DE102018009375A1 - Verfahren zur Herstellung einer Nickel-Basislegierung - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer Nickel-Basislegierung Download PDFInfo
- Publication number
- DE102018009375A1 DE102018009375A1 DE102018009375.2A DE102018009375A DE102018009375A1 DE 102018009375 A1 DE102018009375 A1 DE 102018009375A1 DE 102018009375 A DE102018009375 A DE 102018009375A DE 102018009375 A1 DE102018009375 A1 DE 102018009375A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- max
- block
- var
- electrode
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
- C22B9/16—Remelting metals
- C22B9/18—Electroslag remelting
-
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
- C22B9/16—Remelting metals
- C22B9/20—Arc remelting
-
- 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
-
- 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%
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Nickel-Basislegierung, indem
- eine Elektrode durch VIM, VOF oder VLF erzeugt wird,
- die Elektrode in einem Ofen zur Reduzierung von Spannungen und Überalterung einer Wärmebehandlung im Temperaturbereich zwischen 500 und 1300°C für einen Zeitraum von 10 bis 336 Stunden unterzogen wird, wobei mindestens 10 Stunden und maximal 48 Stunden im Temperaturbereich von 1000°C bis 1300°C wärmebehandelt wird.
- die Elektrode an Luft oder im Ofen auf eine Temperatur zwischen Raumtemperatur und kleiner 900°C abgekühlt wird,
- die abgekühlte Elektrode anschließend durch ESU mit einer Umschmelzrate von 3,0 bis 10 kg/Minute zu einem ESU-Block umgeschmolzen wird,
- der ESU-Block an Luft oder im Ofen auf eine Temperatur zwischen Raumtemperatur und kleiner 900°C abgekühlt wird,
- der ESU-Block erneut mit einer Umschmelzrate von 3,0 bis 10 kg/Minute Und einer Schwankungsbreite der Umschmelzrate von weniger als 15% %, besser noch 10%, idealerweise 5%, mittels VAR umgeschmolzen wird,
- der umgeschmolzene VAR-Block einer Wärmebehandlung im Temperaturbereich zwischen 500 und 1250°C für einen Zeitraum von 10 bis 336 Stunden unterzogen wird,
- der VAR-Block anschließend durch Warm- und/oder Kaltformgebung an die gewünschte Produktform und Abmessung gebracht wird.
- eine Elektrode durch VIM, VOF oder VLF erzeugt wird,
- die Elektrode in einem Ofen zur Reduzierung von Spannungen und Überalterung einer Wärmebehandlung im Temperaturbereich zwischen 500 und 1300°C für einen Zeitraum von 10 bis 336 Stunden unterzogen wird, wobei mindestens 10 Stunden und maximal 48 Stunden im Temperaturbereich von 1000°C bis 1300°C wärmebehandelt wird.
- die Elektrode an Luft oder im Ofen auf eine Temperatur zwischen Raumtemperatur und kleiner 900°C abgekühlt wird,
- die abgekühlte Elektrode anschließend durch ESU mit einer Umschmelzrate von 3,0 bis 10 kg/Minute zu einem ESU-Block umgeschmolzen wird,
- der ESU-Block an Luft oder im Ofen auf eine Temperatur zwischen Raumtemperatur und kleiner 900°C abgekühlt wird,
- der ESU-Block erneut mit einer Umschmelzrate von 3,0 bis 10 kg/Minute Und einer Schwankungsbreite der Umschmelzrate von weniger als 15% %, besser noch 10%, idealerweise 5%, mittels VAR umgeschmolzen wird,
- der umgeschmolzene VAR-Block einer Wärmebehandlung im Temperaturbereich zwischen 500 und 1250°C für einen Zeitraum von 10 bis 336 Stunden unterzogen wird,
- der VAR-Block anschließend durch Warm- und/oder Kaltformgebung an die gewünschte Produktform und Abmessung gebracht wird.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Nickel-Basislegierung.
- Der
EP 1 377 690 B1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Superlegierung auf Nickelbasis zu entnehmen, die im Wesentlichen frei von positiver und negativer Seigerung ist, wobei das Verfahren folgendes umfasst: - - Gießen einer Legierung in eine Gießform,
- - Glühen und Überaltern der Legierung durch Erwärmung derselben mit mindestens 649°C über eine Dauer von mindestens 10 Stunden,
- - Elektroschlackeumschmelzen der Legierung mit einer Schmelzrate von mindestens 3,63 kg/Minute,
- - Verbringen der Legierung in einen Wärmeofen innerhalb von 4 Stunden nach der vollständigen Verfestigung,
- - Halten der Legierung in dem Wärmeofen bei einer ersten Temperatur von 316°C bis 982°C über eine Dauer von mindestens 10 Stunden,
- - Erhöhen der Ofentemperatur von der ersten auf eine zweite Temperatur von mindestens 1163°C dergestalt, dass thermische Spannungen innerhalb der Legierung vermieden werden,
- - Halten der Legierung auf der zweiten Temperatur für einen Zeitraum von mindestens 10 Stunden,
- - Vakuum-Lichtbogen-Umschmelzen einer VAR-Elektrode der Legierung mit einer Schmelzrate von 3,63 bis 5 kg/Minute um einen VAR-Block herzustellen.
- Die Legierung auf Nickelbasis betrifft bevorzugt Alloy 718 oder Alloy 706.
- Es ist allgemein bekannt, dass Wärmebehandlungen im höheren Temperaturbereich (z.B. 500-1250°C) genutzt werden können, um Steigerungen zu homogenisieren und Spannungen im Material abzubauen.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein alternatives, kostengünstigeres Verfahren zur Herstellung einer Nickel-Basislegierung vorzustellen, mittels welchem eine Verbesserung der Mikrostruktur sowie eine Reduzierung von Defekten, welche beim letzten Umschmelzschritt in das Material eingebracht werden, möglich ist, um zukünftigen Kundenanforderungen gerecht zu werden. Gegenüber dem in
EP 1 377 690 B1 offenbarten Verfahren sollen Kosten die durch aufwendige Prozessführung zwischen dem ersten und dem zweiten Umschmelzen entstehen vermieden werden. Und die Qualität durch vermeiden von schmelz- und umschmelzbedingten Fehlern deutlich verbessert werden. - Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Nickel-Basislegierung, indem
Verfahren zur Herstellung einer Nickel-Basislegierung, indem - - eine Elektrode durch VIM, VOF oder VLF erzeugt wird,
- - die Elektrode in einem Ofen zur Reduzierung von Spannungen und Überalterung einer Wärmebehandlung im Temperaturbereich zwischen 500 und 1300°C für einen Zeitraum von 10 bis 336 Stunden unterzogen wird, wobei mindestens 10 Stunden und maximal 48 Stunden im Temperaturbereich von 1000°C bis 1300°C wärmebehandelt wird.
- - die Elektrode an Luft oder im Ofen auf eine Temperatur zwischen Raumtemperatur und kleiner 900°C abgekühlt wird,
- - die abgekühlte Elektrode anschließend durch ESU mit einer Umschmelzrate von 3,0 bis 10 kg/Minute zu einem ESU-Block umgeschmolzen wird,
- - der ESU-Block an Luft oder im Ofen auf eine Temperatur zwischen Raumtemperatur und kleiner 900°C abgekühlt wird,
- - der ESU-Block erneut mit einer Umschmelzrate von 3,0 bis 10 kg/Minute Und einer Schwankungsbreite der Umschmelzrate von weniger als 15% %, besser noch 10%, idealerweise 5%, mittels VAR umgeschmolzen wird,
- - der umgeschmolzene VAR-Block einer Wärmebehandlung im Temperaturbereich zwischen 500 und 1250°C für einen Zeitraum von 10 bis 336 Stunden unterzogen wird,
- - der VAR-Block anschließend durch Warm- und/oder Kaltformgebung an die gewünschte Produktform und Abmessung gebracht wird.
- Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens (z.B. weitere VAR Umschmelzschritte) sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
- Gegenüber dem Stand der Technik wird auf den Wärmebehandlungschritt nach dem ESU Umschmelzen verzichtet, die Umschmelzrate genauer festgeschrieben. Die Wärmebehandlung findet somit ausschließlich an der Basiselektrode und nicht, wie im Stand der Technik beschrieben, am ESU-Block statt. Das so erzeugte Material weist eine viel geringere Ausprägung von umschmelzbedingten Fehlern auf.
- Durch die gezielte Wärmebehandlung der VIM Blocks werden innere Spannungen abgebaut und Seigerungsdefekte aufgelöst. Dies wirkt sich positiv auf die spätere Umschmelzschritte ESU und VAR aus.
- Diese Aufgabe wird bevorzugt auch gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Nickel-Basislegierung, indem
- - eine Elektrode durch VIM erzeugt wird,
- - falls die Ni-Basislegierung Gamma-Strich Phase bildet: die Elektrode in einen Ofen verbracht wird, bevor sie kälter als 200°C, idealerweise bevor sie kälter als 250°C ist
- - die Elektrode in einem Ofen zur Reduzierung von Spannungen und Überalterung einer Wärmebehandlung im Temperaturbereich zwischen 500 und 1250°C über einen Zeitraum von 10 bis 336 Stunden, unterzogen wird,
- - die Elektrode an Luft oder im Ofen auf eine Temperatur zwischen Raumtemperatur und kleiner 900°C abgekühlt wird,
- - die Oberfläche der Elektrode zur Entfernung von Fehlern und zur Säuberung (z.B. durch Bürsten, Schleifen, Beizen, Trennen, Schälen, etc.) bearbeitet wird,
- - die abgekühlte Elektrode anschließend durch ESU mit einer Umschmelzrate von 3,0 bis 10 kg/Minute zu einem ESU-Block mit 400 bis 1500 mm Durchmesser umgeschmolzen wird,
- - der ESU-Block an Luft oder im Ofen auf eine Temperatur zwischen Raumtemperatur und kleiner 900°C abgekühlt wird,
- - ggf. die Oberfläche des ESU-Blocks zur Entfernung von Fehlern und zur Säuberung (z.B. durch Bürsten, Schleifen, Beizen, Trennen, Schälen, etc.) bearbeitet wird,
- - der abgekühlte ESU-Block einer weiteren Wärmebehandlung im Temperaturbereich zwischen 500 und 1250°C für einen Zeitraum von 10 bis 336 Stunden unterzogen wird,
- - der ESU-Block an Luft oder im Ofen auf eine Temperatur zwischen Raumtemperatur und kleiner 870°C abgekühlt wird,
- - der ESU-Block mittels VAR erneut mit einer Umschmelzrate von 3,0 bis 10 kg/Minute und einer Schwankungsbreite der Umschmelzrate von weniger als 15% %, besser noch 10% idealerweise 5% zu einem VAR-Block mit 400 bis 1500mm Durchmesser umgeschmolzen wird,
- - falls die Ni-Basislegierung Gamma-Strich Phase bildet: der VAR-Block in einen Ofen verbracht wird, bevor dieser im Kopfbereich nicht kälter als 200°C, idealerweise bevor diese kälter als 250°C ist,
- - der umgeschmolzene VAR-Block einer Wärmebehandlung im Temperaturbereich zwischen 500 und 1250°C für einen Zeitraum von 10 bis 336 Stunden unterzogen wird,
- - der VAR-Block an Luft oder im Ofen auf eine Temperatur zwischen Raumtemperatur und kleiner 900°C abgekühlt wird, oder heiß mit mehr als 850°C an einen Warmformprozess übergeben wird.
- - der VAR-Block anschließend durch Warm- und/oder Kaltformgebung (z.B. Schmieden, Walzen, Ziehen,) an die gewünschte Produktform (z.B. Block, Stange, Draht, Blech, Band, Folie) und Abmessung gebracht wird.
- Von Vorteil kann sein, wenn die Elektrode vor ihrer ersten Umschmelzung einer Bearbeitung der Oberfläche (z.B. durch Bürsten, Schleifen, Beizen, Trennen, Schälen etc.) unterzogen wird. Hier können Fehler entfernt werden, welche durch das weitere Umschmelzen nicht beseitigt werden und für spätere Anwendungen von Schaden sein können.
- Einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß wird der ESU-Block vor seiner VAR-Umschmelzung einer weiteren Bearbeitung der Oberfläche (z.B. durch Bürsten, Schleifen, Beizen, Trennen, Schälen, etc.) unterzogen, wobei auch hier Fehler entfernt werden können, welche durch das weitere Umschmelzen nicht beseitigt werden können.
- Einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß wird statt der ESU-Umschmelzung direkt einer VAR-Umschmelzung durchgeführt.
- Dieses Verfahren lässt sich auf jede Ni-Legierung und vor allem für Legierungen gemäß Tabelle 1 anwenden.
- Im Folgenden wird eine Legierungszusammensetzung vorgestellt, die mittels der erfindungsgemäßen Verfahrensparameter erzeugt werden kann. Alle Angaben sind in Gew.-%:
C max. 0,25 S max. 0,03 Cr 17-32 Ni 33 - 72 Mn max. 1 Si max. 1 Mo 0 - 10 Ti max. 3,25 Nb max. 5,5 Cu max. 0,5 Fe max. 25 Al max. 3,15 V max. 0,6 Zr max. 0,12 Co max. 35 - Sowie ggf. optional (Angaben in Gew.-%):
Nb + Ta max. 5,2B max. 0,02 Se max. 0,0005 Bi max. 0,00005 Pb max. 0,002 P max. 0,03 - Vorteilhaft können folgende Elemente wie folgt eingestellt werden (Angaben in Gew.-%):
C max. 0,2 S max. 0,02 Cr 17-25 Ni 45 - 58 Mn max. 0,6 Si max. 0,4 Mo 0-6,1 Ti 0,1-2,7 AI max. 1,7 Co max. 13 - Im Folgenden wird ein Beispiel einer Legierung auf Basis von Alloy 718 vorgestellt (Angaben in Gew.-%):
C max. 0,08 S max. 0,015 Cr 17-21 Ni 50 - 55 Mn max. 0,35 Si max. 0,35 Mo 2,8 - 3,3 Ti 0,65 - 1,15 Nb 4,75 - 5,5 Cu max. 0,3 Fe 6 - 25 P max. 0,015 AI 0,2 - 0,8 Co max. 1 B max. 0,006 Ta max. 0,05 Pb max. 0,001 Se max. 0,0005 Bi max. 0,00005 - Alternativ kann diese Legierung auch höhere Ni-Gehalte aufweisen.
C max. 0,1 S max. 0,03 Cr 17-32 Ni 58 - 79 Nb max. 0,6 Fe max. 18 C max. 0,1 S max. 0,02 Cr 17-30 Ni 58 - 72 Mn max. 1 Si max. 1 Mo 0 - 10 Ti max. 3,25 Nb max. 4,1 Cu max. 0,5 Fe max. 18 Al max. 3,15 V max. 0,6 Zr max. 0,1 Co max. 15 - Sowie ggf. optional (Angaben in Gew.-%):
B max. 0,008 Se max. 0,0005 Bi max. 0,00005 Pb max. 0,002 P max. 0,03 - Weitere Einschränkungen sind wie folgt denkbar (Angaben in Gew.-%):
C 0,01 - 0,04 Mn max. 0,5 Si max. 0,5 Cu max. 0,2 - Sowie ggf. optional (Angabe in Gew.-%):
Mo 8 - 10 - Im Folgenden wird ein Beispiel einer Legierung auf Basis von Alloy 780 vorgestellt (Angaben in Gew.-%):
C max. 0,1 S max. 0,015 N max. 0,03 Cr 16-20 Ni 26 - 62 Mn max. 0,5 Si max. 0,3 Mo 2-4 Ti 0,1 - 1 Cu max. 0,5 Fe max. 10 P max. 0,03 Al 1 - 3 Mg max. 0,01 Ca max. 0,01 Zr max. 0,05 Co 15-28 B max. 0,02 O max. 0,02 Nb + Ta 4-6 - Material welches durch diesen Fertigungsprozess hergestellt wird, weist deutlich weniger Fehler (50%) mit Vergleichsfehlergöße 0,8 mm in einer Ultraschallprüfung auf.
- Das erfindungsgemäße Verfahren soll bevorzugt einsetzbar sein für folgende Legierungen:
- • Alloy 601
- • Alloy 602 CA und dessen Variante MCA
- • Alloy 617 und dessen Varianten 617 B und 617 OCC
- • Alloy 625
- • Alloy 690
- • Alloy 699XA
- • Alloy 718 und dessen Varianten
- • Alloy 780
- • Alloy 788
- • Alloy 80A
- • Alloy 81
- • Alloy X-750
- • Alloy C-263
- • Alloy K-500
- • Waspaloy
- • FM 625
- • FM 617 sowie
- • FM 602
- Tabelle 1 zeigt beispielhafte Analysebereiche der vorgenannten Legierungen
Erzielt werden Blockformate > 400 mm (rund und eckig). - Die VIM- ESU- und VAR-Blöcke können auch an Elektrodenabmessung geschmiedet werden, um eine bessere Homogenität zu erzeugen, welche je nach Legierung und Blockdurchmesser erforderlich sein kann.
- Die Warmumformung an die geforderte Produktform und Abmessung kann nach den üblichen Verfahren (Schmieden, Walzen usw.) erfolgen.
- Die nach diesem Verfahren gefertigten Blöcke und Stangen können mit üblichen Verfahren weiter zu Halbzeugformen (Stangen, Bleche, Bänder, Folien, Drähten usw.) weiter gefertigt werden.
- Das erfindungsgemäße Verfahren wird beispielhaft wie folgt erläutert:
- Es wurden mehrere Schmelzen z.B. S3 und S4 mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gefertigt.
- - Die Elektroden wurden durch VIM erzeugt.
- - Die Elektroden wurden, zur Reduzierung von Spannungen und zum Ausgleich von Seigerungen, in einem Ofen im Temperaturbereich zwischen 500°C und 1300°C für einen Zeitraum von 10 bis 72 Stunden wärmebehandelt. Hierbei wurden für mindestens 10 Stunden und maximal 48 Stunden der Temperaturbereich von 1000°C bis 1300°C behandelt.
- - Die Elektrode wurden an Luft oder im Ofen auf eine Temperatur zwischen Raumtemperatur und kleiner 900°C abgekühlt
- - Die Elektrode wurden Oberflächenbehandlungen wie Schleifen, etc. unterzogen
- - Die Elektroden wurden anschließend durch ESU mit einer Umschmelzrate von 3 bis 6 kg/Minute zu einem ESU-Block umgeschmolzen,
- - Die ESU-Blöcke wurden im Ofen auf eine Temperatur zwischen Raumtemperatur und kleiner 900°C abgekühlt,
- - Die ESU-Blöcke wurden mit einer Umschmelzrate von 3 bis 6 kg/Minute mittels VAR umgeschmolzen wird,
- - Die VAR-Blöcke wurden darauf in einem Ofen im Temperaturbereich zwischen 500 und 1220°C für einen Zeitraum von 20 bis 100 Stunden wärmebehandelt,
- - Die VAR-Blöcke wurden anschließend geschliffen oder unbearbeitet durch Warm- bzw. Kaltformgebung zu Stangen verarbeitet. Bei den Vergleichsschmelzen S1 und S2 ohne das erfindungsgemäße Verfahren wurden die durch VIM erzeugten Elektroden, zur Reduzierung von Spannungen und zum Ausgleich von Seigerungen, nur in einem Ofen im Temperaturbereich zwischen 500°C und 1000°C für einen Zeitraum von 10 bis 48 Stunden wärmebehandelt,
- Alle Schmelzen (sowohl erfindungsgemäß als auch Vergleichsschmelzen) wurden gemäß der Analyseberichte Alloy 718 (siehe Tabelle 1) gefertigt.
- Die bei der Fertigung aufgetretenen Abweichungen der gewählten Umschmelzrate sind Abbildungen 1 bis 4 zu entnehmen.
- Es traten Abweichungen der Umschmelzrate bis zu folgender Höhe auf.
S1 (414972) S2 (415078) S3 (415130) S4 (415156) Überschreitung +26,39% +43,89% +2,2 +2,2 Unterschreitung -40,83% -46,67% -0,83 -0,56 - Begriffserläuterungen
-
- VIM
- Vaccum Induction Melting (Vakuum Induktions Erschmelzung)
- VOD
- Vaccum Oxygen Decarburization (Vakuum Sauerstoff Entkohlung)
- VLF
- Vaccum Ladle Furnace (Vakkum Pfannen Ofen)
- ESU
- Elektro Schlacke Umschmelzung
- VAR
- Vacuum Arc Remelting (Vakuum Lichtbogen Umschmelzung
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- EP 1377690 B1 [0002, 0005]
Claims (14)
- Verfahren zur Herstellung einer Nickel-Basislegierung, indem - eine Elektrode durch VIM, VOF oder VLF erzeugt wird, - die Elektrode in einem Ofen zur Reduzierung von Spannungen und Überalterung einer Wärmebehandlung im Temperaturbereich zwischen 500 und 1300°C für einen Zeitraum von 10 bis 336 Stunden unterzogen wird, wobei mindestens 10 Stunden und maximal 48 Stunden im Temperaturbereich von 1000°C bis 1300°C wärmebehandelt wird. - die Elektrode an Luft oder im Ofen auf eine Temperatur zwischen Raumtemperatur und kleiner 900°C abgekühlt wird, - die abgekühlte Elektrode anschließend durch ESU mit einer Umschmelzrate von 3,0 bis 10 kg/Minute zu einem ESU-Block umgeschmolzen wird, - der ESU-Block an Luft oder im Ofen auf eine Temperatur zwischen Raumtemperatur und kleiner 900°C abgekühlt wird, - der ESU-Block erneut mit einer Umschmelzrate von 3,0 bis 10 kg/Minute Und einer Schwankungsbreite der Umschmelzrate von weniger als 15% %, besser noch 10%, idealerweise 5%, mittels VAR umgeschmolzen wird, - der umgeschmolzene VAR-Block einer Wärmebehandlung im Temperaturbereich zwischen 500 und 1250°C für einen Zeitraum von 10 bis 336 Stunden unterzogen wird, - der VAR-Block anschließend durch Warm- und/oder Kaltformgebung an die gewünschte Produktform und Abmessung gebracht wird.
- Verfahren nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode vor ihrer ESU-Umschmelzung einer Oberflächenbehandlung unterzogen wird. - Verfahren nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass der ESU-Block vor seiner VAR-Umschmelzung einer Oberflächenbearbeitung unterzogen wird. - Verfahren zur Herstellung einer Nickel-Basislegierung, indem - eine Elektrode durch VIM erzeugt wird, - falls die Ni-Basislegierung Gamma-Strich Phase bildet: die Elektrode in einen Ofen verbracht wird, bevor sie kälter als 200°C, idealerweise bevor sie kälter als 250°C ist - die Elektrode in einem Ofen zur Reduzierung von Spannungen und Überalterung einer Wärmebehandlung im Temperaturbereich zwischen 500 und 1250°C über einen Zeitraum von 10 bis 336 Stunden, unterzogen wird, - die Elektrode an Luft oder im Ofen auf eine Temperatur zwischen Raumtemperatur und kleiner 900°C abgekühlt wird, - die Oberfläche der Elektrode zur Entfernung von Fehlern und zur Säuberung (z.B. durch Bürsten, Schleifen, Beizen, Trennen, Schälen, etc.) bearbeitet wird, - die abgekühlte Elektrode anschließend durch ESU mit einer Umschmelzrate von 3,0 bis 10 kg/Minute zu einem ESU-Block mit 400 bis 1500 mm Durchmesser umgeschmolzen wird, - der ESU-Block an Luft oder im Ofen auf eine Temperatur zwischen Raumtemperatur und kleiner 900°C abgekühlt wird, - ggf. die Oberfläche des ESU-Blocks zur Entfernung von Fehlern und zur Säuberung (z.B. durch Bürsten, Schleifen, Beizen, Trennen, Schälen, etc.) bearbeitet wird, - der abgekühlte ESU-Block einer weiteren Wärmebehandlung im Temperaturbereich zwischen 500 und 1250°C für einen Zeitraum von 10 bis 336 Stunden unterzogen wird, - der ESU-Block an Luft oder im Ofen auf eine Temperatur zwischen Raumtemperatur und kleiner 870°C abgekühlt wird, - der ESU-Block mittels VAR erneut mit einer Umschmelzrate von 3,0 bis 10 kg/Minute und einer Schwankungsbreite der Umschmelzrate von weniger als 15% %, besser noch 10% idealerweise 5% zu einem VAR-Block mit 400 bis 1500mm Durchmesser umgeschmolzen wird, - falls die Ni-Basislegierung Gamma-Strich Phase bildet: der VAR-Block in einen Ofen verbracht wird, bevor dieser im Kopfbereich nicht kälter als 200°C, idealerweise bevor diese kälter als 250°C ist, - der umgeschmolzene VAR-Block einer Wärmebehandlung im Temperaturbereich zwischen 500 und 1250°C für einen Zeitraum von 10 bis 336 Stunden unterzogen wird, - der VAR-Block an Luft oder im Ofen auf eine Temperatur zwischen Raumtemperatur und kleiner 900°C abgekühlt wird, oder heiß mit mehr als 850°C an einen Warmformprozess übergeben wird. - der VAR-Block anschließend durch Warm- und/oder Kaltformgebung (z.B. Schmieden, Walzen, Ziehen,) an die gewünschte Produktform (z.B. Block, Stange, Draht, Blech, Band, Folie) und Abmessung gebracht wird.
- Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis4 , dadurch gekennzeichnet, dass der VAR-Block in weiteren VAR-Umschmelzschritten mit einer Umschmelzrate von 3,0 bis 10 kg/Minute umgeschmolzen und im Anschluss einer Wärmebehandlung im Temperaturbereich zwischen 500 und 1300°C für einen Zeitraum von 10 bis 336 Stunden unterzogen wird. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis5 , dadurch gekennzeichnet, dass der VAR-Block nach der letzten Wärmebehandlung an Luft oder im Ofen auf eine Temperatur zwischen Raumtemperatur und kleiner 900.°C abgekühlt wird. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis5 , dadurch gekennzeichnet, dass der VAR-Block nach der letzten Wärmebehandlung heiß in eine Warmformgebung bei einer Temperatur von mehr als 800°C überführt wird. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis7 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Legierung folgender Zusammensetzung eingesetzt wird (in Gew.-%):C max. 0,25 % S max. 0,03% Cr 17 - 32% Ni 33 - 72% Mn max. 1 % Si max. 1 % Mo 0-10% Ti bis 3,25% Nb bis 5,5 % Cu bis 0,5% Fe bis 25 % P max. 0,03% Al bis 3,15% V max. 0,6 % Zr max. 0,1 % Co bis 35% B max. 0,02 % - Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis8 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Legierung folgender Zusammensetzung eingesetzt wird (in Gew.-%):C max. 0,08 S max. 0,015 Cr 17-21 Ni 50-55 Mn max. 0,35 Si max. 0,35 Mo 2,8-3,3 Ti 0,65-1,15 Nb 4,75-5,5 Cu max. 0,3 Fe 6-25 P max. 0,015 Al 0,2-0,8 Co max. 1 B max. 0,006 Pb max. 0,001 Se max. 0,0005 Bi max. 0,00005 Nb+Ta 4,75 bis 5,5% - Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis8 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Legierung folgender Zusammensetzung eingesetzt wird (in Gew.-%):C max. 0,1 S max. 0,015 N max. 0,03 Cr 16-20 Ni 26-62 Mn max. 0,5 Si max. 0,3 Mo 2-4 Ti 0,1-1 Cu max. 0,5 Fe max. 10 P max. 0,03 Al 1-3 Mg max. 0,01 Ca max. 0,01 Zr max. 0,05 Co 15-28 B max. 0,02 O max. 0,02 Nb + Ta 4-6 - Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis10 , wobei der Durchmesser des erzeugten VAR-Blocks >450mm ist. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis11 , wobei der Durchmesser des erzeugten VAR-Blocks >500mm ist. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis12 , wobei der Erzeugte Block frei von Umschmelzdefekten ist und im Ultraschall eine Vergleichsfehlergröße von <0,8mm aufweisst.. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis13 bei dem die Wärmebehandlung des VIM-Blocks für mindestens 10 Stunden und maximal 48 Stunden im Temperaturbereich von 1000°C bis 1300°C erfolgt.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/DE2018/100980 WO2019110050A1 (de) | 2017-12-04 | 2018-12-03 | Verfahren zur herstellung einer nickel-basislegierung |
US16/757,810 US11306380B2 (en) | 2017-12-04 | 2018-12-03 | Method for preparing a nickel-based alloy |
EP18826925.2A EP3720982A1 (de) | 2017-12-04 | 2018-12-03 | Verfahren zur herstellung einer nickel-basislegierung |
CN201880066530.2A CN111225990B9 (zh) | 2017-12-04 | 2018-12-03 | 用于制备镍基合金的方法 |
KR1020207015674A KR20200070403A (ko) | 2017-12-04 | 2018-12-03 | 니켈계 합금의 제조 방법 |
JP2020526387A JP7052036B2 (ja) | 2017-12-04 | 2018-12-03 | ニッケル基合金の製造方法 |
JP2021177629A JP7374160B2 (ja) | 2017-12-04 | 2021-10-29 | ニッケル基合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017128663 | 2017-12-04 | ||
DE102017128663.2 | 2017-12-04 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102018009375A1 true DE102018009375A1 (de) | 2019-06-06 |
Family
ID=64901253
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102018009375.2A Pending DE102018009375A1 (de) | 2017-12-04 | 2018-11-29 | Verfahren zur Herstellung einer Nickel-Basislegierung |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11306380B2 (de) |
EP (1) | EP3720982A1 (de) |
JP (2) | JP7052036B2 (de) |
KR (1) | KR20200070403A (de) |
CN (1) | CN111225990B9 (de) |
DE (1) | DE102018009375A1 (de) |
WO (1) | WO2019110050A1 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021036226A1 (zh) * | 2019-08-28 | 2021-03-04 | 北京钢研高纳科技股份有限公司 | 一种大尺寸高铌高温706合金铸锭及其冶炼工艺 |
WO2021036225A1 (zh) * | 2019-08-28 | 2021-03-04 | 北京钢研高纳科技股份有限公司 | 一种高铌高温合金大尺寸铸锭的冶炼工艺及高铌高温合金大尺寸铸锭 |
CN114921674A (zh) * | 2022-05-11 | 2022-08-19 | 重庆材料研究院有限公司 | 一种625合金的真空感应熔炼方法 |
CN116497248A (zh) * | 2023-04-28 | 2023-07-28 | 江苏隆达超合金航材有限公司 | 一种gh3039合金电渣锭的制备方法 |
US11859262B2 (en) | 2019-08-28 | 2024-01-02 | Gaona Aero Material Co., Ltd. | Large-sized high-Nb superalloy ingot and smelting process thereof |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102020116865A1 (de) | 2019-07-05 | 2021-01-07 | Vdm Metals International Gmbh | Nickel-Basislegierung für Pulver und Verfahren zur Herstellung eines Pulvers |
DE102020116868A1 (de) * | 2019-07-05 | 2021-01-07 | Vdm Metals International Gmbh | Pulver aus einer Nickel-Kobaltlegierung, sowie Verfahren zur Herstellung des Pulvers |
CN112646955A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-04-13 | 中国科学院金属研究所 | 一种合金钢的提纯方法和应用 |
CN114752817B (zh) * | 2022-04-08 | 2022-09-23 | 南京工程学院 | 一种高温合金模具材料及其制备方法和应用 |
CN115354249B (zh) * | 2022-07-28 | 2023-09-01 | 清航空天(北京)科技有限公司 | 一种基于空气动压轴承的箔片热处理工艺 |
CN116000134B (zh) * | 2022-12-08 | 2023-10-27 | 北京钢研高纳科技股份有限公司 | Gh4738合金冷拔棒材及其制备方法和应用 |
CN116219230B (zh) * | 2022-12-16 | 2024-07-19 | 四川六合特种金属材料股份有限公司 | 一种高温合金密封板材料及其制备方法 |
CN117385212B (zh) * | 2023-12-08 | 2024-03-12 | 北京北冶功能材料有限公司 | 一种中温强度优异的镍基高温合金箔材及其制备方法 |
CN117564200A (zh) * | 2023-12-29 | 2024-02-20 | 江苏美特林科特殊合金股份有限公司 | 一种短流程合金锻件的制备方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1377690A1 (de) | 2001-03-08 | 2004-01-07 | ATI Properties, Inc. | Verfahren zur herstellung von blöcken aus nickelbasislegiuerng mit grossem durchmesser |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009170159A (ja) | 2008-01-11 | 2009-07-30 | Panasonic Corp | 単3形アルカリ乾電池 |
JP5263580B2 (ja) | 2008-05-08 | 2013-08-14 | 三菱マテリアル株式会社 | ガスタービン用リング状ディスク |
AT512471B1 (de) | 2012-02-07 | 2014-02-15 | Inteco Special Melting Technologies Gmbh | Umschmelzanlage für selbstverzehrende elektroden |
CN104561664A (zh) | 2014-12-09 | 2015-04-29 | 抚顺特殊钢股份有限公司 | 一种新型镍铁基高温合金gh4169d的冶炼工艺 |
US9765416B2 (en) | 2015-06-24 | 2017-09-19 | Ati Properties Llc | Alloy melting and refining method |
DE102015016729B4 (de) | 2015-12-22 | 2018-10-31 | Vdm Metals International Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer Nickel-Basislegierung |
-
2018
- 2018-11-29 DE DE102018009375.2A patent/DE102018009375A1/de active Pending
- 2018-12-03 KR KR1020207015674A patent/KR20200070403A/ko not_active IP Right Cessation
- 2018-12-03 CN CN201880066530.2A patent/CN111225990B9/zh active Active
- 2018-12-03 WO PCT/DE2018/100980 patent/WO2019110050A1/de unknown
- 2018-12-03 EP EP18826925.2A patent/EP3720982A1/de active Pending
- 2018-12-03 US US16/757,810 patent/US11306380B2/en active Active
- 2018-12-03 JP JP2020526387A patent/JP7052036B2/ja active Active
-
2021
- 2021-10-29 JP JP2021177629A patent/JP7374160B2/ja active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1377690A1 (de) | 2001-03-08 | 2004-01-07 | ATI Properties, Inc. | Verfahren zur herstellung von blöcken aus nickelbasislegiuerng mit grossem durchmesser |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021036226A1 (zh) * | 2019-08-28 | 2021-03-04 | 北京钢研高纳科技股份有限公司 | 一种大尺寸高铌高温706合金铸锭及其冶炼工艺 |
WO2021036225A1 (zh) * | 2019-08-28 | 2021-03-04 | 北京钢研高纳科技股份有限公司 | 一种高铌高温合金大尺寸铸锭的冶炼工艺及高铌高温合金大尺寸铸锭 |
US11859262B2 (en) | 2019-08-28 | 2024-01-02 | Gaona Aero Material Co., Ltd. | Large-sized high-Nb superalloy ingot and smelting process thereof |
CN114921674A (zh) * | 2022-05-11 | 2022-08-19 | 重庆材料研究院有限公司 | 一种625合金的真空感应熔炼方法 |
CN114921674B (zh) * | 2022-05-11 | 2023-03-14 | 重庆材料研究院有限公司 | 一种625合金的真空感应熔炼方法 |
CN116497248A (zh) * | 2023-04-28 | 2023-07-28 | 江苏隆达超合金航材有限公司 | 一种gh3039合金电渣锭的制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111225990A (zh) | 2020-06-02 |
KR20200070403A (ko) | 2020-06-17 |
JP7374160B2 (ja) | 2023-11-06 |
WO2019110050A1 (de) | 2019-06-13 |
US20210371963A1 (en) | 2021-12-02 |
CN111225990B9 (zh) | 2022-03-01 |
JP7052036B2 (ja) | 2022-04-11 |
JP2021502491A (ja) | 2021-01-28 |
JP2022023193A (ja) | 2022-02-07 |
US11306380B2 (en) | 2022-04-19 |
EP3720982A1 (de) | 2020-10-14 |
CN111225990B (zh) | 2022-01-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102018009375A1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Nickel-Basislegierung | |
DE102015016729B4 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Nickel-Basislegierung | |
EP2956562B1 (de) | Nickel-kobalt-legierung | |
DE60316212T2 (de) | Nickelbasislegierung, heissbeständige Feder aus dieser Legierung und Verfahren zur Herstellung dieser Feder | |
DE102009050603B3 (de) | Verfahren zur Herstellung einer β-γ-TiAl-Basislegierung | |
DE102020116858A1 (de) | Nickel-Basislegierung für Pulver und Verfahren zur Herstellung eines Pulvers | |
EP1247873B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von AlMn-Bändern oder -Blechen | |
CN111057903B (zh) | 一种大规格钛合金锁紧环及其制备方法 | |
KR100820892B1 (ko) | Fe-Ni 합금 스트립 제조 방법 | |
CN109715834B (zh) | 金属掩模用原材料及其制造方法 | |
DE102014008136A1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Metallfolie | |
DE112021006352T5 (de) | Verfahren zur herstellung eines austenitischen rostfreien stahlbandes | |
EP3658695B1 (de) | Hochtemperatur-nickelbasislegierung | |
DE69800263T2 (de) | Nickelbasis Legierung aus stengelförmigen Kristallen mit guter Hochtemperaturbeständigkeit gegen interkristalline Korrosion, Verfahren zur Herstellung der Legierung, grosses Werkstück, sowie Verfahren zur Herstellung eines grossen Werkstückes aus dieser Legierung | |
DE2751623C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von warmverformten Fertigprodukten auf Molybdänbasis | |
JP4695537B2 (ja) | 加工性に優れた圧力容器用部材の製造方法 | |
DE102018122574A1 (de) | Kupferlegierung | |
JPS5953347B2 (ja) | 航空機ストリンガ−素材の製造法 | |
KR102299907B1 (ko) | 내부 가열 방식의 단조 장치 및 내부 가열 방식의 단조 장치를 이용한 Ti-Al 합금 빌렛 제조 방법 | |
KR20160133371A (ko) | 내열성이 우수한 구리 합금 | |
JP2021095619A (ja) | キャップ材用アルミニウム合金板及びその製造方法 | |
KR20210070018A (ko) | 외주 가열 방식의 단조 장치 및 외주 가열 방식의 단조 장치를 이용한 Ti-Al 합금 빌렛 제조 방법 | |
JP2018204115A (ja) | 耐熱性に優れた銅合金 | |
JPS61201726A (ja) | B含有オ−ステナイトステンレス鋼の製造方法 | |
DE112019001491B4 (de) | Ni-BASIERTE LEGIERUNG UND HITZEBESTÄNDIGES PLATTENMATERIAL, DAS UNTER VERWENDUNG DERSELBEN ERHALTEN WIRD |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed |