JPH0665601A - Ｎｉ基合金粉末 - Google Patents
Ｎｉ基合金粉末Info
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- JPH0665601A JPH0665601A JP4244119A JP24411992A JPH0665601A JP H0665601 A JPH0665601 A JP H0665601A JP 4244119 A JP4244119 A JP 4244119A JP 24411992 A JP24411992 A JP 24411992A JP H0665601 A JPH0665601 A JP H0665601A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高温耐熱部品を粉末冶金法により製造するた
めのＮｉ基合金粉末を提供する。 【構成】 重量％で、Ｃｒ：１３．１〜１５．０％、
Ｃｏ：８．５〜１０．５％、Ｍｏ：１．０〜３．５
％、 Ｗ：３．５〜４．５％、Ｔａ：３．０〜
５．５％、 Ａｌ：３．５〜４．５％、Ｔｉ：
２．２〜３．２％、 Ｃ：０．０１〜０．０９
％、Ｂ：０．００５〜０．０２５％、 Ｚｒ：０．０１
〜０．１０％、Ｍｇおよび／またはＣａ：１〜１００ｐ
ｐｍを含有し、さらに、必要に応じて、Ｈｆ：０．５〜
１．５％、並びにＰｔ：０．０５〜０．５％、Ｒｈ：
０．０５〜０．５％、Ｒｅ：０．０５〜０．５％のうち
１種または２種以上を含有し、残部がＮｉおよび不可避
不純物からなる組成を有するＮｉ基合金粉末。
めのＮｉ基合金粉末を提供する。 【構成】 重量％で、Ｃｒ：１３．１〜１５．０％、
Ｃｏ：８．５〜１０．５％、Ｍｏ：１．０〜３．５
％、 Ｗ：３．５〜４．５％、Ｔａ：３．０〜
５．５％、 Ａｌ：３．５〜４．５％、Ｔｉ：
２．２〜３．２％、 Ｃ：０．０１〜０．０９
％、Ｂ：０．００５〜０．０２５％、 Ｚｒ：０．０１
〜０．１０％、Ｍｇおよび／またはＣａ：１〜１００ｐ
ｐｍを含有し、さらに、必要に応じて、Ｈｆ：０．５〜
１．５％、並びにＰｔ：０．０５〜０．５％、Ｒｈ：
０．０５〜０．５％、Ｒｅ：０．０５〜０．５％のうち
１種または２種以上を含有し、残部がＮｉおよび不可避
不純物からなる組成を有するＮｉ基合金粉末。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ガスタービンのター
ビン動・靜翼、高温ブロアーの動翼およびその他の高温
耐熱部品を粉末冶金法により製造するために用いるＮｉ
基合金粉末に関するものである。
ビン動・靜翼、高温ブロアーの動翼およびその他の高温
耐熱部品を粉末冶金法により製造するために用いるＮｉ
基合金粉末に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンのタービン動・靜翼、高温
ブロアーの動翼およびその他の高温耐熱部品は、一般
に、高温強度、高温耐酸化性および高温耐腐食または硫
化物腐食性に優れたＮｉ基合金を鋳造することにより製
造されている。しかし、近年、これらの高温耐熱部品は
粉末冶金法により製造され始めている。
ブロアーの動翼およびその他の高温耐熱部品は、一般
に、高温強度、高温耐酸化性および高温耐腐食または硫
化物腐食性に優れたＮｉ基合金を鋳造することにより製
造されている。しかし、近年、これらの高温耐熱部品は
粉末冶金法により製造され始めている。
【０００３】例えば、特公昭５１−４３８０２号公報に
は、前記高温耐熱部品を粉末冶金法により製造するため
のＮｉ基合金粉末が記載されている。このＮｉ基合金粉
末は、重量％で（以下、％は重量％を示す）、Ｃ：０．
５０％以下、Ｃｒ：１０〜１６％、Ｃｏ：７〜１１％、
Ｍｏ：５％以下、Ｗ：７％以下、Ｎｂ：５％以下、Ｔ
ａ：５％以下、Ｈｆ：５％以下、Ｚｒ：０．０１〜０．
２０％、（ただし、Ｍｏ＋Ｗ＋Ｎｂ＋Ｔａ＋Ｈｆ＋Ｚｒ
＝１０〜１２％）、Ｔｉ：１〜５％、Ａｌ：２〜６％、
Ｂ：０．０１〜０．２０％、を含有し、残部がＮｉおよ
び不可避不純物からなる組成を有することを特徴として
いる。このＮｉ基合金粉末を用いて粉末冶金法により製
造された高温耐熱部品の組織は、γプライム相と呼ばれ
る析出相が５０％前後含有するにもかかわらず、従来の
鋳造材、鍛造材に見られるような偏析がなく、均質で特
性に優れた合金組織を有している。
は、前記高温耐熱部品を粉末冶金法により製造するため
のＮｉ基合金粉末が記載されている。このＮｉ基合金粉
末は、重量％で（以下、％は重量％を示す）、Ｃ：０．
５０％以下、Ｃｒ：１０〜１６％、Ｃｏ：７〜１１％、
Ｍｏ：５％以下、Ｗ：７％以下、Ｎｂ：５％以下、Ｔ
ａ：５％以下、Ｈｆ：５％以下、Ｚｒ：０．０１〜０．
２０％、（ただし、Ｍｏ＋Ｗ＋Ｎｂ＋Ｔａ＋Ｈｆ＋Ｚｒ
＝１０〜１２％）、Ｔｉ：１〜５％、Ａｌ：２〜６％、
Ｂ：０．０１〜０．２０％、を含有し、残部がＮｉおよ
び不可避不純物からなる組成を有することを特徴として
いる。このＮｉ基合金粉末を用いて粉末冶金法により製
造された高温耐熱部品の組織は、γプライム相と呼ばれ
る析出相が５０％前後含有するにもかかわらず、従来の
鋳造材、鍛造材に見られるような偏析がなく、均質で特
性に優れた合金組織を有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記従来のＮｉ基合金
粉末を用い粉末冶金法により製造された高温耐熱合金部
材は、酸素および硫黄が結晶粒界に偏析すると、材質を
脆化させ、引張り特性における伸びやクリープ破断寿命
を減少させることが知られており、特にＮｉ基合金粉末
を用い粉末冶金法により製造された高温耐熱合金部材
は、結晶粒が細かいために他の鋳造合金と比較して結晶
粒界の特性が材料全体に及ぼす影響が大きい。
粉末を用い粉末冶金法により製造された高温耐熱合金部
材は、酸素および硫黄が結晶粒界に偏析すると、材質を
脆化させ、引張り特性における伸びやクリープ破断寿命
を減少させることが知られており、特にＮｉ基合金粉末
を用い粉末冶金法により製造された高温耐熱合金部材
は、結晶粒が細かいために他の鋳造合金と比較して結晶
粒界の特性が材料全体に及ぼす影響が大きい。
【０００５】特に、Ｎｉ基合金粉末を用い粉末冶金法に
より製造された焼結部材をさらに熱間プレスなどの鍛造
を施すことにより強度が向上しサイジングされた高温耐
熱合金部材が製造されているが、酸素および硫黄は、前
記鍛造に際して割れなどの欠陥を生じる原因ともなって
いる。
より製造された焼結部材をさらに熱間プレスなどの鍛造
を施すことにより強度が向上しサイジングされた高温耐
熱合金部材が製造されているが、酸素および硫黄は、前
記鍛造に際して割れなどの欠陥を生じる原因ともなって
いる。
【０００６】
【課題を解決する手段】そこで、本発明者らは鋭意研究
の結果、Ｃｒ量を13.1〜15％と少し高くすると共に、
Ｗ、Mo、Al、Ti、Ta、Ｃ、Ｂ、Ｚｒなどをできる限りバ
ランス良く添加し、さらに、Ｍｇおよび／またはＣａの
合計量を１〜１００ｐｐｍを含むＮｉ基合金粉末を焼結
すると、得られた焼結部材は、酸素、硫黄等の不純物に
よる悪影響を押さえることができ、高温強度が高くかつ
高温での耐酸化性および耐腐食性をも有し、さらに鍛造
に際して割れなどの欠陥を生じることがなく、これを重
油等の低級燃料を使用するガスタービン部品の材料とし
ても用いることができることを知見し、この発明に至っ
たのである。
の結果、Ｃｒ量を13.1〜15％と少し高くすると共に、
Ｗ、Mo、Al、Ti、Ta、Ｃ、Ｂ、Ｚｒなどをできる限りバ
ランス良く添加し、さらに、Ｍｇおよび／またはＣａの
合計量を１〜１００ｐｐｍを含むＮｉ基合金粉末を焼結
すると、得られた焼結部材は、酸素、硫黄等の不純物に
よる悪影響を押さえることができ、高温強度が高くかつ
高温での耐酸化性および耐腐食性をも有し、さらに鍛造
に際して割れなどの欠陥を生じることがなく、これを重
油等の低級燃料を使用するガスタービン部品の材料とし
ても用いることができることを知見し、この発明に至っ
たのである。
【０００７】この発明は、かかる知見に基づいてなされ
たものであって、Ｃｒ：１３．１〜１５．０％、Ｃｏ：
８．５〜１０．５％、Ｍｏ：１．０〜３．５％、Ｗ：
３．５〜４．５％、Ｔａ：３．０〜５．５％、Ａｌ：
３．５〜４．５％、Ｔｉ：２．２〜３．２％、Ｃ：０．
０１〜０．０９％、Ｂ：０．００５〜０．０２５％、Ｚ
ｒ：０．０１〜０．１０％、Ｍｇおよび／またはＣａ：
１〜１００ｐｐｍを含有し、さらに、必要に応じて、Ｈ
ｆ：０．５〜１．５％、Ｐｔ：０．０５〜０．５％、Ｒ
ｈ：０．０５〜０．５％、Ｒｅ：０．０５〜０．５％の
うち１種または２種以上を含有し、残部がＮｉおよび不
可避不純物からなる組成を有する高温強度、耐酸化性お
よび耐腐食性に優れたＮｉ基合金粉末に特徴を有するも
のである。
たものであって、Ｃｒ：１３．１〜１５．０％、Ｃｏ：
８．５〜１０．５％、Ｍｏ：１．０〜３．５％、Ｗ：
３．５〜４．５％、Ｔａ：３．０〜５．５％、Ａｌ：
３．５〜４．５％、Ｔｉ：２．２〜３．２％、Ｃ：０．
０１〜０．０９％、Ｂ：０．００５〜０．０２５％、Ｚ
ｒ：０．０１〜０．１０％、Ｍｇおよび／またはＣａ：
１〜１００ｐｐｍを含有し、さらに、必要に応じて、Ｈ
ｆ：０．５〜１．５％、Ｐｔ：０．０５〜０．５％、Ｒ
ｈ：０．０５〜０．５％、Ｒｅ：０．０５〜０．５％の
うち１種または２種以上を含有し、残部がＮｉおよび不
可避不純物からなる組成を有する高温強度、耐酸化性お
よび耐腐食性に優れたＮｉ基合金粉末に特徴を有するも
のである。
【０００８】次に、この発明のNi基合金粉末の組成にお
ける各元素の限定理由について詳述する。
ける各元素の限定理由について詳述する。
【０００９】Cr：13.1〜15.0％ 産業用ガスタービンでは、燃焼によって生じた酸化性お
よび腐食性物質を含有する燃焼ガスと接触するため、高
温における耐酸化性及び耐腐食性が要求される。Crは合
金に耐酸化性、耐腐食性を付与する元素であり、合金中
におけるCr量を多くする程、その効果は顕著である。
よび腐食性物質を含有する燃焼ガスと接触するため、高
温における耐酸化性及び耐腐食性が要求される。Crは合
金に耐酸化性、耐腐食性を付与する元素であり、合金中
におけるCr量を多くする程、その効果は顕著である。
【００１０】しかし、Cr量が13.1％未満ではその効果は
少なく、一方、本発明のNi基合金では、他にCo、Mo、
Ｗ、Ta、等も添加されるため、これらとのバランスをと
るため15％を越えて含有することは好ましくない。よっ
て、Cr含有量は13.1〜15.0％に定めた。
少なく、一方、本発明のNi基合金では、他にCo、Mo、
Ｗ、Ta、等も添加されるため、これらとのバランスをと
るため15％を越えて含有することは好ましくない。よっ
て、Cr含有量は13.1〜15.0％に定めた。
【００１１】Co：8.5 −10.5％ Ti及びAl等によるγ´析出硬化型のNi基合金において
は、固溶化処理によって、これら添加元素を充分に基質
中に固溶させ、続く時効処理においてγ´相として均一
微細に析出させることで良好な高温強度が得られる。
は、固溶化処理によって、これら添加元素を充分に基質
中に固溶させ、続く時効処理においてγ´相として均一
微細に析出させることで良好な高温強度が得られる。
【００１２】Coは、このような作用を発揮するTi、Al等
を高温で素地に固溶させる限度（固溶限）を大きくさ
せ、Ni基合金の強度を向上させる作用があるが、この発
明による合金のAl、Ti量では、Co量は、8.5 ％以上であ
ることが必要であり、一方、Co含有量が10.5％を越える
と、Cr、Mo、Ｗ、Ta、Al、Ti等の他の元素とのバランス
が崩れ、有害相の析出による延性低下をもたらすことか
らCo含有量は8.5 〜10.5％に定めた。
を高温で素地に固溶させる限度（固溶限）を大きくさ
せ、Ni基合金の強度を向上させる作用があるが、この発
明による合金のAl、Ti量では、Co量は、8.5 ％以上であ
ることが必要であり、一方、Co含有量が10.5％を越える
と、Cr、Mo、Ｗ、Ta、Al、Ti等の他の元素とのバランス
が崩れ、有害相の析出による延性低下をもたらすことか
らCo含有量は8.5 〜10.5％に定めた。
【００１３】Ti：2.2 −3.2 ％ Tiはγ´析出硬化型Ni基合金の高温強度を上げるための
γ´相の析出に必要な元素であり、2.2 ％未満ではγ´
相の析出強化が不十分で、要求強度を満足することがで
きず、また、3.2 ％よりも多量に添加し過ぎると析出量
が多くなり過ぎて延性を阻害する。従って、Ti含有量は
2.2 〜3.2 ％に定めた。
γ´相の析出に必要な元素であり、2.2 ％未満ではγ´
相の析出強化が不十分で、要求強度を満足することがで
きず、また、3.2 ％よりも多量に添加し過ぎると析出量
が多くなり過ぎて延性を阻害する。従って、Ti含有量は
2.2 〜3.2 ％に定めた。
【００１４】Al：3.5 −4.5 ％ AlはTiと同様の効果を発揮する元素で、γ´相を生成
し、高温強度を上げると共に、高温での耐酸化性、耐腐
食性の付与に寄与する作用を有するが、その量は3.5 ％
以上であることが必要であり、一方、4.5 ％を越えてあ
まり多量に添加し過ぎると延性を阻害するためにTi含有
量は3.5 〜4.5 ％に定めた。
し、高温強度を上げると共に、高温での耐酸化性、耐腐
食性の付与に寄与する作用を有するが、その量は3.5 ％
以上であることが必要であり、一方、4.5 ％を越えてあ
まり多量に添加し過ぎると延性を阻害するためにTi含有
量は3.5 〜4.5 ％に定めた。
【００１５】Mo：1.0 −3.5 ％ Moは、素地中に固溶して、高温強度を上昇させる作用が
あるが、その含有量が、1.0 ％未満では不十分であり、
一方、3.5 ％を越えて添加し過ぎると有害相の析出によ
る延性を阻害するのでMo：1.0 〜3.5 ％に定めた。
あるが、その含有量が、1.0 ％未満では不十分であり、
一方、3.5 ％を越えて添加し過ぎると有害相の析出によ
る延性を阻害するのでMo：1.0 〜3.5 ％に定めた。
【００１６】Ｗ：3.5 −4.5 ％ ＷはMoと同様に固溶強化の作用があり、高温強度の付与
に寄与する効果があるが、その量は3.5 ％以上必要であ
り、また、あまり多くし過ぎると、有害相を析出すると
ともにＷは比重が大きい元素であるため合金全体の比重
が大きくなり、遠心力の働くタービン動翼では不利であ
り、コスト的にも高くなるところから、その含有量は、
3.5 −4.5 ％とした。
に寄与する効果があるが、その量は3.5 ％以上必要であ
り、また、あまり多くし過ぎると、有害相を析出すると
ともにＷは比重が大きい元素であるため合金全体の比重
が大きくなり、遠心力の働くタービン動翼では不利であ
り、コスト的にも高くなるところから、その含有量は、
3.5 −4.5 ％とした。
【００１７】Ta：3.0 −5.5 ％ Taは固溶強化及びγ´相析出硬化により高温強度の向上
に寄与し、3.0 ％以上で効果がある。一方、添加し過ぎ
ると延性を低下するので5.5 ％以下とした。
に寄与し、3.0 ％以上で効果がある。一方、添加し過ぎ
ると延性を低下するので5.5 ％以下とした。
【００１８】Ｃ：0.01−0.09％ Ｃは粉末を緻密化する過程において、旧粉末粒界に有害
な炭化物を形成し易く、0.09％を越えて添加し過ぎる
と、延性などの機械的特性を害するが、一方、微量のＣ
は、特に結晶粒界の強化に寄与するので0.01％以上必要
である。したがってその含有量を0.01−0.09％とした。
な炭化物を形成し易く、0.09％を越えて添加し過ぎる
と、延性などの機械的特性を害するが、一方、微量のＣ
は、特に結晶粒界の強化に寄与するので0.01％以上必要
である。したがってその含有量を0.01−0.09％とした。
【００１９】Ｂ：0.005 −0.025 ％ Ｂは結晶粒界における結合力を増して素地を強化し、ク
リープ破断特性や熱間加工性を向上させるので0.005 ％
以上必要であるが、あまり多く添加すると延性を阻害す
る恐れがあるため0.025 ％以下とした。
リープ破断特性や熱間加工性を向上させるので0.005 ％
以上必要であるが、あまり多く添加すると延性を阻害す
る恐れがあるため0.025 ％以下とした。
【００２０】Zr：0.01−0.10％ Ｚｒも結晶粒界における結合力を増して素地を強化し、
クリープ破断特性や熱間加工性を向上させるので0.010
％以上必要であるが、あまり多く添加すると延性を阻害
する恐れがあるため0.10％以下とした。
クリープ破断特性や熱間加工性を向上させるので0.010
％以上必要であるが、あまり多く添加すると延性を阻害
する恐れがあるため0.10％以下とした。
【００２１】Mgおよび／またはCa：1 −100 ｐｐｍ Mgおよび／またはCaは酸素、硫黄等の不純物との結合力
が強く、さらに酸素、硫黄等の不純物の粒界偏析による
延性低下を防止する作用があるが、１ｐｐｍ未満では十
分な作用が得られず、一方、１００ｐｐｍを越えて含有
するとかえって結晶粒界の結合を弱めて割れの原因にな
るところからMgおよび／またはCa：１〜１００ｐｐｍと
定めた。
が強く、さらに酸素、硫黄等の不純物の粒界偏析による
延性低下を防止する作用があるが、１ｐｐｍ未満では十
分な作用が得られず、一方、１００ｐｐｍを越えて含有
するとかえって結晶粒界の結合を弱めて割れの原因にな
るところからMgおよび／またはCa：１〜１００ｐｐｍと
定めた。
【００２２】Hf：0.5 −1.5 ％ Hfは、安定な炭化物を形成し、合金粉末の緻密化過程に
おける旧粉末粒界への有害な炭化物析出を防止する作用
があるが、その含有量が0.5 ％未満では十分な効果が得
られず、一方、1.5 ％越えて含有すると延性および熱間
加工性の低下の原因になるところから、Hfの含有量は0.
5 〜1.5 ％と定めた。
おける旧粉末粒界への有害な炭化物析出を防止する作用
があるが、その含有量が0.5 ％未満では十分な効果が得
られず、一方、1.5 ％越えて含有すると延性および熱間
加工性の低下の原因になるところから、Hfの含有量は0.
5 〜1.5 ％と定めた。
【００２３】Pt、Rh、Reのうち１種または２種以上：0.
05−0.5 ％ これらの元素は、耐腐食性向上作用があるが、その含有
量が、0.05％未満では十分な効果が得られず、一方、0.
5 ％越えて含有すると、なお一層の効果が望めないほ
か、貴金属類であるために価格が高くなるので好ましく
ない。従って、Pt、Rh、Reのうち１種または２種以上は
0.05−0.5 ％に定めた。
05−0.5 ％ これらの元素は、耐腐食性向上作用があるが、その含有
量が、0.05％未満では十分な効果が得られず、一方、0.
5 ％越えて含有すると、なお一層の効果が望めないほ
か、貴金属類であるために価格が高くなるので好ましく
ない。従って、Pt、Rh、Reのうち１種または２種以上は
0.05−0.5 ％に定めた。
【００２４】この発明によるNi基合金粉末を実施例を参
照してさらに詳述する。
照してさらに詳述する。
【実施例】表１〜表３に示される成分組成を有するNi基
合金を真空溶解し、得られた溶湯をＡｒガスを用いたガ
スアトマイズ法によりNi基合金粉末を作製し、大粒径の
粉末粒を除くためにふるいにかけ、その粒径を１００μ
ｍ以下に調製した本発明Ni基合金粉末１〜16、比較Ni基
合金粉末１〜４および従来Ni基合金粉末１〜２を製造し
た。
合金を真空溶解し、得られた溶湯をＡｒガスを用いたガ
スアトマイズ法によりNi基合金粉末を作製し、大粒径の
粉末粒を除くためにふるいにかけ、その粒径を１００μ
ｍ以下に調製した本発明Ni基合金粉末１〜16、比較Ni基
合金粉末１〜４および従来Ni基合金粉末１〜２を製造し
た。
【００２５】
【表１】 本発明Ni基合金粉末 元素 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ Ｃｒ 13.1 14.0 15.0 13.5 14.5 13.3 14.2 13.8 Ｃｏ 9.0 8.5 10.1 10.5 9.7 8.8 9.3 9.5 Ｍｏ 2.1 1.0 3.5 1.5 2.4 2.7 3.0 1.8 Ｗ 4.0 3.5 4.3 3.7 4.5 4.1 3.9 4.2 Ｔａ 3.3 5.4 4.9 3.0 3.8 3.5 3.8 4.5 Ａｌ 4.0 3.5 4.3 3.7 4.5 4.1 3.9 4.2 Ｔｉ 2.7 2.3 3.2 2.5 2.9 3.0 2.8 2.7 Ｃ 0.05 0.06 0.01 0.09 0.03 0.06 0.07 0.05 Ｂ 0.020 0.009 0.007 0.025 0.013 0.012 0.010 0.005 Ｚｒ 0.060 0.010 0.072 0.069 0.010 0.068 0.010 0.089 Ｃａ 54 − 5 25 74 34 10 18 Ｍｇ 22 98 − 37 5 54 12 72 Ｈｆ − − 1.1 0.7 1.2 0.9 0.8 − Ｐｔ − − − − 0.5 − − 0.05 Ｒｈ − − − − − 0.3 − Ｒｅ − − − − − − 0.4 0.05 Ｎｉ 残り 残り 残り 残り 残り 残り 残り 残り 重量％、ただし、ＣａおよびＭｇはｐｐｍ
【００２６】
【表２】 本発明Ni基合金粉末 元素 ９ 10 11 12 13 14 15 16 Ｃｒ 13.1 14.0 15.0 13.5 14.5 13.3 14.2 13.8 Ｃｏ 9.0 8.5 10.1 10.5 9.7 8.8 9.3 9.5 Ｍｏ 2.1 1.0 3.5 1.5 2.4 2.7 3.0 1.8 Ｗ 4.0 3.5 4.3 3.7 4.5 4.1 3.9 4.2 Ｔａ 3.3 5.3 4.9 3.0 3.8 3.5 3.8 4.5 Ａｌ 4.0 3.5 4.3 3.7 4.5 4.1 3.9 4.2 Ｔｉ 2.7 2.3 3.2 2.5 2.9 3.0 2.8 2.7 Ｃ 0.05 0.06 0.01 0.09 0.02 0.05 0.08 0.04 Ｂ 0.020 0.009 0.007 0.025 0.013 0.012 0.010 0.005 Ｚｒ 0.067 0.010 0.052 0.044 0.096 0.073 0.089 0.077 Ｃａ 54 − 99 25 74 34 10 18 Ｍｇ 22 98 − 37 5 54 12 72 Ｈｆ − − 1.5 0.7 1.2 0.9 0.8 1.3 Ｐｔ 0.05 0.1 − 0.2 0.06 0.2 0.05 0.08 Ｒｈ 0.05 0.2 0.1 0.1 − − 0.09 − Ｒｅ 0.05 − 0.3 − 0.07 0.1 0.05 0.2 Ｎｉ 残り 残り 残り 残り 残り 残り 残り 残り 重量％、ただし、ＣａおよびＭｇはｐｐｍ
【００２７】
【表３】 比較発明Ni基合金粉末 従来Ni基合金粉末 元素 １ ２ ３ ４ １ ２ Ｃｒ 12.5 15.5 14.0 13.5 9.0 13.9 Ｃｏ 9.0 8.5 10.1 10.5 14.9 7.9 Ｍｏ 2.1 1.0 3.5 1.5 3.2 1.9 Ｗ 4.0 3.5 4.3 3.7 3.8 2.5 Ｔａ 3.3 5.3 4.9 3.0 1.5 1.2 Ａｌ 4.0 3.5 4.3 3.7 5.5 4.0 Ｔｉ 2.7 2.3 3.2 2.5 2.7 3.1 Ｃ 0.03 0.07 0.01 0.09 0.04 0.06 Ｂ 0.020 0.009 0.007 0.025 0.015 0.020 Ｚｒ 0.061 0.010 0.088 0.064 0.010 0.015 Ｃａ ＊0.5 − ＊105 25 − − Ｍｇ − ＊0.5 − ＊110 − − Ｎｂ − − − − 1.0 1.0 Ｈｆ 1.1 0.5 1.5 0.7 1.3 − Ｐｔ 0.05 − − − − − Ｒｈ 0.05 0.5 − 0.07 − − Ｒｅ − − 0.3 − − −Ｎｉ 残り 残り 残り 残り 残り 残り 重量％、ただし、ＣａおよびＭｇはｐｐｍ ＊印は、この発明の条件から外れて値を示す。
【００２８】得られた本発明Ni基合金粉末１〜16、比較
Ni基合金粉末１〜４および従来Ni基合金粉末１〜２をそ
れぞれ内寸法で直径：１００ｍｍ、長さ：１００ｍｍの
ステンレス製缶に充填し、真空引きしたのち封印し、カ
プセルを作製した。得られたカプセルを１１００〜１２
００℃内の所定の温度、１０００気圧、５時間保持の条
件で熱間静水圧処理（ＨＩＰ）し、Ni基合金粉末の緻密
化を行ったのち、カプセル材料であるステンレス製缶を
機械加工により除去して熱間静水圧処理体を取り出し
た。取り出された熱間静水圧処理体は直径が８０ｍｍ、
長さが７０ｍｍになっていた。
Ni基合金粉末１〜４および従来Ni基合金粉末１〜２をそ
れぞれ内寸法で直径：１００ｍｍ、長さ：１００ｍｍの
ステンレス製缶に充填し、真空引きしたのち封印し、カ
プセルを作製した。得られたカプセルを１１００〜１２
００℃内の所定の温度、１０００気圧、５時間保持の条
件で熱間静水圧処理（ＨＩＰ）し、Ni基合金粉末の緻密
化を行ったのち、カプセル材料であるステンレス製缶を
機械加工により除去して熱間静水圧処理体を取り出し
た。取り出された熱間静水圧処理体は直径が８０ｍｍ、
長さが７０ｍｍになっていた。
【００２９】上記長さ：７０ｍｍの熱間静水圧処理体を
さらに温度：９５０〜１０５０℃内の所定の温度で、歪
速度：１×１０-4〜５×１０-3［／ｓｅｃ．］にて長さ
方向に熱間プレスを行い、長さ：７０ｍｍの熱間静水圧
処理体から、直径が１７０ｍｍ、厚さ：１５ｍｍの熱間
プレス体を作製した。かかる熱間プレスにより熱間プレ
ス体の周囲端面に割れが発生しているか否かを目視によ
り調べてそれらの結果を表３〜表５に示した。得られた
熱間プレス体をさらに大気中、温度：９５０〜１２００
℃内の所定の温度で１〜３０時間内の所定の時間保持す
ることによりNi基焼結合金鍛造部材を作製した。これら
Ni基焼結合金鍛造部材について、下記の高温耐腐食性試
験およびクリープ破断強度試験を実施し、それらの試験
結果を表３〜表５に示した。
さらに温度：９５０〜１０５０℃内の所定の温度で、歪
速度：１×１０-4〜５×１０-3［／ｓｅｃ．］にて長さ
方向に熱間プレスを行い、長さ：７０ｍｍの熱間静水圧
処理体から、直径が１７０ｍｍ、厚さ：１５ｍｍの熱間
プレス体を作製した。かかる熱間プレスにより熱間プレ
ス体の周囲端面に割れが発生しているか否かを目視によ
り調べてそれらの結果を表３〜表５に示した。得られた
熱間プレス体をさらに大気中、温度：９５０〜１２００
℃内の所定の温度で１〜３０時間内の所定の時間保持す
ることによりNi基焼結合金鍛造部材を作製した。これら
Ni基焼結合金鍛造部材について、下記の高温耐腐食性試
験およびクリープ破断強度試験を実施し、それらの試験
結果を表３〜表５に示した。
【００３０】高温耐腐食性試験 上記直径が１７０ｍｍ、長さ：１５ｍｍのNi基焼結合金
鍛造部材から作製した直径：１０ｍｍ、長さ：１００ｍ
ｍの試験片をそれぞれ硫化水素ガスを含む温度約１１０
０℃の天然ガス火炎中に１時間保持した後３０分冷却を
５０回繰り返した。かかる処理を施した試験片表面に形
成されたスケールを除去したのち、試験片の重量減少を
測定し、上記従来Ni基合金粉末１から作製した試験片の
重量減少量に対するその他の試験片の重量減少量の比を
測定し、この重量減少量の比で高温耐腐食性を評価し
た。
鍛造部材から作製した直径：１０ｍｍ、長さ：１００ｍ
ｍの試験片をそれぞれ硫化水素ガスを含む温度約１１０
０℃の天然ガス火炎中に１時間保持した後３０分冷却を
５０回繰り返した。かかる処理を施した試験片表面に形
成されたスケールを除去したのち、試験片の重量減少を
測定し、上記従来Ni基合金粉末１から作製した試験片の
重量減少量に対するその他の試験片の重量減少量の比を
測定し、この重量減少量の比で高温耐腐食性を評価し
た。
【００３１】クリープ破断強度試験 上記直径が１７０ｍｍ、長さ：１５ｍｍのNi基焼結合金
鍛造部材から作製した平行部の直径が６ｍｍ、長さ：２
５ｍｍの試験片を作製し、これら試験片を大気雰囲気
中、温度：８７１℃に負荷：３５Ｋｇ／ｍｍ2 をかけて
保持し、破断に至る寿命（時間）を測定し、上記従来Ni
基合金粉末１から作製した試験片の破断寿命を１とし、
その他の試験片の破断寿命の比を測定し、高温クリープ
破断強度を評価した。
鍛造部材から作製した平行部の直径が６ｍｍ、長さ：２
５ｍｍの試験片を作製し、これら試験片を大気雰囲気
中、温度：８７１℃に負荷：３５Ｋｇ／ｍｍ2 をかけて
保持し、破断に至る寿命（時間）を測定し、上記従来Ni
基合金粉末１から作製した試験片の破断寿命を１とし、
その他の試験片の破断寿命の比を測定し、高温クリープ
破断強度を評価した。
【００３２】
【表４】
【００３３】
【表５】
【００３４】
【発明の効果】表１〜表５に示される結果から、Ｃｒを
13.1〜15.0％の含量とすると共に、Ｗ、Mo、Al、Ti、T
a、Ｃ、Ｂ、Ｚｒなどをできる限りバランス良く添加
し、さらにＭｇおよび／またはＣａを１〜１００ｐｐｍ
含有させ、さらに必要に応じてＨｆ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｒｅ
を含有させた組成を有するNi基合金粉末を焼結して得ら
れたNi基焼結合金熱間プレス体は、熱間プレス時に割れ
が発生すること無く、高温度における耐腐食性が優れか
つ高温クリープ破断強度も優れていることがわかる。
13.1〜15.0％の含量とすると共に、Ｗ、Mo、Al、Ti、T
a、Ｃ、Ｂ、Ｚｒなどをできる限りバランス良く添加
し、さらにＭｇおよび／またはＣａを１〜１００ｐｐｍ
含有させ、さらに必要に応じてＨｆ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｒｅ
を含有させた組成を有するNi基合金粉末を焼結して得ら
れたNi基焼結合金熱間プレス体は、熱間プレス時に割れ
が発生すること無く、高温度における耐腐食性が優れか
つ高温クリープ破断強度も優れていることがわかる。
【００３５】従って、この発明で得られるNi基合金粉末
は、高温強度だけでなく、高温耐酸化性および高温耐腐
食性にも優れており、酸化性物質を含有する燃焼ガスと
接触するガスタービンの動・静翼、高温ブロアーの動
翼、その他高温耐熱部品を粉末冶金法により製造するた
めの原料粉末として特に有用である。
は、高温強度だけでなく、高温耐酸化性および高温耐腐
食性にも優れており、酸化性物質を含有する燃焼ガスと
接触するガスタービンの動・静翼、高温ブロアーの動
翼、その他高温耐熱部品を粉末冶金法により製造するた
めの原料粉末として特に有用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辻 一郎 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 高橋 孝二 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 鳥越 泰治 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 和田 正弘 埼玉県大宮市北袋町１−297 三菱マテリ アル株式会社中央研究所内 (72)発明者 佐平 健彰 埼玉県大宮市北袋町１−297 三菱マテリ アル株式会社中央研究所内 (72)発明者 三橋 章 埼玉県大宮市北袋町１−297 三菱マテリ アル株式会社中央研究所内
Claims (4)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃｒ：１３．１〜１５．０
％、 Ｃｏ：８．５〜１０．５％、Ｍｏ：１．０〜
３．５％、 Ｗ：３．５〜４．５％、Ｔａ：３．
０〜５．５％、 Ａｌ：３．５〜４．５％、Ｔ
ｉ：２．２〜３．２％、 Ｃ：０．０１〜０．０
９％、Ｂ：０．００５〜０．０２５％、 Ｚｒ：０．０
１〜０．１０％、Ｍｇおよび／またはＣａ：１〜１００
ｐｐｍを含有し、残部がＮｉおよび不可避不純物からな
る組成を有することを特徴とするＮｉ基合金粉末。 - 【請求項２】 重量％で、Ｃｒ：１３．１〜１５．０
％、 Ｃｏ：８．５〜１０．５％、Ｍｏ：１．０〜
３．５％、 Ｗ：３．５〜４．５％、Ｔａ：３．
０〜５．５％、 Ａｌ：３．５〜４．５％、Ｔ
ｉ：２．２〜３．２％、 Ｃ：０．０１〜０．０
９％、Ｂ：０．００５〜０．０２５％、 Ｚｒ：０．０
１〜０．１０％、Ｍｇおよび／またはＣａ：１〜１００
ｐｐｍを含有し、さらに、Ｈｆ：０．５〜１．５％を含
有し、残部がＮｉおよび不可避不純物からなる組成を有
することを特徴とするＮｉ基合金粉末。 - 【請求項３】 重量％で、Ｃｒ：１３．１〜１５．０
％、 Ｃｏ：８．５〜１０．５％、Ｍｏ：１．０〜
３．５％、 Ｗ：３．５〜４．５％、Ｔａ：３．
０〜５．５％、 Ａｌ：３．５〜４．５％、Ｔ
ｉ：２．２〜３．２％、 Ｃ：０．０１〜０．０
９％、Ｂ：０．００５〜０．０２５％、 Ｚｒ：０．０
１〜０．１０％、Ｍｇおよび／またはＣａ：１〜１００
ｐｐｍを含有し、さらに、Ｐｔ：０．０５〜０．５％、
Ｒｈ：０．０５〜０．５％、Ｒｅ：０．０５〜０．５％
のうち１種または２種以上を含有し、残部がＮｉおよび
不可避不純物からなる組成を有することを特徴とするＮ
ｉ基合金粉末。 - 【請求項４】 重量％で、Ｃｒ：１３．１〜１５．０
％、 Ｃｏ：８．５〜１０．５％、Ｍｏ：１．０〜
３．５％、 Ｗ：３．５〜４．５％、Ｔａ：３．
０〜５．５％、 Ａｌ：３．５〜４．５％、Ｔ
ｉ：２．２〜３．２％、 Ｃ：０．０１〜０．０
９％、Ｂ：０．００５〜０．０２５％、 Ｚｒ：０．０
１〜０．１０％、Ｍｇおよび／またはＣａ：１〜１００
ｐｐｍを含有し、さらに、Ｈｆ：０．５〜１．５％を含
有し、さらに、Ｐｔ：０．０５〜０．５％、Ｒｈ：０．
０５〜０．５％、Ｒｅ：０．０５〜０．５％のうち１種
または２種以上を含有し、残部がＮｉおよび不可避不純
物からなる組成を有することを特徴とするＮｉ基合金粉
末。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4244119A JP3067416B2 (ja) | 1992-08-20 | 1992-08-20 | 高温耐熱部品製造用Ｎｉ基合金粉末 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4244119A JP3067416B2 (ja) | 1992-08-20 | 1992-08-20 | 高温耐熱部品製造用Ｎｉ基合金粉末 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0665601A true JPH0665601A (ja) | 1994-03-08 |
| JP3067416B2 JP3067416B2 (ja) | 2000-07-17 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4244119A Expired - Fee Related JP3067416B2 (ja) | 1992-08-20 | 1992-08-20 | 高温耐熱部品製造用Ｎｉ基合金粉末 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3067416B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004109829A1 (en) * | 2003-06-06 | 2004-12-16 | Symyx Technologies, Inc. | Platinum-titanium-tungsten fuel cell catalyst |
| JP2007220876A (ja) * | 2006-02-16 | 2007-08-30 | Nissan Motor Co Ltd | 軟磁性合金圧密体及びその製造方法 |
| US7422994B2 (en) | 2005-01-05 | 2008-09-09 | Symyx Technologies, Inc. | Platinum-copper-tungsten fuel cell catalyst |
| US7700521B2 (en) | 2003-08-18 | 2010-04-20 | Symyx Solutions, Inc. | Platinum-copper fuel cell catalyst |
| JPWO2018216514A1 (ja) * | 2017-05-22 | 2020-03-26 | 川崎重工業株式会社 | 高温部品及びその製造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2292809B1 (en) | 2008-06-25 | 2013-05-29 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Method of fixing test piece on internal surface of combustor tail tube |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49106408A (ja) * | 1973-02-16 | 1974-10-09 | ||
| JPS5077203A (ja) * | 1973-09-26 | 1975-06-24 | ||
| JPS5143802B2 (ja) * | 1972-09-11 | 1976-11-25 | ||
| JPS5272321A (en) * | 1975-12-11 | 1977-06-16 | Int Nickel Co | Nickel of cubic structure |
| JPS59110755A (ja) * | 1982-12-15 | 1984-06-26 | Hitachi Metals Ltd | 複合合金粉 |
-
1992
- 1992-08-20 JP JP4244119A patent/JP3067416B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5143802B2 (ja) * | 1972-09-11 | 1976-11-25 | ||
| JPS49106408A (ja) * | 1973-02-16 | 1974-10-09 | ||
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| JPS5272321A (en) * | 1975-12-11 | 1977-06-16 | Int Nickel Co | Nickel of cubic structure |
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| US7608560B2 (en) | 2003-06-06 | 2009-10-27 | Symyx Technologies, Inc. | Platinum-titanium-tungsten fuel cell catalyst |
| US7700521B2 (en) | 2003-08-18 | 2010-04-20 | Symyx Solutions, Inc. | Platinum-copper fuel cell catalyst |
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| JP2007220876A (ja) * | 2006-02-16 | 2007-08-30 | Nissan Motor Co Ltd | 軟磁性合金圧密体及びその製造方法 |
| JP4618557B2 (ja) * | 2006-02-16 | 2011-01-26 | 日産自動車株式会社 | 軟磁性合金圧密体及びその製造方法 |
| JPWO2018216514A1 (ja) * | 2017-05-22 | 2020-03-26 | 川崎重工業株式会社 | 高温部品及びその製造方法 |
| US11326230B2 (en) | 2017-05-22 | 2022-05-10 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | High temperature component and method for producing same |
| US11773470B2 (en) | 2017-05-22 | 2023-10-03 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | High temperature component and method for producing same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3067416B2 (ja) | 2000-07-17 |
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