JP6838846B2 - 溶加材および溶接方法 - Google Patents
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Description
[実施態様1]
重量で2%より多いTiと、体積分率で40%より多いガンマプライムとを有する溶接困難なベース合金(101)と溶接されるとき、溶接容易な目標合金(106)を形成するのに十分な量のW、Co、Cr、Al、Ti、Mo、Fe、B、C、Nb、およびNiそれぞれを含む溶加材(102)。
[実施態様2]
重量で、約0.05〜2.0%のタングステン、約20〜26%のコバルト、約20〜35%のクロム、0.5〜3.5%のアルミニウム、約0〜2.5%のチタン、約0〜2.5%のモリブデン、約0〜1.0%の鉄、約0〜0.02%のホウ素、約0.01〜0.15%の炭素、約1.0〜8.0%のニオブ、および残余のニッケルを含む合金を含む実施態様1に記載の溶加材(102)。
[実施態様3]
重量で、約1.05〜1.40%のタングステン、約22.55〜24.0%のコバルト、約25.80〜26.45%のクロム、1.05〜1.20%のアルミニウム、約1.10〜1.25%のチタン、約0〜0.35%の鉄、約0.08〜0.10%の炭素、約1.75〜2.10%のニオブ、および残余のニッケルを含む合金を含む実施態様1に記載の溶加材(102)。
[実施態様4]
重量で、約0.35〜0.55%のタングステン、約22.55〜23.60%のコバルト、約23.40〜24.05%のクロム、2.40〜2.45%のアルミニウム、約0.65〜0.85%のモリブデン、約0.35%の鉄、約0〜0.01%のホウ素、約0.08〜0.10%の炭素、約6.60〜6.80%のニオブ、および残余のニッケルを含む合金を含む実施態様1に記載の溶加材(102)。
[実施態様5]
前記溶接容易な目標合金(106)が、重量で、約1.8〜2.2%のタングステン、約18.5〜19.5%のコバルト、約22.2〜22.8%のクロム、約1.6〜1.8%のアルミニウム、約2.2〜2.4%のチタン、約0.15%のモリブデン、約0.35%の鉄、約0.002〜0.008%のホウ素、約0.08〜0.12%の炭素、約1.25〜1.45%のニオブ、および残余のニッケルを含む、実施態様1に記載の溶加材(102)。
[実施態様6]
前記溶接容易な目標合金(106)が、重量で、約1.3〜1.6%のタングステン、約18.5〜19.5%のコバルト、約20.5〜21.1%のクロム、約2.55〜2.65%のアルミニウム、約0.95〜1.05%のチタン、約0.9〜1.1%のモリブデン、約0.35%の鉄、約0〜0.01%のホウ素、約0.12〜0.15%の炭素、約4.65〜4.75%のニオブ、および残余のニッケルを含む、実施態様1に記載の溶加材(102)。
[実施態様7]
前記溶接困難なベース合金(101)が、重量で、約3.5〜4.1%のタングステン、約9〜10%のコバルト、約13.7〜14.3%のクロム、約2.8〜3.2%のアルミニウム、約2.4〜3.1%のタンタル、約4.7〜5.1%のチタン、約1.4〜1.7%のモリブデン、約0.35%の鉄、約0.005〜0.02%のホウ素、約0.08〜0.12%の炭素、および残余のニッケルを含む、実施態様1に記載の溶加材(102)。
[実施態様8]
前記溶接困難なベース合金(101)が、重量で、約4.0〜4.3%のタングステン、約9.0〜9.9%のコバルト、約13.7〜14.3%のクロム、約3.5〜3.9%のアルミニウム、約3.6%のタンタル、約3.4〜3.8%のチタン、約1.4〜1.7%のモリブデン、約0.35%の鉄、約0.005〜0.02%のホウ素、約0.08〜0.12%の炭素、約1.55〜1.75%のニオブ、および残余のニッケルを含む、実施態様1に記載の溶加材(102)。
[実施態様9]
粉末状、スティック状、ワイヤ状、ロッド状、またはこれらを組み合わせたものから成る群から選択された形態である実施態様1に記載の溶加材(102)。
[実施態様10]
構成部品(100)を溶接する方法であって、
前記構成部品(100)を、十分な量のW、Co、Cr、Al、Ti、Mo、Fe、B、C、Nb、およびNiそれぞれを含む溶加材(102)と溶接するステップであって、前記構成部品(100)が、重量で2%より多いTiと、体積分率で40%より多いガンマプライムとを有する溶接困難なベース合金(101)を含む、ステップと、
前記溶接するステップから、前記構成部品(100)の表面(107)に溶接容易な目標合金(106)を形成するステップと
を含む方法。
[実施態様11]
前記溶加材(102)が、重量で、約0.05〜2.0%のタングステン、約20〜26%のコバルト、約20〜35%のクロム、0.5〜3.5%のアルミニウム、約0〜2.5%のチタン、約0〜2.5%のモリブデン、約0〜1.0%の鉄、約0〜0.02%のホウ素、約0.01〜0.15%の炭素、約1.0〜8.0%のニオブ、および残余のニッケルを含む合金を含む、実施態様10に記載の方法。
[実施態様12]
前記溶加材(102)が、重量で、約1.05〜1.40%のタングステン、約22.55〜24.0%のコバルト、約25.80〜26.45%のクロム、1.05〜1.20%のアルミニウム、約1.10〜1.25%のチタン、約0〜0.35%の鉄、約0.08〜0.10%の炭素、約1.75〜2.10%のニオブ、および残余のニッケルを含む合金を含む、実施態様10に記載の方法。
[実施態様13]
前記溶加材(102)が、重量で、約0.35〜0.55%のタングステン、約22.55〜23.60%のコバルト、約23.40〜24.05%のクロム、2.40〜2.45%のアルミニウム、約0.65〜0.85%のモリブデン、約0.35%の鉄、約0〜0.01%のホウ素、約0.08〜0.10%の炭素、約6.60〜6.80%のニオブ、および残余のニッケルを含む合金を含む、実施態様10に記載の方法。
[実施態様14]
前記溶接容易な目標合金(106)が、重量で、約1.8〜2.2%のタングステン、約18.5〜19.5%のコバルト、約22.2〜22.8%のクロム、約1.6〜1.8%のアルミニウム、約2.2〜2.4%のチタン、約0.15%のモリブデン、約0.35%の鉄、約0.002〜0.008%のホウ素、約0.08〜0.12%の炭素、約1.25〜1.45%のニオブ、および残余のニッケルを含む、実施態様10に記載の方法。
[実施態様15]
前記溶接容易な目標合金(106)が、重量で、約1.3〜1.6%のタングステン、約18.5〜19.5%のコバルト、約20.5〜21.1%のクロム、約2.55〜2.65%のアルミニウム、約0.95〜1.05%のチタン、約0.9〜1.1%のモリブデン、約0.35%の鉄、約0〜0.01%のホウ素、約0.12〜0.15%の炭素、約4.65〜4.75%のニオブ、および残余のニッケルを含む、実施態様10に記載の方法。
[実施態様16]
前記溶接困難なベース合金(101)が、重量で、約3.5〜4.1%のタングステン、約9〜10%のコバルト、約13.7〜14.3%のクロム、約2.8〜3.2%のアルミニウム、約2.4〜3.1%のタンタル、約4.7〜5.1%のチタン、約1.4〜1.7%のモリブデン、約0.35%の鉄、約0.005〜0.02%のホウ素、約0.08〜0.12%の炭素、および残余のニッケルを含む、実施態様10に記載の方法。
[実施態様17]
前記溶接困難なベース合金(101)が、重量で、約4.0〜4.3%のタングステン、約9.0〜9.9%のコバルト、約13.7〜14.3%のクロム、約3.5〜3.9%のアルミニウム、約3.6%のタンタル、約3.4〜3.8%のチタン、約1.4〜1.7%のモリブデン、約0.35%の鉄、約0.005〜0.02%のホウ素、約0.08〜0.12%の炭素、約1.55〜1.75%のニオブ、および残余のニッケルを含む、実施態様10に記載の方法。
[実施態様18]
前記溶接容易な目標合金(106)が、ガスタングステンアーク溶接プロセスまたはレーザ溶接プロセス、および粉末溶加材などを使って前記溶接困難なベース合金(101)および前記溶加材(102)と溶接される、実施態様10に記載の方法。
[実施態様19]
前記溶加材(102)が、粉末状、スティック状、ワイヤ状、ロッド状、またはこれらを組み合わせたものから成る群から選択された形態である、実施態様10に記載の方法。
[実施態様20]
前記表面に溶接容易な合金を付加するステップをさらに含む実施態様10に記載の方法であって、前記合金が、追加の目標合金、別の溶加材、およびこれらを組み合わせたものから成る群から選択される、方法。
101 溶接困難なベース合金
102 溶加材
103 エネルギー源
105 溶けた部分
106 溶接容易な目標合金
107 表面
108 処理領域
109 溶融混合域
201 第1の溶接困難なベース合金
202 第2の溶接困難なベース合金
203 溶解線
204 目標合金の層
Claims (13)
- 溶加材(102)であって、
重量で2%より多いTiと、体積分率で40%より多いガンマプライムとを有するベース合金(101)と溶接されるとき、目標合金(106)を形成し、W、Co、Cr、Al、Ti、Mo、Fe、B、C、Nb、およびNiそれぞれを含み、
前記溶加材(102)の溶けた部分(105)と前記ベース合金(101)とが結合して前記目標合金(106)が形成され、
前記溶加材(102)が、
重量で、0.05%以上2.0%以下のタングステン、20%以上26%以下のコバルト、20%以上35%以下のクロム、0.5%以上3.5%以下のアルミニウム、0%以上2.5%以下のチタン、0%以上2.5%以下のモリブデン、0%以上1.0%以下の鉄、0%以上0.02%以下のホウ素、0.01%以上0.15%以下の炭素、1.0%以上8.0%以下のニオブ、および残余のニッケルを含む合金である、溶加材(102)。 - 前記目標合金(106)が、重量で、1.8%以上2.2%以下のタングステン、18.5%以上19.5%以下のコバルト、22.2%以上22.8%以下のクロム、1.6%以上1.8%以下のアルミニウム、2.2%以上2.4%以下のチタン、0.15%のモリブデン、0.35%の鉄、0.002%以上0.008%以下のホウ素、0.08%以上0.12%以下の炭素、1.25%以上1.45%以下のニオブ、および残余のニッケルを含む、請求項1記載の溶加材(102)。
- 前記目標合金(106)が、重量で、1.3%以上1.6%以下のタングステン、18.5%以上19.5%以下のコバルト、20.5%以上21.1%以下のクロム、2.55%以上2.65%以下のアルミニウム、0.95%以上1.05%以下のチタン、0.9%以上1.1%以下のモリブデン、0.35%の鉄、0%以上0.01%以下のホウ素、0.12%以上0.15%以下の炭素、4.65%以上4.75%以下のニオブ、および残余のニッケルを含む、請求項1記載の溶加材(102)。
- 前記ベース合金(101)が、重量で、3.5%以上4.1%以下のタングステン、9%以上10%以下のコバルト、13.7%以上14.3%以下のクロム、2.8%以上3.2%以下のアルミニウム、2.4%以上3.1%以下のタンタル、4.7%以上5.1%以下のチタン、1.4%以上1.7%以下のモリブデン、0.35%の鉄、0.005%以上0.02%以下のホウ素、0.08%以上0.12%以下の炭素、および残余のニッケルを含む、請求項1乃至3のいずれかに記載の溶加材(102)。
- 前記ベース合金(101)が、重量で、4.0%以上4.3%以下のタングステン、9.0%以上9.9%以下のコバルト、13.7%以上14.3%以下のクロム、3.5%以上3.9%以下のアルミニウム、3.6%のタンタル、3.4%以上3.8%以下のチタン、1.4%以上1.7%以下のモリブデン、0.35%の鉄、0.005%以上0.02%以下のホウ素、0.08%以上0.12%以下の炭素、1.55%以上1.75%以下のニオブ、および残余のニッケルを含む、請求項1乃至3のいずれかに記載の溶加材(102)。
- 粉末状、スティック状、ワイヤ状、またはこれらを組み合わせたものから成る群から選択された形態である請求項1乃至5のいずれかに記載の溶加材(102)。
- 構成部品(100)を溶接する方法であって、
前記構成部品(100)を、W、Co、Cr、Al、Ti、Mo、Fe、B、C、Nb、およびNiそれぞれを含む溶加材(102)と溶接するステップであって、前記構成部品(100)が、重量で2%より多いTiと、体積分率で40%より多いガンマプライムとを有するベース合金(101)を含む、ステップと、
前記溶接するステップから前記溶加材(102)の溶けた部分(105)と前記ベース合金(101)とが結合されて、前記構成部品(100)の表面(107)に目標合金(106)を形成するステップと
を含み、
前記溶加材(102)が、重量で、0.05%以上2.0%以下のタングステン、20%以上26%以下のコバルト、20%以上35%以下のクロム、0.5%以上3.5%以下のアルミニウム、0%以上2.5%以下のチタン、0%以上2.5%以下のモリブデン、0%以上1.0%以下の鉄、0%以上0.02%以下のホウ素、0.01%以上0.15%以下の炭素、1.0%以上8.0%以下のニオブ、および残余のニッケルを含む合金である、方法。 - 前記目標合金(106)が、重量で、1.8%以上2.2%以下のタングステン、18.5%以上19.5%以下のコバルト、22.2%以上22.8%以下のクロム、1.6%以上1.8%以下のアルミニウム、2.2%以上2.4%以下のチタン、0.15%のモリブデン、0.35%の鉄、0.002%以上0.008%以下のホウ素、0.08%以上0.12%以下の炭素、1.25%以上1.45%以下のニオブ、および残余のニッケルを含む、請求項7記載の方法。
- 前記目標合金(106)が、重量で、1.3%以上1.6%以下のタングステン、18.5%以上19.5%以下のコバルト、20.5%以上21.1%以下のクロム、2.55%以上2.65%以下のアルミニウム、0.95%以上1.05%以下のチタン、0.9%以上1.1%以下のモリブデン、0.35%の鉄、0%以上0.01%以下のホウ素、0.12%以上0.15%以下の炭素、4.65%以上4.75%以下のニオブ、および残余のニッケルを含む、請求項7記載の方法。
- 前記ベース合金(101)が、重量で、3.5%以上4.1%以下のタングステン、9%以上10%以下のコバルト、13.7%以上14.3%以下のクロム、2.8%以上3.2%以下のアルミニウム、2.4%以上3.1%以下のタンタル、4.7%以上5.1%以下のチタン、1.4%以上1.7%以下のモリブデン、0.35%の鉄、0.005%以上0.02%以下のホウ素、0.08%以上0.12%以下の炭素、および残余のニッケルを含む、請求項7乃至9のいずれかに記載の方法。
- 前記ベース合金(101)が、重量で、4.0%以上4.3%以下のタングステン、9.0%以上9.9%以下のコバルト、13.7%以上14.3%以下のクロム、3.5%以上3.9%以下のアルミニウム、3.6%のタンタル、3.4%以上3.8%以下のチタン、1.4%以上1.7%以下のモリブデン、0.35%の鉄、0.005%以上0.02%以下のホウ素、0.08%以上0.12%以下の炭素、1.55%以上1.75%以下のニオブ、および残余のニッケルを含む、請求項7乃至9のいずれかに記載の方法。
- 前記ベース合金(101)と前記溶加材(102)を、ガスタングステンアーク溶接プロセスまたはレーザ溶接プロセスにより溶接かすステップを含む、請求項7乃至11のいずれかに記載の方法。
- 前記溶加材(102)が、粉末状、スティック状、ワイヤ状、またはこれらを組み合わせたものから成る群から選択された形態である、請求項7乃至12のいずれかに記載の方法。
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