FR2555205A1 - Alliages a base de nickel pour la metallurgie des poudres destines a des disques de turbines a gaz - Google Patents
Alliages a base de nickel pour la metallurgie des poudres destines a des disques de turbines a gaz Download PDFInfo
- Publication number
- FR2555205A1 FR2555205A1 FR8318541A FR8318541A FR2555205A1 FR 2555205 A1 FR2555205 A1 FR 2555205A1 FR 8318541 A FR8318541 A FR 8318541A FR 8318541 A FR8318541 A FR 8318541A FR 2555205 A1 FR2555205 A1 FR 2555205A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- sep
- nickel
- alloys
- niobium
- titanium
- 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.)
- Granted
Links
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 32
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 27
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 15
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 title claims 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 13
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 12
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims abstract description 12
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 8
- PCTMTFRHKVHKIS-BMFZQQSSSA-N (1s,3r,4e,6e,8e,10e,12e,14e,16e,18s,19r,20r,21s,25r,27r,30r,31r,33s,35r,37s,38r)-3-[(2r,3s,4s,5s,6r)-4-amino-3,5-dihydroxy-6-methyloxan-2-yl]oxy-19,25,27,30,31,33,35,37-octahydroxy-18,20,21-trimethyl-23-oxo-22,39-dioxabicyclo[33.3.1]nonatriaconta-4,6,8,10 Chemical compound C1C=C2C[C@@H](OS(O)(=O)=O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H]([C@H](C)CCCC(C)C)[C@@]1(C)CC2.O[C@H]1[C@@H](N)[C@H](O)[C@@H](C)O[C@H]1O[C@H]1/C=C/C=C/C=C/C=C/C=C/C=C/C=C/[C@H](C)[C@@H](O)[C@@H](C)[C@H](C)OC(=O)C[C@H](O)C[C@H](O)CC[C@@H](O)[C@H](O)C[C@H](O)C[C@](O)(C[C@H](O)[C@H]2C(O)=O)O[C@H]2C1 PCTMTFRHKVHKIS-BMFZQQSSSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 abstract description 4
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 6
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 2
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000001513 hot isostatic pressing Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
- B22F5/04—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of turbine blades
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C1/0433—Nickel- or cobalt-based alloys
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
L'INVENTION SE RAPPORTE A DES ALLIAGES A BASE DE NICKEL POUR LA METALLURGIE DES POUDRES. LES ALLIAGES, SELON L'INVENTION, SONT CARACTERISES PAR LE FAIT QU'ILS COMPORTENT, EN POIDS, 10 A 16 DE CHROME, JUSQU'A 10 DE COBALT, 3 A 7 DE MOLYBDENE, JUSQU'A 4 DE TUNGSTENE, 3 A 5 D'ALUMINIUM, 1 A 2 DE TITANE, 4 A 7 DE NIOBIUM, JUSQU'A 0,03 DE CARBONE, JUSQU'A 0,1 DE ZIRCONIUM, JUSQU'A 0,05 DE BORE, JUSQU'A 1 DE HAFNIUM, LE SOLDE ETANT FORME PAR LE NICKEL ET LES IMPURETES HABITUELLES ET PAR LE FAIT QUE LES POURCENTAGES ATOMIQUES DES ELEMENTS ALUMINIUM, TITANE ET NIOBIUM SONT DEFINIS PAR LE DOMAINE ABCD DE LA FIGURE UNIQUE. CES ALLIAGES SONT DESTINES A DES DISQUES DE TURBINES A GAZ.
Description
Alliages à base de nickel pour la métallurgie des poudres destinEs à des
disques de turbines à gaz
La présente invention se rapporte à des alliages à base de nickel pour la métallurgie des poudres qui sont particulièrement destinés à la fabrication de disques de turbines à gaz. Ils sont particulièrement adaptés à des disques de turbines aéronautiques travaillant à des températures pouvant atteindre 6500C.
disques de turbines à gaz
La présente invention se rapporte à des alliages à base de nickel pour la métallurgie des poudres qui sont particulièrement destinés à la fabrication de disques de turbines à gaz. Ils sont particulièrement adaptés à des disques de turbines aéronautiques travaillant à des températures pouvant atteindre 6500C.
Les disques de turbines à gaz requièrent de bonnes propriétés en traction (limite élastique et allongement) de préférence avec une faible densité de manière à limiter le poids et les forces d'inertie. Par ailleurs, ils doivent présenter une résistance à la fatigue oligocyclique élevée ainsi qu'une resistance adéquate au fluage et plus particulièrement une absence de sensibilité à l'entaille. I1 est nécessaire de limiter la vitesse de refroidissement à partir de la température de mise en solution pour éviter la formation de tapures. Pratiquement on effectue une trempe en bain de sel maintenu à une température de l'ordre de 550"C. Lors d'un tel traitement la vitesse de refroidissement au coeur d'un disque est typiquement de l'ordre de 1000C par minute.
Les meilleures performances sont actuellement obtenues avec un alliage comportant en poids : 13,5 % de chrome, 8 Z de cobalt, 3,5 Z de molybdène, 3,5 Z de tungstène, 3,5 Z d'aluminium, 2,5 Z de titane, 3,5 % de niobium, 0,01 Z de bore, 0,05 % de zirconium, 0,06 Z de carbone, le nickel formant le solde. Cependant cet alliage est sensible à l'entaille en fluage.
La présente invention a pour but de fournir des alliages de métallurgie des poudres donnant, après densification à chaud et traitement de mise en solution suivi de revenu, un produit présentant à chaud une limite élastique encore plus élevée tout en conservant une bonne ductilité en fluage à chaud et en particulier une faible sensibilité à l'entaille. Ces alliages ont une limite élastique supérieure à 1100 MPa à 5500C avec un allongement supérieur à 8 %. Ces propriétés entrainent une bonne résistance à
la fatigue oligocyclique. Ces alliages ont par ailleurs une densité relativement faible.
la fatigue oligocyclique. Ces alliages ont par ailleurs une densité relativement faible.
Les alliages selon l'invention sont caractérisés par le fait qu'ils comportent, en poids, 10 à 16 Z de chrome, jusqu'à 10 % de cobalt, 3 à 7 % de molybdène, jusqu'à 4 % de tungstène, 3 à 5 % d'aluminium, 1 à 2 % de titane, 4 à 7 % de niobium, jusqu 0,03 % de carbone, jusqu'à 0,1 % de zirconium, jusqu'à 0,05 % de bore, jusqu'à 1 Z de hafnium, le solde étant formé par le nickel et les impuretés habituelles, et par le fait que les pourcentages atomiques des éléments aluminium, titane et niobium sont définis par le domaine ABCD de la figure unique.
Une composition particulière comporte, en poids, 13 à 14 Z de chrome, 7 à 9 % de cobalt, 3 à 4 % de molybdène, 2,5 à 3,5 % de tungstène, 3,3 à 3,9 % d'aluminium, 1,5 à 2 % de titane, 4,8 à 5,4 Z de niobium, 0,01 à 0,03 Z de carbone, 0,04 à 0,06 % de zirconium, 0,005 à 0,015 Z de bore, le nickel et les impuretés habituelles formant le solde.
Une autre composition particulière comporte, en poids, 13 à 14 Z de chrome, 4 à 5 % de cobalt, 5 à 6 Z de molybdène, jusqu'à 1 Z de tungstène, 3,5 à 4,5 Z d'aluminium, 1,5 à 2 % de titane, 5,5 à 6 Z de niobium, 0,01 a 0,03 Z de carbone, 0,04 à 0,06 % de zirconium, 0,005 à 0,015 Z de bore, le nickel et les impuretés habituelles formant le solde.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description suivante qui se réfère au dessin annexé.
La figure unique représente un diagramme définissant le domaine
ABCD des alliages selon l'invention, en fonction du pourcentage atomique de
Nb et de la somme des pourcentages atomiques de Al + Ti, les lignes en pointillés représentant des sommes constantes en Al + Ti + Nb repérées par l'échelle de droite.
ABCD des alliages selon l'invention, en fonction du pourcentage atomique de
Nb et de la somme des pourcentages atomiques de Al + Ti, les lignes en pointillés représentant des sommes constantes en Al + Ti + Nb repérées par l'échelle de droite.
Les alliages selon l'invention ainsi que des alliages destinés à des essais comparatifs ont été élaborés par coulée sous vide puis transformés en poudre par atomisation. Les poudres ont été ensuite tamisées et ont servi à élaborer par compression isostatique à chaud des pièces densifiées.
Les pièces ainsi obtenues ont subi un traitement de mise en solution à une température de l'ordre de 1.100 C puis des traitements de revenu à des températures comprises entre 600C et 9000C.
Le tableau I ci-dessous donne les compositions en poids d'alliages selon l'invention.
TABLEAU I
<tb> Nuance <SEP> Ni <SEP> Cr <SEP> Co <SEP> Mo <SEP> W <SEP> Al <SEP> Ti <SEP> Nb <SEP> Zr <SEP> C <SEP> B
<tb> A6 <SEP> Reste <SEP> 13,18 <SEP> 7,84 <SEP> 3,56 <SEP> 2,95 <SEP> 3,62 <SEP> 1,74 <SEP> 5,10 <SEP> 0,05 <SEP> 0,021 <SEP> 0,0078
<tb> A10 <SEP> Reste <SEP> 13,42 <SEP> 4,23 <SEP> 5,42 <SEP> 0,04 <SEP> 3,90 <SEP> 1,74 <SEP> 5,82 <SEP> 0,05 <SEP> 0,018 <SEP> 0,0095
<tb> A11 <SEP> Reste <SEP> 13,4 <SEP> 8 <SEP> 5,4 <SEP> 0,04 <SEP> 3,9 <SEP> 1,7 <SEP> 5,8 <SEP> 0,05 <SEP> 0,020 <SEP> 0,0100
<tb> A12-A14* <SEP> Reste <SEP> 13,4 <SEP> 8 <SEP> 5,4 <SEP> 0,04 <SEP> 3,9 <SEP> 1,7 <SEP> 5,8 <SEP> 0,05 <SEP> 0,020 <SEP> 0,0250
<tb> *avec 0,2 Z d'hafnium.
<tb> A6 <SEP> Reste <SEP> 13,18 <SEP> 7,84 <SEP> 3,56 <SEP> 2,95 <SEP> 3,62 <SEP> 1,74 <SEP> 5,10 <SEP> 0,05 <SEP> 0,021 <SEP> 0,0078
<tb> A10 <SEP> Reste <SEP> 13,42 <SEP> 4,23 <SEP> 5,42 <SEP> 0,04 <SEP> 3,90 <SEP> 1,74 <SEP> 5,82 <SEP> 0,05 <SEP> 0,018 <SEP> 0,0095
<tb> A11 <SEP> Reste <SEP> 13,4 <SEP> 8 <SEP> 5,4 <SEP> 0,04 <SEP> 3,9 <SEP> 1,7 <SEP> 5,8 <SEP> 0,05 <SEP> 0,020 <SEP> 0,0100
<tb> A12-A14* <SEP> Reste <SEP> 13,4 <SEP> 8 <SEP> 5,4 <SEP> 0,04 <SEP> 3,9 <SEP> 1,7 <SEP> 5,8 <SEP> 0,05 <SEP> 0,020 <SEP> 0,0250
<tb> *avec 0,2 Z d'hafnium.
Le tableau II ci-dessous donne les compositions en poids d'alliages en dehors du domaine de l'invention et utilisés pour des essais comparatifs.
TABLEAU 2
<tb> Ni <SEP> Cr <SEP> Co <SEP> Mo <SEP> W <SEP> Al <SEP> Ti <SEP> Nb <SEP> Zr <SEP> C <SEP> B
<tb> B4 <SEP> Reste <SEP> 13,19 <SEP> - <SEP> 3,46 <SEP> 3,98 <SEP> 3,40 <SEP> 2,44 <SEP> 3,59 <SEP> 0,05 <SEP> 0,0120 <SEP> 0,0086
<tb> I <SEP> B7 <SEP> I <SEP> Reste <SEP> 1 <SEP> 13,20 <SEP> 7,83 <SEP> 1 <SEP> 3,49 <SEP> 1 <SEP> 3,10 <SEP> 1 <SEP> 3,88 <SEP> 0,14 <SEP> 6,39 <SEP> I <SEP> 0,05 <SEP> 0,0200 <SEP> 0,0095 <SEP>
<tb> B8 <SEP> Reste <SEP> 13,45 <SEP> 7,95 <SEP> 3,66 <SEP> 3,66 <SEP> 3,84 <SEP> 4,53 <SEP> 0,01 <SEP> 0,05 <SEP> 0,0190 <SEP> 0,0090
<tb> B9 <SEP> Reste <SEP> 13,39 <SEP> 7,70 <SEP> 3,45 <SEP> 2,99 <SEP> 4,35 <SEP> 2,89 <SEP> 4,10 <SEP> 0,06 <SEP> 0,0270 <SEP> 0,0095
<tb>
Chaque nuance est repérée sur le diagramme de la figure 1 en fonction du pourcentage en atomes de niobium et de la somme des pourcentages en atomes, d'aluminium et titane.
<tb> B4 <SEP> Reste <SEP> 13,19 <SEP> - <SEP> 3,46 <SEP> 3,98 <SEP> 3,40 <SEP> 2,44 <SEP> 3,59 <SEP> 0,05 <SEP> 0,0120 <SEP> 0,0086
<tb> I <SEP> B7 <SEP> I <SEP> Reste <SEP> 1 <SEP> 13,20 <SEP> 7,83 <SEP> 1 <SEP> 3,49 <SEP> 1 <SEP> 3,10 <SEP> 1 <SEP> 3,88 <SEP> 0,14 <SEP> 6,39 <SEP> I <SEP> 0,05 <SEP> 0,0200 <SEP> 0,0095 <SEP>
<tb> B8 <SEP> Reste <SEP> 13,45 <SEP> 7,95 <SEP> 3,66 <SEP> 3,66 <SEP> 3,84 <SEP> 4,53 <SEP> 0,01 <SEP> 0,05 <SEP> 0,0190 <SEP> 0,0090
<tb> B9 <SEP> Reste <SEP> 13,39 <SEP> 7,70 <SEP> 3,45 <SEP> 2,99 <SEP> 4,35 <SEP> 2,89 <SEP> 4,10 <SEP> 0,06 <SEP> 0,0270 <SEP> 0,0095
<tb>
Chaque nuance est repérée sur le diagramme de la figure 1 en fonction du pourcentage en atomes de niobium et de la somme des pourcentages en atomes, d'aluminium et titane.
Comme beaucoup d'alliages base nickel, les alliages selon l'invention présentent dans une matrice t , une phase durcissante (' de type Ni3 (Nb, Ti, Al). Les lignes inclinées d'isosommes de la figure unique représentent donc des fractions volumiques de phase # sensiblement constantes.
Le chrome est favorable pour la corrosion et la résistance à l'oxydation. L'addition du chrome réduit la solubilité de # de façon très marquée. La teneur en chrome est comprise entre 10 et 16 %.
Le cobalt peut être introduit jusqu'à 10 Z. I1 remplace le nickel dans la phase t' en stabilisant cette phase. I1 n'a pas un effet marqué sur les propriétés en traction mais sa présence est favorable lorsque la résistance au fluage est un paramètre important.
Le molybdène et le tungstène renforcent la solution solide. La teneur en molybdène est comprise entre 3 % et 7 % et le tungstène peut être ajouté jusqu'à 4 %. A concentrations atomiques égales on ne constate pas de différence significative entre l'effet du tungsstène et celui du molybdène.
Une faible teneur relative du tungstène par rapport au molybdène entraine un gain appréciable sur la densité sans conséquence néfaste par ailleurs.
L'aluminium, le titane et le niobium sont des éléments #-gènse,
Ils ont une influence déterminante sur les propriétés des alliages.
Ils ont une influence déterminante sur les propriétés des alliages.
Pour montrer l'importance du choix des teneurs en éléments #- gènes on a préparé des éprouvettes faites avec les alliages des tableaux I et 2 et on les a soumises, après les avoir traitées thermiquement, à des essais de traction et de fluage.
Le tableau 3 ci-dessous donne les résultats en traction (limite élastique et allongement) à 200C et à 5500C. Ces essais ont été pratiqués sur des éprouvettes qui ont subi le traitement thermique spécifié sous le tableau. Le refroidissement lent a été effectué à une température de 1000C/mn jusqu'à l'ambiante. Un tel traitement correspond aux conditions habituelles de refroidissement au coeur d'un disque. Des vitesses plus élevées entrainent en général une augmentation de-la limite élastique.
TABLEAU 3
<tb> <SEP> I <SEP> Essais <SEP> à <SEP> 200C <SEP> I <SEP> Essais <SEP> à <SEP> 550 C <SEP> l <SEP>
<tb> 1 <SEP> I <SEP> Limite <SEP> I <SEP> Allongement <SEP> I <SEP> Limite <SEP> I <SEP> Allongement <SEP> I
<tb> t <SEP> Nuance <SEP> I <SEP> élastique <SEP> I <SEP> en <SEP> en <SEP> 1 <SEP> @ <SEP> élastique <SEP> I <SEP> en <SEP> Z <SEP> l <SEP>
<tb> en <SEP> MPa <SEP> en <SEP> MPa
<tb> I <SEP> A6 <SEP> 1 <SEP> 1236 <SEP> 1 <SEP> 13 <SEP> 1 <SEP> 1144 <SEP> 1 <SEP> 14,5 <SEP> | <SEP>
<tb> A10 <SEP> 1258 <SEP> 13,5 <SEP> 1148 <SEP> 11,5
<tb> B4 <SEP> 1147 <SEP> 15,4 <SEP> 1079 <SEP> 18,1
<tb> B7 <SEP> 1313 <SEP> 7,5 <SEP> 1211 <SEP> 9
<tb> i <SEP> B8 <SEP> | <SEP> 1130 <SEP> 1 <SEP> 21,5 <SEP> 1 <SEP> 1047 <SEP> 1 <SEP> 21 <SEP> 1
<tb> B9 <SEP> 1354 <SEP> 5,5 <SEP> 1148 <SEP> 11,5
<tb>
Traitement thermique : Tm = Ts - 200C ; R1
+ 8700C pendant lb
+ 650 C pendant 24h
Tm signifie température de mise en solution
Ts signifie température de solvus
R1 signifie refroidissement lent Le tableau 4 ci-dessous donne les rapports # des temps moyens de rupture sur éprouvettes entaillées et lisses de même section. On considère que ce rapport est une mesure de la sensibilité à l'entaille et qu'une valeur supérieure à 1 traduit l'absence totale de sensibilité à l'entaille en fluage à chaud. Les essais ont été pratiqués sur des éprouvettes qui ont subi les traitements spécifiés sous le tableau.
<tb> 1 <SEP> I <SEP> Limite <SEP> I <SEP> Allongement <SEP> I <SEP> Limite <SEP> I <SEP> Allongement <SEP> I
<tb> t <SEP> Nuance <SEP> I <SEP> élastique <SEP> I <SEP> en <SEP> en <SEP> 1 <SEP> @ <SEP> élastique <SEP> I <SEP> en <SEP> Z <SEP> l <SEP>
<tb> en <SEP> MPa <SEP> en <SEP> MPa
<tb> I <SEP> A6 <SEP> 1 <SEP> 1236 <SEP> 1 <SEP> 13 <SEP> 1 <SEP> 1144 <SEP> 1 <SEP> 14,5 <SEP> | <SEP>
<tb> A10 <SEP> 1258 <SEP> 13,5 <SEP> 1148 <SEP> 11,5
<tb> B4 <SEP> 1147 <SEP> 15,4 <SEP> 1079 <SEP> 18,1
<tb> B7 <SEP> 1313 <SEP> 7,5 <SEP> 1211 <SEP> 9
<tb> i <SEP> B8 <SEP> | <SEP> 1130 <SEP> 1 <SEP> 21,5 <SEP> 1 <SEP> 1047 <SEP> 1 <SEP> 21 <SEP> 1
<tb> B9 <SEP> 1354 <SEP> 5,5 <SEP> 1148 <SEP> 11,5
<tb>
Traitement thermique : Tm = Ts - 200C ; R1
+ 8700C pendant lb
+ 650 C pendant 24h
Tm signifie température de mise en solution
Ts signifie température de solvus
R1 signifie refroidissement lent Le tableau 4 ci-dessous donne les rapports # des temps moyens de rupture sur éprouvettes entaillées et lisses de même section. On considère que ce rapport est une mesure de la sensibilité à l'entaille et qu'une valeur supérieure à 1 traduit l'absence totale de sensibilité à l'entaille en fluage à chaud. Les essais ont été pratiqués sur des éprouvettes qui ont subi les traitements spécifiés sous le tableau.
TABLEAU 4
<tb> Nuence <SEP> Rapport <SEP> # <SEP> <SEP> Rapport <SEP> # <SEP> <SEP> Rapport <SEP> #
<tb> I <SEP> A6 <SEP> 1 <SEP> 0,16 <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 1 <SEP> 1,07 <SEP> I <SEP>
<tb> I <SEP> A10 <SEP> I <SEP> 0,11 <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 1 <SEP> 0,96 <SEP> I <SEP>
<tb> I <SEP> B4 <SEP> i <SEP> 3.10-2 <SEP> ;; <SEP> 1,96 <SEP> I <SEP> 3,10 <SEP> I <SEP>
<tb> I <SEP> B7 <SEP> t <SEP> 7,10-3 <SEP> 1 <SEP> 0,21 <SEP> 1 <SEP> 0,47 <SEP> I <SEP>
<tb> I <SEP> B8 <SEP> 1 <SEP> 1.5 <SEP> 1 <SEP> 6,3 <SEP> 1 <SEP> 5,19 <SEP> I <SEP>
<tb> I <SEP> B9 <SEP> 1 <SEP> 7,5.10-2 <SEP> 1 <SEP> 0,50 <SEP> 1 <SEP> 0,68 <SEP> I <SEP>
<tb> Traitement <SEP> Tm <SEP> = <SEP> Ts-20 1h <SEP> Tm <SEP> = <SEP> Ts-15 C <SEP> Tm <SEP> = <SEP> Ts-15 C <SEP>
<tb> thermique <SEP> TH <SEP> + <SEP> R1+ <SEP> R1+
<tb> 850 C <SEP> + <SEP> 650 C <SEP> 650 C <SEP> + <SEP> 760 C <SEP> 870 C <SEP> + <SEP> 650 C
<tb>
Tm signifie température de mise en solution
Ts signifie température de solvus
TH signifie trempe à l'huile
R1 signifie refroidissement lent.
<tb> I <SEP> A6 <SEP> 1 <SEP> 0,16 <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 1 <SEP> 1,07 <SEP> I <SEP>
<tb> I <SEP> A10 <SEP> I <SEP> 0,11 <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 1 <SEP> 0,96 <SEP> I <SEP>
<tb> I <SEP> B4 <SEP> i <SEP> 3.10-2 <SEP> ;; <SEP> 1,96 <SEP> I <SEP> 3,10 <SEP> I <SEP>
<tb> I <SEP> B7 <SEP> t <SEP> 7,10-3 <SEP> 1 <SEP> 0,21 <SEP> 1 <SEP> 0,47 <SEP> I <SEP>
<tb> I <SEP> B8 <SEP> 1 <SEP> 1.5 <SEP> 1 <SEP> 6,3 <SEP> 1 <SEP> 5,19 <SEP> I <SEP>
<tb> I <SEP> B9 <SEP> 1 <SEP> 7,5.10-2 <SEP> 1 <SEP> 0,50 <SEP> 1 <SEP> 0,68 <SEP> I <SEP>
<tb> Traitement <SEP> Tm <SEP> = <SEP> Ts-20 1h <SEP> Tm <SEP> = <SEP> Ts-15 C <SEP> Tm <SEP> = <SEP> Ts-15 C <SEP>
<tb> thermique <SEP> TH <SEP> + <SEP> R1+ <SEP> R1+
<tb> 850 C <SEP> + <SEP> 650 C <SEP> 650 C <SEP> + <SEP> 760 C <SEP> 870 C <SEP> + <SEP> 650 C
<tb>
Tm signifie température de mise en solution
Ts signifie température de solvus
TH signifie trempe à l'huile
R1 signifie refroidissement lent.
Si la teneur en titane est importante au détriment de celle en niobium (nuance B8), la limite élastique est réduite alors que la ductilité est augmentée.
Si les compositions (situées en dehors du domaine de la figure 1) présentent une fraction volumique de phase < ' trop importante (nuance B9), la limite élastique est élevée au détriment de l'allongement.
Si les compositions (situées en dehors du domaine de la figure 1) présentent une fraction volumique #' insuffisante (nuance B4), la limite élastique est nettement inférieure à celle des alliages selon la demande.
En particulier, lorsque des alliages sont soumis à un refroidissement lent, après la mise en solution, la limite élastique est insuffisante.
Pour la nuance B9 présentant une fraction volumique de ' élevée et pour la nuance B7 les ductilités en fluage à chaud sont faibles.
Pour concilier toutes les exigences en traction et en fluage, les compositions doivent être telles que le pourcentage en atomes de niobium et la somme des pourcentages en atomes de Al, Ti et Nb se situent dans le domaine délimité par ABCD sur la figure 1.
La teneur en carbone est limitée à 0,03 %, ce qui est favorable à
l'obtention d'une bonne ductilité.
l'obtention d'une bonne ductilité.
Les alliages peuvent contenir du bore jusqu'à 0,05 % et du zirco nium jusqu'à 0,10 % afin de ralentir la diffusion d'oxygène dans les joints de grains et de l'hafnium (jusqu'à 1 %) afin de modifier la nature des carbures. Ils peuvent contenir parmi les impuretés de très faibles quantités d'éléments tels que le silicium, le vanadium, le manganèse et le fer.
La température de compaction et le traitement thermique doivent être optimisés en fonction de la composition.
Claims (3)
1.- Alliages de métallurgie des poudres à base de nickel, caractérisés par le fait qu'ils comportent, en poids, 10 à 16 Z de chrome, jusqu'à 10 Z de cobalt, 3 à 7 % de molybdène, jusqu'à 4 % de tungstène, 3 à 5 % d'aluminium, 1 à 2 % de titane, 4 à 7 % de niobium, jusqu'à 0,03 % de carbone, jusqu'à 0,1 Z de zirconium, jusqu'à 0,05 % de bore, jusqu'à 1 Z de hafnium, le nickel et les impuretés habituelles formant le solde, et par le fait que les pourcentages atomiques des éléments aluminium, titane, niobium sont définis par le domaine ABCD de la figure 1.
2.- Alliages selon la revendication 1, caractérisés par le fait qu'ils comportent, en poids, 13 à 14 % de chrome, 7 à 9 Z de cobalt, 3 à 4 % de molybdène, 2,5 à 3,5 % de tungstène, 3,3 à 3,9 Z d'aluminium, 1,5 à 2 % de titane, 4,8 à 5,4 Z de niobium, 0,01 à 0,03 Z de carbone, 0,04 à 0,06 % de zirconium, 0,005 à 0,015 % de bore, le nickel et les impuretés habituelles formant le solde.
3.- Alliages selon la revendication 1, caractérisés par le fait qu'ils comportent, en poids, 13 à 14 % de chrome, 4 à 5 Z de cobalt, 5 à 6 % de molybdène, jusqu'à 1 Z de tungstène, 3,5 à 4,5 % d'aluminium, 1,5 à 2 Z de titane, 5,5 à 6 % de niobium, 0,01 à 0,03 % de carbone, 0,04 à 0,06 % de zirconium, 0,005 à 0,015 % de bore, le nickel et les impuretés habituelles formant le solde.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8318541A FR2555205B1 (fr) | 1983-11-22 | 1983-11-22 | Alliages a base de nickel pour la metallurgie des poudres destines a des disques de turbines a gaz |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8318541A FR2555205B1 (fr) | 1983-11-22 | 1983-11-22 | Alliages a base de nickel pour la metallurgie des poudres destines a des disques de turbines a gaz |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2555205A1 true FR2555205A1 (fr) | 1985-05-24 |
| FR2555205B1 FR2555205B1 (fr) | 1989-05-19 |
Family
ID=9294369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8318541A Expired FR2555205B1 (fr) | 1983-11-22 | 1983-11-22 | Alliages a base de nickel pour la metallurgie des poudres destines a des disques de turbines a gaz |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2555205B1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102625856A (zh) * | 2009-08-20 | 2012-08-01 | 奥贝尔&杜瓦尔公司 | 镍基超耐热合金和由所述超耐热合金制成的部件 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1053066A (fr) * | 1963-07-19 | 1900-01-01 | ||
| DE1964992A1 (de) * | 1969-03-26 | 1970-10-01 | Gen Electric | Nickelknetlegierung |
| FR2199002A1 (fr) * | 1972-09-11 | 1974-04-05 | Crucible Inc | |
| FR2230747A1 (en) * | 1973-05-25 | 1974-12-20 | Terekhov Kuzma | Heat resistant nickel alloy - contg. lanthanum for jet engine components |
| FR2386613A1 (fr) * | 1977-04-04 | 1978-11-03 | Crucible Inc | Pieces compactees en superalliage a base de nickel |
-
1983
- 1983-11-22 FR FR8318541A patent/FR2555205B1/fr not_active Expired
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1053066A (fr) * | 1963-07-19 | 1900-01-01 | ||
| DE1964992A1 (de) * | 1969-03-26 | 1970-10-01 | Gen Electric | Nickelknetlegierung |
| FR2199002A1 (fr) * | 1972-09-11 | 1974-04-05 | Crucible Inc | |
| FR2230747A1 (en) * | 1973-05-25 | 1974-12-20 | Terekhov Kuzma | Heat resistant nickel alloy - contg. lanthanum for jet engine components |
| FR2386613A1 (fr) * | 1977-04-04 | 1978-11-03 | Crucible Inc | Pieces compactees en superalliage a base de nickel |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102625856A (zh) * | 2009-08-20 | 2012-08-01 | 奥贝尔&杜瓦尔公司 | 镍基超耐热合金和由所述超耐热合金制成的部件 |
| CN102625856B (zh) * | 2009-08-20 | 2014-12-31 | 奥贝尔&杜瓦尔公司 | 镍基超耐热合金和由所述超耐热合金制成的部件 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2555205B1 (fr) | 1989-05-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0063511B1 (fr) | Superalliage monocristallin à matrice à base de nickel, procédé d'amélioration de pièces en ce superalliage et pièces obtenues par ce procédé | |
| CA2771739C (fr) | Superalliage base nickel et pieces realisees en ce superalliage | |
| FR2461016A1 (fr) | Article de superalliage de nickel a structure monocristalline et procede de fabrication | |
| JPH0225534A (ja) | チタンアルミニウム合金 | |
| FR2645879A1 (fr) | Alliage a base de cobalt, resistant a la corrosion et a l'usure | |
| JP7500726B2 (ja) | 耐熱アルミニウム粉末材料 | |
| WO1995026420A1 (fr) | Alliage d'aluminium a hautes teneurs en scandium et procede de fabrication des produits semi-finis | |
| FR2557143A1 (fr) | Alliages convenant a la fabrication de pieces moulees monocristallines et pieces moulees obtenues | |
| JP2019534945A (ja) | 高温耐性、耐傷性を有する超合金、その合金から作られた製品、及びその合金の製造方法 | |
| FR2626893A1 (fr) | Alliage fe-ni-cr consolide a l'azote | |
| EP4073283A1 (fr) | Superalliage a base de nickel | |
| JPS6253583B2 (fr) | ||
| FR2555205A1 (fr) | Alliages a base de nickel pour la metallurgie des poudres destines a des disques de turbines a gaz | |
| CA2410456A1 (fr) | Alliage fe-ni durci pour la fabrication de grilles support de circuits integres et procede de fabrication | |
| FR2493344A1 (fr) | ||
| JP3067416B2 (ja) | 高温耐熱部品製造用Ｎｉ基合金粉末 | |
| FR2646171A1 (fr) | Superalliages contenant du titane et procede pour ameliorer les proprietes de resistance mecanique a haute temperature d'un superalliage a base de nickel contenant du niobium | |
| CH381433A (fr) | Alliage à base de cobalt | |
| US2842439A (en) | High strength alloy for use at elevated temperatures | |
| TWI675109B (zh) | Ｎｉ基耐熱合金 | |
| FR2513269A1 (fr) | Composition et traitement thermique pour alliage destine a des moulages monocristallins | |
| BE561928A (fr) | ||
| BE627603A (fr) | ||
| JPH0442461B2 (fr) | ||
| BE566807A (fr) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| CL | Concession to grant licences | ||
| ST | Notification of lapse |