DE2326284A1 - Werkstueck aus einer verdichteten superlegierung auf ni-basis - Google Patents
Werkstueck aus einer verdichteten superlegierung auf ni-basisInfo
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Description
Die Erfindung betrifft e'in gänzlich dichtes Werkstück aus einer verdichteten Superlegierung auf Ni-Basis«
Superlegierungen auf Hi-Basis werden üblicherweise zur Herstellung
von hochtemperaturbeständigen Werkstoffen verwendet. So bestehen die Teile eines Turbinen- oder Düsentriebwerkes, die
im Betrieb hohen Betriebstemperaturen ausgesetzt sind, aus derartigen Werkstoffen. Bei vielen Anwendungsgebieten müssen
die aus derartigen Werkstoffen hergestellten Teile bei erhöhten Temperaturen eine große Festigkeit und eine große Härte
besitzen. Dieses wird üblicherweise durch Erhöhung des Gehaltes an die Festigkeit steigernden Legierungsbestandteilen, wie
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Titan, Aluminium, Kolumbium, Tantal, Hafnium, Wolfram und
Molybdän erzielt. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß eine derartige, zur Erzielung der angestrebten hohen Festigkeit
und Härte bei erhöhten Temperaturen fahrende Erhöhung des Anteils der betreffenden Legierungsbestandteile zu einer
zunehmenden Anfälligkeit der Legierung für chemische Ausscheidungsvorgänge
führt; die eine unervriinsehte Größe und
Verteilung der die Festigkeit oder die Härte erhöhenden Bestandteile zur Folge hat, was sich in nachfolgenden Verfahrensschritten,
auch nicht durch Ausschmieden, wieder beseitigen läßt. Außerdem fördert diese Ausscheidung beim Schmieden
'und der Warmverarbeitung im allgemeinen das Auftreten von Rissen, wodurch die Verarbeitung derartiger Werkstücke
auf die angestrebten Abmessungen erschwert und verteuert . wird. Da diese bei der Erstarrung auftretenden Ausscheidungen
insbesondere in relativ großen Werkstücken oder Teilen auftreten, können über den Querschnitt derartiger Werkstücke
Ungleichmäßigkeiten des Gefügeaufbaues und der mechanischen Eigenschaften auftreten.
Es ist festgestellt worden, daß die pulvermetallurgische Herstellung
von Werkstücken aus einer Superlegierung auf Ή1 -Basis
anstelle einer Herstellung auf feuermetallurgischen Wege eine Vielzahl der Schwierigkeiten beseitigt, die bei der schmelzmetallurgischen
Herstellung mit nachfolgendem Abgießen auftreten.
So zeigen die pulvermetallurgisch hergestellten Werkstücke über ihren Querschnitt gleichbleibende oder homogene
Eigenschaften, da sie nicht langsam aus dem geschmolzenen in den festen Zustand abgekühlt werden. Das feinstzerteilte Pulver'
zeichnet sich durch ein gleichförmiges, feines Feingefüge aus, welches 0inen mittleres. Sperrgrenzenabstand (mean intercept
boundary spacing) von maximal 10 /ι gegenüber einem derartigen Abstand von mehr als 100 yu bei den herkömmlichen Gußerzeugnissen
besitzt. Unter "Sperrgrensenabstand" ist der Ab-
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stand zwischen Dendritenarmen, Zellgrenzen -und Korngrenzen zu
verstehen. Dieses ursprüngliche ITeingefüge des Pulvers kann
im wesentlichen auch in dein -verdichteten Fertigerzeugnis aufrecht
erhalten werden.
Obgleich pulvermetallurgisch© Arbeitsweisen zur Herstellung
von Werkstücken der in Eede stehenden Art die genannten Vorteile gegenüber schmeXziaetallurgischen Arbeitsweisen' besitzen ,
hat sich herausgestellt, daß unerwünschte Konzentrationen von Neben- oder Fremdphasen, wie Karbide, Nitride und dergleichen
im Bereich der ursprünglichen Teilchenoberflächen oder Teilchengrenzen
auftreten. Dieses Phänomen macht die Erzeugnisse anfällig gegen die Ausbreitung von Rissen, was dazu führt,
daß die der Legierung innewohnende große Festigkeit und Verformbarkeit nicht in den daraus hergestellten Merkstücken
zum Tragen kommen kann.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Werkstück der eingangs genannten Gattung, das aus verdichtetem Metalllegierungspulver
bestekt, zu schaffen, welches die typischen Vorteile der schmelzmetallurgisch erzeugten ¥erkstücke besitzt
und sich dennoch nicht anfällig für die schädliche Ausbildung von Neben- oder Fremdpfoasenkonzentrationen in den Teilchengrenzen
zeigt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch, gelöst, daß das
Werkstück durch Verdichten' bei erhöhter Tenperatur von vorlegierten
Pulverteilchen hergestellt ist, die aus 0 bis 0,50 % Kohlenstoff, 10 bis 16 % Chrom, 7 bis 11 % Kobalt, 0 bis 5 %
Molybdän, 0 bis 7 % Wolfram, 0 bis 5 % Kolumbiura, 0 bis 5 %
Tantal, 0 bis 5 % Hafnium, -0 bis 5 % Vanadin, 1 bis 5 % Titan,
2 bis 6 % Aluminium, 0,001 bis 0,03 % Bor, 0,01 bis 0,20 % Zirkon, Rest Nickel und lierstellungsbedingte Verunreingigungen be-
4098U/0796
stehen, wobei der Gesamtgehalt an Wolfram, Kolumbium, Tantal
und Hafnium 1,0 bis 12,0 % beträgt und daß das derart zusammengesetzte
Werkstück keine Ausscheidungen von Neben- oder Fremdphasenkonzejitrationen in ursprünglichen Teilchengrenzen
aufweist.
Es hat sich als vorteilhaft erxviesen, die Legierungsbestandteile der rietallpulverteilchen innerhalb der oben angegebenen
Grenzen zu variieren.
Untersuchungen haben ergeben, daß Superlegierungen auf Nickel-Sasis
mit innerhalb der in der folgenden Tafel 1 zusammengestellten liegenden Gehalten an Legierungselementen in Form
von aus vorlegierten Pulvern erzeugten verdichteten Werkstücken eine Dichte besitzen, die mehr als 95 % der theoretisch
erzielbaren Dichte entspricht. Ferner hat sich herausgestellt, daß sich derart hergestellte und aufgebaute Werkstücke
durch1 eine gleichmäßige Verteilung der lieben- oder
Framdphasen auszeichnen. Wie im folgenden noch ausführlicher erläutert, führen diese Eigenschaften zu Werkstücken mit
hervorragender Festigkeit und Verformbarkeit.
Unter dem in den Anmeldungsunterlagen verwandten Begriff "gänzlich dicht" ist zu verstehen, daß das verdichtete Werkstück
nach der Erfindung eine Dichte von mehr als 95 % der theoretisch erzielbaren Dichte aufweist.
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Tafel 1 (Gew.-%)
■Element
weiter Bereich bevorzugter bevorzugter bevorzugter bevorzugter Bereich (D Bereich (II) Bereich (III) Bereich (IV)
Kohlenstoff
Chrom
Kobalt
Molybdän
Wolfram
Kolumbium
Tantal
Hafnium
Wolfram + Kolumbium + Tantal +Hafnium
Vanadin
Titan
Aluminium
Bor
Zirkon
M ekel
0,5 max. 10 Ms
7 bis bis zu 5 bis zu 7 bis zu 5 bis zu 5 bis zu 5
1 bis
bis zu 5
1 bis 5
2 bis 6
0,01 bis 0,40 0,15 bis 0,25
10 bis 7 bis
1 bis .5" ·
2 bis bis zu bis to bis zu
Kolumbium + Tantal 0,5 bis
bis zu
1 bis
2 bis
10,5 bis 14,5
bis 10
bis 3
Ms 5
bis 10
bis 3
Ms 5
bis 5
3,2 bis 5
2,2 bis 4,2
2,2 bis 4,2
0,01 bis 0,20
bis 16
bis 9
2,5 bis 4,5
2,5 bis 4,5
2,5 bis 4,5
bis 16
bis 9
2,5 bis 4,5
2,5 bis 4,5
2,5 bis 4,5
0,2 bis 0,4 10 bis 14 9 bis 11
1 bit 4
5 Ms 7 . ·
1 bit 4
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0,5 bis 2,5
0,001 bis 0,03 0,001bis 0,03 0,001bis 0,03 0,01 bis 0,20 0,01 bis 0,20 0,01 bis 0,20
Rest* Rest* Rest*
,1,5 bis 3,5
2,5 bis 4,5
0,001 bis 0,03
0,01 bis 0,20
Rest*
2,5 bis 4,5
0,001 bis 0,03
0,01 bis 0,20
Rest*
2 bis 4
3,5 Ms 5,5 -0,001 bis 0,03 0,01 bis 0,20. Rest*
3,5 Ms 5,5 -0,001 bis 0,03 0,01 bis 0,20. Rest*
*Mit den üblichen herstellungsbedingten Verunreinigungen
co
NJ
cn
OO
-P-
Die vorlegierten Metallpulver mit den in Tafel 1 zusammengestellten
Gehaltsgrenzen xierden mit Hilfe bekannter Arbeitsweisen,
wie dem sogenannten Gas Atomizing hergestellt. Bei dem herkömmlichen Gas Atomizing-Verfahren wird eine Charge
mit der angestrebten Zusammensetzung unter Schutzgasatmosphäre
geschmolzen, worauf das geschmolzene Metall zur Peinverteilung in Pulverform dem Aufprall eines Schutzgasstrahles
ausgesetzt wird, der gegen das geschmolzene Metall gerichtet wird. Das geschmolzene Metall xvird auf diese V/eise
fein zerteilt und liegt nach rascher Abkühlung in den festen Zustand in der angestrebten Pulverform vor. Das Pulver wird
sodann gesiebt, um unerwünscht große Teilchen abzutrennen. Anschließend kann das Pulver zu dem herzustellenden Werkstück
verdichtet werden, wozu in der Fachwelt bekannte Verdichtungsverfahren,
wie das isostatische Heißpressen, Strangpressen, Schmieden und Walzen verwendet werden können. Die
Teilchengröße der erfindungsgemäß zu verdichtenden Pulverteilchen liegt typischerweise nicht unterhalb einer Teilchengröße,
die der US-Siebnorm von -16 mesh entspricht und im allgemeinen nicht oberhalb einer Teilchengröße, die der
US-Siebnorm von - 30 mesh entspricht.
Zur Erläuterung der Erfindung wurden drei Superlegxerungen
auf ÜTickelbasis in Pulverform hergestellt, die in der folgenden
Tafel 2 als Legierung A, Legierung B und Legierung C bezeichnet sind.
409814/0798
- | Tafel | 2 | - | Legierung | C |
Zusammensetzungen der | 0,16 | ||||
Element | Legierung A | 0,01 | |||
Kohlenstoff | ■0,19 | ■ Versuchslegierungen | 0,24 | ||
Man gan | - | Legierung B | 9,26 | ||
Silizium | — | 0,055 | 14,92 | ||
Chrom | 12,92 - | 0,04 | — | ||
Kobalt | 8,95 | 0,22 | - | ||
Kolumbium | - | 13,92 | 3,12 | ||
Tantal | 3,89 | 7,95 | — | ||
Molybdän | 1,97 | 3,58 | 0,99 | ||
Wolfram | 3,84 | .- | 4,95 | ||
Vanadium | — | 3,53 | 5Λ3 | ||
Titan | 4,17 | 3,56 | 0,07 | ||
Aluminium | 3,20 | — | 0,019 | ||
Zirkon | 0,08 | 2,34- | 0,05 | ||
Bor | 0,023 | 3,30 . | Rest | ||
Eisen | — | 0,07 | |||
Nickel | Rest | 0,005 | |||
0,02 | |||||
Rest | |||||
Die in Tafel 2 aufgeführten Legierungen A und B liegen zusammensetzungsmäßig
innerhalb des Rahmens der Erfindung, während die Legierung C nicht zur Erfindung gehört und lediglich zu Vergleichszwecken
aufgeführt -worden ist. Zum Verdichten geeignete vorlegierte Metallpulver wurden aus jeder der in Tafel -2
aufgeführten Legierungen in der Weise hergestellt, daß eine Charge der jeweiligen Zusammensetzung unter Schutzgasatmosphäre
erschmolzen wurde, dann ein Strom des geschmolzenen Metalls durch Berührung mit einem scharfen Argonstrahl zerstäubt und die feinzerteilten
Teilchen anschließend rasch auf Raumtemperatur abgekühlt wurden. Das Pulver wurde gesammelt und entsprechend einer
Teilchengröße von -100 mesh ausgesiebt und in einen zylindrischen
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Flußstahlbehälter eingebracht, der eine Höhe von 22,96 cm und einen Durchmesser von 6,60 cm besaß. Die Behälter wurden
zur Entfernung aller darin enthaltenen Feuchtigkeit evakuiert und luftdicht gegen die Atmosphäre verschlossen.
Die evakuierten, pulvergefüllten Behälter wurden auf eine Temperatur von 1149 0C aufgeheizt und dem isostatischen
Heißpressen unter einem Druck von 10,55 kg/mm unterworfen. Das führte dazu, daß die Pulver einer jeden Legierung auf
eine Dichte von etwa 100 % der theoretisch erreichbaren Dichte verdichtet wurden.
Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen Schliffbilder bei einhundertfächer
Vergrößerung von drei aus vorlegiertem, verdichtetem Metallpulver gefertigten Werkstücken, wobei die den Fig. 1 und 2
zugrundeliegenden Werkstücke in den Rahmen der Erfindung fallen, während das Fig. 3 zugrundeliegende Werkstück sich außerhalb
des erfindungsgemäßen Eahmens befindet. Bei den Fig. 4,
5 und 6 handelt'es sich um photοgraphische Aufnahmen bei fünf-"
zehnfacher Vergrößerung der den Fig. 1, 2 und 3 zugrunde liegenden
Werkstücke, die die Bruchstelle von aus diesen Werkstücken hergestellten Probestäben nach dem Zugversuch zeigen.
Aus den Fig. 1 und 2 ist gut zu erkennen, daß die Karbide in
den aus den Legierungen A und B hergestellten Werkstücken, die zusammensetzungsgemäß innerhalb des Rahmens der Erfindung
liegen, fein und gleichmäßig in der Matrix des Werkstückes verteilt sind. Im Gegensatz dazu ist Fig. 3 zu entnehmen, daß
die Karbide bei dem aus der nicht zur Erfindung zählenden Legierung C hergestellten Werkstück an früheren Teilchengrenzen
konzentriert sind. Das dadurch gebildete Karbid-Fetzwerk stellt eine· gute Ausbreitungsbahn für auftretende Risse dar,
wenn das Werkstück bei bestimmungsgemäßen Gebrauch erhöhten Temperaturen ausgesetzt wird.
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Zur Illustrierung der mit Hilfe des Anmeldungsgegenstandes erzielbaren Verbesserungen wurden aus Werkstücken aus den Le-.
gierungen A, B und G Zugstäbe hergestellt und diese bei Raumtemperatur im Zugversuch geprüft. Die Ergebnisse sind in Tafel
3 zusammengestellt. Aus den Versuchsergebnissen ist zu ersehen, daß die Zugfestigkeit und das Formänderungsvermögen
bzw. die Verformbarkeit der aus den erfindungsgemäßen Legierungen A und B hergestellten Proben besser war als bei
der aus der Legierung C hergestellten Probe, die ihrer Zusammensetzung
nach außerhalb des Rahmens der Erfindung liegt.
4098U/0796
!Tafel 3
Im Zugversuch ermittelte Eigenschaften der Legierungen A
B und C (gemessen bei Raumtemp.)
Strecke Zugfe- Querschnitts-
stigkeit Dehrnmg verminderung
) % , %
.^ , Ab ' 132,18 162,42 8 12
-* Bc , 126,56 163,12 " 10 13
« 0d 101,95 125,15 4 9 f
^Wärmebehandlung: 1149 °0/4 Std./Ölabschreckung + 649 °0/24 Std./Luftabkühlung +
760 °C/8 Std./Luftabkühlung
Wärmebehandlung: 1093 °C/1 Std./Ölabschreckung + 816 °0/4 Std./Luftabkühlung + .
760 °O/16 Std./Luftabkühlung ^0
^■Wärmebehandlung: 1149 °C/4 Std./Ölabschreckung + 649 °C/4 Std./Luftabkühlung + ' cr>
760 °C/8 Std./Luftabkühlung
CO
Das Ausmaß der mit Hilfe der Erfindung hinsichtlich, der Karbidausscheidung
bzw. -verteilung erzielbaren Verbesserung geht aus den Fig. 4, 5 und 6 hervor, die, wie bereits erwähnt, photographische
Aufnahmen von im Zugversuch zerstörten Probekörpern darstellen, die aus aus den Legierungen A, B und C hergestellten
Werkstücken bestanden. Wie Fig. 6 zu entnehmen, ist der Bruch der Legierung C durch ein Aussehen gekennzeichnet,
welches insbesondere in der anglosächsischen Fachsprache als "Ball and Socket !Type Fracture" bezeichnet wird. Ein derartiger
Bruch zeigt an, daß sich die Risse längs der sphärischen
Bahn einer Teilchengrenze ausgebildet haben, an der Neben- oder Fremdphasenkonzentrationen aufgetreten waren. Im Gegensatz dazu
zeigen die Fig. 4- und 5? daß bei Werkstücken aus den Legierungen
A und B die Bruchstellen in zufälliger Verteilung und nicht längs früheren Pulverteilchenoberflächen aufgetreten
sind.
Obgleich die Gesetzmäßigkeiten noch nicht ganz geklärt, sind,
nach denen die verbesserte Nebenphasenausscheidung bzw. -verteilung bei verdichteten Werkstücken auf Nickelbasis abläuft,
die erfindungsgemäß hergestellt sind, wird angenommen, daß der Einbau eines oder mehrerer der Elemente Kolumbium, Tantal,
Hafnium, Wolfram und Zirkon in die Zusammensetzung einen stabilisierenden Einfluß auf die Karbide ausübt, die sich während
des raschen Abkühlens und Erstarrens der Teilchen bilden, so daß während des Aufheizens auf erhöhte Temperaturen vor dem
Verdichtungsvorgang keine Karbidausscheidungen an den Teilchengrenzen auftreten.
, S
Zur(weiteren Demonstration der Überlegenheit der Legierungen
gemäß der Erfindung wurde a.u.s einem verdichteten pulvermetallurgischen
Erzeugnis, das aus der Legierung A bestand, ein Probekörper angefertigt und bei 1066 0C dem Zugversuch unterworfen,
wobei der Einspannkopf der Prüfmaschine eine konstante Hubge-
A098U/0796
schwindigkeit von 2,54- mm/min aufwies. Die ausgewählte Versuchtemperatur
ist repräsentativ für diejenigen Temperaturen, die üblicherweise bei der Herstellung von Werkstücken aus
Legierungen auf Nickelbasis mit Hilfe des Schmiedens, Strangpressens oder Walzens angewandt werden. Bei diesem Versuch
wurden die folgenden Ergebnisse ermittelt:
Zugfestigkeit Dehnung Querschnittsvermiderung (kg/W) % o/0
4,92 90 60
Die oben wiedergegebenen Versuchsergebnisse zeigen, daß das
gemäß der Erfindung hergestellte Erzeugnis wegen seiner geringen Zugfestigkeit leicht auf die angestrebten Abmessungen
war verformt werden kann und daß es ein außerordentlich großes Vermögen besitzt, sich ohne Bruch verformen zu lassen
(Formänderungsvermögen). Demgegenüber besitzt eine Legierung
der gleichen Zusammensetzung, die jedoch auf herkömmliche schmelzmetallurgische Weise hergestellt wurde eine sehr
hohe Zugfestigkeit von mehr als 35?86 kg/mm und verfügt nur
über ein begrenztes Vermögen, ohne Bruch verformt zu werden (weniger als 15 % Dehnung).
Die einzigartige Warmyerformbarkeit oder Warmbearbeitbarkeit
der nach der Erfindung hergestellten Werkstücke gestattet die Erzeugung von Schmiedestücken mit mechanischen Eigenschaften,
die denjenigen solcher Schmiedestücke weit überlegen sind-, die auf im Stand der Technik bekannte Art und
Weise hergestellt worden sind. Aus der Legierung A bestehende verdichtete Proben wurden auf 1121 0C erhitzt und anschließend
auf eine Höhenverminderung von 50 % ausgeschmiedet,
ohne daß Risse zu beobachten waren. Aus dem Schmiedestück herausgeschnittenes Material wurde wHrmebehandelt, zu
A098U/0796
Zugstaben verarbeitet und dem Zugversuch unterworfen. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tafel 4 zusammen mit entsprechenden
Werten aufgeführt, die an auf herkömmliche Art und Weise erzeugten Werkstoffen ermittelt wurden. Aus den
Versuchsergebnissen ist deutlich zu erkennen, daß die erfindungsgemäß
hergestellten Erzeugnisse sowohl hinsichtlich ihrer Festigkeit als auch hinsichtlich ihres Formänderungsvermögens
dem auf herkömmliche Weise hergestellten Erzeugnis überlegen sind.
Tafel 4'
Vergleich der im Zugversuch für die Legierung A ermittelten Eigenschaften (bestimmt bei Raumtemperatur)
Erfindungsgemäß hergestellt
Streck- Zugfe- Deh- Querschnittsgrenzeo
stigkeit nung verminderung (kg/mf) (2) % %
Verdichtet bei 1149 C geschmiedet und-, v/ärmebehandelt
,.
verdichtet bei 1204 0C geschmiedet und, wärmebehandelt
.
Nach dem Stand der Technik hergestellt
130,78 174,36 11 124,45 166,63 11
gegossen und wärme- 98,43 116,02 6 behandelt c
. 9
b1149 °C/4 Std./Ölabschreckung + 649 °C/24 '.Std./Luftabk. +
760 °C/8 Std./Luftabk.
C1121 °0/2 Std./Luftabk. +816 °C/24 Std./Luftabk.
409814/0796
Claims (6)
1. Gänzlich dichtes Werkstück aus einer verdichteten Superlegierung
auf Mickelbasis, dadurch gekenn zeichnet,
daß das Werkstück durch Verdichten bei erhöhten Temperaturen von vorlegierten Pulverteilchen hergestellt
ist, die aus O bis 50 % Kohlenstoff, 10 bis 16 % Chrom,
7 bis 11 % Kobalt, 0 bis 5 % Molybdän, 0 bis 7 % Wolfram,
0 bis 5 % Eolumbium, 0 bis 5 % Tantal, 0 bis 5 % Hafnium,
0 bis 5 % Vanadin, 1 bis 5 % Titan, 2 bis 6 % Aluminium,
Θ,001 bis 0,05 % Bor, 0,01 bis 0,20 % Zirkon, Rest Nickel
und herstellungsbedingte Verunreinigungen bestehen, wobei der Gesamtgehalt an Wolfram, Kolumbium, Tantal und Hafnium
1,0 bis 12,0 % beträgt und daß das derart zusammengesetzte
Werkstück keine Ausscheidungen von Neben- oder Fremdphasenkonzentrationen
in ursprünglichen Teilchengrenzen aufweist.
2. Werkstück Bach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet,
daß die vorlegierten Teilchen aus 0,01 bis 0,40 % Kohlenstoff, <iO bis, 16 % Ghrom, 7 bis 11 % Kobalt, 1 bis
5 % MolybääB, 2 bis 7 % Wolfram, .0 bis 5 % Kolumbium, 0
bis 5 % Tantal, 0 bis 5 % Vanadinf 0 bis 5 % Hafnium, 1
bis 5 % Titan, 2 bis 6 % Aluminium, 0,001 bis 0,03 % Bor,
0,01 bis 0,2 % Zirkon, Rest Wickel und herstellungsbedingte
Verunreiaigungen bestehen, wobei der Gesamtgehalt an
Kolumbium und Tantal 0,5 Ms 5 % beträgt.
3. Werkstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die.vorlegierten Teilchen aus 0,15 bis 0,25 % Kohlenstoff, 10,5 bis 14,5 % GJaroia, 8 bis 10 % Kobalt, 1 bis
*- 3 % Molybdän, 3 bis 5 % Wolfram, 3 Ms 5 % Tantal, 3,2 bis
5" % Titan, 2,2 bis 4,2 % Aluminium, 0,001 bis 0,03 % Bor,
0,01 bis 0,20 % Zirkon, Rest Ki ekel und herst el lim gsbe dingte
Verunreinigungen bestehen.
409814/0796
4. Werkstück nach Anspruch.1, dadurch gekennzeichnet
, daß die vorlegierten Teilchen aus 0,01 Ms 0,20 % Kohlenstoff, 12 bis 16 % Chrom, 7 bis 9 % Kobalt, 2,5 bis
4,5 % Molybdän, 2,5 bis 4,5 % Wolfram, 2,5 bis 4,5 % Kolumbium,
1,5 bis 3,5 % Titan, 2,5 bis 4,5 % Aluminium, 0,001 bis 0,03 % Bor, 0-,01 bis 0,20 Zirkon, Best Wickel und herstellungsbedingte
Verunreinigungen bestehen.
5. Werkstück nach Anspruch 1, dadurch "gekenn ζ e i c h n e t , daß die vorlegierten Teilchen aus 0,2 bis 0,4 %
Kohlenstoff, 10 bis 14 % Ghrom, 9 bis 11 % Kobalt, 1 bis
4 % Molybdän, 5 bis 7 % Wolfram, 0,5 bis 2,5 % Tantal, 2
bis 4 % Titan, 3,5 bis 5,5 % Aluminium, 0,001 bis 0,03 Bor,
0,01 bis 0,2 % Zirkon, Eest Hickel und herstellungsbedingte
Verunreinigungen bestehen.
6. Werkstück nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5?
dadurch gekennzeichnet , daß die vorlegierten
Pulverteilchen ein feines Peingefüge mit einem mittleren Sperrgrenzenabstand von weniger als 10 /u besitzen.
409814/0 7 96
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Families Citing this family (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4066449A (en) * | 1974-09-26 | 1978-01-03 | Havel Charles J | Method for processing and densifying metal powder |
US4492672A (en) * | 1982-04-19 | 1985-01-08 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Enhanced microstructural stability of nickel alloys |
FR2555205B1 (fr) * | 1983-11-22 | 1989-05-19 | Metalimphy | Alliages a base de nickel pour la metallurgie des poudres destines a des disques de turbines a gaz |
JPS6179754A (ja) * | 1984-09-26 | 1986-04-23 | Hitachi Ltd | 焼結Ni基耐熱合金の製造法 |
US5130086A (en) * | 1987-07-31 | 1992-07-14 | General Electric Company | Fatigue crack resistant nickel base superalloys |
US5130088A (en) * | 1987-10-02 | 1992-07-14 | General Electric Company | Fatigue crack resistant nickel base superalloys |
US5130089A (en) * | 1988-12-29 | 1992-07-14 | General Electric Company | Fatigue crack resistant nickel base superalloy |
US4983233A (en) * | 1989-01-03 | 1991-01-08 | General Electric Company | Fatigue crack resistant nickel base superalloys and product formed |
GB2252563B (en) * | 1991-02-07 | 1994-02-16 | Rolls Royce Plc | Nickel base alloys for castings |
JP3067416B2 (ja) * | 1992-08-20 | 2000-07-17 | 三菱マテリアル株式会社 | 高温耐熱部品製造用Ni基合金粉末 |
US6013327A (en) * | 1996-10-30 | 2000-01-11 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Slide bead coating method and apparatus |
US6902633B2 (en) * | 2003-05-09 | 2005-06-07 | General Electric Company | Nickel-base-alloy |
US7250081B2 (en) * | 2003-12-04 | 2007-07-31 | Honeywell International, Inc. | Methods for repair of single crystal superalloys by laser welding and products thereof |
FR2935396B1 (fr) * | 2008-08-26 | 2010-09-24 | Aubert & Duval Sa | Procede de preparation d'une piece en superalliage base nickel et piece ainsi obtenue. |
FR2935395B1 (fr) * | 2008-08-26 | 2010-09-24 | Aubert & Duval Sa | Procede de preparation d'une piece en superalliage base nickel et piece ainsi preparee |
US10247480B2 (en) | 2017-04-28 | 2019-04-02 | General Electric Company | High temperature furnace |
GB2567492B (en) * | 2017-10-16 | 2020-09-23 | Oxmet Tech Limited | A nickel-based alloy |
FR3084671B1 (fr) * | 2018-07-31 | 2020-10-16 | Safran | Superalliage a base de nickel pour fabrication d'une piece par mise en forme de poudre |
GB2576305B (en) * | 2018-08-02 | 2022-06-29 | Lpw Technology Ltd | Nickel-based alloy |
FR3085967B1 (fr) * | 2018-09-13 | 2020-08-21 | Aubert & Duval Sa | Superalliages a base de nickel |
US11725260B1 (en) * | 2022-04-08 | 2023-08-15 | General Electric Company | Compositions, articles and methods for forming the same |
CN116949320A (zh) * | 2023-09-21 | 2023-10-27 | 苏州倍丰智能科技有限公司 | 一种3d打印用高温合金粉末、制备方法及打印方法 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2920956A (en) * | 1956-10-08 | 1960-01-12 | Universal Cyclops Steel Corp | Method of preparing high temperature alloys |
GB1075216A (en) * | 1963-12-23 | 1967-07-12 | Int Nickel Ltd | Nickel-chromium alloys |
US3390023A (en) * | 1965-02-04 | 1968-06-25 | North American Rockwell | Method of heat treating age-hardenable alloys |
US3524744A (en) * | 1966-01-03 | 1970-08-18 | Iit Res Inst | Nickel base alloys and process for their manufacture |
US3561955A (en) * | 1966-08-30 | 1971-02-09 | Martin Marietta Corp | Stable nickel base alloy |
US3459545A (en) * | 1967-02-20 | 1969-08-05 | Int Nickel Co | Cast nickel-base alloy |
GB1224804A (en) * | 1968-10-18 | 1971-03-10 | Gen Electric Co Ltd | Improvements in or relating to sintered nickel-based alloys |
US3615376A (en) * | 1968-11-01 | 1971-10-26 | Gen Electric | Cast nickel base alloy |
US3671230A (en) * | 1969-02-19 | 1972-06-20 | Federal Mogul Corp | Method of making superalloys |
US3677748A (en) * | 1969-11-19 | 1972-07-18 | Martin Marietta Corp | Alloy |
US3649256A (en) * | 1970-02-16 | 1972-03-14 | Latrobe Steel Co | Fully dense consolidated-powder superalloys |
US3681061A (en) * | 1970-02-16 | 1972-08-01 | Latrobe Steel Co | Fully dense consolidated-powder superalloys |
US3655458A (en) * | 1970-07-10 | 1972-04-11 | Federal Mogul Corp | Process for making nickel-based superalloys |
-
1972
- 1972-09-11 US US288234A patent/US3902862A/en not_active Expired - Lifetime
-
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- 1973-04-19 GB GB1897273A patent/GB1384212A/en not_active Expired
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