[go: up one dir, main page]

DE102018206359A1 - METHOD FOR PRODUCING A COMPONENT FROM A MOLYBDEN ALLOYING USING ADDITIVE PROCESS - Google Patents

METHOD FOR PRODUCING A COMPONENT FROM A MOLYBDEN ALLOYING USING ADDITIVE PROCESS Download PDF

Info

Publication number
DE102018206359A1
DE102018206359A1 DE102018206359.1A DE102018206359A DE102018206359A1 DE 102018206359 A1 DE102018206359 A1 DE 102018206359A1 DE 102018206359 A DE102018206359 A DE 102018206359A DE 102018206359 A1 DE102018206359 A1 DE 102018206359A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
alloy
component
mosib
process according
alloys
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.)
Withdrawn
Application number
DE102018206359.1A
Other languages
German (de)
Inventor
Markus FRIED
Martin SCHLOFFER
Wilfried Smarsly
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MTU Aero Engines AG
Original Assignee
MTU Aero Engines AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MTU Aero Engines AG filed Critical MTU Aero Engines AG
Priority to DE102018206359.1A priority Critical patent/DE102018206359A1/en
Publication of DE102018206359A1 publication Critical patent/DE102018206359A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C27/00Alloys based on rhenium or a refractory metal not mentioned in groups C22C14/00 or C22C16/00
    • C22C27/04Alloys based on tungsten or molybdenum

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, insbesondere eines Bauteils für eine Strömungsmaschine, unter Verwendung mindestens einer MoSiB-Legierung. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil zumindest teilweise additiv erzeugt wird und es sich bei der mindestens einen MoSiB-Legierung um eine Legierung handelt, die aus 37 bis 89 at.% Mo, 6 bis 15 at.% Si und 5 bis 10 at.% B sowie gebenenfalls einem oder mehreren der Elemente Ti, Fe, Zr, Y, Nb, W und Hf und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht.The invention relates to a method for producing a component, in particular a component for a turbomachine, using at least one MoSiB alloy. The method is characterized in that the component is generated at least partially additive and that the at least one MoSiB alloy is an alloy consisting of 37 to 89 at.% Mo, 6 to 15 at.% Si and 5 to 10 at.% B and optionally one or more of the elements Ti, Fe, Zr, Y, Nb, W and Hf and unavoidable impurities.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils oder eines Teils desselben, insbesondere eines Bauteils für eine Strömungsmaschine, wie beispielsweise einer (Turbinen)schaufel, oder eines Teils desselben, unter Verwendung einer MoSiB-Legierung mittels eines oder mehrerer additiver bzw. generativer VerfahrenThe present invention relates to a method for producing a component or a part thereof, in particular a component for a turbomachine, such as a (turbine) blade, or a part thereof, using a MoSiB alloy by means of one or more additive or generative methods

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Werkstoffe für Bauteile von Flugtriebwerken müssen höchsten Anforderungen bezüglich ihrer mechanischen Festigkeit und Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit genügen. Gleichzeitig müssen die Bauteile auch wirtschaftlich herstellbar sein und weiterhin reproduzierbare und prüfbare Qualitätsmerkmale aufweisen, um den hohen Sicherheitsanforderungen insbesondere in der Luftfahrt Rechnung zu tragen. Weiterhin ist ein geringes spezifisches Gewicht des Werkstoffs vorteilhaft. Darüber hinaus müssen die Bauteile eine ausreichende Zähigkeit aufweisen, um resistent gegen Fremdkörpereinschläge und Bruch zu sein. Für die Bauteile in den heissesten Bereichen moderner Triebwerke werden momentan Nickelbasis-Legierungen eingesetzt. Die leistungsfähigsten dieser Legierungen erreichen aufgrund ihrer Festigkeitseigenschaften und thermischen Gefügestabilität maximale Materialeinsatztemperaturen von etwa 1150°C. Durch spezielle Schutzschichten kann die Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit dieser Legierungen verbessert werden.Materials for aircraft engine components must meet the highest mechanical, oxidative and corrosion resistance requirements. At the same time, the components must also be economically producible and continue to have reproducible and testable quality features in order to meet the high safety requirements, in particular in aviation. Furthermore, a low specific weight of the material is advantageous. In addition, the components must have sufficient toughness to be resistant to foreign body impact and breakage. For the components in the hottest areas of modern engines currently nickel-based alloys are used. Due to their strength properties and thermal stability, the most efficient of these alloys achieve maximum material application temperatures of about 1150 ° C. Special protective layers can improve the oxidation and corrosion resistance of these alloys.

Um den Wirkungsgrad von zukünftigen Triebwerken weiter steigern zu können, sind in der Turbine höhere Gastemperaturen als die bisher werkstoffbedingt maximal erzielbaren Temperaturen erforderlich. Höhere Betriebstemperaturen des Triebwerks sind insbesondere zur Erzielung eines reduzierten Treibstoffverbrauchs und einer verringerten Lärm- und Schadstoffemission erforderlich.In order to be able to further increase the efficiency of future engines, higher gas temperatures are required in the turbine than the maximum achievable temperatures up to now due to the material. Higher operating temperatures of the engine are required in particular to achieve reduced fuel consumption and reduced noise and pollutant emissions.

Aus aktuellen Bewertungen neuer Triebwerkskonzepte ergeben sich thermische und mechanische Bauteillasten, die mit den heute verfügbaren Werkstoffen bzw. Technologien nicht abgedeckt werden können.Current assessments of new engine concepts result in thermal and mechanical component loads that can not be covered by the materials or technologies available today.

In zahlreichen wissenschaftlichen Veröffentlichungen werden MoSiB-Legierungen vorgeschlagen, die um mindestens 100 K gesteigerte Einsatztemperaturen gegenüber Nickelbasis-Legierungen erreichen können.Numerous scientific publications have proposed MoSiB alloys that can achieve at least 100 K increased operating temperatures compared to nickel-base alloys.

US5693156 , US55965616 und US6652674 offenbaren Legierungszusammensetzungen und Herstellungsverfahren für MoSiB-Legierungen, jedoch sind die darin beschriebenen Herstellungsverfahren für einen serienmäßigen industriellen Einsatz ungeeignet bzw. es wird darin kein Herstellungsverfahren offenbart. US5693156 . US55965616 and US6652674 disclose alloy compositions and production processes for MoSiB alloys, however, the production processes described therein are unsuitable for mass-produced industrial use and no production process is disclosed therein.

EP1718777A offenbart ein pulvermetallurgisches Herstellungsverfahren, mit dem jedoch keine Bauteile hergestellt werden können, die alle Aspekte des oben dargelegten Eigenschaftsprofils erfüllen. EP1718777A discloses a powder metallurgy manufacturing process, but with which no components can be made that meet all aspects of the property profile outlined above.

US2009/0011266A1 offenbart ein pulvermetallurgisches Herstellungsverfahren, mit dem jedoch keine Bauteile hergestellt werden können, die alle Aspekte des oben dargelegten Eigenschaftsprofils erfüllen. US2009 / 0011266A1 discloses a powder metallurgy manufacturing process, but with which no components can be made that meet all aspects of the property profile outlined above.

DE 1020152095 83 offenbaren ein additives Herstellungsverfahren, mit dem jedoch keine Bauteile hergestellt werden können, die alle Aspekte des oben dargelegten Eigenschaftsprofils erfüllen. DE 1020152095 83 disclose an additive manufacturing process, but with which no components can be made that meet all aspects of the property profile outlined above.

US7005191 , US7560138 und US8097303 offenbaren Schichtzusammensetzungen und Beschichtungsverfahren zur Verbesserung der Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit von MoSiB-Werkstoffen. Diese Verfahren kommen zusätzlich zu den Urform- und Bearbeitungsschritten zum Einsatz und erhöhen somit Aufwand und Kosten in der Herstellung. Zudem müssen die Verfahrensparameter des Beschichtungsverfahrens auf den Zustand des Werkstoffs nach dem Urformen abgestimmt werden, was sich nachteilig auf die Eigenschaften von Werkstoff oder Schicht auswirken kann. US7005191 . US7560138 and US8097303 disclose coating compositions and coating methods for improving the oxidation and corrosion resistance of MoSiB materials. These methods are used in addition to the primary molding and processing steps and thus increase effort and costs in the production. In addition, the process parameters of the coating process must be matched to the state of the material after the prototyping, which may adversely affect the properties of material or layer.

US2017/0241271A1 offenbart ein Bauteil mit einer reinen Molybdänschicht, auf dem durch Abscheiden von Silizium eine verbesserte Oxidationsschutzschicht erzeugt wird. Allerdings können dadurch nicht alle Aspekte des oben dargelegten Eigenschaftsprofils erfüllt werden. US2017 / 0241271A1 discloses a member having a pure molybdenum layer on which an improved oxidation protection layer is formed by depositing silicon. However, not all aspects of the property profile outlined above can be fulfilled.

US2016/0273368A1 offenbart ein Bauteil mit gradierten Werkstoffeigenschaften. Jedoch sind die offenbarten Herstellungsverfahren ungeeignet für einen serienmäßigen industriellen Einsatz. US2016 / 0273368A1 discloses a component with graded material properties. However, the disclosed manufacturing methods are unsuitable for mass production industrial use.

US2016/0060734A1 offenbart einen Werkstoff mit verbessertem Eigenschaftsprofil gegenüber MoSiB-Legierungen, allerdings kein geeignetes Herstellungsverfahren. US2016 / 0060734A1 discloses a material with improved property profile over MoSiB alloys, but no suitable manufacturing method.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNGDISCLOSURE OF THE INVENTION

AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Bauteile und ein entsprechendes Herstellungsverfahren bereitzustellen, die höhere Einsatztemperaturen erlauben als die momentan verwendeten Bauteile aus Nickelbasis-Legierungen und insbesondere dem Anforderungsprofil für die oben genannten Bauteile Rechnung tragen.It is an object of the present invention to provide components and a corresponding manufacturing method, which allow higher operating temperatures than the currently used components made of nickel-based alloys and in particular the requirement profile for the above-mentioned components take into account.

TECHNISCHE LÖSUNGTECHNICAL SOLUTION

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs und ein gemäss diesem Verfahren hergestelltes Bauteil. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by a method having the features of the independent method claim and a component produced according to this method. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Im erfindungsgemässen Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, insbesondere eines Bauteils für eine Strömungsmaschine wie beispielsweise einer Turbinenschaufel oder eines Teils/Segments davon, wird das Bauteil bzw. Segment zumindest teilweise generativ bzw. additiv (lagenweise) und unter Verwendung mindestens einer MoSiB-Legierung erzeugt, die aus 37 bis 89 at.% Mo, 6 bis 15 at.% Si und 5 bis 10 at.% B sowie gebenenfalls einem oder mehreren der Elemente Ti, Fe, Zr, Y, Nb, W und Hf und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht. Mit Ausnahme von Ti (bis zu 33 at.%), Nb (bis zu 20 at.%) und W (bis zu 8 at.%) können die genannten Elemente in der Legierung in der Regel in Konzentrationen von jeweils bis zu 5 at.% vorliegen.In the inventive method for producing a component, in particular a component for a turbomachine such as a turbine blade or a part / segment thereof, the component or segment is generated at least partially generative or additive (in layers) and using at least one MoSiB alloy, which consists of 37 to 89 at.% Mo, 6 to 15 at.% Si and 5 to 10 at.% B and optionally one or more of the elements Ti, Fe, Zr, Y, Nb, W and Hf and unavoidable impurities. With the exception of Ti (up to 33 at.%), Nb (up to 20 at.%) And W (up to 8 at.%), The elements mentioned in the alloy can generally be used in concentrations of up to 5 at .%.

Nicht beschränkende Beispiele für erfindungsgemäss einsetzbare generative bzw. additive Verfahren schliessen unter anderem Selektives Sintern (Selective Sintering) und Selektives Schmelzen (Selective Melting) ein. Insbesondere Selektives Sintern führt zu besonders vorteilhaften Eigenschaften des hergestellten Teils. Die Energie kann durch Elektronen-(SEBM, SEBS) oder Laserstrahl (SLM, SLS) bereitgestellt werden. Üblicherweise werden diese Prozesse in Vakuum (SEBM, SEBS, SLM, SLS) oder unter Schutzgas (z. B. Argon) statt (SLM, SLS) durchgeführt. Bei der Herstellung unter Vakuum wird der Nachteil umgangen, dass durch Verunreinigungen der Prozessgase Sauerstoff in die Legierung eingetragen wird bzw. Sauerstoff unvollständig aus den Ausgangsstoffen entfernt wird, wodurch die Materialeigenschaften beeinträchtigt werden können. Selbstverständlich ist es erfindungsgemäss auch möglich, zwei oder mehr unterschiedliche additive bzw. generative Verfahren einzusetzen, z.B. für die Herstellung unterschiedlicher Teile/Segmente des Bauteils.Non-limiting examples of generative and additive methods employable in the present invention include, among others, Selective Sintering and Selective Melting. In particular, selective sintering leads to particularly advantageous properties of the manufactured part. The energy can be provided by electron (SEBM, SEBS) or laser beam (SLM, SLS). Usually these processes are carried out in vacuum (SEBM, SEBS, SLM, SLS) or under protective gas (eg argon) instead of (SLM, SLS). In the production under vacuum, the disadvantage is avoided that oxygen is introduced into the alloy by impurities of the process gases or oxygen is removed incompletely from the starting materials, whereby the material properties can be impaired. Of course, it is also possible according to the invention to use two or more different additive or generative processes, e.g. for the production of different parts / segments of the component.

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens werden mindestens zwei, z.B. mindestens drei oder mindestens vier, voneinander verschiedene Legierungen, und insbesondere MoSiB-Legierungen, eingesetzt, die vorzugsweise alle die oben angegebene Zusammensetzung aufweisen, obwohl es erfindungsgemäss ausreichend ist, wenn mindestens eine dieser Legierungen die obige Zusammensetzung aufweist.In one embodiment of the method according to the invention, at least two, e.g. at least three or at least four mutually different alloys, and in particular MoSiB alloys used, which preferably all have the above composition, although it is sufficient according to the invention, if at least one of these alloys has the above composition.

Beispielsweise kann die mindestens eine MoSiB-Legierung, die im erfindungsgemässen Verfahren eingesetzt wird, die folgenden Konzentrationen der zwingend vorhandenen Elemente aufweisen (angegeben in at.%):

  • Mo: 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89;
  • Si: 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15;
  • B: 5, 6, 7, 8, 9, 10.
For example, the at least one MoSiB alloy used in the process according to the invention may have the following concentrations of the compelling elements (stated in at.%):
  • Mo: 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89;
  • Si: 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15;
  • B: 5, 6, 7, 8, 9, 10.

Weiterhin kann in einer Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens vorgesehen sein, dass neben der bzw. den obigen MoSiB-Legierung(en) noch eine oder mehrere Legierungen eingesetzt werden, die keine Mo-haltigen Legierungen sind oder nur vergleichsweise geringe Mengen an Mo (z.B. weniger als 30, 20, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 oder 1 at.%) enthalten. Beispiele für derartige Legierungen schliessen Ni- und/oder Co-Basislegierungen ein, wie beispielsweise die momentan im Triebwerksbau eingesetzten Legierungen. Konkrete Beispiele derartiger Legierungen schliessen Inconel 718, MAR-M247 und Inconel 100 ein. Furthermore, it can be provided in one embodiment of the inventive method that in addition to the above MoSiB alloy (s) or one or more alloys are used which are not Mo-containing alloys or only comparatively small amounts of Mo (eg less than 30, 20, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 or 1 at.%). Examples of such alloys include Ni and / or Co base alloys, such as the alloys currently used in engine construction. Concrete examples of such alloys include Inconel 718, MAR-M247 and Inconel 100.

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens wird zunächst eine Schale, deren Form vorzugsweise zumindest im Wesentlichen der endgültigen Form des herzustellenden Bauteils oder eines Teils desselben entspricht, durch ein generatives bzw. additives Verfahren hergestellt (Schalendicke variabel, in vielen Fällen im Bereich von 1 bis 10 mm). Diese Schale wird dann mit einem vorzugsweise pulverförmigen Material befüllt, bei dem es sich entweder um die für die Füllung gewünschte Zusammensetzung (insbesondere Legierung) oder um eine Mischung von Materialien, die bei geeigneter anschliessender thermischer Behandlung die gewünschte Zusammensetzung (Legierung) ergeben, handelt. In one embodiment of the method according to the invention, a shell whose shape preferably corresponds at least essentially to the final shape of the component to be produced or a part thereof is produced by a generative or additive process (shell thickness variable, in many cases in the range from 1 to 10) mm). This shell is then filled with a preferably powdery material, which is either the composition desired for the filling (in particular alloy) or a mixture of materials which, upon appropriate subsequent thermal treatment, give the desired composition (alloy).

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens besteht die Pulvermischung für die Schale beispielsweise aus einer MoSiB-Legierung mit der oben angegebenen Zusammensetzung, die in Hinblick auf ihre Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit optimiert ist. Dies kann beispielsweise durch einen vergleichsweise hohen Anteil an Si (beispielsweise mindestens 8 at.%, mindestens 9 at.% oder mindestens 10 at.%) und/oder durch die zusätzliche Anwesenheit von W (beispielsweise mindestens 0.2 at.% und nicht mehr als 6 at.%) und/oder Y (beispielsweise mindestens 0.2 at.% und nicht mehr als 4 at.%) in der Legierung erreicht werden. Die Mo-Konzentration in derartigen Legierungen ist in vielen Fällen nicht geringer als 70 at.%, z.B. nicht geringer als 71 at.%, nicht geringer als 72 at.% oder nicht geringer als 73 at.%, und nicht höher als 87 at.%, z.B., nicht höher als 86 at.% oder nicht höher als 85 at.%. Die B-Konzentration in derartigen Legierungen ist in vielen Fällen nicht geringer als 6.5 at.%, z.B. nicht geringer als 6.8 at.%, oder nicht geringer als 7 at.%, und nicht höher als 9.5 at.%, z.B., nicht höher als 9.2 at.% oder nicht höher als 9 at.%.In one embodiment of the method according to the invention, the powder mixture for the shell consists, for example, of a MoSiB alloy with the composition given above, which is optimized with regard to its oxidation and corrosion resistance. This can be achieved, for example, by a comparatively high proportion of Si (for example at least 8 at.%, At least 9 at.% Or at least 10 at.%) And / or by the additional presence of W (for example at least 0.2 at.% And not more than 6 at.%) And / or Y (for example at least 0.2 at.% And not more than 4 at.%) In the alloy. The Mo concentration in such alloys is in many cases no less than 70 at.%, E.g. not less than 71 at.%, not less than 72 at.% or not less than 73 at.%, and not higher than 87 at.%, eg, not higher than 86 at.% or not higher than 85 at.% , The B concentration in such alloys is in many cases no less than 6.5 at.%, E.g. not less than 6.8 at.%, or not less than 7 at.%, and not higher than 9.5 at.%, for example, not higher than 9.2 at.% or not higher than 9 at.%.

Beispiele für die obigen Legierungen schliessen diejenigen mit den folgenden Zusammensetzungen (in at.%) ein (in Klammern sind jeweils bevorzugte Bereiche angegeben): Legierung 1 Legierung 2 Legierung 3 Mo 75-82 (78-80) 76-84.7 (81-83) 73-84.5 (77-79) Si 10-15 (11-13) 8-12 (8.5-9.5) 8-12 (8.5-9.5) B 8-10 (8.5-9.5) 7-9 (7.5-8.5) 7-9 (7.5-8.5) Y 0.3-3 (0.5-1.5) W 0.5-6 (4.5-5.5) Examples of the above alloys include those having the following compositions (in% by weight) (preferred ranges are shown in parentheses): Alloy 1 Alloy 2 Alloy 3 Not a word 75-82 (78-80) 76-84.7 (81-83) 73-84.5 (77-79) Si 10-15 (11-13) 8-12 (8.5-9.5) 8-12 (8.5-9.5) B 8-10 (8.5-9.5) 7-9 (7.5-8.5) 7-9 (7.5-8.5) Y 0.3-3 (0.5-1.5) W 0.5-6 (4.5-5.5)

Konkrete beispielhafte Legierungen 1 bis 3 haben die folgenden Zusammensetzungen (jeweils in at.%, unvermeidbare Verunreinigungen sind nicht beruecksichtigt):

  • Legierung 1: Mo 79.0, Si 12.0, B 9.0;
  • Legierung 2: Mo 82.0, Si 9.0, B 8.0, Y 1.0;
  • Legierung 3: Mo 78.0, Si 9.0, B 8.0, W 5.0.
Specific example alloys 1 to 3 have the following compositions (each in at.%, Unavoidable impurities are disregarded):
  • Alloy 1: Mo 79.0, Si 12.0, B 9.0;
  • Alloy 2: Mo 82.0, Si 9.0, B 8.0, Y 1.0;
  • Alloy 3: Mo 78.0, Si 9.0, B 8.0, W 5.0.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens kann die Pulvermischung für die Schale beispielsweise aus einer MoSiB-Legierung bestehen, die in Hinblick auf ihre Zähigkeit optimiert ist. Dies kann beispielsweise durch einen relativ geringeren Anteil an Si (z.B. nicht höher als 14 at.%, beispielsweise nicht höher als 12 at.% oder nicht höher als 10 at.%) und/oder durch zusätzliches Legieren mit einem oder mehreren der Elemente Ti, Fe, Y, Hf, Zr, Nb erreicht werden. Ti verringert darüber hinaus das spezifische Gewicht des Werkstoffs, was sich vorteilhaft auf das Bauteilwicht und im Fall von Laufschaufeln auf die Bauteillasten auswirkt. Wird Ti eingesetzt, liegt die Konzentration desselben vorteilhaft im Bereich von 25 bis 30 at.%, während die Konzentrationen von Fe, Y, Hf, Zr und Nb, falls vorhanden, bevorzugt jeweils nicht höher als 4 at.% sind.In a further embodiment of the method according to the invention, the powder mixture for the shell can consist, for example, of a MoSiB alloy which is optimized with regard to its toughness. This can be achieved, for example, by a relatively lower proportion of Si (eg not higher than 14 at.%, For example not higher than 12 at.% Or not higher than 10 at.%) And / or by additionally alloying with one or more of the elements Ti , Fe, Y, Hf, Zr, Nb. Ti also reduces the specific gravity of the material, which is beneficial to the weight of the component and, in the case of blades, to the component loads. When Ti is used, the concentration thereof is preferably in the range of 25 to 30 at.%, While the concentrations of Fe, Y, Hf, Zr and Nb, if present, are preferably not higher than 4 at.%, Respectively.

Beispiele für die obigen Legierungen schliessen diejenigen mit den folgenden Zusammensetzungen (in at.%) ein (in Klammern sind jeweils bevorzugte Bereiche angegeben): Legierung 4 Legierung 5 Legierung 6 Mo 80-86 (85-86) 39-55.8 (48-50) 83-70 (71-75) Si 6-10 (6-7) 12-14 (13-14) 12-14 (12.5-14) B 8-10 (8-8.5) 5-6 (5.3-5.7) 5-6 (5.5-6) Ti 26-29 (26.5-27.5) Fe 0.3-3 (0.8-1.2) Zr 0.3-3 (1.8-2.2) Y 0.3-3 (0.8-1.2) Hf 0.3-3 (0.6-1) Nb 0-10 (7-9) Examples of the above alloys include those having the following compositions (in% by weight) (preferred ranges are shown in parentheses): Alloy 4 Alloy 5 Alloy 6 Not a word 80-86 (85-86) 39-55.8 (48-50) 83-70 (71-75) Si 6-10 (6-7) 12-14 (13-14) 12-14 (12.5-14) B 8-10 (8-8.5) 5-6 (5.3-5.7) 5-6 (5.5-6) Ti 26-29 (26.5-27.5) Fe 0.3-3 (0.8-1.2) Zr 0.3-3 (1.8-2.2) Y 0.3-3 (0.8-1.2) Hf 0.3-3 (0.6-1) Nb 0-10 (7-9)

Konkrete beispielhafte Legierungen 4 bis 6 haben die folgenden Zusammensetzungen (jeweils in at.%, unvermeidbare Verunreinigungen sind nicht beruecksichtigt):

  • Legierung 4: Mo 86.0, Si 6.0, B 8.0;
  • Legierung 5: Mo 49.2, Si 13.5, B 5.5, Ti 27.0, Fe 1.0, Zr 2.0, Y 1.0, Hf 0.8;
  • Legierung 6: Mo 73.0, Si 13.5, B 5.5, Nb 8.0.
Specific example alloys 4 to 6 have the following compositions (each in at.%, Unavoidable impurities are not considered):
  • Alloy 4: Mo 86.0, Si 6.0, B 8.0;
  • Alloy 5: Mo 49.2, Si 13.5, B 5.5, Ti 27.0, Fe 1.0, Zr 2.0, Y 1.0, Hf 0.8;
  • Alloy 6: Mo 73.0, Si 13.5, B 5.5, Nb 8.0.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens kann die Pulvermischung für die Schale beispielsweise aus einer Ni- und/oder Co-Basislegierung hergestellt sein (z.B. Inconel 718, MAR-M247, Inconel 100).In a further embodiment of the method according to the invention, the powder mixture for the shell can be produced, for example, from a Ni and / or Co base alloy (for example Inconel 718, MAR-M247, Inconel 100).

Das additive Herstellverfahren bietet das Potential, die äußere Schale so zu gestalten, dass eine hochfester aber spröder Kern (d.h. die Füllung der Schale), von einer (vorzugsweise MoSiB-) Legierung umgeben ist, die bezüglich Kerbempfindlichkeit optimiert ist. Weiter kann beispielsweise im Fall einer Turbinen-Laufschaufel die Schale an den Übergängen vom Deckband bzw. Schaufelfuß zum Schaufelblatt aufgedickt werden, ebenso wie an den Kontaktpunkten zwischen Schaufelfuß und Scheibennut. Dadurch wird gewährleistet, dass der Kern die hohen strukturellen Lasten tragen kann, während die Kerbwirkung und die Kontaktlasten an den entsprechenden Stellen des Bauteils durch eine verformbare bzw. zähe Legierung abgemildert werden. Für die geforderte Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit ist es in dieser Variante gegebenenfalls erforderlich, das Bauteil mit einer Schutzschicht zu versehen, die nach dem Fertigbearbeiten aufgebracht werden kann. Derartige Schutzschichten sind dem Fachmann bekannt, weshalb hier nicht näher auf die Zusammensetzung derartiger Schutzschichten eingegangen wird.The additive manufacturing process offers the potential to shape the outer shell so that a high strength but brittle core (i.e., the shell fill) is surrounded by a (preferably MoSiB) alloy that is optimized for notch sensitivity. Further, for example, in the case of a turbine blade, the shell may be thickened at the transitions from the shroud or blade root to the airfoil, as well as at the contact points between the blade root and disc groove. This ensures that the core can bear the high structural loads, while the notch effect and the contact loads at the corresponding points of the component are mitigated by a malleable or tough alloy. For the required oxidation and corrosion resistance, it may be necessary in this variant to provide the component with a protective layer, which can be applied after finishing. Such protective layers are known to the person skilled in the art, for which reason the details of the composition of such protective layers are not discussed in detail here.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens kann das Ausgangsmaterial (z.B. Pulvermischung) für den Kern in einer MoSiB-Legierung resultieren, die in Hinblick auf ihre Festigkeit optimiert ist. Dies kann beispielsweise durch zusätzliches Legieren mit einem oder mehren der Elemente Ti, Fe und Hf erreicht werden. Wird Ti eingesetzt, liegt die Konzentration desselben in der Legierung vorteilhaft im Bereich von 25 bis 30 at.%, während die Konzentrationen von Fe und Hf, falls eingesetzt, bevorzugt jeweils nicht höher als 4 at.% sind.In a further embodiment of the method according to the invention, the starting material (for example powder mixture) for the core can result in a MoSiB alloy which is optimized in terms of its strength. This can be achieved, for example, by additional alloying with one or more of the elements Ti, Fe and Hf. When Ti is used, the concentration thereof in the alloy is preferably in the range of 25 to 30 at.%, While the concentrations of Fe and Hf, when used, are preferably not higher than 4 at.%, Respectively.

Beispiele für die obigen Legierungen schliessen diejenigen mit den folgenden Zusammensetzungen (in at.%) ein (in Klammern sind jeweils bevorzugte Bereiche angegeben): Legierung 7 Legierung 8 Mo 48-57.6 (52-54) 72-88.7 (80-84) Si 12-14 (13-14) 6-15 (9-11) B 5-6 (5.4-5.6) 5-10 (7.5-8.5) Ti 26-29 (26.5-27.5) Fe 0.3-3 (0.8-1.2) Hf 0.3-3 (0.6-1) Examples of the above alloys include those having the following compositions (in% by weight) (preferred ranges are shown in parentheses): Alloy 7 Alloy 8 Not a word 48-57.6 (52-54) 72-88.7 (80-84) Si 12-14 (13-14) 6-15 (9-11) B 5-6 (5.4-5.6) 5-10 (7.5-8.5) Ti 26-29 (26.5-27.5) Fe 0.3-3 (0.8-1.2) Hf 0.3-3 (0.6-1)

Konkrete beispielhafte Legierungen 7 und 8 haben die folgenden Zusammensetzungen (jeweils in at.%, unvermeidbare Verunreinigungen sind nicht beruecksichtigt):

  • Legierung 7: Mo 53.0, Si 13.5, B 5.5, Ti 27.0, Fe 1.0;
  • Legierung 8: Mo 82.2, Si 9.0, B 8.0, Hf 0.8.
Concrete Exemplary Alloys 7 and 8 have the following compositions (each in at.%, Unavoidable impurities are disregarded):
  • Alloy 7: Mo 53.0, Si 13.5, B 5.5, Ti 27.0, Fe 1.0;
  • Alloy 8: Mo 82.2, Si 9.0, B 8.0, Hf 0.8.

Es ist darüber hinaus auch möglich, beim Füllen der Schale unterschiedliche Pulver einzusetzen, die zu gradierten Eigenschaften des Bauteils führen. Z.B. könnte für den Fuß einer Turbinenschaufel eine Pulvermischung verwendet werden, die zu einer hinsichtlich Festigkeit optimierten MoSiB-Legierung führt, wie beispielsweise zu einer der obigen Legierungen 7 oder 8. Dagegen könnte im Schaufelblatt ein Pulver bzw. eine Pulvermischung eingesetzt werden, die zu einer hinsichtlich Zähigkeit optimierten MoSiB-Legierung, wie beispielsweise zu einer der obigen Legierungen 4 bis 6 führt und somit die Schadenstoleranz des Bauteils bei Fremdkörpereinschlägen verbessert. In addition, it is also possible to use different powders when filling the shell, which lead to graded properties of the component. For example, for the root of a turbine blade a powder mixture could be used resulting in a strength optimized MoSiB alloy, such as one of the above alloys 7 or 8. In contrast, a powder mixture could be used in the airfoil toughness-optimized MoSiB alloy, such as for example to one of the above alloys 4 to 6, thus improving the damage tolerance of the component in foreign-matter impact.

Selbstverständlich können für die Herstellung des Kerns des Bauteils wie im Fall der Herstellung der Schale (Hülle) auch Legierungen eingesetzt werden, die von der oben angegebenen mindestens einen MoSiB-Legierung verschieden sind und z.B. kein Mo oder nur vergleichsweise geringe Mengen an Mo enthalten. Erforderlich ist lediglich, dass entweder die Schale oder der Kern (aber nicht notwendigerweise beide) aus einer angegebenen MoSiB-Legierung hergestellt werden.Of course, for the production of the core of the component, as in the case of the manufacture of the shell, it is also possible to use alloys which are different from the abovementioned at least one MoSiB alloy and, for example, no Mo or only comparatively small amounts of Mo contained. All that is required is that either the shell or the core (but not necessarily both) be made of a specified MoSiB alloy.

Nach Füllen, Ausgasen und Evakuieren der Hohlstruktur (Schale) können die darin vorzugsweise vorhandenen Öffnungen unter Vakuum verschlossen werden, z.B. durch Schweißen mittels Elektronenstrahl. Durch anschließendes Sintern und gegebenenfalls HIP (Hot Isostatic Pressing)-Behandlung kann die Pulvermischung verdichtet und fest mit der Schale verbunden werden. Das Sintern kann z.B. bei einer Temperatur von etwa 1750°C für etwa 3 h stattfinden, vorzugsweise gefolgt von einer HIP-Behandlung bei einer Temperatur von beispielsweise etwa 1600°C und einem Druck von beispielsweise etwa 200 MPa für etwa 3 h. Alternativ kann auch ein mehrstufiger Sinterprozess eingesetzt werden, wie beispielsweise etwa 1 h bei etwa 850°C, etwa 2 h bei etwa 1200°C, und etwa 3 h bei etwa 1750°C. Selbstverständlich sind auch andere Wärmebehandlungen bzw. Kombinationen von Wärmebehandlungen möglich, solange sie zum gewünschten Ergebnis führen.After filling, outgassing and evacuation of the hollow structure (shell), the openings preferably present therein can be closed under vacuum, e.g. by welding by electron beam. By subsequent sintering and optionally HIP (Hot Isostatic Pressing) treatment, the powder mixture can be compacted and firmly bonded to the shell. The sintering may e.g. at a temperature of about 1750 ° C for about 3 hours, preferably followed by HIP treatment at a temperature of, for example, about 1600 ° C and a pressure of, for example, about 200 MPa for about 3 hours. Alternatively, a multi-stage sintering process may be used, such as about 850 ° C for about 1 hour, about 1200 ° C for about 2 hours, and about 1750 ° C for about 3 hours. Of course, other heat treatments or combinations of heat treatments are possible as long as they lead to the desired result.

Durch eine Sinter- und HIP-Simulation kann der Schrumpf und Verzug bei der Festlegung der Geometrie des Rohteils berücksichtigt werden, so dass die Minimum-Bauteilgeometrie nicht unterschritten wird und die Endgeometrie durch Bearbeitung hergestellt werden kann.By means of a sintering and HIP simulation, the shrinkage and distortion can be taken into account when determining the geometry of the blank, so that the minimum component geometry is not undershot and the final geometry can be produced by machining.

Als Pulver für die im erfindungsgemässen Verfahren einsetzbaren MoSiB-Legierungen können sowohl Pulver aus den Elementen (Mo, Si, B, Ti, Fe, Y, Zr, Nb, W, Hf) als auch aus Verbindungen dieser Elemente eingesetzt werden. Als Verbindungen können vorteilhaft Vorläuferstoffe wie beispielsweise MoTi, TiSi2 und/oder MoSi2 zum Einsatz kommen, welche durch eine chemische Reaktion beim Sintern in die Endphasenbestandteile des Werkstoffs umgewandelt werden. Alternativ können auch Pulver eingesetzt werden, in denen die Legierungselemente in der jeweiligen gewünschten Menge enthalten, legiert und homogen verteilt sind, so dass sich die Phasenbestandteile des Werkstoffs mittels einer Wärmebehandlung einstellen lassen. Vorteilhaft ist es beispielsweise, die Phasenbestandteile des Werkstoffs direkt in Pulverform einzusetzen, z.B. in Form einer oder mehrerer der Verbindungen Mo3Si, Mo5SiB2, Mo(Ti)5Si3, Mo(Ti)5SiB2, Ti(Mo)5Si3, Ti5Si3. Vor dem Hintergrund des gewünschten Eigenschaftsprofils ist eine Idealzusammensetzung des Werkstoffs gegeben durch die Phasenzusammensetzung (in vol.%) von etwa 50 Mo, etwa 30 Mo(Ti)5Si3 und etwa 20 Mo(Ti)5SiB2. Dadurch können Wärmebehandlungen entfallen, die bei konventionellen Verfahren zur Einstellung einer bestimmten Phasenzusammensetzung notwendig sind.As powders for the MoSiB alloys which can be used in the process according to the invention, both powders of the elements (Mo, Si, B, Ti, Fe, Y, Zr, Nb, W, Hf) and of compounds of these elements can be used. As compounds, precursors such as MoTi, TiSi 2 and / or MoSi 2 can advantageously be used, which are converted by a chemical reaction during sintering in the final phase constituents of the material. Alternatively, it is also possible to use powders in which the alloying elements are contained in the respective desired amount, alloyed and homogeneously distributed, so that the phase constituents of the material can be adjusted by means of a heat treatment. It is advantageous, for example, to use the phase constituents of the material directly in powder form, for example in the form of one or more of Mo 3 Si, Mo 5 SiB 2 , Mo (Ti) 5 Si 3 , Mo (Ti) 5 SiB 2 , Ti (Mo ) 5 Si 3 , Ti 5 Si 3 . Given the desired property profile, an ideal composition of the material is given by the phase composition (in vol.%) Of about 50 Mo, about 30 Mo (Ti) 5 Si 3 and about 20 Mo (Ti) 5 SiB 2 . This eliminates the heat treatments necessary in conventional methods for adjusting a particular phase composition.

Alternativ zur Herstellung des Bauteils in Form eines von einer Schale umgebenen Kerns wird das Bauteil (oder zumindest ein Teil/Segment desselben) in einer Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens im Wesentlichen vollständig generativ bzw. additiv (lagenweise) erzeugt. Diese Variante bietet die größtmögliche Flexibilität bei der Bauteilgestaltung. Beispielsweise kann dadurch auch eine Hohlschaufel mit einer komplexen Innenstruktur (z.B. mit Kühlkannälen und/oder einer internen Stützstruktur) hergestellt werden. Dies eröffnet Freiheitsgrade zur Optimierung von Bauteilgewicht und Aerodynamik.As an alternative to the production of the component in the form of a core surrounded by a shell, the component (or at least a part / segment thereof) in an embodiment of the method according to the invention is generated essentially completely generatively or additively (in layers). This variant offers the greatest possible flexibility in component design. For example, this may also produce a hollow blade having a complex internal structure (e.g., with cooling channels and / or an internal support structure). This opens up degrees of freedom for optimizing component weight and aerodynamics.

Der lagenweise Aufbau des Bauteils ermöglicht insbesondere auch die Einstellung gradierter Werkstoffeigenschaften. Beispielsweise könnte für den Fuß einer Turbinenschaufel eine Pulvermischung verwendet werden, die zu einer hinsichtlich ihrer Festigkeit optimierten MoSiB-Legierung führt. Dies kann beispielsweise durch zusätzliches Legieren mit Ti, Fe und/oder Hf erreicht werden. Bezüglich Details der hinsichtlich ihrer Festigkeit optimierten MoSiB-Legierungen kann vollinhaltlich auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit der Herstellung des Bauteils mit Kern-Schale-Struktur Bezug genommen werden. Beispiele für derartige Legierungen schliessen auch hier die obigen Legierungen 7 und 8 ein.The layered structure of the component also allows in particular the setting of graded material properties. For example, for the root of a turbine blade, a powder mixture could be used resulting in a MoSiB alloy optimized in strength. This can be achieved, for example, by additional alloying with Ti, Fe and / or Hf. With regard to details of the MoSiB alloys optimized in terms of their strength, reference may be made in full to the above statements in connection with the production of the component having a core-shell structure. Examples of such alloys also include the above alloys 7 and 8.

Statt der hinsichtlich ihrer Festigkeit optimierten MoSiB-Legierungen können auch in diesem Fall (z.B. für die Herstellung des Schaufelfusses) andere geeignete Legierungen, die für diesen Zweck bekannt sind, eingesetzt werden, z.B. Pulver aus Ni- und/oder Co-Basislegierungen, die sich durch eine hohe Festigkeit und gute Verformbarkeit auszeichnen (z.B. Inconel 718, MAR-M247, Inconel 100).Instead of the MoSiB alloys which have been optimized in terms of their strength, it is also possible in this case (for example for the manufacture of the blade root) to use other suitable alloys which are known for this purpose. can be used, for example, powders of Ni and / or Co-based alloys, which are characterized by a high strength and good formability (eg Inconel 718, MAR-M247, Inconel 100).

Für das Schaufelblatt könnte in der vorliegenden Variante des Herstellungsverfahrens beispielsweise eine Pulvermischung eingesetzt werden, die zu einer hinsichtlich ihrer Zähigkeit optimierten MoSiB-Legierung führt. Dies kann beispielsweise durch einen relativ geringen Anteil an Si und/oder durch zusätzliches Legieren mit Ti, Fe, Y, Zr und/oder Nb erreicht werden. Bezüglich Details der hinsichtlich ihrer Zähigkeit optimierten MoSiB-Legierungen kann vollinhaltlich auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit der Herstellung eines Bauteils mit Kern-Schale-Struktur Bezug genommen werden. Beispiele für derartige Legierungen schliessen auch hier die obigen Legierungen 4 bis 6 ein.In the present variant of the production process, for example, a powder mixture which leads to a MoSiB alloy which has been optimized with regard to its toughness could be used for the airfoil. This can be achieved for example by a relatively low proportion of Si and / or by additional alloying with Ti, Fe, Y, Zr and / or Nb. With respect to details of MoSiB alloys optimized in terms of their toughness, reference may be made in full to the above statements in connection with the manufacture of a core-shell structure component. Examples of such alloys include the above alloys 4 to 6 here as well.

Für die geforderte hohe Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit kann es in dieser Variante des erfindungsgemässen Verfahrens erforderlich sein, das hergestellte Bauteil zusätzlich mit einer Schutzschicht zu versehen, die nach dem Fertigbearbeiten aufgebracht werden kann. Derartige Schutzschichten sind dem Fachmann bekannt, weshalb hier nicht näher auf deren Zusammensetzung und Herstellung eingegangen wird.For the required high oxidation and corrosion resistance, it may be necessary in this variant of the inventive method to additionally provide the manufactured component with a protective layer which can be applied after finishing. Such protective layers are known to the person skilled in the art, for which reason they are not discussed in more detail here on their composition and production.

An die lagenweise Herstellung des Bauteils kann sich gegebenfalls eine thermische Behandlung desselben anschliessen. Beispielsweise kann das Bauteil einer HIP-Behandlung unterzogen werden, um die Restporosität des Bauteils zu verringern bzw. zu minimieren. Eine lediglich beispielhafte HIP-Behandlung wird bei etwa 1600°C und einem Druck von etwa 200 MPa etwa 3 h lang durchgeführt.If necessary, a thermal treatment of the same can follow the production of the component in layers. For example, the component can be subjected to a HIP treatment in order to reduce or minimize the residual porosity of the component. An exemplary HIP treatment is performed at about 1600 ° C and a pressure of about 200 MPa for about 3 hours.

Durch eine Sinter- und HIP-Simulation kann der Schrumpf und Verzug bei der Festlegung der Geometrie des Rohteils berücksichtigt werden, so dass die Minimum-Bauteilgeometrie nicht unterschritten wird und durch Bearbeitung des Bauteils die Endgeometrie hergestellt werden kann.By means of a sintering and HIP simulation, the shrinkage and distortion can be taken into account when determining the geometry of the blank, so that the minimum component geometry is not undershot and the final geometry can be produced by machining the component.

Als Pulver für die in der obigen Variante des erfindungsgemässen Verfahrens einsetzbaren MoSiB-Legierungen können wie im Fall der MoSiB-Legierungen für die oben beschriebene Herstellung einers Bauteils mit einer Kern-Schale-Struktur sowohl Pulver aus den Elementen (Mo, Si, B, Ti, Fe, Y, Zr, Nb, W, Hf) als auch aus Verbindungen dieser Elemente eingesetzt werden. Als Verbindungen können vorteilhaft Vorläuferstoffe wie beispielsweise MoTi, TiSi2, MoSi2, TiH2, Si3N4 und/oder BN zum Einsatz kommen, welche durch eine chemische Reaktion beim Sintern in die Endphasenbestandteile des Werkstoffs umgewandelt werden. Alternativ können auch Pulver eingesetzt werden, in denen die Legierungselemente in der jeweiligen gewünschten Menge enthalten, legiert und homogen verteilt sind, so dass sich die Phasenbestandteile des Werkstoffs mittels einer Wärmebehandlung einstellen lassen. Vorteilhaft ist es beispielsweise, die Phasenbestandteile des Werkstoffs direkt in Pulverform einzusetzen, z.B. in Form von Mo3Si, Mo5SiB2, Mo(Ti)5Si3, Mo(Ti)5SiB2, Ti(Mo)5Si3 und/oder Ti5Si3. Vor dem Hintergrund des gewünschten Eigenschaftsprofils ist eine Idealzusammensetzung des Werkstoffs gegeben durch die Phasenzusammensetzung (in vol.%) von etwa 50 Mo, etwa 30 Mo(Ti)5Si3 und etwa 20 Mo(Ti)5SiB2. Dadurch können Wärmebehandlungen entfallen, die bei konventionellen Verfahren zur Einstellung einer bestimmten Phasenzusammensetzung notwendig sind.As powders for the MoSiB alloys usable in the above variant of the method according to the invention, as in the case of MoSiB alloys, for the above-described production of a component having a core-shell structure, both powders of the elements (Mo, Si, B, Ti , Fe, Y, Zr, Nb, W, Hf) as well as compounds of these elements. As compounds, precursors such as MoTi, TiSi 2 , MoSi 2 , TiH 2 , Si 3 N 4 and / or BN can advantageously be used, which are converted by a chemical reaction during sintering in the final phase constituents of the material. Alternatively, it is also possible to use powders in which the alloying elements are contained in the respective desired amount, alloyed and homogeneously distributed, so that the phase constituents of the material can be adjusted by means of a heat treatment. It is advantageous, for example, to use the phase constituents of the material directly in powder form, for example in the form of Mo 3 Si, Mo 5 SiB 2 , Mo (Ti) 5 Si 3 , Mo (Ti) 5 SiB 2 , Ti (Mo) 5 Si 3 and / or Ti 5 Si 3 . Given the desired property profile, an ideal composition of the material is given by the phase composition (in vol.%) Of about 50 Mo, about 30 Mo (Ti) 5 Si 3 and about 20 Mo (Ti) 5 SiB 2 . This eliminates the heat treatments necessary in conventional methods for adjusting a particular phase composition.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 5693156 [0006]US 5693156 [0006]
  • US 55965616 [0006]US 55965616 [0006]
  • US 6652674 [0006]US 6652674 [0006]
  • EP 1718777 A [0007]EP 1718777 A [0007]
  • US 2009/0011266 A1 [0008]US 2009/0011266 A1 [0008]
  • DE 102015209583 [0009]DE 102015209583 [0009]
  • US 7005191 [0010]US 7005191 [0010]
  • US 7560138 [0010]US 7560138 [0010]
  • US 8097303 [0010]US8097303 [0010]
  • US 2017/0241271 A1 [0011]US 2017/0241271 A1 [0011]
  • US 2016/0273368 A1 [0012]US 2016/0273368 A1 [0012]
  • US 2016/0060734 A1 [0013]US 2016/0060734 A1 [0013]

Claims (15)

Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, insbesondere eines Bauteils für eine Strömungsmaschine, unter Verwendung mindestens einer MoSiB-Legierung, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil oder ein Teil/Segment desselben zumindest teilweise additiv erzeugt wird und es sich bei der mindestens einen MoSiB-Legierung um eine Legierung handelt, die aus 37 bis 89 at.% Mo, 6 bis 15 at.% Si und 5 bis 10 at.% B sowie gebenenfalls einem oder mehreren der Elemente Ti, Fe, Zr, Y, Nb, W und Hf und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht.A method for producing a component, in particular a component for a turbomachine, using at least one MoSiB alloy, characterized in that the component or a part / segment thereof is generated at least partially additive and it is in the at least one MoSiB alloy to a Alloy consisting of 37 to 89 at.% Mo, 6 to 15 at.% Si and 5 to 10 at.% B and optionally one or more of the elements Ti, Fe, Zr, Y, Nb, W and Hf and unavoidable Impurities. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei voneinander verschiedene MoSiB-Legierungen eingesetzt werden.Process according to Claim 1 , characterized in that at least two mutually different MoSiB alloys are used. Verfahren gemäss Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass neben der mindestens einen MoSiB-Legierung noch mindestens eine andere Legierung, die kein Mo oder nicht mehr als 30 at.% Mo enthält, insbesondere eine Ni- und/oder Co-Basislegierung, eingesetzt wird.Process according to Claim 1 or Claim 2 Characterized in that in addition to the at least one MoSiB alloy, at least one other alloy at no Mo or not more than 30.% Mo contains, in particular a Ni and / or Co-based alloy is used. Verfahren gemäss irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die generative Herstellung einer Schale, deren Form der gewünschten Form des Bauteils zumindest im Wesentlichen entspricht, das Befüllen der so hergestellten Schale mit mindestens einem Metall- und/oder Legierungspulver und eine thermische Behandlung der befüllten Schale umfasst.Process according to any one of Claims 1 to 3 , characterized in that the method comprises the generative production of a shell whose shape corresponds at least substantially to the desired shape of the component, the filling of the shell thus produced with at least one metal and / or alloy powder and a thermal treatment of the filled shell. Verfahren gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das für die Herstellung der Schale verwendete Material die mindestens eine MoSiB-Legierung umfasst und diese Legierung hinsichtlich ihrer Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit optimiert ist.Process according to Claim 4 , characterized in that the material used for the manufacture of the shell comprises the at least one MoSiB alloy and this alloy is optimized in terms of their oxidation and corrosion resistance. Verfahren gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das für die Herstellung der Schale verwendete Material die mindestens eine MoSiB-Legierung umfasst und diese Legierung hinsichtlich ihrer Zähigkeitseigenschaften optimiert ist.Process according to Claim 4 , characterized in that the material used for the manufacture of the shell comprises the at least one MoSiB alloy and this alloy is optimized in terms of their toughness properties. Verfahren gemäss irgendeinem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Metall- und/oder Legierungspulver für das Befüllen der Schale die mindestens eine MoSiB-Legierung umfasst und diese Legierung hinsichtlich ihrer Festigkeitseigenschaften optimiert ist.Process according to any one of Claims 5 and 6 , characterized in that the at least one metal and / or alloy powder for filling the shell comprises the at least one MoSiB alloy and this alloy is optimized in terms of their strength properties. Verfahren gemäss irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil im Wesentlichen vollständig additiv erzeugt wird.Process according to any one of Claims 1 to 3 , characterized in that the component is generated substantially completely additive. Verfahren gemäss Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Teile/Segmente des Bauteils unter Verwendung von voneinander verschiedenen Legierungen hergestellt werden.Process according to Claim 8 , characterized in that at least two parts / segments of the component are produced by using mutually different alloys. Verfahren gemäss Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei voneinander verschiedenen Legierungen mindestens zwei voneinander verschiedene MoSiB-Legierungen umfassen.Process according to Claim 9 , characterized in that the at least two different alloys comprise at least two mutually different MoSiB alloys. Verfahren gemäss Anspruch 9 oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei voneinander verschiedenen Legierungen mindestens eine von einer MoSiB-Legierung verschiedene Legierung, insbesondere eine Ni-und/oder Co-Basislegierung, umfassen.Process according to Claim 9 or Claim 10 , characterized in that the at least two mutually different alloys comprise at least one different from a MoSiB alloy, in particular a Ni and / or Co-based alloy. Verfahren gemäss irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil nach seiner Herstellung mindestens einer Wärmebehandlung unterzogen wird.Process according to any one of Claims 1 to 11 , characterized in that the component is subjected to at least one heat treatment after its production. Verfahren gemäss Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Wärmebehandlung heissisostatisches Pressen umfasst.Process according to Claim 12 , characterized in that the at least one heat treatment comprises hot isostatic pressing. Verfahren gemäss irgendeinem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei idem Bauteil um eine Turbinenschaufel oder ein Segment derselben handelt.Process according to any one of Claims 1 to 13 characterized in that the component is a turbine blade or a segment thereof. Bauteil, herstellt nach dem Verfahren gemäss irgendeinem der Ansprüche 1 bis 14.Component produced by the method according to any one of Claims 1 to 14 ,
DE102018206359.1A 2018-04-25 2018-04-25 METHOD FOR PRODUCING A COMPONENT FROM A MOLYBDEN ALLOYING USING ADDITIVE PROCESS Withdrawn DE102018206359A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018206359.1A DE102018206359A1 (en) 2018-04-25 2018-04-25 METHOD FOR PRODUCING A COMPONENT FROM A MOLYBDEN ALLOYING USING ADDITIVE PROCESS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018206359.1A DE102018206359A1 (en) 2018-04-25 2018-04-25 METHOD FOR PRODUCING A COMPONENT FROM A MOLYBDEN ALLOYING USING ADDITIVE PROCESS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102018206359A1 true DE102018206359A1 (en) 2019-10-31

Family

ID=68205498

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018206359.1A Withdrawn DE102018206359A1 (en) 2018-04-25 2018-04-25 METHOD FOR PRODUCING A COMPONENT FROM A MOLYBDEN ALLOYING USING ADDITIVE PROCESS

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102018206359A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4015664A1 (en) * 2020-12-18 2022-06-22 Raytheon Technologies Corporation Refractory metal alloy

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5693156A (en) * 1993-12-21 1997-12-02 United Technologies Corporation Oxidation resistant molybdenum alloy
US20020119340A1 (en) * 2001-02-26 2002-08-29 General Electric Company Oxidation resistant coatings for molybdenum silicide-based composite articles
US6652674B1 (en) * 2002-07-19 2003-11-25 United Technologies Corporation Oxidation resistant molybdenum
US7005191B2 (en) * 2003-05-01 2006-02-28 Wisconsin Alumni Research Foundation Oxidation resistant coatings for ultra high temperature transition metals and transition metal alloys
EP1718777A1 (en) * 2004-02-25 2006-11-08 Plansee Se Method for the production of a molybdenum alloy
US20080128472A1 (en) * 2006-11-06 2008-06-05 Seung Hwan Park Friction Stir Welding Tool and Friction Stir Welding Apparatus
US20090011266A1 (en) * 2007-07-02 2009-01-08 Georgia Tech Research Corporation Intermetallic Composite Formation and Fabrication from Nitride-Metal Reactions
US20160060734A1 (en) * 2014-08-28 2016-03-03 MTU Aero Engines AG Creep- and oxidation-resistant molybdenum superalloy
US20160273368A1 (en) * 2015-03-17 2016-09-22 MTU Aero Engines AG Blade of a turbomachine made of different materials and method for the production thereof
DE102015209583A1 (en) * 2015-05-26 2016-12-01 Siemens Aktiengesellschaft Molybdenum-silicon-boron alloy and process for the production and component
US20170241271A1 (en) * 2016-02-24 2017-08-24 MTU Aero Engines AG Component of a molybdenum alloy and method for forming an oxidation protection layer therefor

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5693156A (en) * 1993-12-21 1997-12-02 United Technologies Corporation Oxidation resistant molybdenum alloy
DE69620998T2 (en) * 1995-01-17 2002-12-05 United Technologies Corp., Hartford OXIDATION RESISTANT MOLYBENE ALLOY
US20020119340A1 (en) * 2001-02-26 2002-08-29 General Electric Company Oxidation resistant coatings for molybdenum silicide-based composite articles
US6652674B1 (en) * 2002-07-19 2003-11-25 United Technologies Corporation Oxidation resistant molybdenum
US8097303B2 (en) * 2003-05-01 2012-01-17 Wisconsin Alumni Research Foundation Methods for producing multilayered, oxidation-resistant structures on substrates
US7560138B2 (en) * 2003-05-01 2009-07-14 Wisconsin Alumni Research Foundation Oxidation resistant coatings for ultra high temperature transition metals and transition metal alloys
US7005191B2 (en) * 2003-05-01 2006-02-28 Wisconsin Alumni Research Foundation Oxidation resistant coatings for ultra high temperature transition metals and transition metal alloys
EP1718777A1 (en) * 2004-02-25 2006-11-08 Plansee Se Method for the production of a molybdenum alloy
US20080128472A1 (en) * 2006-11-06 2008-06-05 Seung Hwan Park Friction Stir Welding Tool and Friction Stir Welding Apparatus
US20090011266A1 (en) * 2007-07-02 2009-01-08 Georgia Tech Research Corporation Intermetallic Composite Formation and Fabrication from Nitride-Metal Reactions
US20160060734A1 (en) * 2014-08-28 2016-03-03 MTU Aero Engines AG Creep- and oxidation-resistant molybdenum superalloy
US20160273368A1 (en) * 2015-03-17 2016-09-22 MTU Aero Engines AG Blade of a turbomachine made of different materials and method for the production thereof
DE102015209583A1 (en) * 2015-05-26 2016-12-01 Siemens Aktiengesellschaft Molybdenum-silicon-boron alloy and process for the production and component
US20170241271A1 (en) * 2016-02-24 2017-08-24 MTU Aero Engines AG Component of a molybdenum alloy and method for forming an oxidation protection layer therefor
EP3211114A1 (en) * 2016-02-24 2017-08-30 MTU Aero Engines GmbH Component made from a molybdenum alloy and method for forming an oxidation protection layer for the component

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4015664A1 (en) * 2020-12-18 2022-06-22 Raytheon Technologies Corporation Refractory metal alloy
US11761064B2 (en) 2020-12-18 2023-09-19 Rtx Corporation Refractory metal alloy

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2637443C2 (en)
EP3069802B1 (en) Method for producing a component made of a compound material with a metal matrix and incorporated intermetallic phases
EP3994287A1 (en) Nckel base alloy for powder and method for producing a powder
DE102016203785A1 (en) Method for producing a blade for a turbomachine
EP2990141B1 (en) Method for producing TiAl components
EP3170609A1 (en) Method of producing a bladed rotor for a fluid flow engine ; corresponding bladed rotor
EP0574727A1 (en) Method for the production of a high temperature-resistant element from two different materials
EP3249064A1 (en) Additive manufacture of high temperature components from tial
EP1498504B1 (en) Multinary aluminium based alloys and their use as thermal and corrosion protecting coating
DE102019213990A1 (en) Nickel-based alloy for additive manufacturing, process and product
DE4434515C2 (en) Oxide dispersion strengthened alloy and components of gas turbines made from it
DE102009010026A1 (en) Component, useful for flow machine, comprises a metal alloy comprising base material, where the component is coated with portion of adhesive layer comprising nickel-chromium-aluminum-yttrium alloy and a surface layer comprising zirconia
EP3238863A1 (en) Method for producing a rotor blade for a fluid flow engine
DE102020207910A1 (en) Nickel-based alloy, powder, process and component
EP0570072B1 (en) Method of producing a chromium-base alloy
DE102020116865A1 (en) Nickel-based alloy for powders and a process for producing a powder
CH616960A5 (en) Components resistant to high-temperature corrosion.
EP3211111A2 (en) Heat treatment method for components made of nickel base superalloys
WO2008110454A1 (en) Solder alloys and method for the repair of a component
DE102018206359A1 (en) METHOD FOR PRODUCING A COMPONENT FROM A MOLYBDEN ALLOYING USING ADDITIVE PROCESS
DE102019201095A1 (en) Nickel based alloy for high temperature applications and processes
EP1464716B1 (en) Quasicrystalline Ti-Cr-Al-Si-O alloy and its use as a coating
DE1946237A1 (en) Vanadium alloys for gas turbine blades
DE19949541C2 (en) Metallic component with layer and manufacturing process for such a layer
DE2157041A1 (en) Turbine blade

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee