DE10223701A1

DE10223701A1 - Einzelkristallkeim

Info

Publication number: DE10223701A1
Application number: DE10223701A
Authority: DE
Inventors: Steven T Schaadt; Brad J Murphy; Lisa K Koivisto
Original assignee: Howmet Research Corp
Current assignee: Howmet Corp
Priority date: 2001-06-11
Filing date: 2002-05-28
Publication date: 2002-12-12
Also published as: GB2377194A; JP4327414B2; US20020185247A1; US20100058977A1; GB2377194B; FR2825722A1; JP2003062659A; FR2825722B1; US7810547B2; GB0212394D0; US7575038B2

Abstract

Ein Einzelkristallkeim zur Verwendung beim Gießen eines Einzelkristallgegenstandes besteht im wesentlichen aus 5,0 bis 40,0 Gew.-% Mo, bis zu 0,1 Gew.-% C und als Rest im wesentlichen Ni.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Keim zum Gießen eines Einzelkristall gegenstandes, eine Einzelkristallgießform und ein Verfahren zum Gießen eines Einzelkristallgegenstandes.

Das Einzelkristallgießen und Erstarren geschmolzenen Metalls unter Ver wendung einer keramischen Maskenform, die auf einer Abschreckplatte angeordnet ist, ist in der Genaugusstechnik (investment casting) zum Herstellen von Gussteilen wie Einzelkristall-Gasturbinenschaufeln (Lauf und Leitschaufeln) bekannt. Bei einer Ausführungsform des Einzelkristallgießens enthält die keramische Masken form eine untere Kornstarterkammer (grain starter cavity) mit einem darin angeord neten Einzelkristallkeim. Der Keim steht mit einem oberen Formhohlraum in Ver bindung. Der Keim ist in der unteren Kornstarterkammer angeordnet oder wird mit dieser in anderer Weise verbunden. Die keramische Maskenform wird unter Ver wendung des bekannten Wachsausschmelzverfahrens vorgeformt. Wenn geschmol zenes Metall in die Maskenform eingebracht wird, soll der Einzelkristall von dem Keim aus epitaktisch nach oben wachsen, und zwar mit einer von dem Keim be stimmten vorgegebenen kristallographischen Orientierung, zwecks Fortpflanzung durch das geschmolzene Metall in dem Formhohlraum. Während der Einzelkristall erstarrung wird die mit Schmelze gefüllte Form aus dem Gießofen abgezogen, um für eine Wärmeabgabe aus dem geschmolzenen Metall in der Form in einer Rich tung zu sorgen und dadurch eine Erstarrungsfront des Einzelkristalls durch das ge schmolzene Metall in dem Formhohlraum zur Herstellung des Einzelkristallguss teils zu bilden.

Bei Einzelkristallkeimen zum Gießen von Superlegierungen auf Nickelbasis wurden bisher Keimlegierungszusammensetzungen ähnlich denen der zu ver gießenden Nickelbasis-Superlegierungen verwendet. An den Oberflächen derartiger Keime kann bei den hohen Form-Vorheiztemperaturen, wie sie beim Einzelkristall gießen verwendet werden, ein Oxidwachstum auftreten. Dieses Oxidwachstum er folgt beim Vorheizen der Form in einem Vakuum-Gießofen und kann zu einer Keimbildung von Störkörnern führen, die in der Starterkammer anstelle des erwar teten Einzelkristalls wachsen. Dies wiederum kann zu einem erhöhten Ausschuss der Gussteile führen, da ihre Kornorientierung außerhalb einer vorgegebenen Spezi fikation liegt (beispielsweise bei der die [001] Kristallachse innerhalb eines be stimmten Winkelbereichs relativ zur Z-Achse der Turbinenschaufel liegen muss).

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Einzelkristallkeim sowie eine Einzelkristallgießform und ein Verfahren zum Gießen eines Einzelkristall gegenstandes zu schaffen, bei denen das oben geschilderte Problem des Oxid wachstums und Störkorn-Keimbildung überwunden ist und spezielle Eingusstechniken (gating schemes) nicht erforderlich sind.

Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen definiert.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Einzel kristallkeim zum Gießen von Nickellegierungen und Kobaltlegierungen als Einzel kristalle vorgesehen, bei denen der Keim aus einem oder mehreren Legierungsele menten besteht, die ausgewählt sind aus einer Gruppe, bestehend aus Mo, Cr, W, Ta, Re, Nb, und V in bestimmten Anteilen, und als Rest Ni und/oder Co. Der Keim kann zum Gießen von Einzelkristallgegenständen aus einer Superlegierung auf Nickelbasis wie z. B. Turbinenschaufeln oder als Nickellegierungs- und Kobaltlegie rungs-Keim zur Verwendung beim Einzelkristallgießen von Superlegierungen auf Nickelbasis verwendet werden.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung besteht der Einzelkristallkeim im wesentlichen aus ungefähr 5,0 bis 40,0 Gew.-% Mo, bis zu 0,1 Gew.-% C und/oder B und als Rest im wesentlichen Ni. Der Keim ist resistent gegenüber Oxidwachstum unter Bedingungen, wie sie beim Vorheizen einer Ein zelkristallform auftreten, um die oben geschilderten Probleme von Oxidwachstum und Störkorn-Keimbildung sowie das Erfordernis spezieller Eingusstechniken zu überwinden.

Der Keim wird in einer Starterkammer einer Einzelkristallgießform angeord net, um epitaktische Kornbildung und Kornwachstum in geschmolzenem metalli schem Material, das sich in einem Formhohlraum befindet, zu initiieren.

Anhand der einzigen Figur, die eine Schnittansicht einer keramischen Mas kenform mit einem Einzelkristallkeim in einer Kornstarterkammer darstellt, werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst oxidresistente Einzelkristallkeime zum Gießen von Einzelkristallschaufelflügeln wie z. B. Turbi nenschaufeln eines Gasturbinentriebwerks wie auch anderer Gegenstände aus Ein zelkristall-Superlegierungen auf Nickelbasis. Ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst oxidresistente Einzelkristallkeime zum Gießen von Nickellegierungs-Keimkörpern und Kobaltlegierungs-Keimkörpern, die in Einzel kristall-Gießverfahren zum Herstellen anderer Gegenstände wie z. B. der oben er wähnten Schaufelflügel aus einer Einzelkristallsuperlegierung auf Nickelbasis ver wendet werden können.

Die in der Figur dargestellte keramische Maskenform (investment shell mold) 10 umfasst einen Einzelkristallkeim 20 in Form eines gegossenen Nickel legierungs- oder Kobaltlegierungs-Körpers 21, der sich in einer Kornstarterkammer 12 am unteren Ende der Form 10 befindet. Die Kornstarterkammer 12 ist an ihrem oberen Ende durch einen Verbindungskanal 14 mit einem Gegenstands-Formhohl raum 16 verbunden, der die Form des zu gießenden Gegenstandes hat. Der zu gießende Gegenstand kann eine Gasturbinenschaufel (Lauf oder Leitschaufel) oder ein anderes Produkt sein. Der zu gießende Gegenstand kann selbst ein Einzelkristall- Keimkörper 21 sein, wie er bei dem Einzelkristallgießen von Gegenständen aus einer Superlegierung auf Nickelbasis verwendet wird. Ein Gießtrichter 18 ist oberhalb des Formhohlraumes 16 vorgesehen, um geschmolzenes Metall bzw. eine ge schmolzene Legierung dem Formhohlraum und der Starterkammer zuzuführen. Die Starterkammer 12 steht an ihrem unteren Ende mit einer Abschreckplatte 40 eines Stempels 42 einer Gießmaschine in Verbindung, bei der die sogenannte Bridgeman- Formabziehtechnik zur Anwendung kommt. Der Keim 20 kann unmittelbar auf der Abschreckplatte 40 sitzen oder in der Form außer Kontakt mit der Abschreckplatte 40 angeordnet sein.

Der Einzelkristallkeim 20 kann in die Starterkammer 12 unter Verwendung herkömmlicher Formherstellungstechniken eingebracht werden, bei denen eine Wachsmodellanordnung mit der Starterkammer, dem Verbindungskanal und dem Formhohlraum geformt wird und mit einem keramischen Formmaterial unter Ver wendung des Wachsausschmelzverfahrens umgeben wird. Nachdem die Modell anordnung aus der Maskenform entfernt wurde, wird die Maskenform zum Ent wickeln der für das Gießen erforderlichen Festigkeit gebrannt. Der Keim 20 wird dann in das offene Ende der Starterkammer 12 eingesetzt. Der Keim 20 ist typischerweise ein gegossener zylindrischer Körper 21, wenngleich auch andere Keimformen bzw. -konfigurationen beim Umsetzen der Erfindung verwendet werden können. Als an dere Möglichkeit kann der Keim 20 an der Wachsanordnung befestigt werden, wor auf dann die Maskenform um die Wachsanordnung und den Keim 20 herum gebil det wird.

Die vorliegende Erfindung umfasst die Verwendung eines Keims 20, der ein oder mehrere Legierungselemente aufweist, die ausgewählt sind aus einer Gruppe, die aus Mo, Cr, W, Ta, Re, Nb und V in bestimmten Anteilen und einem Rest aus Ni, Co oder Kombinationen derselben besteht. Die angegebenen Legierungselemente sind ausscheidungshärtende Legierungselemente, die Ausscheidungen mit Ni oder Co oder miteinander oder mit anderen Legierungselementen bilden, wenn sie einer geeigneten Wärmebehandlung ausgesetzt werden. C und/oder B können wahlweise in dem Keim 20 vorhanden sein.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung besteht der Keim 20 im wesentlichen aus ungefähr 5,0 bis 40,0 Gew.-% Mo, bis zum 0,1 Gew.-% eines Elementes, das aus einer Gruppe ausgewählt wird, die aus C und B und Verbindungen derselben besteht, und einem Rest, der aus einer Gruppe ausgewählt wird, die aus Ni und Co und Verbindungen derselben besteht. Eine bevorzugte Zu sammensetzung des Keimes 20 zum Gießen von Nickelbasis-Superlegierungen und Nickellegierungs-Keimkörpern 21 besteht im wesentlichen aus ungefähr 15 bis 30 Gew.-% Mo, 0 bis ungefähr 0,05 Gew.-% C und/oder B und als Rest im wesent lichen Ni. Eine bevorzugte Zusammensetzung des Keims 20 zum Gießen von Kobalt legierungs-Keimkörpern 21 besteht im wesentlichen aus ungefähr 8 bis 28 Gew.-% Mo, ungefähr 0 bis 0,05 Gew.-% C und/oder B und als Rest im wesentlichen Co. Der Mo-Gehalt in den oben angegebenen Bereichen verleiht dem Kein 20 eine Oxi dationsresistenz, eine Festkörperlösungsverstärkung und einer Ausscheidungshärt barkeit. Der C und/oder B-Gehalt innerhalb der angegebenen Bereiche verleiht dem Keim 20 eine Legierungsreinheit und/oder eine Flüssigkeit/Festkörper-Temperatur steuerung. Der Keim 20 ist resistent gegenüber einer Oxidation und einem Oxid wachstum bei den hohen Gießform-Vorheiztemperaturen des typischen Einzel kristall-Gießverfahrens zur Überwindung der oben geschilderten Probleme des Oxid wachstums und der Störkornbildung wie auch des Erfordernisses spezieller Einguss techniken. Die Form 10 mit dem erfindungsgemäß vorgesehenen Keim 20 kann mit geschmolzener Superlegierung durch den oberen Gießtrichter 18 am oberen Ende gefüllt werden, während sich die Form in einem Vakuum-Gießofen befindet, oder auch durch irgendeine andere Formfüllmethode.

Bei anderen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung können die Legierungselemente (oder auch nur ein Legierungselement) aus einer oder mehreren Elementen der Gruppe, bestehend aus Mo, Cr, W, Ta, Re, Nb, V und Kombinatio nen derselben, in geeigneter Konzentration bzw. in geeigneten Konzentrationen in einem Nickellegierungs- oder Kobaltlegierungs-Keim 20 ausgewählt werden, um den Keim durch eine geeignete Wärmebehandlung einer Ausscheidungshärtung zu unterziehen.

Beispielsweise kann ein Keim 20 aus einer Legierung auf Nickelbasis auf weisen:
1) ungefähr 15 bis 47 Gew.-% Cr und als Rest Ni und wahlweise bis zu 0,1 Gew.-% C und/oder B, 2) ungefähr 10 bis 45 Gew.-% W und als Rest Ni und wahl weise bis zu 0,1 Gew.-% C und/oder B, 3) ungefähr 15 bis 33 Gew.-% Ta und als Rest Ni und wahlweise bis zu 0,1 Gew.-% C und/oder B, 4) ungefähr 8 bis 13 Gew.-% Re und als Rest Ni und wahlweise bis zu 0,1 Gew.-% C und/oder B, 5) ungefähr 5 bis 18 Gew.-% Nb und als Rest Ni und wahlweise bis zu 0,1 Gew.-% C und/oder B, 6) ungefähr 5 bis 30 Gew.-% V und als Rest Ni und wahlweise bis zu 0,1 Gew.-% C und/oder B.

Als weiteres Ausführungsbeispiel kann ein Keim 20 aus einer Legierung auf Kobaltbasis aufweisen:
1) ungefähr 2 bis 37 Gew.-% Cr und als Rest Co und wahl weise bis zu 0,1 Gew.-% C und/oder B, 2) ungefähr 10 bis 40 Gew.-% W und als Rest Co und wahlweise bis zu 0,1 Gew.-% C und/oder B, 3) ungefähr 5 bis 44 Gew.-% Ta und als Rest Co und wahlweise bis zu 0,1 Gew.-% C und/oder B, 4) ungefähr 5 bis 36 Gew.-% Re und als Rest Co und wahlweise bis zu 0,1 Gew.-% C und/oder B, 5) ungefähr 1 bis 12 Gew.-% Nb und als Rest Co und wahlweise bis zu 0,1 Gew.-% C und/oder B, 6) ungefähr 2 bis 28 Gew.-% V und als Rest Co und wahlweise bis zu 0,1 Gew.-% C und/oder B.

Der Keim 20 ist mit einer kristallographischen Orientierung versehen, die dem Einzelkristallgussteil in dem Formhohlraum 16 durch epitaktische Erstarrung verliehen wird, wie an sich bekannt ist. Beispielsweise kann der Keimkristall für die meisten stirnseitig zentrierten kubischen Nickelbasis-Superlegierungen eine [001] Kristallachse haben, die parallel zu der Z-Achse der im Formhohlraum 16 zu gießenden Turbinenschaufel ausgerichtet ist. Dem Keim 20 kann die erwünschte kristallographische Orientierung in der Weise verliehen werden, dass der Keim 20 mit der entsprechenden Orientierung gegossen wird, oder der Keim kann mechanisch so ausgerichtet werden, dass ein Gussteil mit der erwünschten Orientierung relativ zum Formhohlraum 16 entsteht.

Der Keim 20 kann in dem Zustand, wie er gegossen wurde, verwendet wer den, oder er kann wahlweise nach dem Gießen durch eine Wärmebehandlung aus scheidungsgehärtet werden, ehe er in die Gießform eingesetzt wird. Die Wärmebe handlung erfolgt bei einer Temperatur und Dauer, bei denen Ausscheidungen eines oder mehrerer der oben erwähnten ausscheidungshärtenden Elemente (z. B. Mo, Cr, W, Ta, Re, Nb und/oder V) mit Ni oder Co und/oder miteinander oder mit anderen vorhandenen Legierungselementen entstehen. Die für die Wärmebehandlung einge setzte Temperatur und Dauer hängt von der Zusammensetzung der verwendeten Keimlegierung ab. Die Temperatur und Dauer der Wärmebehandlung kann aus Phasen diagrammen der verwendeten speziellen Keimlegierung und/oder empirisch aus Wärmebehandlungs-Bewertungsuntersuchungen bestimmt werden.

Zum Gießen von Einzelkristall-Nickelbasis-Superlegierungen und Nickel- und Kobalt-Keimlegierungen wird die Form 10 typischerweise in einem Vakuum gießofen 50 mit einem Gehäuse 52 (susceptor) erwärmt, der mittels einer Induktions spule 54 auf eine Temperatur im Bereich von 1482 bis 1593°C (2700 bis 2900°F) erwärmt wird, ehe die geschmolzene Superlegierung eingegossen wird. Der Un terdruckwert in dem Gießofen beträgt typischerweise weniger als 15 µm. Die Tem peratur der supererwärmten geschmolzenen Legierung hängt von der verwendeten Legierung ab und liegt typischerweise im Bereich von 93 bis 260°C (200 bis 500°F) oberhalb des Schmelzpunktes der Legierung.

Nachdem die geschmolzene Legierung in den Gießtrichter 18 eingegossen wurde, fließt sie nach unten, um den Formhohlraum 16 und die Starterkammer 12 zu füllen, wodurch die geschmolzene Legierung einen oberen Bereich des Keims 20 aufschmilzt. Der Stempel 42 wird verstellt, um die Form 10 aus dem Gießofen 50 abzuziehen, um eine Erstarrungsfront in der geschmolzenen Legierung zu bilden, die aus der Starterkammer 12 durch den Verbindungskanal 14 und den Formhohl raum 16 nach oben wandert und somit ein Einzelkristall-Gussteil zu bilden, wie dies beispielsweise in der US-A-3 260 505 und der US-A-3 494 709 beschrieben ist.

Die Verwendung des oxidationsresistenten Keims 20 gemäß der vorliegen den Erfindung verringert oder eliminiert die Störkornbildung in der Starterkammer 12. Gussfehler aufgrund einer Kornfehlorientierung werden somit erheblich redu ziert.

Im folgenden werden einige konkrete Beispiele beschrieben.

BEISPIELE

Eine Nickelbasis-Superlegierung, die als GMSX-10 bekannt ist, wurde auf 1510°C (2750°F) erwärmt und in die Form 10 gegossen, die in einem Vakuum gießofen auf 1551°C (2825°F) erwärmt wurde. Der Einzelkristallkeim 20 enthielt Ni-26,6 Gew.-% Mo (d. h. 26.6 Gew.-% Mo und als Rest Ni) und wurde ausschei dungsgehärtet vor seiner Einbringung in die Form durch eine Wärmebehandlung bei 760°C (1400°F) sechs Stunden lang und auf Umgebungstemperatur luftgekühlt. Der Keim 20 zeigte keine merkliche Oxidation derart, dass keine Störkornbildung in der Starterkammer 12 auftrat.

CMSX-10 wurde ferner auf 1657°C (3015°F) erwärmt und in eine Form 10 gegossen, die auf 1551°C (2825°F) in einem Vakuumgießofen erwärmt wurde.

Der Keim 20 enthielt Ni-27,52 Gew.-% Mo und wurde vor seiner Einbringung in die Form durch eine Wärmebehandlung bei 760°C (1400°F) sechs Stunden lang ausscheidungsgehärtet und auf Umgebungstemperatur luftgekühlt. Der Keim zeigte keine merkliche Oxidation derart, dass keine Störkornbildung in der Starterkammer 12 auftrat.

Eine Nickelbasis-Superlegierung, die als Rene' N5 bekannt ist, wurde auf 1482°C (2700°F) erwärmt und in eine Form 10 gegossen, die auf 1551°C (2825°F) in einem Vakuumgießofen erwärmt wurde. Der Keim 20 enthielt Ni-25 Gew.-% Mo und wurde vor seiner Einbringung in die Form durch eine Wärmebehandlung bei 760°C (1400°F) sechs Stunden lang ausscheidungsgehärtet und auf Umge bungstemperatur luftgekühlt. Der Keim zeigte keine merkliche Oxidation derart, dass keine Störkornbildung in der Starterkammer 12 auftrat.

Rene' N5 wurde ferner auf 1482°C (2700°F) erwärmt und in eine Form 10 gegossen, die auf 1551°C (2825°F) in einem Vakuumgießofen erwärmt wurde. Der Keim 20 enthielt Ni-15 Gew.-% Mo-0,05 Gew.-% C und wurde vor seiner Ein bringung in die Form durch eine Wärmebehandlung bei 488°C (910°F) sechs Stunden lang ausscheidungsgehärtet und auf Umgebungstemperatur luftgekühlt. Der Keim zeigte keine merkliche Oxidation derart, dass keine Störkornbildung in der Starterkammer 12 auftrat.

Rene' N5 wurde ferner auf 1482°C (2700°F) erwärmt und in eine Form 10 gegossen, die auf 1551°C (2825°F) in einem Vakuumgießofen erwärmt wurde. Der Keim 20 enthielt Ni-26,4 Gew.-% Mo und wurde vor seiner Einbringung in die Form durch eine Wärmebehandlung bei 488°C (910°F) sechs Stunden lang aus scheidungsgehärtet und auf Umgebungstemperatur luftgekühlt. Der Keim zeigte keine merkliche Oxidation derart, dass keine Störkornbildung in der Starterkammer 12 auftrat.

Eine vierte Generations-Einzelkristall-Nickelbasis-Superlegierung wurde auf 1496°C (2725°F) erwärmt und in eine Form 10 gegossen, die auf 1551°C (2825°F) in einem Vakuumgießofen erwärmt wurde. Der Keim 20 enthielt Ni-27 Gew.-% Mo und wurde vor seiner Einbringung in die Form durch eine Wärmebehandlung bei 760°C (1400°F) sechs Stunden lang ausscheidungsgehärtet und auf Umge bungstemperatur luftgekühlt. Der Keim zeigte keine merkliche Oxidation derart, dass keine Störkornbildung in der Starterkammer 12 auftrat.

Eine Nickel-Einzelkristall-Keim-Legierung, die 20 Gew.-% Mo und als Rest Ni enthielt, wurde auf 1582°C (2880°F) erwärmt und in eine Form 10 gegossen, die auf 1551°C (2825°F) in einem Vakuumgießofen erwärmt wurde. Der Keim 20 enthielt Ni-25 Gew.-% Mo und wurde vor seiner Einbringung in die Form durch eine Wärmebehandlung bei 760°C (1400°F) sechs Stunden lang ausscheidungs gehärtet und auf Umgebungstemperatur luftgekühlt. Der Keim zeigte keine merkliche Oxidation derart, dass keine Störkornbildung in der Starterkammer 12 auftrat.

Eine Nickel-Einzelkristall-Keim-Legierung, die 20 Gew.-% Re und als Rest Ni enthielt, wurde auf 1593°C (2900°F) und in eine Form 10 gegossen, die auf 1551°C (2825°F) in einem Vakuumgießofen erwärmt wurde. Der Keim 20 enthielt Ni-25 Gew.- % Mo und wurde vor seiner Einbringung in die Form durch eine Wärme behandlung bei 760°C (1400°F) sechs Stunden lang ausscheidungsgehärtet und auf Umgebungstemperatur luftgekühlt. Der Keim zeigte keine merkliche Oxidation derart, dass keine Störkornbildung in der Starterkammer 12 auftrat.

Eine Nickel-Einzelkristall-Keim-Legierung, die 25 Gew.-% Mo und als Rest Ni enthielt, wurde auf 1482°C (2700°F) erwärmt und in eine Form 10 gegossen, die auf 1551°C (2825°F) in einem Vakuumgießofen erwärmt wurde. Der Keim 20 enthielt Ni-25 Gew.-% Mo und wurde vor seiner Einbringung in die Form durch eine Wärmebehandlung bei 760°C (1400°F) sechs Stunden lang ausscheidungs gehärtet und auf Umgebungstemperatur luftgekühlt. Der Keim zeigte keine merkliche Oxidation derart, dass keine Störkornbildung in der Starterkammer 12 auftrat.

Eine Nickel-Einzelkristall-Keim-Legierung, die 27 Gew.-% Mo und als Rest Ni enthielt, wurde auf 1482°C (2700°F) erwärmt und in eine Form 10 gegossen, die auf 1551°C (2825°F) in einem Vakuumgießofen erwärmt wurde. Der Keim 20 enthielt Ni-25 Gew.-% Mo und wurde vor seiner Einbringung in die Form durch eine Wärmebehandlung bei 760°C (1400°F) sechs Stunden lang ausscheidungs gehärtet und auf Umgebungstemperatur luftgekühlt. Der Keim zeigte keine merkliche Oxidation derart, dass keine Störkornbildung in der Starterkammer 12 auftrat.

Eine Nickel-Einzelkristall-Keim-Legierung, die 27 Gew.-% Mo und als Rest Ni enthielt, wurde auf 1482°C (2700°F) erwärmt und in eine Form 10 gegossen, die auf 1551°C (2825°F) in einem Vakuumgießofen erwärmt wurde. Der Keim 20 enthielt Ni-27 Gew.-% Mo und wurde vor seiner Einbringung in die Form durch eine Wärmebehandlung bei 760°C (1400°F) sechs Stunden lang ausscheidungs gehärtet und auf Umgebungstemperatur luftgekühlt. Der Keim zeigte keine merkliche Oxidation derart, dass keine Störkornbildung in der Starterkammer 12 auftrat.

Claims

1. Keim zum Gießen eines Einzelkristallgegenstandes, bestehend im wesent lichen aus:
einem Legierungselement, ausgewählt aus einer Gruppe, die besteht aus un gefähr 5,0 bis 40,0 Gew.-% Mo, ungefähr 15 bis 47 Gew.-% Cr, ungefähr 10 bis 45 Gew.-% W, ungefähr 15 bis 33 Gew.-% Ta, ungefähr 8 bis 13 Gew.-% Re, ungefähr 5 bis 18 Gew.-% Nb, ungefähr 5 bis 30 Gew.-% V, und Kombinationen derselben,
bis zu 0,1 Gew.-% eines Elementes, ausgewählt aus einer Gruppe, die aus C und B besteht, und
einem Rest, der aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Ni und Co besteht.

2. Keim zum Gießen eines Einzelkristallgegenstandes, bestehend im wesent lichen aus ungefähr 5 bis 40 Gew.-% Mo, ungefähr 0,1 Gew.-% C und/oder B und als Rest im wesentlichen Ni.

3. Keim nach Anspruch 2, bestehend im wesentlichen aus ungefähr 15 bis 30 Gew.-% Mo, bis zu ungefähr 0,05 Gew.-% C und als Rest im wesentlichen Ni.

4. Einzelkristallgießform (10) mit einer Kornstarterkammer (12), die mit einem Gegenstands-Formhohlraum (16) durch einen Kristallselektor verbunden ist, und einem Keim nach Anspruch 1 in der Kornstarterkammer.

5. Einzelkristallgießform (10) mit einer Kornstarterkammer (12), die mit einem Gegenstands-Formhohlraum (16) durch einen Kristallselektor verbunden ist, und einem Keim (20) in der Kornstarterkammer (12), welcher Keim (20) im we sentlichen besteht aus ungefähr 5,0 bis 40,0 Gew.-% Mo, bis zu 0,1 Gew.-% C und einem Rest, der ausgewählt ist aus einer Gruppe, die aus Ni und Co besteht.

6. Einzelkristallgießform nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Keim (20) im wesentlichen aus ungefähr 15 bis 30 Gew.-% Mo, bis zu ungefähr 0,05 Gew.-% C und als Rest im wesentlichen Ni besteht.

7. Verfahren zum Gießen eines Einzelkristallgegenstandes, bei dem ein Keim nach einem der Ansprüche 1 bis 3 in eine mit einem Gegenstands-Formhohlraum (16) verbundene Kornstarterkammer (12) angeordnet wird, eine geschmolzene Superlegierung in den Formhohlraum (16) eingebracht wird, und eine epitaktische Keimbildung und ein Wachstum eines Einzelkristallkorns in der geschmolzenen Superlegierung bewirkt werden.