JPS6014093B2 - 摩耗性シ−ル - Google Patents
摩耗性シ−ルInfo
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- JPS6014093B2 JPS6014093B2 JP56215984A JP21598481A JPS6014093B2 JP S6014093 B2 JPS6014093 B2 JP S6014093B2 JP 56215984 A JP56215984 A JP 56215984A JP 21598481 A JP21598481 A JP 21598481A JP S6014093 B2 JPS6014093 B2 JP S6014093B2
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- Japan
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- aluminum
- alloy
- fibers
- chromium
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C49/00—Alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments
- C22C49/02—Alloys containing metallic or non-metallic fibres or filaments characterised by the matrix material
- C22C49/08—Iron group metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/12—Blades
- F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
- Y10T428/12424—Mass of only fibers
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Sealing Devices (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
摩耗性シールというのは、相対的に動く部品間に精密公
差のギャップを与え、精密公差故にこのギャップを通っ
て機械内の圧力流体が逃げにくいようにするのに用いる
装置である。
差のギャップを与え、精密公差故にこのギャップを通っ
て機械内の圧力流体が逃げにくいようにするのに用いる
装置である。
摩耗性シールは、タービンブレードのような回転部品に
遠心力がかかってその長さを増大させたり、作動温度が
上昇するにつれて熱膨張により隣接した固定部品とのギ
ャップを変化させたりする可能性がある回転機械で特に
有用である。
遠心力がかかってその長さを増大させたり、作動温度が
上昇するにつれて熱膨張により隣接した固定部品とのギ
ャップを変化させたりする可能性がある回転機械で特に
有用である。
たとえばタービンや圧縮機では、回転ブレードの先端は
周囲の鋳造体を精密な公差で通過するように設計してあ
り、プレード先端と周囲の固定鋳造体の間のギャップを
作動流体が流れることがめったにないようにしている。
もしもブレードが遠心力や熱膨張で伸びたならば、必要
なギャップがなくなり、ブレードが周囲の鋳造体をこす
り、損傷を受けるばかりか、悪くするとタービンそのも
のを破壊する可能性すらある。たとえば、本出願人の特
公昭５６−４８１号公報に示されているように、上記の
問題は、相対移動部品のうち少なくとも一方の部品の精
密公差ギャップを近傍の部分を摩耗性材料で作ることで
解決できる。
周囲の鋳造体を精密な公差で通過するように設計してあ
り、プレード先端と周囲の固定鋳造体の間のギャップを
作動流体が流れることがめったにないようにしている。
もしもブレードが遠心力や熱膨張で伸びたならば、必要
なギャップがなくなり、ブレードが周囲の鋳造体をこす
り、損傷を受けるばかりか、悪くするとタービンそのも
のを破壊する可能性すらある。たとえば、本出願人の特
公昭５６−４８１号公報に示されているように、上記の
問題は、相対移動部品のうち少なくとも一方の部品の精
密公差ギャップを近傍の部分を摩耗性材料で作ることで
解決できる。
この場合、最初に高い回転速度と温度で使用したとき（
このとき、部品は相互に接触しながら動く）、接触点に
最も近い摩耗性材料の層がこすり取られ、ちようど正し
い量の適応間隙が生じることになる。換言すれば、２つ
の相対移動部品のうち少なくとも一方の部品の接触予想
部分を摩耗可能に作ることによってこれらの部品間に「
あつらえ競合」の間隙が生じるので、このようなシール
を「摩耗性」と呼ぶのである。実際には、この摩耗性部
分は接触予想部位付近に挿入する、特殊な摩耗性材料で
作ったインサートでよい。前記の特公昭５６−４８１号
公報に記載されているように、このような金属で作った
摩耗性シールは、相互に焼結した金属繊維や金属粉末の
多孔性塊で摩耗性材料を形成し、空隙の量を所望の摩耗
性を得るように選定することによって適当な摩耗性を持
つことができる。従来技術が将来の発明者らに残したも
のは、ＪＡＬェアライナのエンジンのようないくつかの
圧縮機やタービンに見出される酸化、硫化環境に耐え得
るだけの耐久性を持った摩耗隆シールを作るのに使用す
る金属を作り出すという特に厄介な問題である。実際に
、現在の技術では、１２０００Ｆ（６４８．が０）を越
えない（多くの用途ではあまりにも低すぎる）圧縮機や
タービンの部分で使用できる摩耗性シールを作るのに使
用できる合金を得たところまではなんとか進んでいる。
したがって、本発明の目的は、高温圧縮機、タービンの
酸化、硫化環境において１９０００Ｆ（１０３７．７℃
）もの高い温度でさえ耐久性を持つ摩耗性シールを創作
する方法を見出すことにある。１９０００Ｆの温度で酸
化、硫化に耐え得る摩耗性シールを作るには、鉄、ニッ
ケル、クロム、アルミニウムおよび周期表ｍＢ属から選
定した金属からなる新しい合金を創作する必要がある。
このとき、部品は相互に接触しながら動く）、接触点に
最も近い摩耗性材料の層がこすり取られ、ちようど正し
い量の適応間隙が生じることになる。換言すれば、２つ
の相対移動部品のうち少なくとも一方の部品の接触予想
部分を摩耗可能に作ることによってこれらの部品間に「
あつらえ競合」の間隙が生じるので、このようなシール
を「摩耗性」と呼ぶのである。実際には、この摩耗性部
分は接触予想部位付近に挿入する、特殊な摩耗性材料で
作ったインサートでよい。前記の特公昭５６−４８１号
公報に記載されているように、このような金属で作った
摩耗性シールは、相互に焼結した金属繊維や金属粉末の
多孔性塊で摩耗性材料を形成し、空隙の量を所望の摩耗
性を得るように選定することによって適当な摩耗性を持
つことができる。従来技術が将来の発明者らに残したも
のは、ＪＡＬェアライナのエンジンのようないくつかの
圧縮機やタービンに見出される酸化、硫化環境に耐え得
るだけの耐久性を持った摩耗隆シールを作るのに使用す
る金属を作り出すという特に厄介な問題である。実際に
、現在の技術では、１２０００Ｆ（６４８．が０）を越
えない（多くの用途ではあまりにも低すぎる）圧縮機や
タービンの部分で使用できる摩耗性シールを作るのに使
用できる合金を得たところまではなんとか進んでいる。
したがって、本発明の目的は、高温圧縮機、タービンの
酸化、硫化環境において１９０００Ｆ（１０３７．７℃
）もの高い温度でさえ耐久性を持つ摩耗性シールを創作
する方法を見出すことにある。１９０００Ｆの温度で酸
化、硫化に耐え得る摩耗性シールを作るには、鉄、ニッ
ケル、クロム、アルミニウムおよび周期表ｍＢ属から選
定した金属からなる新しい合金を創作する必要がある。
ｍＢ属の好ましい金属としてはイットリウムがあること
がわかったので、この新しい合金を頭字語ＦｅＮｉＣｒ
ＮＹで呼ぶことにした。
がわかったので、この新しい合金を頭字語ＦｅＮｉＣｒ
ＮＹで呼ぶことにした。
実験によれば、所望の高温耐久性を持つ摩耗性シールを
この新しい合金の繊維、粉末あるいは繊維、粉末の複合
物から作る場合、繊維、粉末のそれぞれの組成が２−１
５重量パーセントのアルミニウム、１５−３５重量パー
セントのニッケル、最低ｌａ重量パーセント、最高３３
重量パーセントのクロム、０．０００５−０．５重量パ
ーセントのイットリウム、他のいずれの金属よりも多い
量の鉄からなることがわかった。しかしながら、アルミ
ニウムとクロムの総合濃度が３５重量パーセントを越え
てはならず、ニッケルとクロムの総合濃度が５の重量パ
ーセントを越えてはならず、繊維、粉末の直径は３５ミ
クロン以下でなければならない。ＦｅＮｉＣｒＡＩＹ合
金には他の成分が含まれていてもよい。
この新しい合金の繊維、粉末あるいは繊維、粉末の複合
物から作る場合、繊維、粉末のそれぞれの組成が２−１
５重量パーセントのアルミニウム、１５−３５重量パー
セントのニッケル、最低ｌａ重量パーセント、最高３３
重量パーセントのクロム、０．０００５−０．５重量パ
ーセントのイットリウム、他のいずれの金属よりも多い
量の鉄からなることがわかった。しかしながら、アルミ
ニウムとクロムの総合濃度が３５重量パーセントを越え
てはならず、ニッケルとクロムの総合濃度が５の重量パ
ーセントを越えてはならず、繊維、粉末の直径は３５ミ
クロン以下でなければならない。ＦｅＮｉＣｒＡＩＹ合
金には他の成分が含まれていてもよい。
たとえば、高温強度を必要とするブレード、ベーンその
他のジェットエンジン金属部分のような、摩耗性シール
以外の用途では、コバルト、マグネシウム、シリコン、
カーボン、タンタル、タングステンを添加した方が良い
かも知れない。さらに、希士類金属からイットリウムを
分離するのは難かしいので、通常、希土類元素が徴量存
在することになる。合金の成分比率は重要である。
他のジェットエンジン金属部分のような、摩耗性シール
以外の用途では、コバルト、マグネシウム、シリコン、
カーボン、タンタル、タングステンを添加した方が良い
かも知れない。さらに、希士類金属からイットリウムを
分離するのは難かしいので、通常、希土類元素が徴量存
在することになる。合金の成分比率は重要である。
アルミニウム濃度は２〜１５重量パーセント、ニッケル
濃度は１５〜３５重量パーセントである。クロムは少な
くとも１２重量パーセント存在しなければならない。ｍ
Ｂ族金属の濃度は０．０００５〜０．５重量パーセント
である。残部が鉄であって、他の金属よりも多量に存在
する。アルミニウムとクロムの総合濃度は３５重量パー
セントを越えず、ニッケルとクロムの総合濃度は５の重
量パーセントを越えない。最も好ましい合金は、その成
分として、本質的に２２−２７重量パーセントのニッケ
ル、１８−２２重量／ぐ−セントのクロム、９−１５重
量パーセントのアルミニウム、０．０００５〜０．０５
重量のイットリウム、残部の鉄を含むもの（Ａ型合金）
である。Ａ型合金は摩耗性シールを作るのには最も好ま
しい。
濃度は１５〜３５重量パーセントである。クロムは少な
くとも１２重量パーセント存在しなければならない。ｍ
Ｂ族金属の濃度は０．０００５〜０．５重量パーセント
である。残部が鉄であって、他の金属よりも多量に存在
する。アルミニウムとクロムの総合濃度は３５重量パー
セントを越えず、ニッケルとクロムの総合濃度は５の重
量パーセントを越えない。最も好ましい合金は、その成
分として、本質的に２２−２７重量パーセントのニッケ
ル、１８−２２重量／ぐ−セントのクロム、９−１５重
量パーセントのアルミニウム、０．０００５〜０．０５
重量のイットリウム、残部の鉄を含むもの（Ａ型合金）
である。Ａ型合金は摩耗性シールを作るのには最も好ま
しい。
Ａ型合金の最初に鋳造したィンゴツトは非常に硬くて、
機械加工しにくい。しかしながら、２１００乃至２２０
００Ｆ（１１４９乃至１２０４℃）で熱処理すると、合
金硬度は低下する。これによって、機械加工性が非常に
向上する。熱処理の結果、合金全体に均一に分散するア
ルミニウム濃厚相の沈澱を生ぜしめる。このアルミニウ
ム濃厚相はアルミ化ニッケルおよびアルミ化鉄から成り
若干の溶触したクロムとイットリウムを含む。そして、
微粒子（代表的には約１乃至４マイクロメータの直径）
として合金中に分散している。Ａ型合金で作った繊維は
優れた耐高温酸化硫化特性を有する。
機械加工しにくい。しかしながら、２１００乃至２２０
００Ｆ（１１４９乃至１２０４℃）で熱処理すると、合
金硬度は低下する。これによって、機械加工性が非常に
向上する。熱処理の結果、合金全体に均一に分散するア
ルミニウム濃厚相の沈澱を生ぜしめる。このアルミニウ
ム濃厚相はアルミ化ニッケルおよびアルミ化鉄から成り
若干の溶触したクロムとイットリウムを含む。そして、
微粒子（代表的には約１乃至４マイクロメータの直径）
として合金中に分散している。Ａ型合金で作った繊維は
優れた耐高温酸化硫化特性を有する。
この繊維は１０よりも大きいアスペクト比（長さ／直径
）を有し、このアスペクト比は好ましくは２０一７５で
ある。繊維の長さ‘ま、４０ミクロンより長く、たとえ
ば２００−４００ミクロンである。直径は２００ミクロ
ンより短く、たとえば１０−３５ミクロンである。アル
ミニウムは繊維に耐酸化性を与えるのに役立つ。
）を有し、このアスペクト比は好ましくは２０一７５で
ある。繊維の長さ‘ま、４０ミクロンより長く、たとえ
ば２００−４００ミクロンである。直径は２００ミクロ
ンより短く、たとえば１０−３５ミクロンである。アル
ミニウムは繊維に耐酸化性を与えるのに役立つ。
これは、アルミニウムが他の金属に優先して酸素と結合
して繊維表面に酸化アルミニウム被膜を形成するためで
ある。アルミニウムの酸化速度は比較的遅い。したがっ
て、合金はゆっくりと酸化する。４よりも小さい重量パ
ーセントのアルミニウムを用いる場合には、合金の耐酸
化特性は弱くなる。
して繊維表面に酸化アルミニウム被膜を形成するためで
ある。アルミニウムの酸化速度は比較的遅い。したがっ
て、合金はゆっくりと酸化する。４よりも小さい重量パ
ーセントのアルミニウムを用いる場合には、合金の耐酸
化特性は弱くなる。
１５よりも大きい重量パーセントのアルミニウムを用い
る場合には、合金が硬すぎることになる。
る場合には、合金が硬すぎることになる。
繊維直径は耐酸化硫化特性に影響を与える。
直径が小さいと、直径の大きい繊維よりも急速に酸化す
る傾向がある。これを補正するには、小さい直径の繊維
のときより多くのアルミニウムを加えるとよい。通常、
繊維形態では最小６重量パーセントのアルミニウムを含
む。酸化状態の下では、禾結合アルミニウムが繊維内部
からその表面に向って連続的に送られて酸化アルミニウ
ム被膜を形成する。未酸化アルミニウムのレベルが３重
量パーセントに近づくと、酸化クロムおよび酸化鉄が生
じ始め、繊維は急速に耐酸化特性を失って破断する。ク
ロムは合金に耐硫化性を与えるのに役立つ。
る傾向がある。これを補正するには、小さい直径の繊維
のときより多くのアルミニウムを加えるとよい。通常、
繊維形態では最小６重量パーセントのアルミニウムを含
む。酸化状態の下では、禾結合アルミニウムが繊維内部
からその表面に向って連続的に送られて酸化アルミニウ
ム被膜を形成する。未酸化アルミニウムのレベルが３重
量パーセントに近づくと、酸化クロムおよび酸化鉄が生
じ始め、繊維は急速に耐酸化特性を失って破断する。ク
ロムは合金に耐硫化性を与えるのに役立つ。
クロムが硫黄に反応して硫黄がアルミニウムに反応する
のを防ぐことは良く知られている。それ故、アルミニウ
ムは酸素と自由に反応して保護用酸化アルミニウムとな
る。ニッケルは１５０００Ｆ（８１５ｑ０）以上の温度
に耐える能力をＦｅＮｉＣｒＡＩＹ合金に与えると、本
発明者は考えている。
のを防ぐことは良く知られている。それ故、アルミニウ
ムは酸素と自由に反応して保護用酸化アルミニウムとな
る。ニッケルは１５０００Ｆ（８１５ｑ０）以上の温度
に耐える能力をＦｅＮｉＣｒＡＩＹ合金に与えると、本
発明者は考えている。
ＦｅＮｉＣｒＡＩＹ合金を５ミリ厚の箔に作ってこれを
空気中で１６００時間１９０００Ｆ（１０３７．℃）も
の温度で試験したところ、ほんの少しの化しか認められ
なかった。イットリウムその他のｍＢ族金属の目的は酸
イァルミニウム被膜を合金表面に接合させることにある
。
空気中で１６００時間１９０００Ｆ（１０３７．℃）も
の温度で試験したところ、ほんの少しの化しか認められ
なかった。イットリウムその他のｍＢ族金属の目的は酸
イァルミニウム被膜を合金表面に接合させることにある
。
イットリウムが約０．０５重量パーセントをえると、鉄
・イットリウム相（ＹＦｅ９）が沈澱する。約０．０５
重量パーセント以下のレベルでは、この鉄・イットリウ
ム相は生じない。鉄・イットリウム相はアルミニウムが
存在しているにもかかわらず急速に酸化する。したがっ
て、鉄・イットリウム相の生成を避けた方が望ましい。
これは、特に、繊維、粉末、箔、ワイヤのような表面積
の大きい要素を作るときに言えることである。表面積の
大きい要素とは５比ネ‐１よりも大きい表面対体積の比
を持ったものを云う。Ａ型合金で作った繊維で用いるイ
ットリウムの量は、鉄・イットリウム相を作るには不充
分であるが、酸化アルミニウム被覆を表面に接合させる
には適当であるという範囲にある。代表的には、０．０
００５乃至０．０５重量パーセントのイットリウムを用
いる。０．０５％よりも多いイットリウム成分を有する
ＦｅＮｉＣｒＮＹ合金の溶融金属組成物からィンゴット
を鋳造するときに、そのイットリウムがＦｅ成分と結合
して金属間化合物（ＹＦｅ９）を形成し始めることがわ
かった。
・イットリウム相（ＹＦｅ９）が沈澱する。約０．０５
重量パーセント以下のレベルでは、この鉄・イットリウ
ム相は生じない。鉄・イットリウム相はアルミニウムが
存在しているにもかかわらず急速に酸化する。したがっ
て、鉄・イットリウム相の生成を避けた方が望ましい。
これは、特に、繊維、粉末、箔、ワイヤのような表面積
の大きい要素を作るときに言えることである。表面積の
大きい要素とは５比ネ‐１よりも大きい表面対体積の比
を持ったものを云う。Ａ型合金で作った繊維で用いるイ
ットリウムの量は、鉄・イットリウム相を作るには不充
分であるが、酸化アルミニウム被覆を表面に接合させる
には適当であるという範囲にある。代表的には、０．０
００５乃至０．０５重量パーセントのイットリウムを用
いる。０．０５％よりも多いイットリウム成分を有する
ＦｅＮｉＣｒＮＹ合金の溶融金属組成物からィンゴット
を鋳造するときに、そのイットリウムがＦｅ成分と結合
して金属間化合物（ＹＦｅ９）を形成し始めることがわ
かった。
これは大きなィンゴツトを作るのに必要なゆっくりした
冷却時間が原因である。このＹＦｅ９は鎌または針状の
構造であり、繊維化の最中に凝結してＡ型合金繊維を作
る。これらのＹＦｅ９針は繊維の軸線に対して直角、．
すなわち横切る方向であって繊維をかなり弱めているよ
うに思える。しかしながら、繊維あるいは粉体をこの合
金から直接、たとえばメルトェキストラクションあるい
は普通の粉状金属製造方法によって形成する場合、熔融
段階からかなり急激な冷却を行ない、針状ＹＦｅ９金属
間化合物の生成あるいは過度の成長ないこＦｅＮｉＣｒ
山Ｙ合金に０．５重量％ほどのイットリウムを持たせる
ことができる。こうしてこの繊維製造方法によれば、イ
ットリウムの重量パーセンテージ範囲は、望ましくない
ＹＦｅ９金属間化合物の生成なしに０．０５％から０．
５％まで変化させうる。上記合金の繊維または粉末で作
ったシールは、本質的には、焼結した繊維または粉末で
形成した多孔質のものである。
冷却時間が原因である。このＹＦｅ９は鎌または針状の
構造であり、繊維化の最中に凝結してＡ型合金繊維を作
る。これらのＹＦｅ９針は繊維の軸線に対して直角、．
すなわち横切る方向であって繊維をかなり弱めているよ
うに思える。しかしながら、繊維あるいは粉体をこの合
金から直接、たとえばメルトェキストラクションあるい
は普通の粉状金属製造方法によって形成する場合、熔融
段階からかなり急激な冷却を行ない、針状ＹＦｅ９金属
間化合物の生成あるいは過度の成長ないこＦｅＮｉＣｒ
山Ｙ合金に０．５重量％ほどのイットリウムを持たせる
ことができる。こうしてこの繊維製造方法によれば、イ
ットリウムの重量パーセンテージ範囲は、望ましくない
ＹＦｅ９金属間化合物の生成なしに０．０５％から０．
５％まで変化させうる。上記合金の繊維または粉末で作
ったシールは、本質的には、焼結した繊維または粉末で
形成した多孔質のものである。
通常、このシールは０．１乃至０．５の分別密度を有す
る。分別密度Ｄは、シールの全体積（Ｖｔ）から孔体積
（Ｖｏ）を引いてそれを全体燈（Ｖｔ）で割って計算し
たものである。Ｄ＝ご云２ 主として繊維でシールを作ると好ましい。
る。分別密度Ｄは、シールの全体積（Ｖｔ）から孔体積
（Ｖｏ）を引いてそれを全体燈（Ｖｔ）で割って計算し
たものである。Ｄ＝ご云２ 主として繊維でシールを作ると好ましい。
以下、添付図面を参照しながら説明する。
実施例として、鉄、ニッケル、クロム、アルミニウムお
よびイットリウムの粉末を次のパーセンテイジで混合し
た。
よびイットリウムの粉末を次のパーセンテイジで混合し
た。
鉄 −４６．９９重量パーセントニッケル
一２５．００ 〃クロム −１９．００
〃 アルミニウム− ９．００ 〃 イットリウム− ０．０１ 〃 この混合物を誘導加熱式真空炉で溶融させてからるつぼ
に注入し、ィンゴットに形成して冷却した。
一２５．００ 〃クロム −１９．００
〃 アルミニウム− ９．００ 〃 イットリウム− ０．０１ 〃 この混合物を誘導加熱式真空炉で溶融させてからるつぼ
に注入し、ィンゴットに形成して冷却した。
このＦｅＮｉＣｒＡＩＹ合金の融点は約２５７５０Ｆ（
１４１５００）である。この実施例の合金は未処理の場
合単一相である。
１４１５００）である。この実施例の合金は未処理の場
合単一相である。
これは第１図に示してある。２１７５０Ｆ（１１９０℃
）の温度で８時間ィンゴツトを熱処理すると相分離が生
じる。
）の温度で８時間ィンゴツトを熱処理すると相分離が生
じる。
これが第２図に示すものである。脂灰色の粒子がアルミ
ニウム濃厚相である。これらの粒子はＦｅＮｉＣｒＡＩ
Ｙ合金（明るい背景部分）全体に均一に分布している。
ＦｅＮｉＣｒＡＩＹ繊維を１９７４年２月８日に出願し
た米国特許出願第４４４７９４号に記載されている合金
で作った繊維と比較した。
ニウム濃厚相である。これらの粒子はＦｅＮｉＣｒＡＩ
Ｙ合金（明るい背景部分）全体に均一に分布している。
ＦｅＮｉＣｒＡＩＹ繊維を１９７４年２月８日に出願し
た米国特許出願第４４４７９４号に記載されている合金
で作った繊維と比較した。
これらの合金のうちより有望なものの１つ、ニッケル、
クロム、アルミニウム、イットリウム（ＦｅＮｊＣｒＮ
Ｙ）の合金を繊維状に形成した。第３図に示したように
、このＮｊＣｒＡＩＹ繊維は大きな面積の暗い部分と見
える比較的大きな２，３のアルミニウム濃厚粒子を含ん
でいる。繊維の主体部、すなわち明るい区域にはアルミ
ニウムは無い。アルミニウム分布が不均一なので、Ｎｉ
ＣｒＡＩＹ繊維の主体部は酸化が進むにつれて急速にア
ルミニウムを失い、耐酸化特性を失う。第４図に示すよ
うに、ＦｅＮｉＣｒ山Ｙ繊維は全体的に均一な分布のア
ルミニウム濃厚相を有する。したがって、この繊維の表
面は均一に酸化する。この特徴の故に、ＦｅＮｉＣｒ山
Ｙ繊維の寿命は、高温酸化、硫化状態の下でＮｉＣｒＡ
ＩＹ繊維よりも長い。Ａ型合金の全体に分布して小さな
アルミニウム濃厚粒子が生じたことはまったく予期しな
かったことである。
クロム、アルミニウム、イットリウム（ＦｅＮｊＣｒＮ
Ｙ）の合金を繊維状に形成した。第３図に示したように
、このＮｊＣｒＡＩＹ繊維は大きな面積の暗い部分と見
える比較的大きな２，３のアルミニウム濃厚粒子を含ん
でいる。繊維の主体部、すなわち明るい区域にはアルミ
ニウムは無い。アルミニウム分布が不均一なので、Ｎｉ
ＣｒＡＩＹ繊維の主体部は酸化が進むにつれて急速にア
ルミニウムを失い、耐酸化特性を失う。第４図に示すよ
うに、ＦｅＮｉＣｒ山Ｙ繊維は全体的に均一な分布のア
ルミニウム濃厚相を有する。したがって、この繊維の表
面は均一に酸化する。この特徴の故に、ＦｅＮｉＣｒ山
Ｙ繊維の寿命は、高温酸化、硫化状態の下でＮｉＣｒＡ
ＩＹ繊維よりも長い。Ａ型合金の全体に分布して小さな
アルミニウム濃厚粒子が生じたことはまったく予期しな
かったことである。
コバルト、ニッケル、クロム、アルミニウムおよびイッ
トリウムから成るコバルトベースの合金を作ってアルミ
ニウム濃厚粒子が同様に均一に分布するかどうか実験し
てみた。第５図が鋳造したままの状態のこのＣＯＮｉＣ
ｒＡＩＹ合金を示している。この合金はもうすでに２つ
の相を含む。暗い方の区域がアルミニウム濃厚相である
。第６図は２１７５０Ｆ（１１９０ｑｏ）で６時間熱処
理した後のＣＯＮｉＣｒＡＩＹ合金を示す。加熱しても
、アルミニウム濃厚相は均一に分布していない。本発明
のＦｅＮｉＣｒＡＩＹ繊維の優れた耐酸化硫化特性を試
験するために、Ａ型合金の繊維、ＮｉＣｒＡＩＹ合金の
繊維および市販合金で作った繊維をオイルバーナの排気
にさらした。
トリウムから成るコバルトベースの合金を作ってアルミ
ニウム濃厚粒子が同様に均一に分布するかどうか実験し
てみた。第５図が鋳造したままの状態のこのＣＯＮｉＣ
ｒＡＩＹ合金を示している。この合金はもうすでに２つ
の相を含む。暗い方の区域がアルミニウム濃厚相である
。第６図は２１７５０Ｆ（１１９０ｑｏ）で６時間熱処
理した後のＣＯＮｉＣｒＡＩＹ合金を示す。加熱しても
、アルミニウム濃厚相は均一に分布していない。本発明
のＦｅＮｉＣｒＡＩＹ繊維の優れた耐酸化硫化特性を試
験するために、Ａ型合金の繊維、ＮｉＣｒＡＩＹ合金の
繊維および市販合金で作った繊維をオイルバーナの排気
にさらした。
これら３つのサンプルは同時に１５５００Ｆ（８４００
０）で９８時間の試験を受けたことになる。第７−９図
に示すように、Ａ型合金繊維にはなんらのスケールの生
成も認められないが、他の繊維にはスケールが発生して
いる。
０）で９８時間の試験を受けたことになる。第７−９図
に示すように、Ａ型合金繊維にはなんらのスケールの生
成も認められないが、他の繊維にはスケールが発生して
いる。
第１図は未処理ＦｅＮｉＣｒＡＩＹ合金の５０Ｍ音顕微
鏡写真であり、第２図は熱処理したＦｅＮｉＣｒＡＩＹ
合金の１００の音顕微鏡写真であり、第３図はＮｉＣｒ
山Ｙ合金繊維の５０針音頭微鏡写真であり、第４図は熱
処理したＦｅＮｉＣｒＡＩＹ合金繊維の５０の音顕微鏡
写真であり、第５図は未処理のコバルトベース合金の５
０ぴ音頭微鏡写真であり、第６図は熱処理後の第５図の
合金を示す５０Ｍ音顕微鏡写真であり、第７図はオイル
バーナの排気にさらした後のＦｅＮｉＣｒ山Ｙ繊維の５
０の音顕微鏡写真であり、第８図はオイルバーナの排気
にさらした後のＮｉＣｒＭＹ繊維の５０の音頭微鏡写真
であり、第９図はオイルバーナの排気にさらした後の繊
維（鉄ベース）の５０Ｍ音顕微鏡写真である。 第１図 第２図 ３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図
鏡写真であり、第２図は熱処理したＦｅＮｉＣｒＡＩＹ
合金の１００の音顕微鏡写真であり、第３図はＮｉＣｒ
山Ｙ合金繊維の５０針音頭微鏡写真であり、第４図は熱
処理したＦｅＮｉＣｒＡＩＹ合金繊維の５０の音顕微鏡
写真であり、第５図は未処理のコバルトベース合金の５
０ぴ音頭微鏡写真であり、第６図は熱処理後の第５図の
合金を示す５０Ｍ音顕微鏡写真であり、第７図はオイル
バーナの排気にさらした後のＦｅＮｉＣｒ山Ｙ繊維の５
０の音顕微鏡写真であり、第８図はオイルバーナの排気
にさらした後のＮｉＣｒＭＹ繊維の５０の音頭微鏡写真
であり、第９図はオイルバーナの排気にさらした後の繊
維（鉄ベース）の５０Ｍ音顕微鏡写真である。 第１図 第２図 ３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 繊維または粉末あるいは繊維と粉末の合成物で作っ
た摩耗性シールであって、前記繊維、粉末の各々が、２
−１５重量パーセントのアルミニウム、１５−３５重量
パーセントのニツケル、最低１２重量パーセント、最高
３３重量パーセントのクロム、０．０００５−０．５重
量パーセントのイツトリウム、他のいずれの金属よりも
多い量の鉄を包含する組成物を有し、アルミニウムとク
ロムの総合濃度が３５重量パーセントを越えず、ニツケ
ルとクロムの総合濃度が５０重量パーセントを越えず、
繊維および粉末の直径が３５ミクロン以下である摩耗性
シール。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の摩耗性シールにおいて
、０．１−０．５の密度を有することを特徴とする摩耗
性シール。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の摩耗性シールにおいて
、本質的に、２２−２７重量パーセントのニツケル、１
８−２２重量パーセントのクロム、９−１５重量パーセ
ントのアルミニウム、０．０００５−０．０５重量パー
セントのイツトリウム、残部の鉄からなることを特徴と
する摩耗性シール。 ４ 特許請求の範囲第１項記載の摩耗性シールにおいて
、全体的に均一に分散したアルミニウムの濃厚相を包含
することを特徴とする摩耗性シール。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/671,398 US4080204A (en) | 1976-03-29 | 1976-03-29 | Fenicraly alloy and abradable seals made therefrom |
| US671398 | 1976-03-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57185955A JPS57185955A (en) | 1982-11-16 |
| JPS6014093B2 true JPS6014093B2 (ja) | 1985-04-11 |
Family
ID=24694367
Family Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2372277A Granted JPS52117826A (en) | 1976-03-29 | 1977-03-04 | Feeniicrrally alloy and wear resistance sheets made of it |
| JP56215984A Expired JPS6014093B2 (ja) | 1976-03-29 | 1981-12-30 | 摩耗性シ−ル |
| JP56215983A Granted JPS57191326A (en) | 1976-03-29 | 1981-12-30 | Metal fiber |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2372277A Granted JPS52117826A (en) | 1976-03-29 | 1977-03-04 | Feeniicrrally alloy and wear resistance sheets made of it |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56215983A Granted JPS57191326A (en) | 1976-03-29 | 1981-12-30 | Metal fiber |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4080204A (ja) |
| JP (3) | JPS52117826A (ja) |
| BE (1) | BE851935A (ja) |
| CA (1) | CA1084309A (ja) |
| DE (1) | DE2713721C2 (ja) |
| FR (1) | FR2346461A1 (ja) |
| GB (1) | GB1575038A (ja) |
| IT (1) | IT1077846B (ja) |
| NL (1) | NL7703351A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4251272A (en) * | 1978-12-26 | 1981-02-17 | Union Carbide Corporation | Oxidation resistant porous abradable seal member for high temperature service |
| US4273824A (en) * | 1979-05-11 | 1981-06-16 | United Technologies Corporation | Ceramic faced structures and methods for manufacture thereof |
| US4289446A (en) * | 1979-06-27 | 1981-09-15 | United Technologies Corporation | Ceramic faced outer air seal for gas turbine engines |
| US4336276A (en) * | 1980-03-30 | 1982-06-22 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Fully plasma-sprayed compliant backed ceramic turbine seal |
| GB2081817B (en) * | 1980-08-08 | 1984-02-15 | Rolls Royce | Turbine blade shrouding |
| US4377371A (en) * | 1981-03-11 | 1983-03-22 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Laser surface fusion of plasma sprayed ceramic turbine seals |
| US4460542A (en) * | 1982-05-24 | 1984-07-17 | Cabot Corporation | Iron-bearing nickel-chromium-aluminum-yttrium alloy |
| JPH0331237Y2 (ja) * | 1985-08-30 | 1991-07-02 | ||
| FR2587635B1 (fr) * | 1985-09-20 | 1989-01-27 | Onera (Off Nat Aerospatiale) | Procede d'obtention d'un element allonge (notamment ruban ou fil) constitue en un alliage, element allonge ainsi obtenu et applications de celui-ci |
| DE3775671D1 (de) * | 1986-09-08 | 1992-02-13 | Bbc Brown Boveri & Cie | Oxyddispersionsgehaertete superlegierung mit verbesserter korrosionsbestaendigkeit auf der basis von nickel. |
| US4743318A (en) * | 1986-09-24 | 1988-05-10 | Inco Alloys International, Inc. | Carburization/oxidation resistant worked alloy |
| US4842953A (en) * | 1986-11-28 | 1989-06-27 | General Electric Company | Abradable article, and powder and method for making |
| BE1001539A3 (nl) * | 1988-03-17 | 1989-11-21 | Bekaert Sa Nv | Metaalvezels verkregen door gebundeld trekken. |
| US4983356A (en) * | 1988-06-20 | 1991-01-08 | General Electric Company | Ruthenium bearing iron base high temperature structural alloys |
| DE3936429A1 (de) * | 1989-11-02 | 1991-05-08 | Rohs Ulrich | Stroemungsmaschine |
| DE4130946C1 (ja) * | 1991-09-18 | 1992-09-03 | Mtu Muenchen Gmbh | |
| US6547522B2 (en) * | 2001-06-18 | 2003-04-15 | General Electric Company | Spring-backed abradable seal for turbomachinery |
| JP2003147464A (ja) | 2001-11-02 | 2003-05-21 | Tocalo Co Ltd | 高温強度部材 |
| US6969231B2 (en) * | 2002-12-31 | 2005-11-29 | General Electric Company | Rotary machine sealing assembly |
| JP5292581B2 (ja) * | 2007-07-26 | 2013-09-18 | 学校法人藤田学園 | 血管撮影装置 |
| JP5411569B2 (ja) * | 2009-05-01 | 2014-02-12 | 株式会社日立製作所 | シール構造とその制御方法 |
| CN103774206B (zh) * | 2013-12-27 | 2017-08-15 | 威瑞泰科技发展(宁波)有限公司 | 一种金属纤维的制备工艺 |
| CN108779538B (zh) * | 2016-10-21 | 2021-02-05 | 韩国科学技术院 | 高强度Fe-Cr-Ni-Al多相不锈钢及其制造方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2930521A (en) * | 1955-08-17 | 1960-03-29 | Gen Motors Corp | Gas turbine structure |
| US3042365A (en) * | 1957-11-08 | 1962-07-03 | Gen Motors Corp | Blade shrouding |
| US3817719A (en) * | 1971-07-09 | 1974-06-18 | United Aircraft Corp | High temperature abradable material and method of preparing the same |
| US3754898A (en) * | 1972-01-07 | 1973-08-28 | Gurty J Mc | Austenitic iron alloys |
| US3912552A (en) * | 1972-05-17 | 1975-10-14 | Int Nickel Co | Oxidation resistant dispersion strengthened alloy |
| JPS5129968B2 (ja) * | 1973-09-08 | 1976-08-28 |
-
1976
- 1976-03-29 US US05/671,398 patent/US4080204A/en not_active Expired - Lifetime
-
1977
- 1977-02-07 CA CA271,230A patent/CA1084309A/en not_active Expired
- 1977-02-09 GB GB5442/77A patent/GB1575038A/en not_active Expired
- 1977-03-01 BE BE2055700A patent/BE851935A/xx not_active IP Right Cessation
- 1977-03-04 JP JP2372277A patent/JPS52117826A/ja active Granted
- 1977-03-25 IT IT48654/77A patent/IT1077846B/it active
- 1977-03-28 DE DE2713721A patent/DE2713721C2/de not_active Expired
- 1977-03-28 FR FR7709211A patent/FR2346461A1/fr active Granted
- 1977-03-28 NL NL7703351A patent/NL7703351A/xx not_active Application Discontinuation
-
1981
- 1981-12-30 JP JP56215984A patent/JPS6014093B2/ja not_active Expired
- 1981-12-30 JP JP56215983A patent/JPS57191326A/ja active Granted
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|---|---|
| BE851935A (fr) | 1977-07-01 |
| FR2346461A1 (fr) | 1977-10-28 |
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| JPS52117826A (en) | 1977-10-03 |
| DE2713721C2 (de) | 1981-10-15 |
| CA1084309A (en) | 1980-08-26 |
| IT1077846B (it) | 1985-05-04 |
| JPS57191326A (en) | 1982-11-25 |
| JPS5745820B2 (ja) | 1982-09-30 |
| US4080204A (en) | 1978-03-21 |
| FR2346461B3 (ja) | 1980-04-25 |
| GB1575038A (en) | 1980-09-17 |
| JPS57185955A (en) | 1982-11-16 |
| DE2713721A1 (de) | 1977-10-06 |
| NL7703351A (nl) | 1977-10-03 |
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