JP6970438B2 - Ni基超合金 - Google Patents
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Description
Cr:6質量%以上12質量%以下、
Mo:0.4質量%以上3.0質量%以下、
W:6質量%以上10質量%以下、
Al:4.0質量%以上6.5質量%以下、
Ta:8質量%以上12質量%以下、
Re:0.01質量%以上1.0質量%以下、および
Si:0.01質量%以上0.2質量%以下、
を必須組成元素として含有し、残部がNiおよび不可避的不純物からなるNi基超合金であって、任意的組成元素として下記の元素を含有する。
Co:0質量%以上3質量%以下、
Ti:0質量%以上1質量%以下、
Nb:0質量%以上1質量%以下、
Hf:0質量%以上0.15質量%以下、
Zr:0質量%以上0.04質量%以下、
B:0質量%以上0.03質量%以下、
C:0質量%以上0.3質量%以下。
Cr:7質量%以上12質量%以下、
Mo:0.4質量%以上2.5質量%以下、
W:7質量%以上10質量%以下、
Al:4.0質量%以上6.5質量%以下、
Ta:9質量%以上11質量%以下、
Re:0.08質量%以上0.95質量%以下、および
Si:0.01質量%以上0.2質量%以下、
を必須組成元素として含有し、残部がNiおよび不可避的不純物からなるNi基超合金であって、任意的組成元素として下記の元素を含有する。
Co:0質量%以上3質量%以下、
Ti:0質量%以上1質量%以下、
Nb:0質量%以上1質量%以下、
Hf:0質量%以上0.15質量%以下、
Zr:0質量%以上0.04質量%以下、
B:0質量%以上0.03質量%以下、
C:0質量%以上0.3質量%以下。
Cr:8質量%以上10質量%以下、
Mo:0.4質量%以上2.0質量%以下、
W:7質量%以上9質量%以下、
Al:4.0質量%以上6.5質量%以下、
Ta:10質量%以上11質量%以下、
Re:0.1質量%以上0.9質量%以下、および
Si:0.01質量%以上0.2質量%以下、
を必須組成元素として含有し、残部がNiおよび不可避的不純物からなるNi基超合金であって、任意的組成元素として下記の元素を含有する。
Co:0質量%以上3質量%以下、
Ti:0質量%以上1質量%以下、
Nb:0質量%以上1質量%以下、
Hf:0質量%以上0.15質量%以下、
Zr:0質量%以上0.04質量%以下、
B:0質量%以上0.03質量%以下、
C:0質量%以上0.3質量%以下。
Cr(クロム)は、Ni基超合金の高温耐食性および高温耐酸化性を向上させる。Crの組成比は、6質量%以上12質量%以下である。組成比が、6質量%未満であると、高温耐食性および高温耐酸化性を確保することが難しく、12質量%を超えると、σ相やμ相の有害相が生成して高温強度が低下する。Crの組成比は、好ましくは7質量%以上12質量%以下であり、より好ましくは8質量%以上10質量%以下である。
ここで、TMF特性とは、熱疲労(Thermo-mechanical fatigue)特性をいい、例えばタービン動翼における多軸熱疲労条件下でのき裂発生寿命(深さ2mm程度のき裂)を指す。クリープ特性とは、材料のクリープ強さであり、クリープ試験又はクリープ破断試験が用いられる。クリープ破断試験は、ある応力のもとで破断するまでの時間を求めることを目的とし、試験機にはマルチプル型(1試験機あたり多数の試験片)が多く使用されるが、シングル型(1試験機あたり単一の試験片)でもよい。
ここで、TCP相とは、topological close-packed phaseの略称であり、Frank-Kasper (FK) phasesともいい、Ni基超合金の場合はσ相やμ相をいう。
るつぼ試験に用いた溶融塩組成は、通常最もよく用いられる75%Na2SO4+25%NaClとした。この組成の混合塩12gを容量15mlのアルミナ磁製るつぼ中で700℃に溶融させ、試験片(φ9mm×5mm)を全浸漬させた。なお、試験片表面はあらかじめエメリー紙#600まで研磨した後、試験片をアセトンで洗浄して腐食試験に供した。腐食試験時間は50hとし、試験終了後の腐食表面積を求めて試験結果とした。図1に結果を示す。実施例No.1および実施例No.2は比較合金No.3、比較合金No.4および比較合金No.5のいずれより腐食面積率が少なく耐硫化性の良いことが明らかである。
表2に、図1及び図2に示す耐硫化腐食性の試験結果の数値を表す。700℃の試料表面部腐食割合が2段で記載してあるのは、実験回数が2回あって、その試験結果に対応している。
表3に、図3〜図6に示すクリープ破断試験結果の数値(単位:h)を表す。
2 基材
Claims (6)
- Cr:6質量%以上12質量%以下、
Mo:0.4質量%以上3.0質量%以下、
W:6質量%以上10質量%以下、
Al:4.0質量%以上6.5質量%以下、
Ta:8質量%以上12質量%以下、
Re:0.01質量%以上1.0質量%以下、
Si:0.01質量%以上0.2質量%以下、
を必須組成元素として含有し、残部がNiおよび不可避的不純物からなるNi基超合金であって、任意的組成元素として下記の元素を含有することを特徴とするNi基超合金。
Co:0質量%以上3質量%以下、
Ti:0質量%以上1質量%以下、
Nb:0質量%以上1質量%以下、
Hf:0質量%以上0.15質量%以下、
Zr:0質量%以上0.04質量%以下、
B:0質量%以上0.03質量%以下、
C:0質量%以上0.3質量%以下。 - Cr:7質量%以上12質量%以下、
Mo:0.4質量%以上2.5質量%以下、
W:7質量%以上10質量%以下、
Al:4.0質量%以上6.5質量%以下、
Ta:9質量%以上11質量%以下、
Re:0.08質量%以上0.95質量%以下、および
Si:0.01質量%以上0.2質量%以下、
を必須組成元素として含有し、残部がNiおよび不可避的不純物からなるNi基超合金であって、任意的組成元素として下記の元素を含有することを特徴とするNi基超合金。
Co:0質量%以上3質量%以下、
Ti:0質量%以上1質量%以下、
Nb:0質量%以上1質量%以下、
Hf:0質量%以上0.15質量%以下、
Zr:0質量%以上0.04質量%以下、
B:0質量%以上0.03質量%以下、
C:0質量%以上0.3質量%以下。 - Cr:8質量%以上10質量%以下、
Mo:0.4質量%以上2.0質量%以下、
W:7質量%以上9質量%以下、
Al:4.0質量%以上6.5質量%以下、
Ta:10質量%以上11質量%以下、
Re:0.1質量%以上0.9質量%以下、および
Si:0.01質量%以上0.2質量%以下、
を必須組成元素として含有し、残部がNiおよび不可避的不純物からなるNi基超合金であって、任意的組成元素として下記の元素を含有することを特徴とするNi基超合金。
Co:0質量%以上3質量%以下、
Ti:0質量%以上1質量%以下、
Nb:0質量%以上1質量%以下、
Hf:0質量%以上0.15質量%以下、
Zr:0質量%以上0.04質量%以下、
B:0質量%以上0.03質量%以下、
C:0質量%以上0.3質量%以下。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載のNi基超合金であって、
温度800℃で応力735MPaにおけるクリープ寿命が196時間以上であり、温度900℃で応力392MPaにおけるクリープ寿命が267時間以上であり、温度1000℃で応力245MPaにおけるクリープ寿命が80時間以上であり、温度1100℃で応力137MPaにおけるクリープ寿命が237時間以上であるNi基超合金。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載のNi基超合金であって、
所定条件のるつぼ試験において温度700℃で50時間保持の腐食表面積割合が90%以下であり、900℃で20時間保持のメタルロスが2.0mm以下であるNi基超合金。 - 請求項1乃至3のいずれかのNi基超合金を用いて、普通鋳造法、一方向凝固法、単結晶凝固法、粉末を用いた焼結および3D造形法の何れかにより作成したタービン部材。
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JP2018014260A JP6970438B2 (ja) | 2018-01-31 | 2018-01-31 | Ni基超合金 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018014260A JP6970438B2 (ja) | 2018-01-31 | 2018-01-31 | Ni基超合金 |
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ID=67545702
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018014260A Active JP6970438B2 (ja) | 2018-01-31 | 2018-01-31 | Ni基超合金 |
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US20120070303A1 (en) * | 2009-08-10 | 2012-03-22 | Yasuhiro Aoki | Ni-BASED SINGLE CRYSTAL SUPERALLOY AND TURBINE BLADE |
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