DE60302108T2

DE60302108T2 - Ausscheidungsgehärtete Kobalt-Nickel-Legierung mit guter Wärmebeständigkeit sowie zugehörige Herstellungsmethode

Info

Publication number: DE60302108T2
Application number: DE60302108T
Authority: DE
Inventors: Akihiko Chiba; Shirou Kitakami-shi Takeda; Michihiko Yokohama-shi Ayada; Shigemi Shato; Shigeki Ueta; Toshiharu Noda
Original assignee: NHK Spring Co Ltd
Current assignee: NHK Spring Co Ltd
Priority date: 2002-07-05
Filing date: 2003-07-03
Publication date: 2006-07-27
Also published as: ES2250793T3; JP4264926B2; DE60302108D1; EP1378579A1; DE60302108T8; JP2004035974A; EP1378579B1; US20040033158A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine ausscheidungsgehärtete, warmfeste Legierung auf Co-Ni-Basis und deren Herstellungsverfahren, und betrifft insbesondere eine ausscheidungsgehärtete, warmfeste Legierung auf Co-Ni-Basis, bei der Co₃Mo oder Co₇Mo₆ an den Grenzen zwischen einer feinen Zwillingsstruktur und einer Stammphase ausgeschieden ist. Die Struktur eignet sich für Federn, Schraubbolzen usw., die in Bauaggregaten wie Motorauspuffanlagen und Peripherievorrichtungen in Gasturbinen Verwendung finden, welche hohen Temperaturen ausgesetzt werden.
Verwandter Stand der Technik
Üblicherweise werden warmfeste Bauteile, die in Aggregaten wie Motorauspuffanlagen und Peripherievorrichtungen in Gasturbinen Verwendung finden, welche hohen Temperaturen ausgesetzt werden, hergestellt unter Verwendung von warmfesten Superlegierungen auf Ni-Basis, wie Inconel X-750 (Ni: 73,0 Massen-%, Cr: 15,0 Massen-%, Al: 0,8 Massen-%, Ti: 2,5 Massen-%, Fe: 6,8 Massen-%, Mn: 0,70 Massen-%, Si: 0,25 Massen-%, C: 0,04 Massen-%, Nb + Ta: 0,9 Massen-%) und Inconel 718 (Ni: 53,0 Massen-%, Cr: 18,6 Massen-%, Mo: 3,1 Massen-%, Al: 0,4 Massen-%, Ti: 0,9 Massen-%, Fe: 18,5 Massen-%, Mn: 0,20 Massen-%, Si: 0,18 Massen-%, C: 0,04 Massen-%, Nb + Ta: 5,0 Massen-%).
Diese warmfesten Superlegierungen auf Ni-Basis werden durch Ausscheiden einer γ'-Phase (Ni₃(Al, Ti, Nb)) und einer γ''-Phase (Ni₃Nb) verstärkt. Werden diese Legierungen jedoch im Verlauf längerer Zeitdauern bei hohen Temperaturen von oder oberhalb von 600°C verwendet, werden die γ'-Phase und γ''-Phase aufgrund einer Überalterung grob, wodurch eine Abnahme der Festigkeit entsteht. Darüber hinaus ist in Bauteilen wie Federn und Schraubbolzen, auf die eine Belastung kontinuierlich einwirkt, die Spannungsrelaxation groß, und dadurch ergibt sich, dass die anfängliche Leistungsfähigkeit nicht mehr aufrecht erhalten wird, die ursprünglich bei den Bauteilen verlangt wurde.
Die WO-A-0224967 offenbart warmfeste Legierungen auf Co-Ni-Basis, die gewichtsbezogen nicht mehr als 0,05 Massen-% C; nicht mehr als 0,5 Massen-% Si; nicht mehr als 1,0 Massen-% Mn; 25 bis 45 Massen-% Ni; 13 bis weniger als 18 Massen-% Cr; 7 bis 20 Massen-% Mo + 1/2W mindestens eines der Metalle Mo und W; 0,1 bis 3,0 Massen-% Ti; 0,1 bis 5,0 Massen-% Nb; 0,1 bis 5,0 Massen-% Fe; und einen Rest im wesentlichen aus Co und unvermeidbaren Verunreinigungen umfassen, wobei die warmfeste Legierung auf Co-Ni-Basis nach Erfordernis des weiteren 0,007 bis 0,10 Massen-% Seltenerdmetalle, des weiteren gewichtsbezogen mindestens ein Element ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 0,001 bis 0,010 Massen-% B; 0,0007 Massen-% Mg; und 0,001 bis 0,20 Massen-% Zr umfasst. Die Herstellungsverfahren der warmfesten Legierungen auf Co-Ni-Basis umfassen Schritte bei denen die Legierung einer Festlösungs-Wärmebehandlung bei 1000 bis 1200 °C oder einer Warmbearbeitung bei dieser Temperatur unterzogen wird, danach die Legierung einer Kaltbearbeitung oder einer Warmbearbeitung mit einem Reduzierverhältnis von nicht weniger als 40 % unterzogen wird, und dann die Legierung einer Alterungsbehandlung bei 500 bis 800 °C im Verlauf von 0,1 bis 50 Stunden unterzogen wird.
Bei den warmfesten Legierungen auf Co-Ni-Basis ist Cr, welches als eine σ-Phase ausgeschieden wird, zumindest erforderlich, wobei der Anteil gelöster Elemente wie Mo, Fe und Nb, die an Stapelfehlern ausgedehnter Versetzung abgesondert werden und Versetzungsbewegungen blockieren, zur Erzielung einer hohen Kalthärtung erhöht ist.
Diese Legierungen weisen bei Zimmertemperatur höhere Festigkeiten auf und können, im Vergleich mit üblichen warmfesten Superlegierungen auf Ni-Basis, auch nach längeren Zeitdauern eines Einsatzes bei hohen Temperaturen eine Abnahme der Festigkeit hemmen.
Zusammenfassung der Erfindung
Deshalb sind es die Aufgaben der vorliegenden Erfindung, eine warmfeste Legierung vorzusehen, welche eine höhere Festigkeit als die vorstehend erwähnten warmfesten Superlegierungen auf Ni-Basis aufweist, und welche eine Abnahme der Festigkeit auch nach einer längeren Zeitdauer des Einsatzes bei hohen Temperaturen hemmt, und ein Herstellungsverfahren dafür vorzusehen.
Zur Lösung der vorstehend erwähnten Probleme haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung verschiedene Untersuchungen und Studien der Zusammensetzung und der Bedingungen der Alterungs-Wärmebehandlung der warmfesten Legierungen auf Co-Ni-Basis durchgeführt, welche höhere Festigkeiten als die vorstehend erwähnten warmfesten Superlegierungen auf Ni-Basis aufweisen und eine Abnahme der Festigkeit auch nach einer längeren Zeitdauer des Einsatzes bei hohen Temperaturen hemmen. Als Ergebnis haben die Erfinder gefunden, dass wenn eine warmfeste Legierung auf Co-Ni-Basis einer Alterungs-Wärmebehandlung unter der Bedingung einer darauf ausgeübten Spannung unterzogen wird, eine feine Zwillingsstruktur mit einer durchschnittlichen Korngröße von mehreren Mikrometern gebildet wird und Co₃Mo oder Co₇Mo₆ in Größen von mehreren Mikrometern bis mehreren zehn Nanometern an Grenzen zwischen der feinen Zwillingsstruktur und einer Stammphase ausgeschieden wird (siehe 1 und 2, welche Strukturaufnahmen des Praktischen Beispiels 22 der vorliegenden Erfindung zeigen). Die Erfinder haben auch gefunden, dass bei einer Bildung der vorstehend erwähnten Struktur, eine warmfeste Legierung von hoher Festigkeit, die eine Abnahme der Festigkeit auch nach einer langen Zeitdauer des Einsatzes bei hohen Temperaturen hemmen kann, erhalten wird. Die Erfinder haben auch gefunden, dass wenn eine warmfeste Legierung auf Co-Ni-Basis nach einer Festlösungs-Wärmebehandlung zuerst einer Kaltbearbeitung oder einer Warmbearbeitung mit einem Reduzierverhältnis von nicht weniger als 40 % unterzogen wird, und danach einer Alterungs-Wärmebehandlung unterzogen wird, durch die Kaltbearbeitung oder die Warmbearbeitung eine Versetzung mit hoher Dichte in einer Matrix gebildet wird, wodurch die Festigkeit bei hohen Temperaturen durch ein Verankern der Versetzung durch Ausscheidungen verbessert wird, die durch eine Alterungs-Wärmebehandlung nach der Festlösungs-Wärmebehandlung gebildet werden. Des weiteren wird ein gelöstes Element wie Mo an Stapelfehleroberflächen der Versetzung abgesondert und die Versetzung verankert.
Deshalb wird eine verbessernde Wirkung auf die Festigkeit bei Zimmertemperatur und bei hohen Temperaturen erzielt.
Darüber hinaus haben die Erfinder gefunden, dass zur Bildung einer feinen Zwillingsstruktur mit einer durchschnittlichen Korngröße von mehreren Mikrometern und zur Bildung von feinen Ausscheidungen wie Co₃Mo oder Co₇Mo₆ mit Korngrößen von mehreren Mikrometern bis mehreren zehn Nanometern an den Grenzen zwischen der feinen Zwillingsstruktur und einer Stammphase, eine Alterungs-Wärmebehandlung durchgeführt wird, bei welcher die warmfeste Legierung nach der Festlösungs-Wärmebehandlung während einer ausreichenden Zeitdauer auf eine Temperatur von 600 bis 800 °C unter der Bedingung einer darauf ausgeübten Spannung erwärmt wird. In alternativer Weise wird eine Bearbeitungs- und Alterungs-Wärmebehandlung durchgeführt, bei der eine warmfeste Legierung nach einer Festlösungs-Wärmebehandlung zuerst einer Kaltbearbeitung oder einer Warmbearbeitung mit einem Reduzierverhältnis von nicht weniger als 40 % unterzogen wird und danach während einer ausreichenden Zeitdauer bei einer Temperatur von 600 bis 800 °C unter der Bedingung einer darauf ausgeübten Spannung von zwischen 100 und 400 MPa erwärmt wird. In alternativer Weise wird eine Bearbeitungs- und Alterungs-Wärmebehandlung durchgeführt, bei der eine warmfeste Legierung nach einer Festlösungs-Wärmebehandlung zuerst einer Kaltbearbeitung oder einer Warmbearbeitung mit einem Reduzierverhältnis von nicht weniger als 40 % unterzogen wird und danach während einer ausreichenden Zeitdauer bei einer Temperatur von 800 bis 950 °C erwärmt wird.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Basis dieser Erkenntnisse. Bei den nachfolgenden Erläuterungen bezieht sich "%" auf Massen-%.
Die vorliegende Erfindung sieht eine ausscheidungsgehärtete, warmfeste Legierung auf Co-Ni-Basis vor, welche gewichtsbezogen nicht mehr als 0,05 % C, nicht mehr als 0,5 % Si, nicht mehr als 1,0 % Mn, 25 bis 45 % Ni, 13 bis 22 % Cr, 10 bis 18 % Mo oder 10 bis 18 % Mo + 1/2 W, 0,1 bis 5,0 % Nb, 0,1 bis 5,0 % Fe, 0,1 bis 3,0 % Ti falls überhaupt, 0,007 bis 0,10 % Seltenerdmetalle mindestens einer Art, 0,001 bis 0,010 % B, 0,0007 bis 0,010 % Mg und 0,001 bis 0,20 % Zr; und als Rest Co und unvermeidbare Verunreinigungen umfasst; und welche eine feine Zwillingsstruktur; eine Stammphase; und an den Grenzen der feinen Zwillingsstruktur und der Stammphase ausgeschiedenes Co₃Mo oder Co₇Mo₆ aufweist.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung sieht die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer ausscheidungsgehärteten, warmfesten Legierungen auf Co-Ni-Basis vor, welches Schritte umfasst, bei denen eine Legierung hergestellt wird, welche gewichtsbezogen nicht mehr als 0,05 % C, nicht mehr als 0,5 % Si, nicht mehr als 1,0 % Mn, 25 bis 45 % Ni, 13 bis 22 % Cr, 10 bis 18 % Mo oder 10 bis 18 % Mo + 1/2 W, 0,1 bis 5,0 % Nb, 0,1 bis 5,0 % Fe, 0,1 bis 3,0 % Ti falls überhaupt, 0,007 bis 0,10 % Seltenerdmetalle mindestens einer Art, 0,001 bis 0,010 % B, 0,0007 bis 0,010 % Mg, 0,001 bis 0,20 % Zr und als Rest Co und unvermeidbare Verunreinigungen enthält; und bei denen die Legierung einer Festlösungs-Wärmebehandlung unterzogen wird; und die Legierung 0,5 bis 16 Stunden einer Alterungs-Wärmebehandlung bei 600 bis 800 °C unter der Bedingung einer darauf ausgeübten Spannung von zwischen 100 und 400 MPa unterzogen wird; wodurch eine feine Zwillingsstruktur in einer Stammphase gebildet wird, und Co₃Mo oder Co₇Mo₆ an einer Grenze der feinen Zwillingsstruktur und der Stammphase ausgeschieden wird.
Des weiteren sieht die Erfindung gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer ausscheidungsgehärteten warmfesten Legierung auf Co-Ni-Basis vor, welches Schritte umfasst, bei denen eine Legierung hergestellt wird, welche gewichtsmäßig nicht mehr als 0,05 % C, nicht mehr als 0,5 % Si, nicht mehr als 1,0 % Mn, 25 bis 45 % Ni, 13 bis 22 % Cr, 10 bis 18 % Mo oder 10 bis 18 % Mo + 1/2 W, 0,1 bis 5,0 % Nb, 0,1 bis 5,0 % Fe, 0,1 bis 3,0 % Ti falls überhaupt, 0,007 bis 0,10 % Seltenerdmetalle mindestens einer Art, 0,001 bis 0,010 % B; 0,0007 bis 0,010 % Mg, 0,001 bis 0,20 % Zr, und als Rest Co und unvermeidbare Verunreinigungen enthält; und bei denen die Legierung einer Festlösungs-Wärmebehandlung unterzogen wird, die Legierung einer Kaltbearbeitung oder einer Warmbearbeitung mit einem Reduzierverhältnis von nicht weniger als 40 % unterzogen wird, und die Legierung 0,5 bis 16 Stunden einer Alterungs-Wärmebehandlung bei 600 bis 800 °C unter der Bedingung einer darauf ausgeübten Spannung von zwischen 100 und 400 MPa unterzogen wird; wodurch eine feine Zwillingsstruktur in einer Stammphase gebildet wird, und Co₃Mo oder Co₇Mo₆ an einer Grenze der feinen Zwillingsstruktur und der Stammphase ausgeschieden wird.
Bei der erfindungsgemäßen, ausscheidungsgehärteten, warmfesten Legierung auf Co-Ni-Basis werden feine Ausscheidungen an den Grenzen zwischen der feinen Zwillingsstruktur und einer Stammphase gebildet. Bei hohen Temperaturen von etwa 700 °C sind die Ausscheidungen nicht grob gewachsen, und es findet eine Wirkung auf die Verankerung von Versetzungen auch bei hohen Temperaturen von nicht weniger als 700 °C aufgrund der Wechselwirkung zwischen den Ausscheidungen und der Versetzung statt. Die Ausscheidungen werden an den Korngrenzen einer feinen Zwillingsstruktur mit durchschnittlichen Korngrößen von mehreren Mikrometern gebildet. Deshalb unterdrücken die Ausscheidungen als Hindernisse ein Gleiten der Korngrenze wenn die Korngrenze sich bei hohen Temperaturen von nicht weniger als 700 °C bewegt, und verhindern eine Vergröberung des Korns. Demgemäß ergibt sich eine hervorragende hohe Festigkeit, wie die Zeitstandfestigkeit.
Des weiteren wird bei dem Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen, ausscheidungsgehärteten, warmfesten Legierung auf Co-Ni-Basis die warmfeste Legierung, nach einer Festlösungs-Wärmebehandlung durch Erwärmen bei 1000 bis 1200 °C, 0,5 bis 16 Stunden einer Alterungs-Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 600 bis 800 °C unter der Bedingung einer darauf ausgeübten Spannung unterzogen. In alternativer Weise wird die warmfeste Legierung nach der Festlösungs-Wärmebehandlung zuerst einer Kaltbearbeitung oder Warmbearbeitung mit einem Reduzierverhältnis von nicht weniger als 40 % unterzogen, und dann 0,5 bis 16 Stunden bei einer Temperatur von 600 bis 800 °C unter der Bedingung einer darauf ausgeübten Spannung zwischen 100 und 400 MPa einer Alterungs-Wärmebehandlung unterzogen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Rasterelektronenmikroskopaufnahme zum Ersatz einer Zeichnung, welche eine 5000fach vergrößerte Struktur des Praktischen Beispiels Nr. 22 der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Rasterelektronenmikroskopaufnahme zum Ersatz einer Zeichnung, welche eine 2000fach vergrößerte Struktur des Praktischen Beispiels Nr. 22 der vorliegenden Erfindung zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Als nächstes werden in der folgenden Beschreibung die Gründe für die vorstehend erwähnten Begrenzungen der Zusammensetzung der ausscheidungsgehärteten, warmfesten Legierung auf Co-Ni-Basis und des Herstellungsverfahrens der vorliegenden Erfindung erläutert.
C: Nicht mehr als 0,05 %
Kohlenstoff C wird zur Bildung von Carbiden an Nb und Ti gebunden, um während der Festlösungs-Wärmebehandlung eine Vergröberung von Körnern zu verhindern, und auch um die Korngrenze zu verfestigen; somit ist dieses Element zu diesen Zwecken enthalten. Zur Erzielung dieser Wirkungen darf der Gehalt nicht weniger als 0,005 % sein. Da jedoch ein 0,05 % und insbesondere 0,03 % überschreitender Gehalt eine Abnahme der Festigkeit und der Korrosionsfestigkeit bewirken und auch mit einem eine Versetzung verankernden Element wie Mo ein Carbid bilden und somit zu einer Störung der Versetzungsverankerung führen würde, darf der Gehalt nicht mehr als 0,05 % sein. Der bevorzugte Bereich beträgt 0,005 bis 0,03 %.
Si: Nicht mehr als 0,5 %
Da Si wirksam als Antioxidationsmittel verwendet wird, ist dieses Element zu diesem Zweck enthalten. Da jedoch ein 0,5 % und insbesondere 0,3 % überschreitender Gehalt eine Verringerung der Festigkeit bewirken würde, beträgt der Gehalt nicht mehr als 0,5 %. Der bevorzugte Bereich beträgt nicht mehr als 0,3 %.
Mn: Nicht mehr als 1,0 %
Da Mn wirksam als Antioxidationsmittel verwendet wird, und zur Verbesserung der Kalthärtung die Stapelfehlerenergie verringert, ist dieses Element zu diesem Zweck enthalten. Da jedoch ein 1,0 % und insbesondere 0,7 % überschreitender Gehalt eine Verringerung der Korrosionsfestigkeit bewirken würde, darf der Gehalt nicht mehr als 1,0 % sein. Der bevorzugte Bereich beträgt nicht mehr als 0,7 %.
Ni: 25 bis 45 %
Da Ni ein Element ist, welches zum Stabilisieren von als Matrix dienendem Austenit verwendet wird und die Wärmefestigkeit und die Korrosionsfestigkeit der Legierung verbessert, ist dieses Element zu diesem Zweck enthalten. Zur Erzielung dieser Wirkungen darf der Gehalt nicht weniger als 25 %, mehr bevorzugt 27 % sein. Da jedoch ein 45 % überschreitender Gehalt eine Verringerung der Kalthärtung bewirken würde, muss der Gehalt 25 bis 45 % sein. Der bevorzugte Bereich beträgt 27 bis 45 %.
Cr: 13 % bis weniger als 22
Da Cr ein Element ist, welches zur Verbesserung der Wärmefestigkeit und Korrosionsfestigkeit verwendet wird, ist dieses Element zu diesen Zwecken enthalten. Zur Erzielung dieser Wirkungen darf der Gehalt nicht weniger als 13 %, mehr bevorzugt 16 % sein. Da jedoch ein 22 %, insbesondere 21 % überschreitender Gehalt zum Bewirken einer Ausscheidung einer σ-Phase neigt, muss der Gehalt in einem Bereich von 13 bis 22 % liegen. Der bevorzugte Bereich beträgt 16 bis 21 %.
Mo + 1/2 W: 10 bis 18 %
Da Mo und W durch eine Festlösungsbehandlung in die Matrix eingeführt werden und zur Verbesserung der Kaltbearbeitung die Matrix verfestigen, sind diese Elemente zu diesen Zwecken enthalten. Zur Erzielung dieser Wirkungen darf der Gehalt nicht weniger als 10 %, mehr bevorzugt 11 % sein, und bevorzugt darf im Falle eines Gehalts an Mo und W der Mo-Gehalt nicht weniger als 8 % sein. Da jedoch, wenn der Gesamtgehalt von Mo und 1/2 W 18 % überschreitet, eine Neigung zur Ausscheidung einer σ-Phase besteht, muss der Gehalt in einem Bereich von 10 bis 18 % liegen. Der bevorzugte Bereich beträgt 11 bis 18 %.
Nb: 0,1 bis 5,0 %
Nb wird zur Bildung von Carbiden an C gebunden, um während der Festlösungs-Wärmebehandlung eine Vergröberung von Körnern zu verhindern und um die Korngrenze zu verfestigen, und wird auch in der Matrix einer Festlösungs-Behandlung unterzogen, um die Matrix zu verfestigen, wodurch die Kaltbearbeitung verbessert wird. Somit ist dieses Element zu diesen Zwecken enthalten. Zur Erzielung dieser Wirkungen darf der Gehalt nicht weniger als 0,1 %, mehr bevorzugt 0,8 % sein. Da jedoch ein 5,0 %, insbesondere 3.0 % übersteigender Gehalt ein Ausscheiden einer σ-Phase (Ni₃Nb) mit der Folge einer Abnahme der Kaltbearbeitbarkeit und Zähigkeit bewirken würde, muss der Gehalt im Bereich von 0,1 bis 5,0 % liegen. Der bevorzugte Bereich beträgt 0,8 bis 3,0 %.
Fe: 0,1 bis 5,0 %
Da Fe durch eine Festlösungsbehandlung in die Matrix eingeführt wird, um die Matrix zu verfestigen, ist dieses Element zu diesem Zweck enthalten. Zur Erzielung dieser Wirkung darf der Gehalt nicht weniger als 0,1 %, und mehr bevorzugt 0,5 sein. Da jedoch ein 5,0 % und insbesondere 4,8 % überschreitender Gehalt eine Verringerung der Oxidationsbeständigkeit bewirkt, muss der Gehalt im Bereich von 0,1 bis 5,0 % liegen. Der bevorzugte Bereich beträgt 0,5 bis 4,8 %.
Die Anwendung von Mo, Nb und Fe in Kombination ermöglicht es, im Vergleich mit einer Verwendung von Mo und Nb oder Mo und Fe in Kombination, die Festlösungsfestigkeit und Kaltbearbeitung der Matrix zu erhöhen, wodurch die maximale Zugfestigkeit bei Raumtemperatur und bei hohen Temperaturen erhöht wird, und bewirkt eine Verschiebung der Temperatur der maximalen Zugfestigkeit bei hoher Temperatur zur Hochtemperaturseite hin.
Ti: 0,1 bis 3,0 %
Da Ti die Festigkeit verbessert, ist dieses Element zu diesem Zweck enthalten. Zur Erzielung dieser Wirkung darf der Gehalt nicht weniger als 0,1 %, mehr bevorzugt 0,5 % sein. Da jedoch ein 3,0 %, insbesondere 2,5 % überschreitender Gehalt eine Ausscheidung einer η-Phase (Ni₃Ti) bewirken würde, die zu einer Abnahme der Kaltbearbeitbarkeit und Zähigkeit führt, muss der Gehalt in einem Bereich von 0,1 bis 3,0 % liegen. Der bevorzugte Bereich beträgt 0,5 bis 2,5 %.
Seltenerdmetalle: 0,007 bis 0,10 %
Da Seltenerdmetalle, die mindestens ein Seltenerdelement wie Y, Ce und Mischmetall umfassen, die Warmbearbeitbarkeit und Oxidationsfestigkeit verbessern, sind diese zu diesen Zwecken enthalten. Zur Erzielung dieser Wirkungen darf der Gehalt nicht weniger als 0,007 %, mehr bevorzugt 0,01 sein. Da jedoch ein 0,10 %, insbesondere 0,04 % überschreitender Gehalt eine Abnahme der Warmbearbeitbarkeit und Oxidationsfestigkeit im umgekehrten Verhältnis bewirkt, muss der Gehalt in einem Bereich von 0,007 bis 0,10 liegen. Der bevorzugte Bereich beträgt 0,01 bis 0,04 %.
B: 0,001 bis 0,010 %, Mg: 0,0007 bis 0,010 %, Zr: 0,001 bis 0,20 %
Da B, Mg und Zr die Warmbearbeitbarkeit verbessern und die Korngrenze verfestigt, sind diese Elemente zu diesen Zwecken enthalten. Zur Erzielung dieser Wirkungen muss der Gehalt an B 0,001 %, mehr bevorzugt 0,002 %, an Mg 0,0007 %, mehr bevorzugt 0,001 %, und an Zr 0,001 %, mehr bevorzugt 0,01 % sein. Da jedoch ein Gehalt an B, der 0,010 %, insbesondere 0,006 % überschreitet, an Mg, der 0,010 %, insbesondere 0,004 % überschreitet und an Zr, der 0,20 %, insbesondere 0,05 % überschreitet, eine Verringerung der Warmbearbeitbarkeit und Oxidationsfestigkeit bewirken würde, müssen die jeweiligen Gehaltsbereiche in den vorstehend erwähnten Bereichen liegen. Mehr bevorzugt liegt B in einem Bereich von 0,002 bis 0,006 %, Mg in einem Bereich von 0,001 bis 0,004 % und Zr in einem Bereich von 0,01 bis 0,05 %.
Co: Rest
Das Co, welches eine dicht gepackte hexagonale Gitterstruktur aufweist, darf Ni enthalten, so dass es ein kubischflächenzentriertes, d.h. austenitisches Gitter aufweist, wodurch eine hohe Kaltbearbeitbarkeit entsteht.
Die erfindungsgemäße, ausscheidungsgehärtete, warmfeste Legierung auf Co-Ni-Basis umfasst die vorstehend erwähnte Zusammensetzung und weist eine Struktur auf, bei der Co₃Mo oder Co₇Mo₆ an den Grenzen zwischen einer feinen Zwillingsstruktur und einer Stammphase ausgeschieden worden ist.
Als nächstes erläutert die nachfolgende Beschreibung das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen, ausscheidungsgehärteten, warmfesten Legierung auf Co-Ni-Basis. Bei dem Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen, ausscheidungsgehärteten, warmfesten Legierung auf Co-Ni-Basis wird eine feine Zwillingsstruktur mit einer durchschnittlichen Korngröße von mehreren Mikrometern in einer ausscheidungsgehärteten, warmfesten Legierung auf Co-Ni-Basis gebildet, welche die vorstehende Zusammensetzung aufweist, wobei Co₃Mo oder Co₇Mo₆ mit Größen von mehreren Mikrometern bis mehreren zehn Nanometern an Grenzen zwischen der feinen Zwillingsstruktur und einer Stammphase ausgeschieden wird, wodurch eine warmfeste Legierung erhalten wird, die eine hohe Festigkeit aufweist und eine Verringerung der Festigkeit auch nach einer längeren Zeitdauer eines Einsatzes bei hohen Temperaturen hemmen kann.
Deshalb ist das Herstellungsverfahren der erfindungsgemäßen, ausscheidungsgehärteten, warmfesten Legierung auf Co-Ni-Basis dadurch gekennzeichnet, dass die vorstehend erwähnte warmfeste Legierung auf Co-Ni-Basis zuerst einer Festlösungs-Wärmebehandlung durch Erwärmen auf 1000 bis 1200 °C usw. unterzogen wird, und danach 0,5 bis 16 Stunden einer Alterungs-Wärmebehandlung durch Erwärmen auf eine Temperatur von 600 bis 800 °C unter der Bedingung einer darauf ausgeübten Spannung unterzogen wird.
Des weiteren ist ein anderes Herstellungsverfahren der erfindungsgemäßen, ausscheidungsgehärteten, warmfesten Legierung auf Co-Ni-Basis dadurch gekennzeichnet, dass die vorstehend erwähnte warmfeste Legierung auf Co-Ni-Basis erstens einer Festlösungs-Wärmebehandlung, zweitens einer Kaltbearbeitung oder einer Warmbearbeitung mit einem Reduzierverhältnis von nicht weniger als 40 % und drittens 0,5 bis 16 Stunden einer Alterungs-Wärmebehandlung durch Erwärmen auf eine Temperatur von 600 bis 800 °C unter der Bedingung einer darauf ausgeübten Spannung unterzogen wird.
Bei dem Herstellungsverfahren der erfindungsgemäßen, ausscheidungsgehärteten, warmfesten Legierung auf Co-Ni-Basis erfolgt die Festlösungs-Wärmebehandlung zur Vergleichmäßigung der Struktur und zur Verringerung der Härte, um die Bearbeitung zu erleichtern. Deshalb wird die Festlösungs-Wärmebehandlung vorzugsweise durch Erwärmen auf 1000 bis 1200 °C durchgeführt. Eine Temperatur unterhalb von 1000 °C ergibt keine ausreichend gleichmäßige Struktur und verringert nicht die Härte, wodurch Schwierigkeiten bei der Bearbeitung entstehen. Des weiteren kann eine Temperatur unterhalb von 1000 °C eine Ausscheidung einer Verbindung wie Mo, welche eine verankernde Wirkung auf Versetzungen ausübt, und eine darauffolgende Verringerung der Altershärtung bewirken. Eine 1200 °C überschreitende Temperatur vergröbert die Kristallkörner, mit der Folge einer Abnahme der Zähigkeit und Festigkeit.
Bei dem Herstellungsverfahren der erfindungsgemäßen, ausscheidungsgehärteten, warmfesten Legierung auf Co-Ni-Basis wird die warmfeste Legierung 0,5 bis 16 Stunden einer Alterungs-Wärmebehandlung durch Erwärmen auf eine Temperatur von 600 bis 800 °C unter der Bedingung einer darauf ausgeübten Spannung unterzogen, um eine feine Zwillingsstruktur mit einer durchschnittlichen Korngröße von mehreren Mikrometern zu bilden und Co₃Mo oder Co₇Mo₆ mit Größen von mehreren Mikrometern bis mehreren zehn Nanometern an Grenzen zwischen der feinen Zwillingsstruktur und einer Stammphase auszuscheiden. Die bei der Alterungs-Wärmebehandlung ausgeübte Spannung beträgt etwa 100 bis 400 MPa. Eine ausgeübte Spannung von weniger als 100 MPa scheidet kein feines Co₃Mo oder Co₇Mo₆ in ausreichender Weise an Grenzen zwischen einer feinen Zwillingsstruktur und einer Stammphase aus. Eine 400 MPa überschreitende, ausgeübte Spannung ergibt eine Sättigung und wandelt die Legierung um, welche der Alterungs-Wärmebehandlung unterzogen wird.
Bei dem Herstellungsverfahren der erfindungsgemäßen, ausscheidungsgehärteten, warmfesten Legierung auf Co-Ni-Basis wird die warmfeste Legierung 0,5 bis 16 Stunden einer Alterungs-Wärmebehandlung durch Erwärmen auf eine Temperatur von 600 bis 800 °C unterzogen, weil bei einer Temperatur unterhalb von 600 °C oder einer kürzeren Zeit als 0,5 Stunden keine feine Zwillingsstruktur und kein feines Co₃Mo oder Co₇Mo₆ in ausreichender Weise an Grenzen zwischen der feinen Zwillingsstruktur und einer Stammphase ausgeschieden wird, und bei einer Temperatur oberhalb von 800 °C oder einer längeren Zeit als 16 Stunden eine Sättigung auftritt und die Ausscheidungen ziemlich vergröbert werden, wodurch eine Verringerung der Festigkeit und auch eine größere Zeitstandbruchdehnung durch eine Verringerung der Härte und Festigkeit infolge einer Neubildung der Versetzung entsteht, wenn zusätzlich die Alterungs-Wärmebehandlung nach einer Kaltbearbeitung oder einer Warmbearbeitung mit einem Reduzierverhältnis von nicht weniger als 40 % durchgeführt wird.
Bei dem Herstellungsverfahren der erfindungsgemäßen, ausscheidungsgehärteten, warmfesten Legierung auf Co-Ni-Basis wird die warmfeste Legierung vor einer Alterungs-Wärmebehandlung unter der Bedingung einer darauf ausgeübten Spannung, einer Kaltbearbeitung oder einer Warmbearbeitung mit einem Reduzierverhältnis von nicht weniger als 40 % unterzogen, weil eine Bildung von Versetzungen mit hoher Dichte erforderlich ist und bei einer unterhalb von 40 % liegende Dichte keine Versetzungen mit hoher Dichte gebildet werden. Durch eine nach der Bildung der Versetzungen mit hoher Dichte durchgeführten Alterungs-Wärmebehandlung werden gelöste Atome wie Mo und Fe in Stapelfehlern abgesondert, die zwischen Halb-Versetzungen ausgedehnter Versetzungen gebildet werden; somit werden die Versetzungsbewegungen blockiert, so dass eine Spannungsrelaxation, d.h. ein Wiederauftreten von Versetzungen unterdrückt wird. Als Folge kann eine warmfeste Legierung, welche eine hohe Festigkeit aufweist und welche eine Verminderung der Festigkeit auch nach einer längeren Zeitdauer des Einsatzes bei hohen Temperaturen hemmen kann, in Kombination mit einer Wirkung erzielt werden, bei der eine feine Zwillingsstruktur und feine Co₃Mo- oder Co₇Mo₆- Ausscheidungen an Grenzen zwischen der feinen Zwillingsstruktur und einer Stammphase gebildet werden.
Bei einem Beispiel des Herstellungsverfahrens der erfindungsgemäßen, ausscheidungsgehärteten, warmfesten Legierung auf Co-Ni-Basis wird die Legierung geschmolzen und nach einem typischen Verfahren unter Verwendung eines Vakuum-Hochfrequenz-Induktionsofens usw. hergestellt und nach einem typischen Schmiedeverfahren zu einem Block geschmiedet. Bei einem nachstehenden Beispiel wird der Block einer Warmbearbeitung und Festlösungs-Wärmebehandlung bei 1000 bis 1200 °C unterzogen und der Block danach 0,5 bis 16 Stunden einer Alterungs-Wärmebehandlung durch Erwärmen bei einer Temperatur von 600 bis 800 °C unter der Bedingung einer darauf ausgeübten Spannung von 100 bis 140 MPa unterzogen. Bei einem anderen Beispiel wird die Legierung nach der vorstehend erwähnten Festlösungs-Wärmebehandlung einer Kaltbearbeitung oder Warmbearbeitung mit einem Reduzierverhältnis von nicht weniger als 40 % unterzogen, wonach die Legierung 0,5 bis 16 Stunden einer Alterungs-Wärmebehandlung durch Erwärmen bei einer Temperatur von 600 bis 800 °C unter der Bedingung einer darauf ausgeübten Spannung von 100 bis 140 MPa unterzogen wird.
Die erfindungsgemäßen, ausscheidungsgehärteten, warmfesten Legierungen auf Co-Ni-Basis können bei Bauteilen und Vorrichtungen wie auspuffbezogenen Aggregaten wie Motorauspuffverteilern, Peripherievorrichtungen von Gasturbinen, Ofenkammermaterialien, wärmefesten Federn und wärmefesten Schraubbolzen eingesetzt werden, für die Inconel X750 oder Inconel X718 verwendet worden ist. Sie können auch bei Bauteilen und Vorrichtungen eingesetzt werden, die bei höheren Temperaturen verwendet werden. Insbesondere können sie vorzugsweise für Federn und Schraubbolzen eingesetzt werden, auf die üblicherweise Spannungen bei hohen Temperaturen ausgeübt werden.
BEISPIELE
Die folgende Beschreibung erläutert die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen.
Beispiel 1
Legierungen aus Beispielen der vorliegenden Erfindung und Vergleichsbeispielen, welche die in der nachfolgenden Tabelle 1 gezeigten Zusammensetzungen aufweisen, wurden mit einem typischen Verfahren unter Verwendung eines Vakuum-Hochfrequenz-Induktionsofens geschmolzen und zubereitet, um 50-kg-Blöcke herzustellen. Diese Blöcke wurden durch einen Warmschmiedevorgang zu zylinderförmigen Stangen mit jeweils einem Durchmesser von 20 mm geformt. Diese Stangen wurden einer Lösungs-Wärmebehandlung bei 1100 °C und dann einer Alterungs-Wärmebehandlung bei 720 °C × 8 Stunden unter einer Zugspannung von 200 MPa unterzogen. Aus diesen Elementen wurden Zugversuchsproben mit einem Durchmesser von 8 mm entlang parallelen Abschnitten erhalten, und diese wurden Zugversuchen bei Raumtemperatur unterzogen, um die Zugfestigkeit zu messen. Zusätzlich wurden Zeitstandversuchsproben mit einem Durchmesser von 6 mm entlang parallelen Abschnitten mit einem Abstand von 30 mm zwischen Markierungen erhalten und Zeitstandversuchen unterzogen, bei denen diese bei 700 °C einer Spannung von 330 MPa ausgesetzt wurden, um die Verlängerung nach 1000 Stunden zu messen. Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse dieser Versuche. Tabelle 2 zeigt das Beobachtungsergebnis von Ausscheidungen als Mikrostruktur.
Tabelle 2
Beispiel 2
Zylinderförmige Stangen mit einem Durchmesser von 20 mm aus den in Tabelle 1 gezeigten Legierungen Nr. 5 und Nr. 6 der vorliegenden Erfindung wurden einer Festlösungs-Wärmebehandlung bei 1100 °C unterzogen. Dann wurden als Beispiele der vorliegenden Erfindung die zylinderförmigen Stangen einer Alterungs-Wärmebehandlung von 620 °C × 15 Stunden unter einer Zugspannung von 250 MPa, einer Alterungs-Wärmebehandlung von 720 °C × 8 Stunden bei einer Zugspannung von 200 MPa oder einer Alterungs-Wärmebehandlung von 770 °C × 4 Stunden bei einer Zugspannung von 120 MPa unterzogen. Als Vergleichsbeispiele wurden die zylinderförmigen Stangen einer Alterungs-Wärmebehandlung von 850 °C × 4 Stunden bei einer Zugspannung von 80 MPa oder einer Alterungs-Wärmebehandlung von 550 °C × 15 Stunden bei einer Zugspannung von 250 MPa unterzogen. Aus diesen Elementen wurden Zeitstandversuchsproben in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 erhalten, und es wurden Zeitstandsversuche unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 durchgeführt, um das Zeitstandverhalten zu messen. Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse der Versuche.
Tabelle 3
Beispiel 3
Zylinderförmige Stangen mit einem Durchmesser von 20 mm aus den in Tabelle 1 gezeigten Legierungen Nr. 5 und Nr. 6 der vorliegenden Erfindung wurden einer Festlösungs-Wärmebehandlung bei 1100 °C unterzogen. Dann wurden als Beispiele der vorliegenden Erfindung die zylinderförmigen Stangen einer Kaltbearbeitung bei Reduzierverhältnissen von 45, 60 oder 70 % unterzogen, und dann einer Alterungs-Wärmebehandlung unter den in Tabelle 4 gezeigten Bedingungen (ausgeübte Spannung, Erwärmungstemperatur und Erwärmungsdauer) unterzogen. Als Vergleichsbeispiele wurden die zylinderförmigen Stangen einer Kaltbearbeitung bei einem Reduzierverhältnis von 45 % unterzogen und dann einer Alterungs-Wärmebehandlung von 720 °C × 8 Stunden in einem unbelasteten Zustand unterzogen. Des weiteren wurden als weiteres Vergleichsbeispiel die zylinderförmigen Stangen einer Kaltbearbeitung bei einem Reduzierverhältnis von 60 % unterzogen, und dann einer Alterungs-Wärmebehandlung von 720 °C × 8 Stunden in einem unbelasteten Zustand unterzogen. Aus diesen Elementen wurden Zeitstandversuchsproben in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 erhalten, und es wurden Zeitstandsversuche unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 durchgeführt, um das Zeitstandverhalten zu messen. Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse der Versuche. Tabelle 4
Die Zeitstandbruchdehnung wurde bei Zeitstandsversuchen gemessen, die unter Bedingungen von 700 °C und 330 MPa durchgeführt wurden
Gemäß den vorstehend erwähnten Ergebnissen war gemäß einer Untersuchung der Strukturen von Versuchsproben mit einem REM (Rasterelektronenmikroskop) bei den Beispielen Nr. 1 bis 7 der vorliegenden Erfindung (Tabelle 2) eine feine Zwillingsstruktur gebildet worden. Darüber hinaus war Co₇Mo₆ oder Co₃Mo an Grenzen zwischen der feinen Zwillingsstruktur und einer Stammphase ausgeschieden worden. Des weiteren lag die Zugfestigkeit bei Raumtemperatur in einem Bereich von 1121 bis 1303 MPa, und es betrug die Zeitstandbruchdehnung 2,0 bis 2,7 %.
Dagegen wurde in dem Fall der Vergleichsbeispiele 1 bis 3, bei denen der Gehalt an Mo + 1/2 W weniger als der bei der vorliegenden Erfindung war, und in dem Fall des Vergleichsbeispiels 4, bei dem der Gehalt an Mo + 1/2 W weniger als der bei der vorliegenden Erfindung war und kein Nb und Fe enthalten waren, Co₇Mo₆ oder Co₃Mo nicht ausgeschieden, und es lag die Zugfestigkeit bei Raumtemperatur in einem Bereich von 1121 bis 1303 MPa, d.h. 87 % derjenigen bei der vorliegenden Erfindung und es zerbrachen bei dem Zeitstandversuch alle Versuchsproben.
Gemäß einer Untersuchung der Strukturen von Versuchsproben mit einem REM (Rasterelektronenmikroskop) war bei den Beispielen Nr. 8 bis 13 der vorliegenden Erfindung (Tabelle 3) eine feine Zwillingsstruktur gebildet worden. Darüber hinaus war Co₇Mo₆ oder Co₃Mo an Grenzen zwischen der feinen Zwillingsstruktur und einer Stammphase ausgeschieden worden. Des weiteren betrug bei dem Zeitstandversuch die Zeitstandbruchdehnung 2,0 bis 2,9 %.
Dagegen wurde in dem Fall des Vergleichsbeispiels 5, bei dem die Temperatur der Alterungs-Wärmebehandlung höher als diejenige der vorliegenden Erfindung war, und in dem Fall des Vergleichsbeispiels 6, bei dem die Temperatur der Alterungs-Wärmebehandlung unterhalb derjenigen der vorliegenden Erfindung war, Co₇Mo₆ oder Co₃Mo nicht ausgeschieden, und es zerbrachen die Versuchsproben bei dem Zeitstandversuch im Vergleichsbeispiel 5, und es betrug in dem Zeitstandversuch im Vergleichsbeispiel 6 die Zeitstandbruchdehnung 4,6 %, d.h., dass keine Verbesserung der Zeitstandfestigkeit festgestellt wurde.
Gemäß einer Untersuchung der Strukturen von Versuchsproben mit einem REM (Rasterelektronenmikroskop) war bei den Beispielen Nr. 14 bis 22 der vorliegenden Erfindung (Tabelle 4) eine feine Zwillingsstruktur gebildet worden. Darüber hinaus war Co₇Mo₆ oder Co₃Mo an Grenzen zwischen der feinen Zwillingsstruktur und einer Stammphase ausgeschieden worden. 1 und 2 zeigen Strukturaufnahmen des Beispiels Nr. 22 der vorliegenden Erfindung. Gemäß diesen Struktur-Mikroskopaufnahmen war die Struktur des Beispiels 22 der vorliegenden Erfindung eine Struktur bei der Co₇Mo₆ oder Co₃Mo massiv an Grenzen zwischen einer feinen Zwillingsstruktur eines gleichschenkligen Dreiecks und einer Stammphase ausgeschieden worden war. Des weiteren betrugen bei dem Zeitstandversuch in den Beispielen 14 bis 22 der vorliegenden Erfindung die Zeitstandbruchdehnungen 0,9 bis 1,9 %. Diese Zeitstandsbruchdehnungen waren kleiner als diejenigen bei den Vergleichsbeispielen Nr. 7 bis 13, bei denen vor der Alterungs-Wärmebehandlung kein Kaltbearbeiten oder Warmbearbeiten mit einem Reduzierverhältnis von nicht weniger als 40 % durchgeführt worden war.
Dagegen wurde in dem Fall der Vergleichsbeispiele 7 und 8, bei denen die Alterungs-Wärmebehandlung in einem unbelasteten Zustand durchgeführt wurde, Co₇Mo₆ oder Co₃Mo nicht ausgeschieden, und es betrugen in den Zeitstandversuchen die Zeitstandbruchdehnungen 4,8 % bzw. 4,6 %, d.h. dass keine Verbesserung der Zeitstandfestigkeit festgestellt wurde.

Claims

Ausscheidungsgehärtete warmfeste Legierung auf Co-Ni-Basis, welche gewichtsbezogen nicht mehr als 0,05 % C, nicht mehr als 0,5 % Si, nicht mehr als 1,0 % Mn, 25 bis 45% Ni, 13 bis 22% Cr, 10 bis 18% Mo oder 10 bis 18% Mo + 1/2 W, 0,1 bis 5,0 % Nb, 0,1 bis 5,0 % Fe; 0,007 bis 0,10 % Seltenerdmetalle mindestens einer Art, 0,001 bis 0,010 % B, 0,0007 bis 0,010 % Mg, 0,001 bis 0,20 % Zr; und als Rest Co und unvermeidbare Verunreinigungen enthält, und welche eine feine Zwillingsstruktur; eine Stammphase; und an den Grenzen der feinen Zwillingsstruktur und der Stammphase ausgeschiedenes Co₃Mo oder Co₇Mo₆ aufweist.
Ausscheidungsgehärtete warmfeste Legierung auf Co-Ni-Basis, welche gewichtsbezogen nicht mehr als 0,05 % C, nicht mehr als 0,5 % Si, nicht mehr als 1,0 % Mn, 25 bis 45 % Ni, 13 bis 22 % Cr, 10 bis 18 % Mo oder 10 bis 18 % Mo + 1/2 W, 0,1 bis 5,0 % Nb, 0,1 bis 5,0 % Fe, 0,1 bis 3,0 % Ti; 0,007 bis 0,10 % Seltenerdmetalle mindestens einer Art, 0,001 bis 0,010 % B, 0,0007 bis 0,010 % Mg, 0,001 bis 0,20 % Zr; und als Rest Co und unvermeidbare Verunreinigungen enthält, und welche eine feine Zwillingsstruktur; eine Stammphase; und an den Grenzen der feinen Zwillingsstruktur und der Stammphase ausgeschiedenes Co₃Mo oder Co₇Mo₆ aufweist.
Verfahren zur Herstellung einer ausscheidungsgehärteten warmfesten Legierung auf Co-Ni-Basis, welches Schritte umfasst, bei denen eine Legierung hergestellt wird, welche gewichtsbezogen – nicht mehr als 0,05 % C, nicht mehr als 0,5 % Si, nicht mehr als 1,0 % Mn, 25 bis 45% Ni, 13 bis 22% Cr, 10 bis 18% Mo oder 10 bis 18% Mo + 1/2 W, 0,1 bis 5,0 % Nb, 0,1 bis 5,0 % Fe; – 0,007 bis 0,10 % Seltenerdmetalle mindestens einer Art, 0,001 bis 0,010 % B; – 0,0007 bis 0,010 % Mg, 0,001 bis 0,20 % Zr; und – als Rest Co und unvermeidbare Verunreinigungen enthält, und bei denen – die Legierung einer Festlösungs-Wärmebehandlung unterzogen wird; und – die Legierung 0,5 bis 16 Stunden einer Alterungs-Wärmebehandlung bei 600 bis 800 °C unter einer ausgeübten Spannung von zwischen 100 und 400 MPa unterzogen wird, wodurch eine feine Zwillingsstruktur in einer Stammphase gebildet wird, und Co₃Mo oder Co₇Mo₆ an einer Grenze der feinen Zwillingsstruktur und der Stammphase ausgeschieden wird.
Verfahren zur Herstellung einer ausscheidungsgehärteten warmfesten Legierung auf Co-Ni-Basis, welches Schritte umfasst, bei denen eine Legierung hergestellt wird, welche gewichtsmäßig – nicht mehr als 0,05 % C, nicht mehr als 0,5 % Si, nicht mehr als 1,0 % Mn, 25 bis 45 % Ni, 13 bis 22 % Cr, 10 bis 18 % Mo oder 10 bis 18 % Mo + 1/2 W, 0,1 bis 5,0 % Nb, 0,1 bis 5,0 % Fe, 0,1 bis 3,0 % Ti; – 0,007 bis 0,10 % Seltenerdmetalle mindestens einer Art, 0,001 bis 0,010 % B; – 0,0007 bis 0,010 % Mg, 0,001 bis 0,20 % Zr; und als Rest Co und unvermeidbare Verunreinigungen enthält, und bei denen – die Legierung einer Festlösungs-Wärmebehandlung unterzogen wird; und – die Legierung 0,5 bis 16 Stunden einer Alterungs-Wärmebehandlung bei 600 bis 800 °C unter einer ausgeübten Spannung von zwischen 100 und 400 MPa unterzogen wird, wodurch eine feine Zwillingsstruktur in einer Stammphase gebildet wird, und Co₃Mo oder Co₇Mo₆ an einer Grenze der feinen Zwillingsstruktur und der Stammphase ausgeschieden wird.
Verfahren zur Herstellung einer ausscheidungsgehärteten warmfesten Legierung auf Co-Ni-Basis, welches Schritte umfasst, bei denen eine Legierung hergestellt wird, welche gewichtsmäßig – nicht mehr als 0,05 % C, nicht mehr als 0,5 % Si, nicht mehr als 1,0 % Mn, 25 bis 45 % Ni, 13 bis 22 % Cr, 10 bis 18 % Mo oder 10 bis 18 % Mo + 1/2 W, 0,1 bis 5,0 % Nb, 0,1 bis 5,0 % Fe; – 0,007 bis 0,10 % Seltenerdmetalle mindestens einer Art, 0,001 bis 0,010 % B; – 0,0007 bis 0,010 % Mg, 0,001 bis 0,20 % Zr; und – als Rest Co und unvermeidbare Verunreinigungen enthält, und bei denen – die Legierung einer Festlösungs-Wärmebehandlung unterzogen wird; – die Legierung einer Kaltbearbeitung oder einer Warmbearbeitung mit einem Reduzierverhältnis von nicht weniger als 40 % unterzogen wird; und – die Legierung 0,5 bis 16 Stunden einer Alterungs-Wärmebehandlung bei 600 bis 800 °C unter einer ausgeübten Spannung von zwischen 100 und 400 MPa unterzogen wird, wodurch eine feine Zwillingsstruktur in einer Stammphase gebildet wird, und Co₃Mo oder Co₇Mo₆ an einer Grenze der feinen Zwillingsstruktur und der Stammphase ausgeschieden wird.
Verfahren zur Herstellung einer ausscheidungsgehärteten warmfesten Legierung auf Co-Ni-Basis, welches Schritte umfasst, bei denen eine Legierung hergestellt wird, welche gewichtsmäßig – nicht mehr als 0,05 % C, nicht mehr als 0,5 % Si, nicht mehr als 1,0 % Mn, 25 bis 45% Ni, 13 bis 22% Cr, 10 bis 18% Mo oder 10 bis 18% Mo + 1/2 W, 0,1 bis 5,0 % Nb, 0,1 bis 5,0 % Fe, 0,1 bis 3,0 % Ti; – 0,007 bis 0,10 % Seltenerdmetalle mindestens einer Art, 0,001 bis 0,010 % B; – 0,0007 bis 0,010 % Mg, 0,001 bis 0,20 % Zr; und – als Rest Co und unvermeidbare Verunreinigungen; enthält, und bei denen – die Legierung einer Festlösungs-Wärmebehandlung unterzogen wird; – die Legierung einer Kaltbearbeitung oder einer Warmbearbeitung mit einem Reduzierverhältnis von nicht weniger als 40 % unterzogen wird; und – die Legierung 0,5 bis 16 Stunden einer Alterungs-Wärmebehandlung bei 600 bis 800 °C unter einer ausgeübten Spannung von zwischen 100 und 400 MPa unterzogen wird, wodurch eine feine Zwillingsstruktur in einer Stammphase gebildet wird, und Co₃Mo oder Co₇Mo₆ an einer Grenze der feinen Zwillingsstruktur und der Stammphase ausgeschieden wird.