DE2034608C2 - Process for increasing the ductility at high temperatures of nickel-based cast alloys - Google Patents
Process for increasing the ductility at high temperatures of nickel-based cast alloysInfo
- Publication number
- DE2034608C2 DE2034608C2 DE19702034608 DE2034608A DE2034608C2 DE 2034608 C2 DE2034608 C2 DE 2034608C2 DE 19702034608 DE19702034608 DE 19702034608 DE 2034608 A DE2034608 A DE 2034608A DE 2034608 C2 DE2034608 C2 DE 2034608C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- alloy
- alloys
- hafnium
- nickel
- temperatures
- 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
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
- C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
- C22C19/051—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
- C22C19/056—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being at least 10% but less than 20%
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Adornments (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
- Ink Jet (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Forging (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Description
Das Hauptpatent betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der üuktilltäl bei Temperaturen Im Bereich von 704 bis 87Γ C von Gußlegierungen auf Nickelbasis, die aus einer Charge mit nicht mehr als 5% Rücklaufschrott erschmolzen werden, bei denen die y'-Phase als Grundphase in der kristallinen Matrix vorliegt und die zur Verwendung unter Beanspruchung bei Temperaturen bis zu 1038° C geeignet sind, bestehend aus 0,02 bis 0,20% Kohlenstoff, bis 13% Chrom, bis 8% Molybdän, bis 6% Tantal, bis 14% Wolfram, bis 35% Kobalt. 4 bis 7% Aluminium. 0.5 bis 6% Titan, bis 3% Niob, bis 1,5% Vanadium, 0.002 bis 0,02% Bor, 0.01 bis 0.20% Zirkonium, Rest mindestens 36% Nickel sowie bis 2% an herstellungsbedingten üblichen Verunreinigungen, wobei der geschmolzenen Charge 0.5 bis 4% Hafnium nach der Desoxidation zugegeben wird.The main patent relates to a method for increasing the üuktilltäl at temperatures in the range from 704 to 87Γ C of cast nickel-based alloys that consist of a Batch with no more than 5% return scrap, in which the y'-phase is the basic phase in of the crystalline matrix and that is for use under stress at temperatures up to 1038 ° C are suitable, consisting of 0.02 to 0.20% carbon, up to 13% chromium, up to 8% molybdenum, up to 6% tantalum, up to 14% tungsten, up to 35% cobalt. 4 to 7% aluminum. 0.5 up to 6% titanium, up to 3% niobium, up to 1.5% vanadium, 0.002 to 0.02% boron, 0.01 to 0.20% zirconium, the remainder at least 36% nickel and up to 2% of production-related customary impurities, with the molten Batch 0.5 to 4% hafnium added after deoxidation will.
Das Hauptpatent befaßt sich mit der Lösung eines wesenllichen Problem.^ das be! der Entwicklung von »Superleglerungen« auftritt, die /ur Verwendung unter hohen Beanspruchungen und bei hohen Temperaluren bestimmt sind, wie z. B. bei der Herstellung von hochwarmfesten Gußstücken, die zu Hochtemperatur-Gastur- '" binenteilen verarbeitet werden. Insbesondere befaßt sich das Hauptpatent mit der Erhöhung der Duklllltat bei hohen Temperaluren bei den genannten Legierungen auf Nickelbasis, um ein Versagen bei Temperaturen im Bereich von 704 bis 871° C zu verhindern.The main patent deals with the solution of an essential problem. the development of "Superleglerungen" occurs, the / for use are determined under high loads and at high Temperaluren such. B. in the production of high-temperature castings that are processed into high-temperature gas turbine parts to prevent up to 871 ° C.
Aus der US-PS 30 05 705 sind Nickel-Chrom-Eisen-Legierungen und Kobalt-Nickel-Chrom-Legierungen bekannt. Es handelt sich dabei um Knetlegierungen, die bei der Herstellung von Schmiedewaren Anwendung finden. From US-PS 30 05 705 are nickel-chromium-iron alloys and cobalt-nickel-chromium alloys known. These are wrought alloys that are used in the manufacture of forged goods.
in der US-PS 30 05 705 werden diese Legierungen als Hochtemperatur-Legierungen bezeichnet, die bei Temperaturen von etwa 650 bis 870° C verwendet werden können. Aus der US-PS geht hervor, daß diese Legierungen erhebliche Mengen an Eisen oder Chrom enthalten, die beträchtlich höher als die bei den erfindungsgemäß erhaltenen Legierungen zulässigen Mengen sind. Wenn bei den bekannten Legierungen Aluminium vorhanden ist. liegt es in wesentlich geringeren Mengen als bei den erfindungsgemäßen Gußlegierungen vor.in US-PS 30 05 705 these alloys are referred to as high-temperature alloys, which at temperatures from about 650 to 870 ° C can be used. From the US-PS it is apparent that these alloys contain significant amounts of iron or chromium, which are considerably higher than those obtained according to the invention Alloys are acceptable quantities. When aluminum is present in the known alloys. it is present in significantly smaller amounts than in the case of the cast alloys according to the invention.
Aufgrund dieser Unterschiede sind die in der US-PS 30 05 705 beschriebenen Legierungen ungeeignet für die Verwendung bei wesentlich höheren Temperaturen, d. h. Temperaturen bis zu 1038° C. für weiche die erfindungsgemäß erhaltenen Legierungen jedoch sehr gut geeignet sind. Selbst bei niedrigen Temperaturen, wie z. B. 815° C, liegen die Festigkeitswerte für die bekannten Legierungen wesentlich unter denjenigen füi die erfindungsgemäßen Gußlegierungen. Die Grenzwerte der Bereiche der Zusammensetzungen sowie die Erfordernisse für die Gußlegierungen auf Nickelbasis gemäß der Erfindung unterscheiden sich grundsätzlich von denjenigen für die bekannten Knetlegierungen. Diese Unterschiede führen zu verschiedenen Eigenschaften und Verwendungsmöglichkeiten der bekannten Legierungen gegenüber den erfindungsgemäßen. Wegen dieser grundsätzlichen Unterschiede der Zusammensetzungen und der Eigenschaften war - selbst bei Kenntnis der US-PS 30 05 705 der Effekt des Zusatzes von Hafnium zu den Legierungen gemäß der Erfindung nicht vorhersehbar.Because of these differences, those in the US-PS 30 05 705 are unsuitable for use at significantly higher temperatures, i. H. Temperatures of up to 1038 ° C. are, however, very suitable for soft alloys obtained according to the invention are. Even at low temperatures, such as B. 815 ° C, the strength values for the known alloys are substantially below those for the inventive ones Cast alloys. The limits of the ranges of the compositions as well as the requirements for the Nickel-based cast alloys according to the invention differ fundamentally from those for known wrought alloys. These differences lead to different properties and uses the known alloys compared to the invention. Because of this fundamental Differences in the compositions and the properties was - even with knowledge of US Pat. No. 3,055,705 Effect of adding hafnium to the alloys according to the invention cannot be foreseen.
Aus der US-PS 30 05 705 sind Angaben über den Effekt des Zusatzes von Hafnium nur für eine Legierung zu entnehmen, welche große Mengen an Kobalt. Chrom und Elsen und nur 30% Nickel, jedoch kein Aluminium, enthält und keine y'-Phase aufweist.From US-PS 30 05 705 information on the effect of the addition of hafnium is only for one alloy to infer what large amounts of cobalt. Chromium and Elsen and only 30% nickel, but no aluminum, contains and has no y'-phase.
Aufgrund dieses einzigen Beispiels wird in der US-PS behauptet, jedoch weder gezeigt noch nachgewiesen, daß der Zusatz von Hafnium die Duktllität auch von anderen Legierungen, wie z. B. von der In der US-PS 30 05 705 offenbarten Legierung C. welche jedoch in keiner WeUc den Erfordernissen bezüglich der Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Legierungen gerecht werden, verbessern würde.On the basis of this single example, it is claimed, but neither shown nor proven, in the U.S. Patent that the addition of hafnium, the ductility of other alloys, such as. B. from In the US-PS 30 05 705 disclosed alloy C. which, however, in no WeUc meet the requirements regarding the composition of the alloys according to the invention, improve would.
Aus der FR-PS 12 27 686 sind Hafnium enthaltende Nickel-Gußlegierungen bekannt, wobei die dort beschriebenen Legierungen bei hohen Temperaturen nur geringe Duktllität haben. Irgendeinen Hinweis darauf, daß durch die Zugabe von Hafnium hohe Duktllität von Gußlegierungen auf Nickelbasis erhalten werden kann, enthält diese Literaturstelle nicht.From FR-PS 12 27 686 hafnium-containing cast nickel alloys are known, the ones described there Alloys have poor ductility at high temperatures. Any indication that through the addition of hafnium allows high ductility to be obtained from nickel-based cast alloys this reference does not.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Weiterentwicklung des Verfahrens gemäß dem Haupipatent und lctrlfft Legierungen einer verbesserten Zusammensetzung, die unter Belastung bei seht hohen Temperaturen mit Frfolg eingesetzt werden können und noch bessere Eigenschaften In dem Bereich der Zwlschentemperaturen aufweisen. The invention relates to a further development of the procedure according to the main patent and lctrlfft Alloys of an improved composition, which can be used successfully under load at very high temperatures can be used and have even better properties in the range of intermediate temperatures.
Die Erfindung umfaßt ein Verfahren nach dem Hauptpatent mit der Maßgabe, daß 0,7 bis 5".. Hafnium zugegeben wird und daß die nach dem Verfahren behandelte Legierung bis zu 0.5'\, Kohlenstoff, Aluminium + TitanThe invention comprises a method according to the main patent with the proviso that 0.7 to 5 ".. hafnium is added and that the alloy treated by the process is up to 0.5 '\, carbon, aluminum + titanium
von 6,5 bis 10,5%, Tanta! + Chrom bis 16%, Wolfram + Tantal, wenn beide vorhanden sind, bis 13% enthält, und der Härtbarkeltsfaktor (HF), der sich aus der Formel:from 6.5 to 10.5%, Tanta! + Chromium up to 16%, tungsten + Tantalum, if both are present, contains up to 13%, and the hardenability factor (HF), which is derived from the formula:
HF=I χ % Cr+ 1,1 χ % (W + Mo) + 3,4x % (Nb + Ta) + 4,3 χ % Ti + 6 χ % AlHF = I χ % Cr + 1.1 χ% (W + Mo) + 3.4x% (Nb + Ta) + 4.3 χ% Ti + 6 χ% Al
errechnet, innerhalb des Bereiches von 60 bis 72 liegt.calculated, is within the range of 60 to 72.
Im vorliegenden Zusammenhang sind sämtliche Prozentangaben auf das Gewicht bezogen.In the present context, all percentages are based on weight.
Die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung erhältlichen Legierungen mit nicht mehr als 5% von zuvor geschmolzene' und gegossener Legierung haben Zusammensetzungen, die im allgemeinen Innerhalb der in dem Hauptpatent angegebenen Bereiche liegen, mit Ausnahme des Gehalts an Hafnium, der - wie gefunden wurde - zweckmäßig innerhalb des Bereiches von 0,7 bis 5%, vorzugsweise von 1 bis 5%, zu halten ist. Der prozentuale Gesamtgehalt an Titan + Aluminium sollte mindestens 6%, vorzugsweise etwa 6,5 bis etwa 10,5%, betragen und der Kohlenstoffgehalt kann bis zu 0,5 Gew.-% betragen. Es ist zweckmäßig, den Gehalt an Hafnium und den Gehalt an Kohlensivfl derart abzustimmen, daß die beiden Elemente in etwa äquivalenten atomaren Mengen vorliegen. Wenn Kobalt vorhanden ist, wird es vorzugsweise auf eine Menge von etwa 20% beschränkt, wobei der prozentuale Gesamtgehalt an Tantal + Chrom 16% nicht übersteigt. Die erfindungsgemäß erhältlichen Legierungen weisen einen Härtbarkeitsfaktor (HF) auf, der innerhalb des Bereiches von 60 bis 72 liegt, und der aus folgender Gleichung errechnet wird:Those obtainable by the process according to the invention Alloys with no more than 5% of the previously melted and cast alloy have compositions which are generally within the ranges given in the main patent, with the exception the content of hafnium, which - has been found - expediently within the range from 0.7 to 5%, preferably from 1 to 5%, is to be kept. The total percentage of titanium + aluminum should be at least 6%, preferably about 6.5 to about 10.5%, and the carbon content can be up to 0.5% by weight. It is advisable to adjust the content of hafnium and the content of carbon dioxide in such a way that the two Elements are present in approximately equivalent atomic quantities. If cobalt is present, it is preferred limited to an amount of about 20%, with the total percentage of tantalum + chromium being 16% does not exceed. The alloys obtainable according to the invention have a hardenability factor (HF), which is within the range of 60 to 72 and which is calculated from the following equation:
HF=I x%Cr+ 1,1 χ % (W + Mo) + 3,4 χ % (Nb + Ta) + 4,3 χ % Ti + 6 χ % AI.HF = I x% Cr + 1.1 χ% (W + Mo) + 3.4 χ% (Nb + Ta) + 4.3 χ% Ti + 6 χ% Al.
Aus Zweckmäßigkeitsgründen wird der durch die vorstehende Gleichung errechnete numerische Wert als »Härtbarkeltsfaktor« bezeichnet. Wenn der HF etwa den Wert 60 übersteigt, weisen die aus dieser Legierung hergestellten Gußproben im allgemeinen eine Bruchfestigkeit von mindestens etwa 1000 Stunden auf, wenn sie bei 898° C unter einer Belastung von 14,06 kg/cm2 getestet werden.For reasons of convenience, the numerical value calculated by the above equation is referred to as the "hardenability factor". When the HF exceeds about 60, the cast samples made from this alloy will generally have a breaking strength of at least about 1000 hours when tested at 898 ° C. under a load of 14.06 kg / cm 2.
Die meisten der erfindungsgemäß erhältlichen Legierungen weisen unter einer Belastung von 14,06 kg/cm2 bei Temperaturen oberhalb 926° C Bruchfestigkeitswerte von 1000 Stunden auf.Most of the alloys obtainable according to the invention have breaking strength values of 1000 hours under a load of 14.06 kg / cm 2 at temperatures above 926 ° C.
Die Temperatur, bei der eine Legierung eine Bruchfestigkeit von 1000 Stunden bei einer Belastung von 14,06 kg/cm2 aufweist, wird im allgemeinen als »Temperaturieistung« der betreffenden Legierung bezeichnet.The temperature at which an alloy has a breaking strength of 1000 hours under a load of 14.06 kg / cm 2 is generally referred to as the "temperature performance" of the alloy in question.
Weitere Beispiele für erfindungsgemäß erhältliche Legierungen sind in der nachstehenden Tabelle I angegeben. Further examples of alloys obtainable according to the invention are given in Table I below.
Legierung 1Alloy 1
1 enthält kleine übliche Mengen an Bor und Zirkonium 1 contains small common amounts of boron and zirconium
Die nachstehende Tabelle Il zeigt die Ergebnisse von Tests, die mit aus gegossenen Turbinenrädern aus einer bekannten Legierung F folgender ZusammensetzungThe following table II shows the results of Tests carried out with turbine wheels cast from a known alloy F of the following composition
Kohlenstoff etwa 0,05 %Carbon about 0.05%
Chrom etwa 12 % Chromium about 12 %
Molybdän etwa 4,5 %Molybdenum about 4.5%
Titan etwa 0,6 %Titanium about 0.6%
Aluminium etwa 5,9 %Aluminum about 5.9%
Niob etwa 2 %Niobium about 2%
Bor etwa 0,010%Boron about 0.010%
Zirkonium etwa 0.1 %Zirconium about 0.1%
Nickelnickel
Restrest
und einer Legierung 4, el. h. einer erfinclungsgemäll modifizierten Gußlegierung, welche anstelle einer äquivalenten Menge Nickel 1,5% Hafnium enthielt, hergestellten Proben mit Bezug auf Zugfestigkeilselgenschaften bei Zimmertemperatur durchgeführt wurden.and an alloy 4, el. h. one according to the invention modified cast alloy which contained 1.5% hafnium instead of an equivalent amount of nickel Samples related to tensile strength wedge properties were carried out at room temperature.
6060
Legierungalloy
65 F
(gegossen) 65 F
(cast)
OBIF
bei RT
(N/mm2)at RT
(N / mm 2 )
on
bei RT on
at RT
(N/mm2)(N / mm 2 )
807,5807.5
702,1702.1
Fortsetzungcontinuation
Legierungalloy
obif
bei RT
(N/mm2)at RT
(N / mm 2 )
"02"02
bei RTat RT
(N/mm2)(N / mm 2 )
Bei der Wärmebehandlung wurden die gegossenen Proben 4 Stunden bei 982° C gehalten.During the heat treatment, the cast samples were kept at 982 ° C. for 4 hours.
Aus Tabelle II ist klar ersichtlich, daß der Zusatz von Hafnium in der Legierung F deutlich die Duktilität verbessert. Ferner ist aus den Angaben in Tabelle III ersichtlich, daß die gemäß der Erfindung modifizierte Legierung eine geringere Empfindlichkeit gegenüber den nachteiligen Einflüssen einer Wärmebehandlung aufweist, die oft bei der Erzeugung von Korrosionsüberzügen auf aus dieser Legierung hergestellte Formkörper erforderlich ist.From Table II it can be clearly seen that the addition of hafnium to alloy F significantly improves ductility. It can also be seen from the data in Table III that the alloy modified according to the invention has a lower sensitivity to the adverse effects of a heat treatment which is often required in the production of corrosion coatings on moldings made from this alloy.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren modifizierten Gußlegierungen auf Nickelbasis sind selbst bei Einwirkung sehr hoher Temperaturen unter sehr hoher Beanspruchung äußerst beständig gegenüber dem Verlust an Schlagfestigkeit. Es ist bekannt, daß in bestimmten von Hafnium freien Legierungen des im Rahmen de-Erfindung in Frage kommenden Typs bei etwa SPstündigem Erhitzen auf Temperaturen von etwa 1093° C ohne Einwirkung einer Beanspruchung ein beträchtlicher Verlust an Festigkeit bei Raumtemperatur auftritt.The modified by the process of the invention Nickel-based cast alloys are under very high even when exposed to very high temperatures Stress extremely resistant to loss of impact strength. It is known that in certain of hafnium-free alloys of the type in question in the context of the invention at about SPhour Heating to temperatures of about 1093 ° C without exposure to stress is a significant loss strength occurs at room temperature.
In der nachstehenden Tabelle III sind Werte angegeben. die den Verlust der Festigkeitseigenschaften mit Bezug auf die in dem Hauptpatent beschriebene Legierung A anzeigen und die starke Verbesserung der Legierung A nach Modifizierung gemäß dem Verfahren der Erfindung durch Ersatz von 2.5"» Molybdän durch eine äquivalente Menge Hafnium verdeutlichen.Values are given in Table III below. with the loss of strength properties Show reference to alloy A described in the main patent and the great improvement of the alloy A after modification according to the method of the invention by replacing 2.5 "» molybdenum with a Illustrate the equivalent amount of hafnium.
Legierung Schlagfestigkeit in mkg der Probe X+) Schlagfestigkeit in mkg der Probe Y+ + l Alloy impact strength in mkg of sample X +) impact strength in mkg of sample Y + + l
gegossen nach 50 Std. gegossen nach 50 Std.poured after 50 hours poured after 50 hours
bei 10930C bei 1 0930Cat 1093 0 C at 1 093 0 C
A mit HfA with Hf
4,14- 6,9
11,05- 14,14.14- 6.9
11.05-14.1
2,76 - 4,14
12,72.76-4.14
12.7
1,8 - 2,07
3,86 - 4,971.8-2.07
3.86-4.97
0,690.69
5,10 - 5,525.10-5.52
+ ) Die Probe X stellte eine ungekerbte Charpy-Rundkerb-Probe dar, die aus einem Stab mit einem +) The sample X was an unnotched Charpy round notch sample, which consists of a rod with a
Querschnitt von 0,993 cm2 bestand.
*' Die Probe Y stellte eine ungekerbte Charpy-Rundkerb-Probe dar, die aus einem runden StabCross section of 0.993 cm 2 .
* 'Sample Y was an unnotched Charpy round notch sample made from a round rod
mit einem Durchmesser von 0,713 cm bestand.with a diameter of 0.713 cm existed.
Aus Tabelle III ist ersichtlich, daß die gemäß dem Verfahren der Erfindung modifizierte Legierung, die Hafnium enthielt, nicht nur eine wesentlich höhere Anfangsschlagfestigkeit als die Vergleichslegierung aufwies, sondern daß auch beim Erhitzen auf hohe Temperaturen (z. B. 50 Stunden auf 1093" C) keine merkliche Verringerung dsr Schlagfestigkeit auftratFrom Table III it can be seen that according to the procedure The alloy modified according to the invention, which contained hafnium, not only had a significantly higher initial impact strength than the comparison alloy, but that even when heated to high temperatures (e.g. 50 hours at 1093 "C) no noticeable reduction the impact resistance occurred
Die aus Tabelle III ersichtlichen Werte verdeutlichen,
daß das Verfahren gemäß der Erfindung auch auf Legierungen auf Nickelbasis mit einer gehärteten '/'-Phase
anwendbar ist, die Molybdän enthalten. Bisher hatte sich Molybdän als ein wirksames Legierungselement in Legierungen
erwiesen, die zur Verwendung in Heißstufen-Gasturbinen geeignet sind. Wenn jedoch die Motortemperaturen
und der Legierungsgehali sowohl an geschmiedeten als auch an gegossenen Legierungen steigen,
nähern sich die Betriebstemperaturen solchen Temperaluren, bei welchen bestimmte schädliche Carbide und
andere Phasen in der Legierung entstehen können. Es wird angenommen, daß bei Ersatz dos Molybdäns durch
Hafnium die Bildung dieser schädlichen Phasen während des Betriebs verhindert wird. Aus den Werten der
Tabelle IV geht klar hervor, dall der Ersatz von Molybdän durch Hafnium weit mehr bewirk! als lediglich die
Beseitigung der den Molybdän enthallenden Legierungen anhaftenden Nachteile, vielmehr ist ersichtlich, dall die
Festigkeitseigenschafien bei Raumtemperatur der Hafnium
enthaltenden gegossenen Legierung beträchtlich höher als die Schlagfestigkeit der Legierung A sind,
wodurch ein erheblicher technischer Fortschritt erhalten wird.
Die in Tabelle IH für die gemäß dem Verfahren der Erfindung durch den Zusatz von Hafnium modifizierte
Legierung angegebenen mkg-Werte entsprechen im wesentlichen den Werten, die für einige Legierungen
gemessen wurden, die ursprünglich für Flugzeuggasturbinenmotoren während der Entwicklung in GroßbritannienThe values shown in Table III make it clear that the method according to the invention can also be applied to nickel-based alloys with a hardened '/' phase which contain molybdenum. Heretofore, molybdenum has been found to be an effective alloying element in alloys suitable for use in hot stage gas turbines. However, as engine temperatures and alloy content increase on both forged and cast alloys, operating temperatures approach temperatures at which certain harmful carbides and other phases can form in the alloy. It is assumed that the replacement of molybdenum by hafnium prevents the formation of these harmful phases during operation. It is clear from the values in Table IV that the replacement of molybdenum by hafnium has a far greater effect! rather than merely eliminating the drawbacks inherent in molybdenum-containing alloys, it can be seen that the room temperature strength properties of the hafnium-containing cast alloy are considerably higher than the impact strength of alloy A, thereby providing a significant technical advance.
The mkg values reported in Table IH for the alloy modified by the addition of hafnium in accordance with the process of the invention are essentially the same as those measured for some alloys originally used for aircraft gas turbine engines during development in the UK
so am Ende der Dreißiger- und zu Beginn der Vierziger Jahre verwendet wurde. Diese britischen Legierungen
hatten eine Temperaturleistung (Temperatur, bei der bei einer Beanspruchung von 1,406 N/mmJ innerhalb von
1000 Stunden ein Eruch auftritt) von nicht mehr als etwa '!s3o C. Die Legierung A und die nach dem Verfahren
gemäß der Erfindung durch den Zusatz von Hafnium modifizierte Legierung A weisen eint! Temperaturleistung
von etwa 971° C auf.
Die Tatsache, daß es möglich ist. bei Legierungen, die bis zu 97TC verwendet werden können, den gleichen
Widerstand gegenüber plötzlich auftretenden Kräften zu erzeugen, wie er für Legierungen bekannt ist, die nur bis
zu 788° C verwendet werden können, ist ki\ der Herstellung von Gasturbinenmotoren von außerordentlicher
praktischer Bedeutung.so was used in the late thirties and early forties. This British alloys had a temperature performance (temperature, occurs when at a stress of 1.406 N / mm J within 1000 hours Eruch) of not more than about '! S3 o C. The alloy A and by the method according to the invention Alloy A modified by the addition of hafnium have one thing! Temperature output of about 971 ° C.
The fact that it is possible. with alloys which can be up to 97TC used to generate the same resistance to sudden forces, as it is known for alloys that can only be used up to 788 ° C, is ki \ the manufacture of gas turbine engines of utmost practical importance .
Weitere crfir'Jungsgemäß erhältliche Legierungen sind in der nachstehenden Tabelle IV angegeben.Further alloys obtainable in accordance with the present invention are given in Table IV below.
Fortsetzungcontinuation
Legierungalloy
Aus der nachstehenden Tabelle V geht anhand eines Vergleichs der Legierungen der Beispiele '). 10 und Il mit einer Legierung identischer Zusammensetzung, die jedoch nur 0.6% Hafnium enthielt, hervor, dalles wichtig ist, den Hafniumgehall bei etwa 0,7 bis 0,8% zu halten, um in Legierungen, die nicht mehr als 5% zuvor geschmolzener und gegossener Legierung enthalten, die gewünschten Verbesserungen zu erzielen. Der Vergleich in Tabelle V ist gegenüber Proben angegeben, die auf identische Art und Weise durch langes Altern bei etwa S45 C warmebehandeli worden sind.Table V below shows a comparison of the alloys of the examples'). 10 and Il with an alloy of identical composition, but containing only 0.6% hafnium, shows that it's all important is to keep the hafnium content at around 0.7 to 0.8%, in order in alloys that did not exceed 5% previously molten and cast alloy included to achieve the desired improvements. The comparison Table V is shown versus samples which have been subjected to aging in an identical manner at about S45 C have been heat treated.
1.1
1,6
2,31.1
1.6
2.3
407,8 1.5
467,1 2,0
448,1 3,02407.8 1.5
467.1 2.0
448.1 3.02
1.5
3,0
3,51.5
3.0
3.5
4,2 6,4 6,84.2 6.4 6.8
Vergleichs-
leg.Comparative
lay
0.60.6
79,179.1
n.m.n.m.
n.m.*n.m. *
n.m.n.m.
*' Kriechbetrag zeigt das Kriechen innerhalb 2 Stunden vor Bruch* 'Creep amount shows the creep within 2 hours fracture
**■' n.m. = nicht meUbar
* **' prozentuale Verringerung der Flüche** ■ 'nm = not measurable
* ** 'percentage reduction in curses
Ans tier vnrsl'hrmlftn T:ihcll? V isl orsi'.'hl.Üch. '.!;!ÜAns tier vnrsl'hrmlftn T: ihcll? V isl orsi '.' St. Küch. '.!;! Ü
eine Legierung, die im wesentlichen eine Modifikation der Legierung C des Hauptpaients darstellt und 0,V\, Hafnium enthalt, bei Prüfung des /eitstand Verhaltens hei 760 C, wobei die Nachteile herausgestellt werden sollten, bezüglich der Zeit bis /um Bruch und des Kriechbetrages kein zufriedenstellendes Verhalten aufweist. Aus Tabelle VT geht ferner hervor, dall bei einem Zusatz von 1,1"., Hafnium eine merkliche Verbesserung der l.egierur^ auftritt und mit zunehmendem Hafniumgehalt bis zu 2"., allmählich ansteigt. Die aus Tabelle Vl ersichtlichen Werte stützen die Lehre, daß der Zusatz von mindestens 0.7% Hafnium erforderlich ist, um eine beachtliche Verbesserung der Legierungen mit nicht mehr als 5".- an zuvor geschmolzener und gegossener Legierung zu erzielen.an alloy that is essentially a modification of alloy C of the main paient and 0, V \, Contains hafnium, when testing the resistance behavior at 760 C, whereby the disadvantages are emphasized should not exhibit satisfactory behavior in terms of time to / around breakage and the amount of creep. Table VT also shows that with an addition of 1.1 "., Hafnium, a noticeable improvement the l.egierur ^ occurs and with increasing hafnium content up to 2 "., gradually increasing. The values shown in Table VI support the teaching that the addition of at least 0.7% hafnium is required in order to achieve a considerable improvement in the alloys with no more than 5 ".- of previously melted and cast alloy.
In einigen Fällen kann es zweckmäßig sein, mindestens etwa 1,0%, z. B. etwa 1.5%, Hafnium in die Legierungen mit nicht mehr als 5% an zuvor geschmolzener und gegossener Legierung einzubringen. Da jedoch llafnium ein verhältnismäßig teures Element ist und in der Praxis danach gestrebt wird, die bestmöglichen Ergebnisse bei geringstmöglichen Kosten zu erzielen, wurde die untere Grenze für den Zusatz an Hafnium zu Legierungen mit nicht mehr als 5% an zuvor geschmolzener und gegossener Legierung auf 0.70% festgesetzt, um der Tatsache Rechnung zu tragen, die erfindungsgemäßen Ergebnisse mit möglichst geringen Kosten erzielen zu können.In some cases it may be useful at least about 1.0%, e.g. B. about 1.5%, hafnium in the alloys to be introduced with no more than 5% of previously melted and cast alloy. However, there is llafnium is a relatively expensive item and in practice the aim is to give the best possible results At the lowest possible cost, the lower limit for the addition of hafnium to alloys became with no more than 5% previously melted and cast alloy set at 0.70% to the To take into account the fact to achieve the results according to the invention at the lowest possible cost can.
Claims (4)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US84150469A | 1969-07-14 | 1969-07-14 | |
| US84150569A | 1969-07-14 | 1969-07-14 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2034608A1 DE2034608A1 (en) | 1971-03-04 |
| DE2034608C2 true DE2034608C2 (en) | 1983-09-08 |
Family
ID=27126262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19702034608 Expired DE2034608C2 (en) | 1969-07-14 | 1970-07-13 | Process for increasing the ductility at high temperatures of nickel-based cast alloys |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| BE (1) | BE753419R (en) |
| CA (1) | CA935671A (en) |
| CH (1) | CH583298A5 (en) |
| DE (1) | DE2034608C2 (en) |
| FR (1) | FR2051732B2 (en) |
| GB (2) | GB1332159A (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3720509A (en) * | 1970-12-14 | 1973-03-13 | Martin Metals Co | Nickel base alloy |
| US4339509A (en) | 1979-05-29 | 1982-07-13 | Howmet Turbine Components Corporation | Superalloy coating composition with oxidation and/or sulfidation resistance |
| RU2160789C2 (en) * | 1998-11-20 | 2000-12-20 | Научно-производственное объединение энергетического машиностроения им. акад. В.П. Глушко | Nickel-based superalloy |
| JP6634674B2 (en) * | 2014-02-28 | 2020-01-22 | 大同特殊鋼株式会社 | Turbine wheel for automotive turbocharger and method of manufacturing the same |
| CN109881048B (en) * | 2019-02-28 | 2021-09-21 | 北京理工大学 | Preparation method of high-strength high-plasticity Ni-W-X alloy |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1227686A (en) * | 1958-06-17 | 1960-08-22 | Mond Nickel Co Ltd | Improvements to nickel-chromium alloys |
| US3005705A (en) * | 1959-07-30 | 1961-10-24 | Westinghouse Electric Corp | High temperature alloys |
| FR1258034A (en) * | 1960-05-25 | 1961-04-07 | Mond Nickel Co Ltd | Nickel-chromium alloy refinements |
| GB943141A (en) * | 1961-01-24 | 1963-11-27 | Rolls Royce | Method of heat treating nickel alloys |
| GB1261403A (en) * | 1968-04-29 | 1972-01-26 | Martin Marietta Corp | Cast alloys |
-
1970
- 1970-07-10 FR FR7025889A patent/FR2051732B2/fr not_active Expired
- 1970-07-13 BE BE753419D patent/BE753419R/en not_active IP Right Cessation
- 1970-07-13 DE DE19702034608 patent/DE2034608C2/en not_active Expired
- 1970-07-13 CA CA087992A patent/CA935671A/en not_active Expired
- 1970-07-14 GB GB3411970A patent/GB1332159A/en not_active Expired
- 1970-07-14 CH CH1067670A patent/CH583298A5/xx not_active IP Right Cessation
- 1970-07-14 GB GB1332160D patent/GB1332160A/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2034608A1 (en) | 1971-03-04 |
| CH583298A5 (en) | 1976-12-31 |
| GB1332160A (en) | 1973-10-03 |
| GB1332159A (en) | 1973-10-03 |
| CA935671A (en) | 1973-10-23 |
| FR2051732A2 (en) | 1971-04-09 |
| BE753419R (en) | 1971-01-13 |
| FR2051732B2 (en) | 1973-05-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE1952877C3 (en) | Process for the production of GuO parts from a cast nickel alloy | |
| DE3000913C2 (en) | ||
| DE69701268T2 (en) | Nickel alloy for turbine engine component | |
| DE3016027C2 (en) | ||
| DE2244311C2 (en) | Use of high temperature resistant nickel alloys | |
| DE3445996C2 (en) | Single-crystal cast piece made of a nickel-based alloy and process for its production | |
| DE68916414T2 (en) | Titanium aluminide alloys. | |
| DE3881894T2 (en) | TITANIUM ALLOYS. | |
| DE1458421A1 (en) | Use of a nickel-chromium-cobalt alloy | |
| DE1921359C3 (en) | Process for increasing the ductility at high temperatures of cast nickel-based alloys | |
| DE3016028C2 (en) | ||
| DE2034608C2 (en) | Process for increasing the ductility at high temperatures of nickel-based cast alloys | |
| DE2456857A1 (en) | NICKEL BASE ALLOY WITH LOW THERMAL EXPANSION COEFFICIENT | |
| DE3248134C2 (en) | ||
| DE2531460C2 (en) | Cast body made from a nickel superalloy | |
| DE2215607A1 (en) | ALPHA / BETA - TITANIUM ALLOY | |
| DE69205092T2 (en) | Cast alloy based on nickel. | |
| DE2010055B2 (en) | Process for producing a material with high creep rupture strength and toughness | |
| DE3427206A1 (en) | NICKEL-BASED SUPER ALLOY SYSTEMS | |
| DE2420362B2 (en) | ||
| DE2821524A1 (en) | HEAT TREATED NICKEL-BASED SUPER ALLOY ARTICLE AND THE METHOD AND INTERSINGLE CRYSTAL ARTICLE OF ITS MANUFACTURING | |
| DE4011129A1 (en) | TANTALOUS SUPER ALLOYS | |
| DE1558676C3 (en) | ||
| DE69620722T2 (en) | High-strength heat-resistant austenitic steel with improved weldability | |
| DE1533228B1 (en) | Use of a nickel-chromium-iron alloy for the production of tough, hot and cold formable objects which are exposed to the attack of combustion products of vanadium and / or sulfur-containing fuels at temperatures above 500 ° C |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OI | Miscellaneous see part 1 | ||
| OI | Miscellaneous see part 1 | ||
| 8125 | Change of the main classification |
Ipc: C22C 19/05 |
|
| 8181 | Inventor (new situation) |
Free format text: LUND, CARL HOWARD HOCKING, JOHN, ARLINGTON HEIGHTS, JII, US WOULDS, MICHAEL JOHN, SCHAUMBURG, JII, US |
|
| 8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: GERNHARDT, C., DIPL.-ING., PAT.-ANW., 8000 MUENCHE |
|
| AF | Is addition to no. |
Ref country code: DE Ref document number: 1921359 Format of ref document f/p: P |
|
| AH | Division in |
Ref country code: DE Ref document number: 2066167 Format of ref document f/p: P |
|
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition |