JP3369627B2 - 微細結晶粒超耐熱合金部材の製造方法 - Google Patents
微細結晶粒超耐熱合金部材の製造方法Info
- Publication number
- JP3369627B2 JP3369627B2 JP08185693A JP8185693A JP3369627B2 JP 3369627 B2 JP3369627 B2 JP 3369627B2 JP 08185693 A JP08185693 A JP 08185693A JP 8185693 A JP8185693 A JP 8185693A JP 3369627 B2 JP3369627 B2 JP 3369627B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- forging
- less
- resistant alloy
- intermetallic compound
- grain size
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Forging (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
エンジンおよびガスタービンエンジンのディスク等に用
いられる超耐熱合金部材の製造方法に関する。
は、高温における高い引張強度および疲労強度が要求さ
れるが、結晶粒の微細化はそのための有効な方法であ
る。超耐熱合金部材の結晶粒を微細化するために、加工
と熱処理の組み合わせを厳密に制御する、いわゆる加工
熱処理が種々検討されてきた。特開昭46−6003号
には、インコネル718、インコロイ901、ワスパロ
イ等の超耐熱合金を加工熱処理および再結晶熱処理する
事によりASTMNo.10以上の微細な結晶粒を得る
方法が示されている。ここでは、合金の再結晶温度以上
で安定でかつ結晶粒成長を抑える作用をもつ金属間化合
物を利用する方法が述べられている。
化合物はNi3Nbからなる通常δ相と呼ばれる相であ
り、871〜927℃におけるδ相析出処理後、δ相固
溶温度の996℃以下で鍛造し、δ相固溶温度より14
〜28℃低い温度で固溶化処理を行って、微細結晶粒を
得る方法である。また特開平3−64435には、一次
鍛造を1025〜1100℃で行い、次いで1030℃
以下の温度で二次鍛造を行うことにより前記δ相の析出
処理を省略でき結晶粒度ASTMNo.8以上の微細結
晶粒が得られることが述べられている。
を実際の超耐熱合金の製造、特に型打鍛造のような速い
歪速度で大きな鍛造比をかける製造法に適用した場合、
必ずしも部材の全面にわたって微細な結晶粒を得ること
は難しいことがわかってきた。その原因について本発明
者らは種々検討した結果、部分的に結晶粒が粗いところ
では結晶粒成長抑制作用をもつδ相の固溶がかなり進ん
でいることを見いだした。このことは仕上げ鍛造前の加
熱温度がδ相固溶温度以下であるにもかかわらず、鍛造
中に部分的にδ相固溶温度以上に昇温したことを示唆し
ている。
工の場合にはこのような加工中の昇温は比較的少ない。
しかし複雑形状の部材をプレス鍛造で仕上げるためには
大容量のプレスを必要とし多額の設備を要するので、比
較的小規模の設備で効率よく生産できる型打鍛造による
製造が望まれている。本発明の目的は、例えば型打鍛造
など歪速度の大きい熱間塑性加工条件を制御すること
で、微細結晶粒の組織を得て、引張強度や疲労強度の高
い超耐熱合金部材の製造方法を提供することである。
化合物であるδ相を析出するC0.1%以下、Si0.
5%以下、Mn0.5%以下、Ni40〜60%、Cr
15〜25%、Mo2〜4%、Al0.2〜1.0%、
Ti0.5〜1.5%、Nb+Ta4.0〜6.0%、
B0.001〜0.01%、残部Feおよび不純物から
なるNi−Fe系合金の超耐熱合金を当該金属間化合物
の固溶温度以下に加熱して行う仕上げ鍛造において、結
晶粒度ASTMNo.6以上の素材を用いて、かつ仕上
げ鍛造中の被鍛造物の温度が加工による昇温により当該
金属間化合物の固溶温度を越えることなく前記素材の結
晶粒を微細化させるように仕上げ鍛造を行い、該仕上げ
鍛造の少なくとも一部の工程が型打鍛造であり、かつ個
々の型打鍛造の鍛造比が高さ比で3以下であることを特
徴とする、結晶粒度ASTMNo.7以上の微細結晶粒
超耐熱合金部材の製造方法である。
を析出するC0.1%以下、Si0.5%以下、Mn
0.5%以下、Ni40〜60%、Cr15〜25%、
Mo2〜4%、Al0.2〜1.0%、Ti0.5〜
1.5%、Nb+Ta4.0〜6.0%、B0.001
〜0.01%、残部Feおよび不純物からなるNi−F
e系合金の超耐熱合金を当該金属間化合物の固溶温度以
下に加熱して行う仕上げ鍛造において、結晶粒度AST
MNo.6以上の素材を用いて、かつ前記素材の結晶粒
を微細化させるように仕上げ鍛造過程で鍛造を一旦中断
した後、再度加熱と鍛造の過程を少なくとも一回以上行
い、前記仕上げ鍛造の少なくとも一部の工程が型打鍛造
であり、かつ個々の型打鍛造の鍛造比が高さ比で3以下
であることを特徴とする、結晶粒度ASTMNo.7以
上の微細結晶粒超耐熱合金部材の製造方法である。
するNi−Fe系合金の超耐熱合金において、少なくと
も一部の工程に型打鍛造を用いた仕上げ鍛造中の被鍛造
物の温度が加工による昇温により結晶粒粗大化抑止作用
をもつ金属間化合物であるδ相の固溶温度を越えること
なく仕上げ鍛造を行うことである。加工による昇温は同
一材料の場合、鍛造比が大きいほど、また歪速度が速い
ほど大きくなる。従って、型打鍛造のような高歪速度、
高鍛造比の鍛造法の場合は特に昇温が大である。型打鍛
造を用いる本発明ではこれを抑止するには鍛造比を調整
することが必要である。そのための最も簡単な方法は仕
上げの鍛造比を小さくすることである。型打鍛造の場合
の鍛造比は複雑であり正確に表すことは難しいが、円筒
形状の素材からディスク形状の部材を成形する場合の鍛
造後のディスクの高さに対する鍛造前の円筒の高さの比
の値をもって鍛造比とすれば、鍛造比3以下とすること
が必要となる。
上げ鍛造中および/または続く固溶化処理中における再
結晶による結晶粒微細化のための駆動力が小さいことを
意味する。このために、仕上げ鍛造前の素材の結晶粒も
かなり微細化しておく必要があり、素材の結晶粒度をA
STMNo.6以上に限定した。また用いるインゴット
が小さい場合には型打ち鍛造素材の径も小さなものとな
る。この場合、仕上げの鍛造比をトータルで3以下とす
ることは困難となる。これを一度に鍛造すれば前述のよ
うに加工中の昇温により被鍛造物の温度は部分的にδ相
固溶温度を越えてしまう。従ってこのような場合は仕上
げ鍛造を一度に完了させず、δ相固溶温度に至る前に一
旦鍛造を中断し、再度加熱して鍛造することが必要であ
る。
用することが可能であるが型打鍛造の場合には個々の鍛
造比を3以下とすることが必要である。さらにこのよう
に仕上げ鍛造を数回に分けて行うことは一度に行う場合
に比べて、仕上げ鍛造中および/または続く固溶化処理
中における再結晶による結晶粒微細化のための駆動力が
小さいため、素材の結晶粒度はASTMNo.6以上に
微細化しておくことが必要である。
あるδ相を析出する超耐熱合金であり、次の組成を有す
るものに用いることが重要であり、具体的には、C0.
1%以下、Si0.5%以下、Mn0.5%以下、Ni
40〜60%、Cr15〜25%、Mo2〜4%、Al
0.2〜1.0%、Ti0.5〜1.5%、Nb+Ta
4.0〜6.0%、B0.001〜0.01%、残部F
eおよび不純物からなる合金(インコネル718)に適
用した場合である。
金の超耐熱合金を溶製し、分塊鍛造により直径150m
mの棒とし、鍛造素材として用いた。これを仕上げ鍛造
により直径300mm、高さ50mmのディスク形状に
仕上げた。この際、表2に示すように鍛造素材の高さを
変えることにより、鍛造比を調節した。表2に本発明お
よび比較例における素材の結晶粒度、仕上げ鍛造条件と
得られたディスクの結晶粒度および機械的性質を示す。
素材の結晶粒度はASTMNo.6.5であるが、比較
例2に対しては熱処理によりこれを意図的にNo.4.
5まで粗くして用いた。疲労試験は、500℃において
回転曲げ疲労試験により107回の疲労強度を求めた。
7.0以上の微細結晶粒が得られ、しかも場所による差
はほとんどない。また機械的性質も良好である。一方、
比較例の1は、一回の鍛造で鍛造比3.5をかけたた
め、中心部がδ相固溶温度以上に昇温してしまい微細結
晶粒が得られていない。また比較例2においては鍛造条
件は本発明条件に合致しているが、素材の結晶粒度がN
o.4.5と粗かったために製品の結晶粒度は均一では
あるがNo.7以上には至っていない。また比較例3
は、結晶粒度No.6.5の素材を用いたものの鍛造加
熱温度がδ相固溶温度以上であったため、加熱中に結晶
粒が粗大化してしまい最終部材で微細結晶粒を得ること
ができなかった。これら比較例における機械的性質は、
いずれも結晶粒が粗いために、本発明よりも低い値を示
している。
困難であった微細結晶粒超耐熱合金部材が型打鍛造によ
り効率よく製造でき、引張り強度、疲労強度の高い超耐
熱合金部材を得ることが可能である。
Claims (2)
- 【請求項1】 金属間化合物であるδ相を析出するC
0.1%以下、Si0.5%以下、Mn0.5%以下、
Ni40〜60%、Cr15〜25%、Mo2〜4%、
Al0.2〜1.0%、Ti0.5〜1.5%、Nb+
Ta4.0〜6.0%、B0.001〜0.01%、残
部Feおよび不純物からなるNi−Fe系合金の超耐熱
合金を当該金属間化合物の固溶温度以下に加熱して行う
仕上げ鍛造において、結晶粒度ASTMNo.6以上の
素材を用いて、かつ仕上げ鍛造中の被鍛造物の温度が加
工による昇温により当該金属間化合物の固溶温度を越え
ることなく前記素材の結晶粒を微細化させるように仕上
げ鍛造を行い、該仕上げ鍛造の少なくとも一部の工程が
型打鍛造であり、かつ個々の型打鍛造の鍛造比が高さ比
で3以下であることを特徴とする、結晶粒度ASTMN
o.7以上の微細結晶粒超耐熱合金部材の製造方法。 - 【請求項2】 金属間化合物であるδ相を析出するC
0.1%以下、Si0.5%以下、Mn0.5%以下、
Ni40〜60%、Cr15〜25%、Mo2〜4%、
Al0.2〜1.0%、Ti0.5〜1.5%、Nb+
Ta4.0〜6.0%、B0.001〜0.01%、残
部Feおよび不純物からなるNi−Fe系合金の超耐熱
合金を当該金属間化合物の固溶温度以下に加熱して行う
仕上げ鍛造において、結晶粒度ASTMNo.6以上の
素材を用いて、かつ前記素材の結晶粒を微細化させるよ
うに仕上げ鍛造過程で鍛造を一旦中断した後、再度加熱
と鍛造の過程を少なくとも一回以上行い、前記仕上げ鍛
造の少なくとも一部の工程が型打鍛造であり、かつ個々
の型打鍛造の鍛造比が高さ比で3以下であることを特徴
とする、結晶粒度ASTMNo.7以上の微細結晶粒超
耐熱合金部材の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08185693A JP3369627B2 (ja) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | 微細結晶粒超耐熱合金部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08185693A JP3369627B2 (ja) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | 微細結晶粒超耐熱合金部材の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06293946A JPH06293946A (ja) | 1994-10-21 |
JP3369627B2 true JP3369627B2 (ja) | 2003-01-20 |
Family
ID=13758136
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP08185693A Expired - Fee Related JP3369627B2 (ja) | 1993-04-08 | 1993-04-08 | 微細結晶粒超耐熱合金部材の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3369627B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020005233A1 (en) * | 1998-12-23 | 2002-01-17 | John J. Schirra | Die cast nickel base superalloy articles |
KR100331153B1 (ko) * | 1999-10-18 | 2002-04-01 | 황해웅 | 니켈-알루미늄합금의 미세조직 열처리방법 |
JP4615120B2 (ja) * | 2000-12-06 | 2011-01-19 | 日本冶金工業株式会社 | 均一組織を有するNi基合金およびその製造方法 |
US6755924B2 (en) * | 2001-12-20 | 2004-06-29 | General Electric Company | Method of restoration of mechanical properties of a cast nickel-based super alloy for serviced aircraft components |
JP4543380B2 (ja) * | 2004-12-24 | 2010-09-15 | 日立金属株式会社 | 燃料電池スタック締結ボルト用合金 |
FR2953860B1 (fr) * | 2009-12-10 | 2015-05-15 | Snecma | Procede de fabrication de superaillages de nickel de type inconel 718 |
CN106702295B (zh) * | 2016-12-07 | 2018-10-12 | 陕西宏远航空锻造有限责任公司 | 一种改善gh4698盘锻件组织及高温光滑疲劳性能的方法 |
CN111733346B (zh) * | 2020-08-04 | 2021-09-07 | 上海康晟航材科技股份有限公司 | 氢燃料电池空压机轴承用高温合金及其制备方法 |
CN112746231B (zh) * | 2020-12-29 | 2021-10-15 | 北京钢研高纳科技股份有限公司 | 一种高性能高温合金的γ'相预调增塑的生产工艺 |
US20240392415A1 (en) * | 2021-10-25 | 2024-11-28 | Sanyo Special Steel Co., Ltd. | Ni Alloy Powder Suitable for Additive Manufacturing and Additively Manufactured Article Obtained Using Same |
-
1993
- 1993-04-08 JP JP08185693A patent/JP3369627B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06293946A (ja) | 1994-10-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6059904A (en) | Isothermal and high retained strain forging of Ni-base superalloys | |
EP0361524B1 (en) | Ni-base superalloy and method for producing the same | |
US5573608A (en) | Superplastic aluminum alloy and process for producing same | |
US5264055A (en) | Method involving modified hot working for the production of a titanium alloy part | |
US5653828A (en) | Method to procuce fine-grained lamellar microstructures in gamma titanium aluminides | |
US5558729A (en) | Method to produce gamma titanium aluminide articles having improved properties | |
GB2060693A (en) | Titanium alloys of the ti3al type | |
EP0312966B1 (en) | Alloys containing gamma prime phase and process for forming same | |
GB2152076A (en) | Improved forgeability in nickel base superalloys | |
US5571345A (en) | Thermomechanical processing method for achieving coarse grains in a superalloy article | |
CN108118192A (zh) | Ni基超合金材料的制造方法 | |
WO2020195049A1 (ja) | Ni基超耐熱合金の製造方法およびNi基超耐熱合金 | |
US4531981A (en) | Component possessing high resistance to corrosion and oxidation, composed of a dispersion-hardened superalloy, and process for its manufacture | |
CA2010672A1 (en) | Titanium aluminide alloys | |
JP3369627B2 (ja) | 微細結晶粒超耐熱合金部材の製造方法 | |
EP0260510B1 (en) | Thermomechanical method of forming fatigue crack resistant nickel base superalloys and product formed | |
US5556484A (en) | Method for reducing abnormal grain growth in Ni-base superalloys | |
JP3362428B2 (ja) | β型チタン合金熱間成形品の処理方法 | |
US5417779A (en) | High ductility processing for alpha-two titanium materials | |
JPH0364435A (ja) | Ni基超合金の鍛造方法 | |
US5171374A (en) | Rapidly solidified superplastic aluminum-lithium alloys and process for making same | |
JPH03134144A (ja) | ニッケル基合金部材およびその製造方法 | |
JPS6323263B2 (ja) | ||
US5288346A (en) | Process for producing deformable white cast iron | |
JPH08232051A (ja) | アルミニウム合金鍛造品の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081115 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081115 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091115 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091115 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101115 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111115 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121115 Year of fee payment: 10 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |