | 17,9 | 4,96 | 10,2 | 5,31 | 0,99 | 1,40 | 0,018 | 0,009 |
| ГРУППА 2: 9% Со, 1% W | |||||||||||
| 4 | 0,032 | 2,89 | 0,89 | 17,9 | 9,16 | 9,93 | 5,40 | 0,46 | 0,90 | 0,008 | 0,005 |
| 5 | 0,026 | 2,89 | 1,06 | 17,8 | 8,90 | 9,86 | 5,51 | 1,03 | 0,53 | 0,008 | 0,004 |
| 6 | 0,028 | 2,89 | 1,01 | 17,9 | 9,12 | 9,98 | 5,38 | 0,56 | 1,20 | 0,009 | 0,005 |
| 7 | 0,030 | 2,88 | 1,00 | 17,9 | 8,94 | 9,95 | 5,35 | 1,64 | 0,93 | 0,008 | 0,003 |
| 8 | 0,031 | 2,88 | 1,02 | 17,4 | 8,90 | 9,92 | 5,47 | 0,64 | 1,45 | 0,007 | 0,005 |
Механические свойства образцов сплавов, перечисленных в таблице 3, приведены в таблице 4. Исследуемые образцы, перечисленные в таблицах 3 и 4, получали, подвергали термической обработке и исследовали таким же образом, как было описано выше для таблиц 1 и 2.
| Таблица 4 | ||||||||||||||||
| ВЛИЯНИЕ УРОВНЕЙ СОДЕРЖАНИЯ АЛЮМИНИЯ И ТИТАНА НА ТЕРМОСТОЙКОСТЬ ИССЛЕДУЕМЫХ СПЛАВОВ | ||||||||||||||||
| Плавка | Ti (мас.%) | Al (мас.%) | Al+Ti (ат.%) | Al/Ti (ат.%) | Условия термичной обработки | Свойства при растяжении | Разрушение при нагрузке | |||||||||
| 68°F (20°C) | 1300°F (704°C) | 1300°F (704°C)/100 ksi | ||||||||||||||
| UTS (ksi) | YS (ksi) | El (%) | RA (%) | UTS (ksi) | YS (ksi) | El (%) | RA (%) | Срок службы (часы) | El (%) | |||||||
| ГРУППА 1: 5% Со | ||||||||||||||||
| 1 | 0,98 | 0,55 | 2,38 | 1,00 | As-HT | 216,6 | 164,3 | 25,9 | 43,9 | 147,1 | 122,6 | 30,1 | 36,0 | 62,6 | 40,0 | |
| HT+1300°F | 192,4 | 135,5 | 21,2 | 25,8 | 120,5 | 99,7 | 54,4 | 80,1 | 6,9 | 53,7 | ||||||
| (704°C)/1000 ч | R=0,89 | R=0,82 | R=0,82 | R=0,81 | R=0,11 | |||||||||||
| 2 | 0,65 | 1,41 | 3,80 | 3,85 | As-HT | 209,2 | 152,8 | 27,9 | 53,5 | 164,1 | 126,8 | 18,9 | 22,6 | 166,5 | 32,5 | |
| HT+1300°F | 202,7 | 142,6 | 26,4 | 41,8 | 151,5 | 126,9 | 37,6 | 60,3 | 77,3 | 42,0 | ||||||
| (704°C)/1000 ч | R=0,97 | R=0,93 | R=0,92 | R=1 | R=0,46 | |||||||||||
| 3 | 0,99 | 1,40 | 4,18 | 2,51 | As-HT | 222,4 | 166,8 | 10,1 | 9,4 | 157,7 | 131,9 | 40,0 | 72,9 | 29,7 | 51,7 | |
| HT+1300°F | 205,7 | 145,1 | 10,8 | 14,2 | 129,4 | 104,1 | 56,3 | 83,3 | 3,6 | 50,2 | ||||||
| (704°C)/1000 ч | R=0,92 | R=0,87 | R=0,82 | R=0,79 | R>1 | R=0,12 | ||||||||||
| ГРУППА 2: 9% Со, 1% W | ||||||||||||||||
| 4 | 0,46 | 0,90 | 2,51 | 3,48 | As-HT | 191,3 | 130,7 | 36,8 | 53,4 | 133,7 | 100,3 | 19,1 | 18,2 | 114,0 | 17,9 | |
| HT+1300°F | 179,5 | 114,4 | 34,2 | 53,6 | 135,2 | 101,0 | 29,2 | 28,8 | 123,7 | 40,8 | ||||||
| (704°C)/1000 ч | R=0,94 | R=0,88 | R>1 | R>1 | R>1 | |||||||||||
| 5 | 1,03 | 0,53 | 2,42 | 0,92 | As-HT | 206,7 | 150,8 | 27,9 | 41,8 | 146,6 | 118,1 | 18,1 | 21,7 | 97,0 | 28,2 | |
| HT+1300°F | 195,1 | 135,9 | 26,9 | 36,4 | 143,1 | 120,3 | 30,4 | 35,8 | 87,9 | 33,4 | ||||||
| (704°C)/1000 ч | R=0,93 | R=0,90 | R=0,98 | R>1 | R=0,91 | |||||||||||
| 6 | 0,56 | 1,20 | 3,27 | 3,81 | As-HT | 203,6 | 144,8 | 32,5 | 53,3 | 140,4 | 111,6 | 14,0 | 15,0 | 141,4 | 42,3 | |
| HT+1300°F | 189,7 | 126,9 | 32,2 | 50,8 | 148,0 | 115,1 | 21,4 | 25,8 | 177,4 | 26,6 | ||||||
| (704°C)/1000 ч | R=0,93 | R=0,88 | R>1 | R>1 | R>1 | |||||||||||
| 7 | 1,64 | 0,93 | 4,01 | 1,00 | As-HT | 200,8 | 130,0 | 15,9 | 14,4 | 146,4 | 100,1 | 33,2 | 44,7 | 58,9 | 39,8 | |
| HT+1300°F | 187,6 | 124,9 | 13,6 | 11,2 | 137,0 | 97,9 | 47,5 | 76,3 | 30,3 | 39,9 | ||||||
| (704°C)/1000 ч | R=0,93 | R=0,96 | R=0,94 | R=0,97 | R=0,51 | |||||||||||
| 8 | 0,64 | 1,45 | 3,92 | 3,96 | As-HT | 210,1 | 147,5 | 26,8 | 40,9 | 151,6 | 119,0 | 13,7 | 14,7 | 115,0 | 36,0 | |
| HT+1300°F | 204,9 | 140,0 | 26,8 | 35,2 | 151,7 | 121,7 | 21,8 | 23,1 | 176,3 | 50,8 | ||||||
| (704°C)/1000 ч | R=0,98 | R=0,95 | R>1 | R>1 | R>1 | |||||||||||
Данные, указанные в таблице 4, представлены в виде диаграмм на фиг.5 и 6, из которых следует, что плавка 2 из таблицы 3, которая содержала 1,41% алюминия и 0,65% титана и имела самое высокое отношение алюминия к титану (примерно 3,85 в расчете на атомные проценты), демонстрировала наиболее благоприятные свойства разрушения при нагрузке и более высокую степень сохранения, т.е. R, у сплавов из таблицы 3, содержащих 5 мас.% кобальта (плавки 1-3). Подобная тенденция наблюдается у сплавов, содержащих 9 мас.% кобальта (плавки 4-8). Конкретно, из таблицы 4 и фиг.6 очевидно, что плавки 4, 6 и 8, имеющие более высокие отношения алюминия к титану, демонстрируют лучшие свойства разрыва при нагрузке, чем плавки 5 и 7. Таким образом, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, сплав на основе никеля может включать в себя от примерно 0,9 до примерно 2,0 мас.% алюминия и/или от примерно 0,45 до примерно 1,4 мас.% титана. Альтернативно, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, сплав на основе никеля может включать в себя от примерно 1,2 до примерно 1,5 мас.% алюминия и/или от 0,55 до примерно 0,7 мас.% титана.
Был также получен ряд сплавов для исследования влияния фосфора и бора, содержащихся в количествах в соответствии с настоящим изобретением. Были получены две группы сплавов, представленных в таблице 5. Сплавы группы 1 были получены для исследования влияния изменений в количествах фосфора и бора при содержаниях алюминия и титана, заданных на уровне примерно 1,45 мас.% для алюминия и 0,65 мас.% для титана. Сплавы группы 2 были получены для исследования влияния фосфора и бора в сплавах с уровнями содержания железа и кобальта, отрегулированными в количествах согласно настоящему изобретению.
| Таблица 5 | ||||||||||||
| ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ИССЛЕДУЕМЫХ СПЛАВОВ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ВЛИЯНИЯ ФОСФОРА И БОРА | ||||||||||||
| Плав- | Химический состав (мас.%) | |||||||||||
| ка | C | Mo | W | Cr | Co | Fe | Nb | Ti | Al | P | B | |
| ГРУППА 1: 1,45% Al и 0,65% Ti | ||||||||||||
| 1 | 0,032 | 2,88 | <0,01 | 18,0 | 0,02 | 17,9 | 5,31 | 0,68 | 1,41 | <0,0030 | 0,0040 | |
| 2 | 0,026 | 2,90 | <0,01 | 17,7 | 0,02 | 17,7 | 5,32 | 0,68 | 1,43 | 0,0060 | 0,0040 | |
| 3 | 0,028 | 2,91 | <0,01 | 18,0 | <0,01 | 17,9 | 5,43 | 0,66 | 1,38 | 0,0080 | 0,0040 | |
| 4 | 0,026 | 2,90 | <0,01 | 17,9 | <0,01 | 17,8 | 5,32 | 0,64 | 1,40 | 0,0160 | 0,0100 | |
| 5 | 0,030 | 2,91 | <0,01 | 18,0 | <0,01 | 17,9 | 5,42 | 0,66 | 1,40 | 0,0220 | 0,0090 | |
| ГРУППА 2: 1,45% Al, 0,65% Ti, 10% Fe и 9% Со | ||||||||||||
| 6 | 0,030 | 2,89 | <0,01 | 18,0 | 8,96 | 10,2 | 5,37 | 0,64 | 1,45 | 0,0050 | 0,0040 | |
| 7 | 0,028 | 2,87 | <0,01 | 17,8 | 8,90 | 9,95 | 5,45 | 0,65 | 1,46 | 0,0111 | 0,0041 | |
| 8 | 0,028 | 2,91 | <0,01 | 18,1 | 8,98 | 10,1 | 5,50 | 0,65 | 1,48 | 0,0150 | 0,0039 | |
| 9 | 0,027 | 2,91 | <0,01 | 18,1 | 8,99 | 10,1 | 5,51 | 0,65 | 1,47 | 0,0210 | 0,0040 | |
| 10 | 0,028 | 2,89 | <0,01 | 17,9 | 8,95 | 10,0 | 5,50 | 0,65 | 1,45 | 0,0107 | 0,0081 | |
| 11 | 0,024 | 2,90 | <0,01 | 18,0 | 9,24 | 10,1 | 5,34 | 0,65 | 1,48 | 0,0140 | 0,0073 | |
| 12 | 0,029 | 2,88 | <0,01 | 17,9 | 8,98 | 10,2 | 5,38 | 0,65 | 1,45 | 0,0180 | 0,0090 | |
Механические свойства сплавов, перечисленных в таблице 5, приведены в таблице 6. Исследуемые образцы, перечисленные в таблицах 5 и 6, получали, подвергали термической обработке и исследовали таким же образом, как и описанный выше для таблиц 1 и 2.
| Таблица 6 | ||||||||||||||
| ВЛИЯНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ФОСФОРА И БОРА НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА | ||||||||||||||
| Плавка | P, мас.% | В, мас.% | Свойства при растяжении | Разрушение при нагрузке | ||||||||||
| 68°F (20°C) | 1200°F (649°C) | 1250°F (677°C)/100 ksi | 1300°F (704°C)/90 ksi* | |||||||||||
| UTS (ksi) | YS (ksi) | El (%) | RA (%) | UTS (ksi) | YS (ksi) | El (%) | RA (%) | Срок службы (часы) | El (%) | Срок службы (часы) | El (%) | |||
| ГРУППА 1: 1,45% Al и 0,65% Ti | ||||||||||||||
| 1 | 0,003 | 0,004 | 211,3 | 157,4 | 27,1 | 49,7 | 174,9 | 136,5 | 24,1 | 27,3 | 14,2 | 29,0 | 10,9 | 20,7 |
| 2 | 0,006 | 0,004 | 213,1 | 157,2 | 26,4 | 48,3 | 174,6 | 133,6 | 26,2 | 35,9 | 41,1 | 37,9 | 17,1 | 34,8 |
| 3 | 0,008 | 0,004 | 214,8 | 164,5 | 24,6 | 44,8 | 176,6 | 140,0 | 27,8 | 43,7 | 47,3 | 35,0 | 23,6 | 46,8 |
| 4 | 0,016 | 0,009 | 212,3 | 160,1 | 26,1 | 50,8 | 177,1 | 136,9 | 28,3 | 42,4 | 97,4 | 30,7 | 24,9 | 38,2 |
| 5 | 0,022 | 0,009 | 214,1 | 166,0 | 23,5 | 43,2 | 178,3 | 142,3 | 24,5 | 31,5 | 29,7 | 43,7 | 17,7 | 42,3 |
| ГРУППА 2: 1,45% Al, 0,65% Ti, 10% Fe и 9% Со | ||||||||||||||
| 6 | 0,005 | 0,004 | 217,9 | 162,1 | 25,5 | 43,8 | 191,2 | 140,5 | 22,3 | 30,2 | 107,0 | 39,5 | 67,7 | 47,4 |
| 7 | 0,012 | 0,004 | 225,6 | 169,5 | 23,4 | 33,8 | 196,7 | 144,1 | 28,8 | 54,2 | 172,5 | 28,0 | 129,5 | 35,5 |
| 8 | 0,015 | 0,004 | 217,0 | 179,5 | 24,8 | 38,4 | 193,5 | 144,9 | 27,6 | 38,9 | 196,0 | 37,0 | 214,0 | 39,5 |
| 9 | 0,021 | 0,004 | 218,9 | 160,5 | 25,8 | 38,6 | 194,2 | 139,6 | 25,7 | 30,5 | 145,1 | 29,5 | 188,0 | 37,5 |
| 10 | 0,011 | 0,008 | 215,1 | 154,9 | 26,0 | 39,3 | 191,4 | 134,5 | 26,5 | 37,9 | 206,0 | 41,0 | 141,5 | 41,0 |
| 11 | 0,014 | 0,0073 | 218,5 | 161,5 | 26,7 | 44,3 | 189,8 | 136,6 | 26,6 | 39,2 | 307,0 | 33,0 | 255,0 | 41,0 |
| 12 | 0,018 | 0,010 | 216,1 | 160,4 | 26,4 | 47,5 | 189,9 | 139,7 | 22,6 | 27,3 | 338,0 | 31,0 | 263,8 | 38,7 |
| * - Исследуемая нагрузка (механическое напряжение) для сплавов группы 2 составляла 80 ksi при 1300°F (704°С). | ||||||||||||||
Данные, приведенные в таблице 6, представлены в виде графиков на фиг.7 и 8. Как следует из таблицы 6 и фиг.7 и 8, содержание фосфора оказывает существенное влияние на свойства разрушения при нагрузке. Например, наблюдается существенное различие срока службы до разрушения при нагрузке между плавкой 1 из таблицы 6, которая имеет содержание фосфора за пределами интервала от примерно 0,003% до примерно 0,03% по настоящему изобретению, и остальными плавками в таблице 6, которые имеют содержания фосфора в пределах интервала по настоящему изобретению. Оказывается также, что имеется интервал содержания фосфора, в котором срок службы до разрушения при нагрузке является оптимальным. Данный интервал составляет от примерно 0,01 до примерно 0,02 мас.% фосфора. Все исследуемые плавки из таблицы 6 содержат бор в количествах, находящихся в интервале от примерно 0,003 до примерно 0,015% по настоящему изобретению. Таким образом, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, сплав на основе никеля может включать в себя от примерно 0,005 до примерно 0,025 мас.% фосфора или, альтернативно, от примерно 0,01 до примерно 0,02 мас.% фосфора. Сплав на основе никеля может включать в себя от примерно 0,004 до примерно 0,011 мас.% бора или, альтернативно, от примерно 0,006 до примерно 0,008 мас.% бора.
Были также проведены исследования по оценке влияния фосфора и бора на обрабатываемость в горячем состоянии различных вариантов сплава на основе никеля по настоящему изобретению. В пределах интервала нормальных температур ковки не было обнаружено никакого существенного влияния.
Оказалось также, что механические свойства сплавов типа сплава 718 могут быть дополнительно улучшены регулированием количеств железа и кобальта. Сплав на основе никеля, который включает в себя предпочтительные количества железа и кобальта и который обеспечивает высокие прочность, сопротивление ползучести/разрушению при нагрузке, термостойкость и технологические характеристики, входит в объем настоящего изобретения. В частности, один из аспектов настоящего изобретения касается сплава на основе никеля, включающего в себя от примерно 5 до примерно 12 мас.% кобальта (альтернативно - от примерно 5 до примерно 10% или от примерно 8,75 до примерно 9,25%) и менее 14% (альтернативно - от примерно 6 до примерно 12% или от примерно 9 до примерно 11%) железа.
Был получен ряд сплавов для исследования влияния содержания железа и кобальта на механические свойства. Составы указанных сплавов для исследований представлены в таблице 7. Указанные сплавы разделены на четыре группы на основе содержания кобальта, при этом содержание железа в каждой группе варьировали от 0 до 18 мас.% Данные сплавы были получены с содержаниями алюминия и титана, отрегулированными на уровне примерно 1,45 мас.% алюминия и 0,65 мас.% титана, как было указано выше. Содержания фосфора и бора поддерживали в пределах от примерно 0,01 до примерно 0,02 и от примерно 0,004 до примерно 0,11 мас.% соответственно.
| Таблица 7 | ||||||||||||
| ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ИССЛЕДУЕМЫХ СПЛАВОВ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ВЛИЯНИЯ ЖЕЛЕЗА И КОБАЛЬТА | ||||||||||||
| Плав- | Химический состав (мас.%) | |||||||||||
| ка | C | Mo | W | Cr | Co | Fe | Nb | Ti | Al | P | B | |
| ГРУППА 1: 0 мас.% Со | ||||||||||||
| 1 | 0,026 | 2,90 | <0,01 | 17,91 | <0,01 | 17,78 | 5,32 | 0,64 | 1,40 | 0,0160 | 0,0100 | |
| 2 | 0,026 | 2,91 | <0,01 | 17,97 | 0,03 | 9,97 | 5,35 | 0,64 | 1,41 | 0,0167 | 0,0082 | |
| 3 | 0,027 | 2,88 | <0,01 | 18,27 | <0,01 | 0,49 | 5,38 | 0,66 | 1,43 | 0,0170 | 0,0060 | |
| ГРУППА 2: 3 мас.% Со | ||||||||||||
| 4 | 0,025 | 2,88 | <0,01 | 17,96 | 3,00 | 18,09 | 5,30 | 0,64 | 1,41 | 0,0139 | 0,0107 | |
| 5 | 0,031 | 2,85 | <0,01 | 17,85 | 2,97 | 13,96 | 5,27 | 0,65 | 1,41 | 0,0153 | 0,0095 | |
| 6 | 0,027 | 2,86 | <0,01 | 17,75 | 2,96 | 9,99 | 5,26 | 0,73 | 1,34 | 0,0154 | 0,0083 | |
| ГРУППА 3: 5 мас.% Со | ||||||||||||
| 7 | 0,026 | 2,87 | <0,01 | 17,98 | 5,01 | 18,08 | 5,29 | 0,65 | 1,40 | 0,0140 | 0,0105 | |
| 8 | 0,028 | 2,87 | <0,01 | 17,98 | 4,98 | 14,18 | 5,27 | 0,64 | 1,41 | 0,0122 | 0,0088 | |
| 9 | 0,026 | 2,90 | <0,01 | 17,93 | 4,97 | 10,02 | 5,31 | 0,65 | 1,41 | 0,0170 | 0,0090 | |
| 10 | 0,024 | 2,88 | <0,01 | 18,13 | 5,02 | 0,30 | 5,40 | 0,65 | 1,45 | 0,0161 | 0,0055 | |
| ГРУППА 4: 9 мас.% Со | ||||||||||||
| 11 | 0,025 | 2,87 | <0,01 | 17,88 | 8,93 | 18,03 | 5,45 | 0,67 | 1,43 | 0,0170 | 0,0090 | |
| 12 | 0,024 | 2,90 | <0,01 | 18,00 | 9,24 | 10,10 | 5,34 | 0,65 | 1,48 | 0,0140 | 0,0073 | |
| 13 | 0,027 | 2,87 | <0,01 | 17,98 | 8,95 | 0,30 | 5,38 | 0,65 | 1,44 | 0,0160 | 0,0070 | |
Механические свойства образцов сплавов, перечисленных в таблице 7, приведены в таблице 8. Исследуемые образцы, перечисленные в таблицах 7 и 8, получали, подвергали термической обработке и исследовали таким же образом, как и описанный выше для таблиц 1 и 2.
Данные, приведенные в таблице 8, представлены в виде графиков на фиг. 9 и 10 и иллюстрируют влияние варьирования содержаний железа и кобальта в исследуемых сплавах. Обращаясь конкретно к таблице 8, оказалось, что варьирование содержания железа и кобальта не оказывает согласующегося (непротиворечивого), существенного влияния на предел текучести исследуемых сплавов. Однако из фиг.9 следует, что содержание железа и кобальта оказывает существенное влияние на срок службы до разрушения при нагрузке. Например, как показано на фиг.9, в том случае, когда содержание железа составляло примерно 18 мас.%, т.е. было приблизительно на номинальном для сплава 718 уровне, наблюдалось относительно небольшое улучшение срока службы до разрушения при нагрузке при повышении содержания кобальта от 0 до примерно 9 мас.%. Однако при снижении содержания железа до примерно 14%, а особенно до примерно 10%, наблюдалось более существенное улучшение срока службы до разрушения при нагрузке в том случае, когда содержания кобальта находились в рамках интервала по настоящему изобретению. Из таблицы 8 также очевидно, что термостойкость, исчисленная в единицах степени сохранения, т.е. R, имела тенденцию быть наивысшей для составов с объединенным содержанием железа и кобальта в пределах интервалов по настоящему изобретению. В частности, настоящее изобретение касается сплава на основе никеля, включающего в себя вплоть до примерно 14 мас.% железа (альтернативно - от примерно 6 до примерно 12% или от примерно 9 до примерно 11%) и от примерно 5 до примерно 12 мас.% (альтернативно - от примерно 5 до примерно 10% или от примерно 8,75 до примерно 9,25%) кобальта. Полагают, что повышение содержания кобальта существенно за пределы интервала по настоящему изобретению не приведет к существенному улучшению механических свойств сплава, но при этом отрицательно повлияет на технологические характеристики и стоимость.
Влияние вольфрама и молибдена исследовали на составах сплавов, перечисленных в таблице 9. Сплавы из таблицы 9 были получены с содержанием алюминия и титана, отрегулированным на уровне примерно 1,45 мас.% алюминия и 0,65 мас.% титана, как уже обсуждалось выше. Содержание железа поддерживали на близком к желательному уровне в примерно 10 мас.%, а содержание кобальта поддерживали на близком к желательному уровне в примерно 9 мас.%.
| Таблица 9 | |||||||||||
| ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ИССЛЕДУЕМЫХ СПЛАВОВ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ВЛИЯНИЯ ВОЛЬФРАМА И МОЛИБДЕНА | |||||||||||
| Плав- | Химический состав (мас.%) | ||||||||||
| ка | C | Mo | W | Cr | Co | Fe | Nb | Ti | Al | P | B |
| 1 | 0,023 | 0,05 | 0,02 | 17,6 | 8,77 | 10,1 | 5,39 | 0,64 | 1,43 | 0,005 | 0,003 |
| 2 | 0,022 | 2,90 | <0,01 | 18,0 | 8,95 | 10,0 | 5,40 | 0,65 | 1,45 | 0,007 | 0,004 |
| 3 | 0,028 | 0,03 | 4,00 | 17,3 | 8,87 | 10,4 | 5,31 | 0,63 | 1,43 | 0,007 | 0,003 |
| 4 | 0,027 | 0,03 | 5,73 | 16,9 | 8,71 | 10,1 | 5,17 | 0,62 | 1,39 | 0,008 | 0,003 |
| 5 | 0,031 | 2,88 | 1,02 | 17,3 | 8,85 | 9,92 | 5,49 | 0,64 | 1,45 | 0,007 | 0,004 |
| 6 | 0,023 | 2,84 | 2,28 | 16,5 | 8,95 | 9,44 | 5,03 | 0,60 | 1,33 | 0,005 | 0,003 |
Механические свойства сплавов, перечисленных в таблице 9, приведены в таблице 10. Исследуемые образцы, перечисленные в таблицах 9 и 10, получали, подвергали термической обработке и исследовали таким же образом, как и описанный выше для таблиц 1 и 2.
| Таблица 10 | |||||||||||||
| ВЛИЯНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ВОЛЬФРАМА И МОЛИБДЕНА НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА | |||||||||||||
| Плавка | W (мас.%) | Mo (мас.%) | Условия термической обработки | Свойства при растяжении | Разрушение при нагрузке | ||||||||
| 68°F (20°C) | 1300°F (704°C) | 1300°F (704°C)/80 ksi | |||||||||||
| UTS (ksi) | YS (ksi) | El (%) | RA (%) | UTS (ksi) | YS (ksi) | El (%) | RA (%) | Срок службы (часы) | El (%) | ||||
| 1 | 0,02 | 0,05 | As-HT | 211,1 | 153,6 | 25,9 | 46,9 | 150,7 | 124,7 | 11,7 | 11,8 | 29,3* | 2,8* |
| HT+1400°F | 193,1 | 133,3 | 26,7 | 42,9 | 139,8 | 114,4 | 21,9 | 22,5 | 63,8 | 14,6 | |||
| (760°C)/50 ч | R=0,91 | R=0,87 | R=0,93 | R=0,92 | R>1 | ||||||||
| 2 | <0,01 | 2,90 | As-HT | 219,3 | 158,7 | 25,2 | 32,6 | 157,7 | 127,7 | 14,2 | 18,2 | 91,9 | 36,0 |
| HT+1400°F | 208,3 | 148,5 | 26,7 | 34,6 | 146,8 | 123,9 | 32,9 | 51,0 | 71,2 | 44,7 | |||
| (760°C)/50 ч | R=0,95 | R=0,94 | R=0,93 | R=0,97 | R=0,78 | ||||||||
| 3 | 4,00 | 0,03 | As-HT | 217,0 | 153,0 | 26,1 | 40,7 | 156,9 | 123,0 | 15,0 | 14,5 | 0,4 | NB** |
| HT+1400°F | 206,8 | 141,7 | 25,9 | 40,4 | 153,2 | 124,2 | 19,1 | 19,7 | 127,7 | 33,0 | |||
| (760°C)/50 ч | R=0,95 | R=0,93 | R=0,98 | R>1 | - | ||||||||
| 4 | 5,73 | 0,03 | As-HT | 212,7 | 148,9 | 27,0 | 40,9 | 154,7 | 121,4 | 13,1 | 15,9 | 141,2* | 7,5* |
| HT+1400°F | 208,2 | 143,2 | 28,0 | 41,8 | 161,4 | 122,7 | 16,5 | 15,3 | 209,9 | 31,9 | |||
| (760°C)/50 ч | R=0,98 | R=0,96 | R>1 | R>1 | R>1 | ||||||||
| 5 | 1,02 | 2,88 | As-HT | 210,1 | 147,5 | 26,8 | 40,9 | 151,6 | 119,0 | 13,7 | 14,7 | 115,0 | 36,0 |
| HT+1400°F | 204,9 | 140,0 | 26,8 | 35,2 | 151,7 | 121,7 | 21,8 | 23,1 | 176,3 | 50,8 | |||
| (760°C)/50 ч | R=0,96 | R=0,92 | R=1 | R>1 | R>1 | ||||||||
| 6 | 2,28 | 2,84 | As-HT | 208,1 | 150,4 | 30,1 | 52,7 | 145,2 | 118,5 | 11,3 | 13,8 | 138,3* | 7,1* |
| HT+1400°F | 197,6 | 136,4 | 33,0 | 53,5 | 153,0 | 119,7 | 13,2 | 12,3 | 180,1 | 25,2 | |||
| (760°C)/50 ч | R=0,95 | R=0,91 | R>1 | R>1 | R>1 | ||||||||
| *Один образец разломался по надрезу и не был включен в расчеты. **NB означает разлом по надрезу |
|||||||||||||
Как следует из таблицы 10, исследуемый сплав без добавлений вольфрама и молибдена демонстрировал уменьшенный срок службы до разрушения при нагрузке, пониженную пластичность при разрыве (длительную пластичность) и один случай разлома по надрезу. Также очевидно, что добавление молибдена или вольфрама, по отдельности или в сочетании, улучшало срок службы до разрушения при нагрузке и термостойкость исследуемых сплавов, указанных в таблице 10. Термостойкость, измеряемая степенью сохранения R, в целом была выше для сплавов с молибденом и/или вольфрамом. Настоящее изобретение касается сплава на основе никеля, включающего в себя вплоть до примерно 4 мас.% молибдена (альтернативно - от примерно 2 до примерно 4% или от примерно 2,75 до примерно 3,25%) и вплоть до примерно 6 мас.% (альтернативно - от примерно 1 до примерно 2% или от примерно 0,75 до примерно 1,25%) вольфрама, при этом сумма содержаний молибдена и вольфрама составляет, по меньшей мере, примерно 2% и не более примерно 8% (альтернативно - от примерно 3 до примерно 8% или от примерно 3 до примерно 4,5%).
Влияние содержания ниобия исследовали на составах сплавов, перечисленных в таблице 11. Сплавы из таблицы 11 получали с добавлениями железа, кобальта и вольфрама до предпочтительных уровней в соответствии с настоящим изобретением. Уровни содержания алюминия и титана варьировали, чтобы избежать потенциальных проблем, связанных с более высоким содержанием ниобия, таких как низкие обрабатываемость в горячем состоянии и свариваемость. Хром регулировали для предотвращения появления неблагоприятной микроструктуры и возникновения черных точек во время отверждения.
| Таблица 11 | |||||||||||
| ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ИССЛЕДУЕМЫХ СПЛАВОВ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ВЛИЯНИЯ НИОБИЯ | |||||||||||
| Плавка | Химический состав (мас.%) | ||||||||||
| C | Mo | W | Cr | Co | Fe | Nb | Ti | Al | P | B | |
| 1 | 0,032 | 2,89 | 0,89 | 17,9 | 9,16 | 9,93 | 5,40 | 0,46 | 0,90 | 0,008 | 0,005 |
| 2 | 0,032 | 2,87 | 1,00 | 13,9 | 9,14 | 9,91 | 6,13 | 0,46 | 0,92 | 0,008 | 0,004 |
| 3 | 0,028 | 2,89 | 1,01 | 17,9 | 9,12 | 9,98 | 5,38 | 0,56 | 1,20 | 0,009 | 0,005 |
| 4 | 0,028 | 2,88 | 1,00 | 13,9 | 8,94 | 9,91 | 6,16 | 0,54 | 1,17 | 0,006 | 0,004 |
| 5 | 0,031 | 2,88 | 1,02 | 17,4 | 8,90 | 9,92 | 5,47 | 0,64 | 1,45 | 0,005 | 0,004 |
Механические свойства сплавов, перечисленных в таблице 11, приведены в таблице 12. Исследуемые образцы, перечисленные в таблицах 11 и 12, получали, подвергали термической обработке и исследовали таким же образом, как и описанный выше для таблиц 1 и 2.
| Таблица 12 | ||||||||||||||
| ВЛИЯНИЕ СОДЕРЖАНИЯ НИОБИЯ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА | ||||||||||||||
| Плавка | Al (мас.%) | Ti (мас.%) | Nb (мас.%) | Условия термической обработки | Свойства при растяжении | Разрушение при нагрузке | ||||||||
| 68°F (20°C) | 1300°F (704°C) | 1300°F (704°C)/80 ksi | ||||||||||||
| UTS (ksi) | YS (ksi) | El (%) | RA (%) | UTS (ksi) | YS (ksi) | El (%) | RA (%) | Срок службы (часы) | El (%) | |||||
| 1 | 0,90 | 0,46 | 5,40 | As-HT | 191,3 | 130,7 | 36,8 | 53,4 | 133,7 | 100,3 | 19,1 | 18,2 | 114,0 | 17,9 |
| HT+1400°F | 179,5 | 114,4 | 34,2 | 53,6 | 135,2 | 101,0 | 29,2 | 28,8 | 123,7 | 40,8 | ||||
| (760°C)/50 ч | R=0,94 | R=0,88 | R>1 | R>1 | R>1 | |||||||||
| 2 | 0,92 | 0,46 | 6,13 | As-HT | 207,8 | 154,5 | 29,6 | 48,8 | 139,7 | 118,5 | 11,9 | 15,5 | 99,6 | 23,1 |
| HT+1400°F | 194,1 | 136,8 | 29,6 | 46,2 | 146,4 | 121,2 | 18,1 | 19,4 | 11,4 | 37,6 | ||||
| (760°C)/50 ч | R=0,93 | R=0,88 | R>1 | R>1 | R>1 | |||||||||
| 3 | 1,20 | 0,57 | 5,38 | As-HT | 203,6 | 144,8 | 32,5 | 53,3 | 140,4 | 111,6 | 14,0 | 15,0 | 141,4 | 42,3 |
| HT+1400°F | 189,7 | 126,9 | 32,2 | 50,8 | 148,0 | 115,1 | 21,4 | 25,8 | 177,4 | 26,6 | ||||
| (760°C)/50 ч | R=0,93 | R=0,88 | R>1 | R>1 | R>1 | |||||||||
| 4 | 1,17 | 0,54 | 6,16 | As-HT | 207,4 | 149,7 | 30,6 | 50,0 | 140,0 | 117,9 | 11,2 | 9,6 | 132,9 | 8,8 |
| HT+1400°F | 198,2 | 138,2 | 29,2 | 46,4 | 154,7 | 124,9 | 12,4 | 14,5 | 161,4 | 19,5 | ||||
| (760°C)/50 ч | R=0,96 | R=0,92 | R>1 | R>1 | R>1 | |||||||||
| 5 | 1,45 | 0,64 | 5,47 | As-HT | 210,1 | 147,5 | 26,8 | 40,9 | 151,6 | 119,0 | 13,7 | 14,7 | 115,0 | 36,0 |
| HT+1400°F | 204,9 | 140,0 | 26,8 | 35,2 | 151,7 | 121,7 | 21,8 | 23,1 | 176,3 | 50,8 | ||||
| (760°C)/50 ч | R=0,98 | R=0,95 | R=1 | R>1 | R>1 | |||||||||
Как следует из таблицы 12, повышенные уровни содержания ниобия действительно улучшили прочность исследуемых сплавов, невзирая на отсутствие очевидного улучшения свойств разрушения при нагрузке. Термостойкость исследуемых сплавов не изменялась с повышением содержания ниобия. Один из аспектов настоящего изобретения касается сплава на основе никеля, который включает в себя от примерно 4 до примерно 8 мас.% ниобия (альтернативно - от примерно 5 до примерно 7% или от примерно 5 до примерно 5,5%) и в котором атомное процентное содержание алюминия плюс титана, разделенное на атомное процентное содержания ниобия, составляет от примерно 0,8 до примерно 1,3 (альтернативно - от примерно 0,9 до примерно 1,2 или от примерно 1,0 до примерно 1, 2).
Свойства обрабатываемости в горячем состоянии вариантов сплавов в соответствии с настоящим изобретением оценивали с помощью исследований на растяжение при высокой скорости деформации. Данное исследование представляет собой обычное испытание на растяжение в горячем состоянии согласно ASTM E21, за исключением того, что оно осуществлялось при более высоких скоростях деформации (примерно 10-l/сек). Процент относительного сужения измеряли при различных температурах, и он дает представление о допустимом интервале температур механической обработки в горячем состоянии и о степени растрескивания, которая может иметь место.
Результаты, представленные на фиг.11, показывают, что сплавы в соответствии с настоящим изобретением имеют относительно большую величину относительного сужения (по меньшей мере, примерно 60%) во всем интервале температур, обычно используемых для горячей обработки суперсплавов типа сплава 718 (1700-2050°F) (927-1121°C). Величины относительного сужения в нижнем конце интервала температур горячей обработки, т.е. примерно 1700°F (927°С), при которых обычно происходит холодное растрескивание, оказались существенно превышающими эти величины для сплава 718 и даже намного превышающими эти величины для сплава Waspaloy. В остальном интервале температур сплавы по настоящему изобретению демонстрировали величины относительного сужения, которые, по меньшей мере, равны аналогичным величинам для сплава 718 и сплава Waspaloy. Единственным исключением было то, что при наивысшей исследованной температуре (2100°F)(1149°С) величина относительного сужения для сплава 718 и сплава Waspaloy слегка превысила эту величину для исследуемых сплавов. Однако величины относительного сужения для исследуемых сплавов составляли, тем не менее, примерно 80% и поэтому были весьма приемлемыми.
Свариваемость исследуемых сплавов, сплава 718 и сплава Waspaloy оценивали, осуществляя сварку без наполнителя методом TIG (сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа) на образцах в одинаковых условиях. Затем сварные швы разрезали и подвергали металлографическому исследованию. В образцах сплава 718 или исследуемых сплавов трещин обнаружено не было, но при этом, как показано на фиг.12, трещины были обнаружены в сплаве Waspaloy. Проведенные испытания дают возможность предположить, что сплавы согласно настоящему изобретением имеют свариваемость, в целом сравнимую со свариваемостью сплава 718, но ниже свариваемости сплава Waspaloy.
Автор настоящего изобретения осуществил ряд дополнительных плавок, составы которых указаны в таблице 13.
| Таблица 13 | |||||||||||||
| ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ВЫБРАННЫХ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СПЛАВОВ | |||||||||||||
| Плавка | Химический состав (мас.%) | ||||||||||||
| C | Mo | W | Cr | Co | Fe | Nb | Ti | Al | S | N | P | B | |
| 1 | 0,028 | 2,90 | 1,00 | 17,39 | 5,96 | 9,98 | 5,38 | 0,64 | 1,41 | 0,0004 | 0,0024 | 0,0160 | 0,0070 |
| 2 | 0,033 | 2,92 | 0,94 | 17,60 | 9,23 | 10,07 | 5,30 | 0,65 | 1,51 | 0,0004 | 0,0029 | 0,0147 | 0,0080 |
| Сплав 718 | 0,023 | 2,90 | <0,01 | 18,10 | 0,02 | 17,20 | 5,37 | 0,94 | 0,49 | 0,0005 | 0,0058 | 0,0050 | 0,0041 |
| Waspaloy | 0,036 | 4,26 | <0,01 | 19,73 | 13,38 | 0,06 | <0,01 | 3,04 | 1,27 | 0,0006 | 0,0044 | 0,0060 | 0,0060 |
Механические свойства сплавов, перечисленных в таблице 13, приведены в таблице 14. Данные выбранные сплавы получали и исследовали таким же образом, как и описанный ранее относительно раскрытых до этого исследуемых сплавов, за исключением того, что образец сплава Waspaloy подвергали термической обработке в соответствии с обычной коммерческой практикой (т.е. обработка на твердый раствор при 1865°F (1018°C) в течение 4 часов, закалка в воде, старение при 1550°F (843°C) в течение 4 часов, охлаждение на воздухе, старение при 1400°F (760°C) в течение 16 часов, а затем охлаждение на воздухе до комнатной температуры).
| Таблица 14 | |||||||||||||||
| МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВЫБРАННЫХ СПЛАВОВ | |||||||||||||||
| Плавка | Термическая обработка | Свойства при растяжении | Разрушение при нагрузке | Ползучесть | |||||||||||
| 68°F (20°C) | 1300°F (704°C) | 1250°F (677°C)/100 ksi | 1300°F (704°C)/80 ksi | 1300°F (704°C)/70 ksi | |||||||||||
| UTS (ksi) | YS (ksi) | El (%) | RA (%) | UTS (ksi) | YS (ksi) | El (%) | RA (%) | Срок службы (часы) | El (%) | Срок службы (часы) | El (%) | t0,2 часы | t10,5 часы | ||
| 1 | As-HT | 217,0 | 158,3 | 24,6 | 41,5 | 161,4 | 122,5 | 17,1 | 22,2 | 298 | 36,5 | 244,7 | 27,7 | 103,5 | 232 |
| HT+1300°F | 206,2 | 144,1 | 24,2 | 40,0 | 148,9 | 115,9 | 27,2 | 47,2 | 185 | 28,6 | 39,1 | 124,8 | |||
| (704°C)/1000 ч | R=0,95 | R=0,91 | R=0,92 | R=0,95 | R=0,77 | R=0,38 | R=0,54 | ||||||||
| 2 | As-HT | 208,0 | 150,4 | 27,5 | 45,6 | 168,0 | 121,5 | 23,8 | 35,2 | 309 | 40,0 | 346 | 39,5 | 191,7 | 342,4 |
| HT+1300°F | 211,7 | 151,3 | 24,5 | 35,0 | 164,5 | 129,1 | 24,8 | 38,0 | 340 | 31,0 | 336 | 40,8 | 67,4 | 228,6 | |
| (704°C)/1000 ч | R>1 | R>1 | R=0,98 | R>1 | R>1 | R=0,97 | R=0,35 | R=0,67 | |||||||
| Сплав | As-HT | 211,6 | 174,3 | 20,2 | 40,6 | 144,5 | 128,6 | 17,3 | 21,2 | 30,5 | 41,6 | 64,5 | 25,5 | 21,4 | 59,9 |
| 718 | HT+1300°F | 193,3 | 142,6 | 20,9 | 27,6 | 122,3 | 101,8 | 38,3 | 66,9 | 2,3 | 39,3 | 15,1 | 34,3 | 0,3 | 1,4 |
| (704°C)/1000 ч | R=0,91 | R=0,82 | R=0,85 | R=0,79 | R=0,08 | R=0,23 | R=0,01 | R=0,02 | |||||||
| Waspaloy | As-HT | 209,0 | 157,6 | 27,0 | 45,4 | 157,4 | 135,3 | 40,1 | 67,1 | 74,2 | 37,5 | 25,0 | 49,0 | ||
| HT+1300°F | 147,2 | 126,6 | 38,9 | 48,0 | 65,6 | 38,0 | 8,5 | 26,7 | |||||||
| (704°C)/1000 ч | R=0,94 | R=0,94 | R=0,88 | R=0,34 | R=0,54 | ||||||||||
Из данных, приведенных в таблице 14, следует, что прочность при растяжении сплавов в соответствии с настоящим изобретением очень близка к прочности сплава Waspaloy. Термостойкость (R) также очень близка к термостойкости сплава Waspaloy и превосходит термостойкость сплава 718. Срок службы до разрушения при нагрузке и ползучесть сплава в соответствии с настоящим изобретением при всех условиях измерения выше по сравнению как со сплавом 718, так и сплавом Waspaloy. Кроме того, термостойкость исследуемых сплавов относительно зависимых от времени свойств разрушения при нагрузке и ползучести сравнима с таковыми для сплава Waspaloy. Таким образом, из вышеприведенного описания следует, что варианты сплава на основе никеля в соответствии с настоящим изобретением оказываются способными сочетать высокие прочность при растяжении, сопротивление разрушению при нагрузке и ползучести, а также длительную термостойкость по сравнению с некоторыми коммерческими сплавами, такими как сплав 718 и сплав Waspaloy, сохраняя при этом высокую обрабатываемость в горячем состоянии, свариваемость и приемлемую стоимость по сравнению с указанными сплавами.
Следует отметить, что данное описание иллюстрирует аспекты настоящего изобретения, способствующие наиболее полному его пониманию. Некоторые аспекты настоящего изобретения будут очевидны рядовым специалистам в данной области техники и поэтому, будучи не способствующими лучшему его пониманию, не были представлены с целью упрощения данного описания. Несмотря на то, что настоящее изобретение описано со ссылкой только на некоторые варианты его осуществления, рядовым специалистам в данной области техники после изучения вышеизложенного описания станет понятно, что в настоящее изобретение может быть внесено множество вариантов осуществления, модификаций и вариаций. Данное описание и формула изобретения включают в себя все такие варианты и модификации настоящего изобретения.
Claims (45)
1. Сплав на основе никеля, содержащий углерод, хром, молибден, вольфрам, кобальт, железо, ниобий, алюминий, титан, фосфор и бор, отличающийся тем, что он содержит вышеуказанные компоненты в следующих концентрациях, мас.%, и при следующих соотношениях:
при этом суммарное содержание молибдена и вольфрама составляет, по меньшей мере, примерно 2 и не более примерно 8;
при этом сумма атомного процентного содержания алюминия и атомного процентного содержания титана составляет от примерно 2 до примерно 6%,
отношение атомного процентного содержания алюминия к атомному процентному содержанию титана составляет, по меньшей мере, примерно 1,5,
и атомное процентное содержание алюминия плюс титана, разделенное на атомное процентное содержание ниобия, равно от примерно 0,8 до примерно 1,3.
2. Сплав на основе никеля по п.1, отличающийся тем, что сумма атомного процентного содержания алюминия и атомного процентного содержания титана составляет от примерно 2,5 до примерно 5%.
3. Сплав на основе никеля по п.2, отличающийся тем, что сумма атомного процентного содержания алюминия и атомного процентного содержания титана составляет от примерно 3 до примерно 4%.
4. Сплав на основе никеля по п.1, отличающийся тем, что отношение атомного процентного содержания алюминия к атомному процентному содержанию титана составляет от примерно 2 до примерно 4.
5. Сплав на основе никеля по п.4, отличающийся тем, что отношение атомного процентного содержания алюминия к атомному процентному содержанию титана составляет от примерно 3 до примерно 4.
6. Сплав на основе никеля по п.1, отличающийся тем, что атомное процентное содержание алюминия плюс титана, разделенное на атомное процентное содержание ниобия, равно от примерно 0,9 до примерно 1,2.
7. Сплав на основе никеля по п.6, отличающийся тем, что атомное процентное содержание алюминия плюс титана, разделенное на атомное процентное содержание ниобия, равно от примерно 1,0 до примерно 1,2.
8. Сплав на основе никеля по п.1, отличающийся тем, что он содержит от примерно 2 до примерно 4 мас.% молибдена.
9. Сплав на основе никеля по п.8, отличающийся тем, что он содержит от примерно 2,75 до примерно 3,25 мас.% молибдена.
10. Сплав на основе никеля по п.1, отличающийся тем, что он содержит от примерно 1 до примерно 2 мас.% вольфрама.
11. Сплав на основе никеля по п.1, отличающийся тем, что он содержит от примерно 0,75 до примерно 1,25 мас.% вольфрама.
12. Сплав на основе никеля по п.1, отличающийся тем, что суммарное содержание молибдена и вольфрама составляет от примерно 3 до примерно 8 мас.%.
13. Сплав на основе никеля по п.12, отличающийся тем, что суммарное содержание молибдена и вольфрама составляет от примерно 3 до примерно 4,5 мас.%.
14. Сплав на основе никеля по п.1, отличающийся тем, что он содержит от примерно 5 до примерно 10 мас.% кобальта.
15. Сплав на основе никеля по п.14, отличающийся тем, что он содержит от примерно 8,75 до примерно 9,25 мас.% кобальта.
16. Сплав на основе никеля по п.1, отличающийся тем, что он содержит от примерно 6 до примерно 12 мас.% железа.
17. Сплав на основе никеля по п.16, отличающийся тем, что он содержит от примерно 9 до примерно 11 мас.% железа.
18. Сплав на основе никеля по п.1, отличающийся тем, что он содержит от примерно 0,9 до примерно 2,0 мас.% алюминия.
19. Сплав на основе никеля по п.18, отличающийся тем, что он содержит от примерно 1,2 до примерно 1,5 мас.% алюминия.
20. Сплав на основе никеля по п.1, отличающийся тем, что он содержит от примерно 0,45 до примерно 1,4 мас.% титана.
21. Сплав на основе никеля по п.20, отличающийся тем, что он содержит от примерно 0,55 до примерно 0,7 мас.% титана.
22. Сплав на основе никеля по п.1, отличающийся тем, что он содержит от примерно 5 до примерно 7 мас.% ниобия.
23. Сплав на основе никеля по п.22, отличающийся тем, что он содержит от примерно 5 до примерно 5,5 мас.% ниобия.
24. Сплав на основе никеля по п.1, отличающийся тем, что он содержит от примерно 0,005 до примерно 0,025 мас.% фосфора.
25. Сплав на основе никеля по п.24, отличающийся тем, что он содержит от примерно 0,01 до примерно 0,02 мас.% фосфора.
26. Сплав на основе никеля по п.1, отличающийся тем, что он содержит от примерно 0,004 до примерно 0,011 мас.% бора.
27. Сплав на основе никеля по п.26, отличающийся тем, что он содержит от примерно 0,006 до примерно 0,009 мас.% бора.
28. Сплав на основе никеля, содержащий углерод, хром, молибден, вольфрам, кобальт, железо, ниобий, алюминий, титан, фосфор и бор, отличающийся тем, что он содержит вышеуказанные компоненты в следующих концентрациях, мас.%, и при следующих соотношениях:
при этом сумма атомного процентного содержания алюминия и атомного процентного содержания титана составляет от примерно 2 до примерно 6%,
отношение атомного процентного содержания алюминия к атомному процентному содержанию титана составляет, по меньшей мере, примерно 1,5, и
атомное процентное содержание алюминия плюс титана, разделенное на атомное процентное содержание ниобия, равно от примерно 0,8 до примерно 1,3.
29. Сплав на основе никеля по п.28, отличающийся тем, что сумма атомного процентного содержания алюминия и атомного процентного содержания титана составляет от примерно 2,5 до примерно 5%.
30. Сплав на основе никеля по п.29, отличающийся тем, что сумма атомного процентного содержания алюминия и атомного процентного содержания титана составляет от примерно 3 до примерно 4%.
31. Сплав на основе никеля по п.28, отличающийся тем, что отношение атомного процентного содержания алюминия к атомному процентному содержанию титана составляет от примерно 2 до примерно 4.
32. Сплав на основе никеля по п.31, отличающийся тем, что отношение атомного процентного содержания алюминия к атомному процентному содержанию титана составляет от примерно 3 до примерно 4.
33. Сплав на основе никеля по п.28, отличающийся тем, что атомное процентное содержание алюминия плюс титана, разделенное на атомное процентное содержание ниобия, равно от примерно 0,9 до примерно 1,2.
34. Сплав на основе никеля по п.33, отличающийся тем, что атомное процентное содержание алюминия плюс титана, разделенное на атомное процентное содержание ниобия, равно от примерно 1,0 до примерно 1,2.
35. Изделие производства, выполненное из сплава на основе никеля, отличающееся тем, что оно выполнено из сплава по п.1.
36. Изделие производства по п.35, отличающееся тем, что оно выполнено в виде диска, лопатки, зажима, кожуха или вала.
37. Изделие производства по п.35, отличающееся тем, что оно представляет собой деталь газотурбинного двигателя.
38. Способ изготовления сплава на основе никеля, включающий получение сплава, термическую обработку сплава на твердый раствор, охлаждение сплава и старение сплава, отличающийся тем, что изготавливают сплав с составом по п.1.
39. Способ по п.38, отличающийся тем, что изготавливают сплав с составом, в котором сумма атомного процентного содержания алюминия и атомного процентного содержания титана составляет от примерно 2,5 до примерно 5%.
40. Способ по п.39, отличающийся тем, что изготавливают сплав с составом, в котором сумма атомного процентного содержания алюминия и атомного процентного содержания титана составляет от примерно 3 до примерно 4%.
41. Способ по п.38, отличающийся тем, что изготавливают сплав с составом, в котором отношение атомного процентного содержания алюминия к атомному процентному содержанию титана составляет от примерно 2 до примерно 4.
42. Способ по п.41, отличающийся тем, что изготавливают сплав с составом, в котором отношение атомного процентного содержания алюминия к атомному процентному содержанию титана составляет от примерно 3 до примерно 4.
43. Способ по п.38, отличающийся тем, что изготавливают сплав с составом, в котором атомное процентное содержание алюминия плюс атомное процентное содержание титана, разделенное на атомное процентное содержание ниобия, равно от примерно 0,9 до примерно 1,2.
44. Способ по п.43, отличающийся тем, что изготавливают сплав с составом, в котором атомное процентное содержание алюминия плюс атомное процентное содержание титана, разделенное на атомное процентное содержание ниобия, равно от примерно 1,0 до примерно 1,2.
45. Сплав на основе никеля, содержащий углерод, хром, молибден, вольфрам, кобальт, железо, ниобий, алюминий, титан, фосфор и бор, отличающийся тем, что он дополнительно содержит вышеуказанные компоненты в следующих концентрациях мас.% и при следующих соотношениях:
при этом суммарное содержание молибдена и вольфрама составляет, по меньшей мере, примерно 2 и не более примерно 8;
при этом сумма атомного процентного содержания алюминия и атомного процентного содержания титана составляет от примерно 2 до примерно 6%,
отношение атомного процентного содержания алюминия к атомному процентному содержанию титана составляет, по меньшей мере, примерно 1,5,
атомное процентное содержание алюминия плюс титана, разделенное на атомное процентное содержание ниобия, равно от примерно 0,8 до примерно 1,3,
и указанный сплав имеет величину относительного сужения, по меньшей мере, примерно 60% во всем интервале температур от 1700F до 2050F.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10/144,369 US6730264B2 (en) | 2002-05-13 | 2002-05-13 | Nickel-base alloy |
| US10/144,369 | 2002-05-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004136322A RU2004136322A (ru) | 2005-06-10 |
| RU2289637C2 true RU2289637C2 (ru) | 2006-12-20 |
Family
ID=29418513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004136322/02A RU2289637C2 (ru) | 2002-05-13 | 2003-05-06 | Сплав на основе никеля |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6730264B2 (ru) |
| EP (1) | EP1507879B1 (ru) |
| JP (1) | JP4387940B2 (ru) |
| KR (1) | KR100814513B1 (ru) |
| CN (1) | CN100379889C (ru) |
| AU (1) | AU2003234486B2 (ru) |
| CA (1) | CA2480281C (ru) |
| MX (1) | MXPA04010256A (ru) |
| RU (1) | RU2289637C2 (ru) |
| WO (1) | WO2003097888A1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2499068C1 (ru) * | 2009-08-20 | 2013-11-20 | Обер Э Дюваль | Сверхпрочный сплав на основе никеля и детали, изготовленные из этого суперсплава |
| RU2567968C2 (ru) * | 2009-12-10 | 2015-11-10 | Снекма | Способ изготовления никелевых суперсплавов типа inconel 718 |
| RU2640695C2 (ru) * | 2013-02-14 | 2018-01-11 | Фдм Металз Гмбх | Никель-кобальтовый сплав |
Families Citing this family (56)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6997994B2 (en) * | 2001-09-18 | 2006-02-14 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Ni based alloy, method for producing the same, and forging die |
| US7156932B2 (en) * | 2003-10-06 | 2007-01-02 | Ati Properties, Inc. | Nickel-base alloys and methods of heat treating nickel-base alloys |
| JP4444648B2 (ja) * | 2003-12-25 | 2010-03-31 | シンジーテック株式会社 | 定着ベルト |
| SE527174C2 (sv) * | 2003-12-30 | 2006-01-17 | Sandvik Intellectual Property | Metod för tillverkning av en austenitisk rostfri stållegering genom beläggning med aluminium samt dess användning i högtemperaturapplikationer |
| WO2006111520A1 (en) * | 2005-04-19 | 2006-10-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Turbine rotor and turbine engine |
| JP4783053B2 (ja) * | 2005-04-28 | 2011-09-28 | 株式会社東芝 | 蒸気タービン発電設備 |
| US7531054B2 (en) * | 2005-08-24 | 2009-05-12 | Ati Properties, Inc. | Nickel alloy and method including direct aging |
| US7708842B2 (en) * | 2006-08-18 | 2010-05-04 | Federal-Mogul World Wide, Inc. | Metal gasket |
| CN101680064B (zh) * | 2007-03-09 | 2013-12-18 | 费德罗-莫格尔公司 | 金属垫圈 |
| USH2245H1 (en) | 2007-03-12 | 2010-08-03 | Crs Holdings, Inc. | Age-hardenable, nickel-base superalloy with improved notch ductility |
| US7985304B2 (en) * | 2007-04-19 | 2011-07-26 | Ati Properties, Inc. | Nickel-base alloys and articles made therefrom |
| US20090028744A1 (en) * | 2007-07-23 | 2009-01-29 | Heraeus, Inc. | Ultra-high purity NiPt alloys and sputtering targets comprising same |
| KR20100092021A (ko) | 2007-11-19 | 2010-08-19 | 헌팅턴 앨로이즈 코오포레이션 | 가혹한 오일 및 가스 환경을 위한 초고강도 합금 및 제조방법 |
| US8216509B2 (en) | 2009-02-05 | 2012-07-10 | Honeywell International Inc. | Nickel-base superalloys |
| FR2941962B1 (fr) * | 2009-02-06 | 2013-05-31 | Aubert & Duval Sa | Procede de fabrication d'une piece en superalliage a base de nickel, et piece ainsi obtenue. |
| US9085814B2 (en) | 2011-08-22 | 2015-07-21 | California Institute Of Technology | Bulk nickel-based chromium and phosphorous bearing metallic glasses |
| GB201114606D0 (en) * | 2011-08-24 | 2011-10-05 | Rolls Royce Plc | A nickel alloy |
| US20130133793A1 (en) | 2011-11-30 | 2013-05-30 | Ati Properties, Inc. | Nickel-base alloy heat treatments, nickel-base alloys, and articles including nickel-base alloys |
| WO2014043722A2 (en) | 2012-09-17 | 2014-03-20 | Glassimetal Technology Inc., | Bulk nickel-silicon-boron glasses bearing chromium |
| US9863024B2 (en) | 2012-10-30 | 2018-01-09 | Glassimetal Technology, Inc. | Bulk nickel-based chromium and phosphorus bearing metallic glasses with high toughness |
| US9556504B2 (en) | 2012-11-15 | 2017-01-31 | Glassimetal Technology, Inc. | Bulk nickel-phosphorus-boron glasses bearing chromium and tantalum |
| FR2999825B1 (fr) * | 2012-12-13 | 2015-01-02 | Moving Magnet Tech | Ensemble mecatronique pour l'entrainement d'un organe exterieur utilisant un moteur sans balai et un ensemble simple de composants electroniques |
| US9534283B2 (en) | 2013-01-07 | 2017-01-03 | Glassimental Technology, Inc. | Bulk nickel—silicon—boron glasses bearing iron |
| JP6301681B2 (ja) | 2013-02-26 | 2018-03-28 | グラッシメタル テクノロジー インコーポレイテッド | マンガンを含有するバルクニッケル−リン−ホウ素ガラス |
| US9738953B2 (en) | 2013-07-12 | 2017-08-22 | Daido Steel Co., Ltd. | Hot-forgeable Ni-based superalloy excellent in high temperature strength |
| US9828658B2 (en) | 2013-08-13 | 2017-11-28 | Rolls-Royce Corporation | Composite niobium-bearing superalloys |
| US9863025B2 (en) | 2013-08-16 | 2018-01-09 | Glassimetal Technology, Inc. | Bulk nickel-phosphorus-boron glasses bearing manganese, niobium and tantalum |
| US9938610B2 (en) | 2013-09-20 | 2018-04-10 | Rolls-Royce Corporation | High temperature niobium-bearing superalloys |
| US9920400B2 (en) | 2013-12-09 | 2018-03-20 | Glassimetal Technology, Inc. | Bulk nickel-based glasses bearing chromium, niobium, phosphorus and silicon |
| US9957596B2 (en) | 2013-12-23 | 2018-05-01 | Glassimetal Technology, Inc. | Bulk nickel-iron-based, nickel-cobalt-based and nickel-copper based glasses bearing chromium, niobium, phosphorus and boron |
| US10000834B2 (en) | 2014-02-25 | 2018-06-19 | Glassimetal Technology, Inc. | Bulk nickel-chromium-phosphorus glasses bearing niobium and boron exhibiting high strength and/or high thermal stability of the supercooled liquid |
| US10287663B2 (en) | 2014-08-12 | 2019-05-14 | Glassimetal Technology, Inc. | Bulk nickel-phosphorus-silicon glasses bearing manganese |
| KR101605636B1 (ko) * | 2014-12-05 | 2016-03-23 | 한국원자력연구원 | 열전도도가 향상된 Alloy 690 규칙화 합금의 제조방법 및 이에 의해 제조된 Alloy 690 규칙화 합금 |
| DE102015219351A1 (de) | 2015-10-07 | 2017-04-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung von Produkten aus Stahl oder Titan mit einer ausscheidungshärtenden Nickelbasislegierung und Bauteil |
| US10563293B2 (en) | 2015-12-07 | 2020-02-18 | Ati Properties Llc | Methods for processing nickel-base alloys |
| US10184166B2 (en) * | 2016-06-30 | 2019-01-22 | General Electric Company | Methods for preparing superalloy articles and related articles |
| US10280498B2 (en) * | 2016-10-12 | 2019-05-07 | Crs Holdings, Inc. | High temperature, damage tolerant superalloy, an article of manufacture made from the alloy, and process for making the alloy |
| GB2561147B (en) * | 2017-02-28 | 2021-09-08 | Gkn Aerospace Sweden Ab | A method for heat treatment of a nickel base alloy such as alloy 282, said alloy and components thereof |
| US11905582B2 (en) | 2017-03-09 | 2024-02-20 | Glassimetal Technology, Inc. | Bulk nickel-niobium-phosphorus-boron glasses bearing low fractions of chromium and exhibiting high toughness |
| US10458008B2 (en) | 2017-04-27 | 2019-10-29 | Glassimetal Technology, Inc. | Zirconium-cobalt-nickel-aluminum glasses with high glass forming ability and high reflectivity |
| JP6821147B2 (ja) | 2018-09-26 | 2021-01-27 | 日立金属株式会社 | 航空機エンジンケース用Ｎｉ基超耐熱合金及びこれからなる航空機エンジンケース |
| US11371108B2 (en) | 2019-02-14 | 2022-06-28 | Glassimetal Technology, Inc. | Tough iron-based glasses with high glass forming ability and high thermal stability |
| CN109652799A (zh) * | 2019-02-28 | 2019-04-19 | 浙江华业塑料机械有限公司 | 一种机筒耐磨层的制备方法 |
| CN111172431B (zh) * | 2019-12-30 | 2021-10-22 | 江阴鑫宝利金属制品有限公司 | 一种小排量涡轮增压器叶轮及其生产工艺 |
| CN112695228B (zh) * | 2020-12-10 | 2021-12-03 | 蜂巢蔚领动力科技(江苏)有限公司 | 一种耐1050℃的增压器喷嘴环叶片镍基合金材料及其制造方法 |
| US11814704B2 (en) * | 2021-01-13 | 2023-11-14 | Huntington Alloys Corporation | High strength thermally stable nickel-base alloys |
| CN113088796B (zh) * | 2021-03-04 | 2022-03-22 | 南昌大学 | 一种应用于高温氧化性含氯气氛的Ti改性904L合金的制备方法 |
| US11313014B1 (en) | 2021-03-04 | 2022-04-26 | National Chung Shan Institute Of Science And Technology | Nickel-based superalloy and material thereof |
| CN113604706B (zh) * | 2021-07-30 | 2022-06-21 | 北京北冶功能材料有限公司 | 一种低密度低膨胀高熵高温合金及其制备方法 |
| US11525172B1 (en) | 2021-12-01 | 2022-12-13 | L.E. Jones Company | Nickel-niobium intermetallic alloy useful for valve seat inserts |
| CN115354194A (zh) * | 2022-09-06 | 2022-11-18 | 中国科学院金属研究所 | 一种增材修复用镍基高温合金材料及其应用 |
| CN115961179A (zh) * | 2022-12-08 | 2023-04-14 | 江苏通略金属制品有限公司 | 一种高质量镍基本体丝材切制弹丸及其制备方法 |
| CN116590576B (zh) * | 2023-05-19 | 2025-08-19 | 北京钢研高纳科技股份有限公司 | 一种铁镍基高温合金、超薄带箔材及制备方法 |
| WO2025178553A1 (en) * | 2024-02-22 | 2025-08-28 | Alleima Emea Ab | Nickel-based alloy of high mechanical strength |
| WO2025178552A1 (en) * | 2024-02-22 | 2025-08-28 | Alleima Emea Ab | Nickel-based alloy |
| WO2026013691A1 (en) * | 2024-07-10 | 2026-01-15 | Aegion Aerospace Private Limited | Aluminium deposited nickel based superalloy for reactor vessels of a fission microstructure |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4750944A (en) * | 1985-12-30 | 1988-06-14 | United Technologies Corporation | Laves free cast+hip nickel base superalloy |
| US5431750A (en) * | 1991-06-27 | 1995-07-11 | Mitsubishi Materials Corporation | Nickel-base heat-resistant alloys |
| RU2088684C1 (ru) * | 1990-11-19 | 1997-08-27 | Инко Эллойз Интернэшнл Инк. | Сплав, стойкий к окислению (варианты) |
| RU2112069C1 (ru) * | 1996-06-14 | 1998-05-27 | Акционерное общество открытого типа "Пермские моторы" | Литейный жаропрочный сплав на основе никеля |
| US6106767A (en) * | 1995-12-21 | 2000-08-22 | Teledyne Industries, Inc. | Stress rupture properties of nickel-chromium-cobalt alloys by adjustment of the levels of phosphorus and boron |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US419592A (en) * | 1890-01-14 | And william | ||
| DE1250642B (ru) | 1958-11-13 | 1967-09-21 | ||
| US4219592A (en) * | 1977-07-11 | 1980-08-26 | United Technologies Corporation | Two-way surfacing process by fusion welding |
| US4371404A (en) | 1980-01-23 | 1983-02-01 | United Technologies Corporation | Single crystal nickel superalloy |
| FR2503188A1 (fr) | 1981-04-03 | 1982-10-08 | Onera (Off Nat Aerospatiale) | Superalliage monocristallin a matrice a matuice a base de nickel, procede d'amelioration de pieces en ce superalliage et pieces obtenues par ce procede |
| US5154884A (en) | 1981-10-02 | 1992-10-13 | General Electric Company | Single crystal nickel-base superalloy article and method for making |
| US4652315A (en) | 1983-06-20 | 1987-03-24 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Precipitation-hardening nickel-base alloy and method of producing same |
| US4981644A (en) | 1983-07-29 | 1991-01-01 | General Electric Company | Nickel-base superalloy systems |
| FR2555204B1 (fr) | 1983-11-18 | 1986-04-11 | Onera (Off Nat Aerospatiale) | Superalliage monocristallin a base de nickel, a faible masse volumetrique, pour aubes de turbomachine |
| US5006163A (en) | 1985-03-13 | 1991-04-09 | Inco Alloys International, Inc. | Turbine blade superalloy II |
| US4888253A (en) | 1985-12-30 | 1989-12-19 | United Technologies Corporation | High strength cast+HIP nickel base superalloy |
| FR2593830B1 (fr) | 1986-02-06 | 1988-04-08 | Snecma | Superalliage a matrice a base de nickel notamment elabore en metallurgie des poudres et disque de turbomachine constitue en cet alliage |
| US5077004A (en) | 1986-05-07 | 1991-12-31 | Allied-Signal Inc. | Single crystal nickel-base superalloy for turbine components |
| FR2599757B1 (fr) | 1986-06-04 | 1988-09-02 | Onera (Off Nat Aerospatiale) | Superalliage monocristallin a base de nickel, notamment pour aubes de turbomachine |
| US4814023A (en) | 1987-05-21 | 1989-03-21 | General Electric Company | High strength superalloy for high temperature applications |
| US5156808A (en) | 1988-09-26 | 1992-10-20 | General Electric Company | Fatigue crack-resistant nickel base superalloy composition |
| JP2778705B2 (ja) | 1988-09-30 | 1998-07-23 | 日立金属株式会社 | Ｎｉ基超耐熱合金およびその製造方法 |
| US5403546A (en) | 1989-02-10 | 1995-04-04 | Office National D'etudes Et De Recherches/Aerospatiales | Nickel-based superalloy for industrial turbine blades |
| US5435861A (en) | 1992-02-05 | 1995-07-25 | Office National D'etudes Et De Recherches Aerospatiales | Nickel-based monocrystalline superalloy with improved oxidation resistance and method of production |
| EP0560296B1 (en) | 1992-03-09 | 1998-01-14 | Hitachi Metals, Ltd. | Highly hot corrosion resistant and high-strength superalloy, highly hot corrosion resistant and high-strength casting having single crystal structure, gas turbine and combined cycle power generation system |
| CN1027182C (zh) * | 1993-01-06 | 1994-12-28 | 冶金工业部钢铁研究总院 | 耐热腐蚀铸造镍基高温合金 |
-
2002
- 2002-05-13 US US10/144,369 patent/US6730264B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2003
- 2003-05-06 CA CA002480281A patent/CA2480281C/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-05-06 CN CNB038107872A patent/CN100379889C/zh not_active Expired - Lifetime
- 2003-05-06 KR KR1020047017937A patent/KR100814513B1/ko not_active Expired - Lifetime
- 2003-05-06 WO PCT/US2003/014069 patent/WO2003097888A1/en not_active Ceased
- 2003-05-06 RU RU2004136322/02A patent/RU2289637C2/ru active
- 2003-05-06 JP JP2004505401A patent/JP4387940B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2003-05-06 MX MXPA04010256A patent/MXPA04010256A/es active IP Right Grant
- 2003-05-06 EP EP03728714.1A patent/EP1507879B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-05-06 AU AU2003234486A patent/AU2003234486B2/en not_active Expired
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4750944A (en) * | 1985-12-30 | 1988-06-14 | United Technologies Corporation | Laves free cast+hip nickel base superalloy |
| RU2088684C1 (ru) * | 1990-11-19 | 1997-08-27 | Инко Эллойз Интернэшнл Инк. | Сплав, стойкий к окислению (варианты) |
| US5431750A (en) * | 1991-06-27 | 1995-07-11 | Mitsubishi Materials Corporation | Nickel-base heat-resistant alloys |
| US6106767A (en) * | 1995-12-21 | 2000-08-22 | Teledyne Industries, Inc. | Stress rupture properties of nickel-chromium-cobalt alloys by adjustment of the levels of phosphorus and boron |
| RU2112069C1 (ru) * | 1996-06-14 | 1998-05-27 | Акционерное общество открытого типа "Пермские моторы" | Литейный жаропрочный сплав на основе никеля |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2499068C1 (ru) * | 2009-08-20 | 2013-11-20 | Обер Э Дюваль | Сверхпрочный сплав на основе никеля и детали, изготовленные из этого суперсплава |
| RU2567968C2 (ru) * | 2009-12-10 | 2015-11-10 | Снекма | Способ изготовления никелевых суперсплавов типа inconel 718 |
| RU2640695C2 (ru) * | 2013-02-14 | 2018-01-11 | Фдм Металз Гмбх | Никель-кобальтовый сплав |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4387940B2 (ja) | 2009-12-24 |
| US6730264B2 (en) | 2004-05-04 |
| AU2003234486A1 (en) | 2003-12-02 |
| RU2004136322A (ru) | 2005-06-10 |
| KR20050014816A (ko) | 2005-02-07 |
| WO2003097888A1 (en) | 2003-11-27 |
| CN1653200A (zh) | 2005-08-10 |
| EP1507879B1 (en) | 2014-11-05 |
| AU2003234486B2 (en) | 2010-04-01 |
| CA2480281A1 (en) | 2003-11-27 |
| EP1507879A4 (en) | 2011-10-05 |
| US20030213536A1 (en) | 2003-11-20 |
| CA2480281C (en) | 2009-10-20 |
| KR100814513B1 (ko) | 2008-03-17 |
| JP2005525470A (ja) | 2005-08-25 |
| CN100379889C (zh) | 2008-04-09 |
| MXPA04010256A (es) | 2005-02-03 |
| EP1507879A1 (en) | 2005-02-23 |
| AU2003234486A2 (en) | 2003-12-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6730264B2 (en) | Nickel-base alloy | |
| US9945019B2 (en) | Nickel-based heat-resistant superalloy | |
| US12024758B2 (en) | Nickel-based superalloy and parts made from said superalloy | |
| US5131961A (en) | Method for producing a nickel-base superalloy | |
| EP2612937B1 (en) | Nickel based forged alloy, gas turbine member using said alloy and gas turbine using said member | |
| JP7138689B2 (ja) | 高温耐性、耐傷性を有する超合金、その合金から作られた製品、及びその合金の製造方法 | |
| KR102403029B1 (ko) | 석출 경화성의 코발트-니켈 베이스 초합금 및 이로부터 제조된 물품 | |
| US20070029014A1 (en) | Nickel-base alloys and methods of heat treating nickel-base alloys | |
| CN1743483A (zh) | 用于先进燃气涡轮发动机的Ni－Cr－Co合金 | |
| JPWO2006059805A1 (ja) | 耐熱超合金 | |
| JPH0127138B2 (ru) | ||
| USH2245H1 (en) | Age-hardenable, nickel-base superalloy with improved notch ductility | |
| JP2004315973A (ja) | 析出強化型ニッケル−鉄−クロム合金及びその処理方法 | |
| CA2010147A1 (en) | Tantalum-containing superalloys | |
| JPS6293353A (ja) | オ−ステナイト系耐熱合金 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner |