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    • 专利摘要:
    Rhenium-haltige Einkristall-Nickelbasis-Superlegierung, bestehend - in Gewichtsprozent - im Wesentlichen aus ca. 12,5% bis ca. 13,5% Cr, 9,0 bis ca. 9,9% Co, ca. 4,7 bis ca. 5,1% Ti, ca. 2,8 bis ca. 3,2% Al, ca. 2,8 bis ca. 4,3% W, ca. 1,4 bis ca. 1,6% Mo, ca. 2,85 bis ca. 3,1% Ta, ca. 1,0% bis ca. 6,0% Re, ca. 0,08 bis ca. 0,11% C, ca. 0,010 bis ca. 0,015% B, bis zu ca. 0,15% Nb, bis zu ca. 0,15% Hf, bis zu ca. 0,003% Zr und Rest Ni und begleitende Verunreinigungen.
    公开号:DE102004029833A1
    申请号:DE200410029833
    申请日:2004-06-19
    公开日:2005-01-20
    发明作者:John Corrigan；Michael G. Launsbach；John R. Mihalisin；Russel G. Vogt
    申请人:Howmet Research Corp；
    IPC主号:B22D21-00
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Anmeldung bezieht sich auf die und beansprucht die Priorität der SerialNo. 60/482 579, eingereicht am 25. Juni 2003.
    [0002] Dievorliegende Erfindung betrifft eine Nickelbasis-Superlegierung undaus der Superlegierung hergestellte Einkristall-Gussstücke, z.B.einkristalline Tragflächengussstücke.
    [0003] Superlegierungenfinden breite Verwendung als Gussteile in der Gasturbinentriebwerksindustrie für kritischeKomponenten, z.B. Turbinen-Tragflächen, einschließlich Laufschaufelnund Leitschaufeln, welche hohen Temperaturen und Spannungsniveausausgesetzt sind. Derartige kritische Komponenten werden oftmalsunter Anwendung wohlbekannter Techniken zur gerichteten Erstarrung (DS-Techniken)gegossen, welche eine einkristalline Mikrostruktur oder eine stängelkörnige Mikrostruktur liefern,um die Eigenschaften in einer oder mehreren Richtungen zu optimieren.
    [0004] Gießtechnikenzur gerichteten Erstarrung sind wohlbekannt, wobei ein Nickelbasis-Superlegierungs-Umschmelzblockin einem Tiegel in einem Gießofenim Vakuum induktiv umgeschmolzen und in eine in dem Ofen angeordnetekeramische Feingießformmit einer Gießtraube,welche eine Mehrzahl von Formhöhlungenaufweist, vergossen wird. Während dergerichteten Erstarrung erfährtdie Superlegierungsschmelze einen unidirektionalen Wärmeentzug inden Formhöhlungen,um eine Stängelkornstruktur zuerzeugen oder einen Einkristall in dem Fall, dass ein Kristallselektoroder Keimkristall in die Formhöhlungeninkorporiert ist. Der unidirektionale Wärmeentzug kann nach der wohlbekanntenFormabzugstechnik durchgeführtwerden, wobei die schmelzegefüllteGießtraubenformauf einer Abschreckplatte mit einer kontrollierten Rate aus demGießofenabgezogen wird. Alternativ kann eine Leistungsabschaltungstechnikbenutzt werden, bei der Induktionsspulen, die um die schmelzegefüllte Gießtraubenformauf der Abschreckplatte angeordnet sind, in kontrollierter Abfolgeabgeschaltet werden. Unabhängigvon der verwendeten DS-Gießtechnikwird allgemein die Schmelze in den Formhöhlungen einem unidirektionalenWärmeentzugunterworfen.
    [0005] Dievorliegende Erfindung stellt in einer Ausführungsform eine Nickelbasis-Superlegierung bereit,bestehend – inGewichtsprozent – imWesentlichen aus: ca. 12,5 % bis ca. 13,5 % Cr, ca. 9,0 bis ca. 9,9% Co, ca. 4,7 bis ca. 5,1 % Ti, ca. 2,8 bis ca. 3,2 % Al, ca. 2,8bis ca. 4,3 % W, ca. 1,4 bis ca. 1,6 % Mo, ca. 2,85 bis ca. 3,1% Ta, ca. 1,0 bis ca. 6,0 % Re, ca. 0,08 bis ca. 0,11 % C, ca. 0,010bis ca. 0,015 % B, bis zu ca. 0,15 % Nb, bis zu ca. 0,15 % Hf, bis zu ca.0,003 % Zr, und Rest Ni und begleitende Verunreinigungen. Ein bevorzugterBereich fürdie Re-Konzentration liegt bei ca. 2 Gew.-% bis ca. 4 Gew.-%.
    [0006] EineNickelbasis-Superlegierung mit einer nominellen Zusammensetzunggemäß einerbesonderen Ausführungsformder Erfindung besteht – in Gewichtsprozent – im Wesentlichenaus ca. 13,0 % Cr, ca. 9,0 % Co, ca. 4,9 % Ti, ca. 3,0 % Al, ca.3,0 % W, ca. 1,5 % Mo, ca. 2,95 % Ta, ca. 3,0 % Re, ca. 0,09 % C,ca. 0,012 % B, bis zu ca. 0,15 % Nb, bis zu ca. 0,15 % Hf, bis zuca. 0,003 % Zr, und Rest Ni und begleitende Verunreinigungen. Bevorzugtwerden Nb, Hf und Zr jeweils bei den entsprechenden Verunreinigungsniveaukonzentrationenin der Legierung gehalten.
    [0007] Dievorliegende Erfindung stellt eine weitere Ausführungsform einer Nickelbasis-Superlegierung bereit,bestehend – inGewichtsprozent – imWesentlichen aus: ca. 9,5 % bis ca. 14,0 % Cr, ca. 7,0 % bis ca.11,0 % Co, ca. 3,0 bis ca. 5,0 % Ti, ca. 3,0 bis ca. 4,0 % Al, ca.3,0 bis ca. 4,0 % W, ca. 1,0 bis ca. 2,5 % Mo, ca. 1,0 % bis ca.4,0 % Ta, ca. 1,0 % bis ca. 6,0 % Re, bis zu ca. 0,25 % C, bis zuca. 0,015 % B, bis zu ca. 1,0 % Nb, bis zu ca. 0,15 % Hf, bis zuca. 0,003 % Zr, und Rest Ni und begleitende Verunreinigungen. Einbevorzugter Bereich fürdie Re-Konzentration liegt bei ca. 2 Gew.-% bis ca. 4 Gew.-%. Bevorzugtwerden Nb, Hf und Zr jeweils bei den entsprechenden Verunreinigungsniveaukonzentrationenin der Legierung gehalten.
    [0008] Eineweitere Nickelbasis-Superlegierung mit einer nominellen Zusammensetzunggemäß einer besonderenAusführungsformder Erfindung besteht – in Gewichtsprozent – im Wesentlichenaus ca. 11,75 % Cr, ca. 9,0 % Co, ca. 4,0 % Ti, ca. 3,5 % Al, ca.3,5 % W, ca. 1,75 % Mo, ca. 2,5 % Ta, ca. 3,0 % Re, ca. 0,09 % C,ca. 0,012 % B, bis zu ca. 1,0 % Nb, bis zu ca. 0,15 % Hf, bis zuca. 0,003 % Zr, und Rest Ni und begleitende Verunreinigungen.
    [0009] EineNickelbasis-Superlegierung gemäß den Ausführungsformender Erfindung besitzt verbesserte Gießbarkeit und verbesserte mechanischeEigenschaften.
    [0010] WeitereVorteile, Merkmale und Ausführungsformender vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.
    [0011] 1 ist ein Graph, welcherden Larson-Miller-Parameter fürdie erfindungsgemäßen LegierungenA und B gemäß Ausführungsformender Erfindung und fürdie Vergleichs-CompSX-, CMSX-4-, PWA 1484- und Rene'N5-Nickelbasis-Superlegierungendarstellt.
    [0012] 2 ist ein Graph, welcherden Larson-Miller-Parameter fürdie erfindungsgemäße LegierungB gemäß einerAusführungsformder Erfindung und für dieVergleichs-Nickelbasis-Superlegierung CompSX darstellt.
    [0013] 3 ist ein Balkendiagramm,welches die Spannungsbruchlebensdauer für die erfindungsgemäßen LegierungenA und B gemäß Ausführungsformender Erfindung und fürdie Vergleichs-Nickelbasis-Superlegierung CompSX darstellt.
    [0014] 4 ist ein Balkendiagramm,welches den Larson-Miller-Parameter bei verschiedenen Spannungsniveausfür dieerfindungsgemäßen LegierungenA und B gemäß Ausführungsformender Erfindung und fürdie Vergleichs-Nickelbasis-SuperlegierungCompSX repräsentiert.
    [0015] 5 ist ein Graph, welcherdie Reiß-oder Bruchfestigkeit (UTS) überder Temperatur fürdie erfindungsgemäße LegierungA gemäß einerAusführungsformder Erfindung und fürdie Vergleichs-CompSX-, CMSX-4-, PWA 1484- und Rene'N5-Nickelbasis-Superlegierungenveranschaulicht.
    [0016] 6 ist ein Graph, der die0,2 %-Dehngrenze überder Temperatur fürdie erfindungsgemäße LegierungA gemäß einerAusführungsformder Erfindung und fürdie Vergleichs-CompSX-, PWA 1484- und Rene'N5-Nickelbasis-Superlegierungen darstellt.
    [0017] 7 ist ein Graph, der dieProzentdehnung überder Temperatur fürdie erfindungsgemäße LegierungA gemäß einerAusführungsformder Erfindung und fürdie Vergleichs-CompSX-, CMSX-4-, PWA 1484- und Rene'N5-Nickelbasis-Superlegierungendarstellt.
    [0018] 8 ist ein Graph, der dieProzenteinschnürung über derTemperatur fürdie erfindungsgemäße LegierungA gemäß einerAusführungsform derErfindung und fürdie Vergleichs-CompSX-, CMSX-4, PWA 1484- und Rene'N5-Nickelbasis-Superlegierungendarstellt.
    [0019] Dievorliegende Erfindung stellt eine Nickelbasis-Superlegierung bereit,welche in Prozessen zur gerichteten Erstarrung zur Herstellung vonGasturbinentriebwerkskomponenten, welche hohen Temperaturen undSpannungsniveaus ausgesetzt sind, z.B. Turbinentragflächen, einschließlich Laufschaufelnund Leitschaufeln, Verwendung finden kann, wobei die Erfindung jedochnicht auf die Verwendung in derartigen Prozessen oder auf die Herstellungderartiger Komponenten begrenzt ist. Die Nickelbasis-Superlegierungist besonders geeignet fürProzesse zur gerichteten Erstarrung, um Gussstücke mit Stängelkornstruktur oder Einkristallgussstücke herzustellen.
    [0020] InEinklang mit einer Ausführungsformder Erfindung besteht die Nickelbasis-Superlegierung – in Gewichtsprozent – im Wesentlichenaus: ca. 12,5 % bis ca. 13,5 % Cr, ca. 9,0 bis ca. 9,9 % Co, ca.4,7 bis ca. 5,1 % Ti, ca. 2,8 bis ca. 3,2 % Al, ca. 2,8 bis ca.4,3 % W, ca. 1,4 bis ca. 1,6 % Mo, ca. 2,85 % bis ca. 3,1 % Ta,ca. 1,0 bis ca. 6,0 % Re, ca. 0,08 bis ca. 0,11 % C, ca. 0,010 bisca. 0,015 % B, bis zu ca. 0,15 % Nb, bis zu ca. 0,15 % Hf, bis zuca. 0,003 % Zr, und Rest Ni und begleitende Verunreinigungen. Einederartige NickelbasisSuperlegierung zeigt typisch einen Phacomp-(Nv-)Wert von ca. 2,37 oder weniger.
    [0021] DerPhacomp-Wert korrespondiert zu der Elektronenleerstellenzahl (Nv), welche in US-Patent 6 054 096 beschriebenist, deren Lehren durch Bezugnahme zu diesem Zwecke in den vorliegendenText aufgenommen werden. Der Nv-Wert repräsentiertdie Neigung der Superlegierungs-Mikrostruktur zu mikrostrukturellerInstabilitätunter Hochtemperatur- und Langzeiteinsatzbedingungen, wobei dieInstabilität sichauf die Bildung von sprödenFremdphasen in der Superlegierungsmikrostruktur unter den Langzeiteinsatzbedingungenbezieht. Derartige Fremdphasen werden oft als TCP-(topologisch dichtgepackte) Phasen bezeichnet, so zum Beispiel sigma-Phase und mu-Phase.
    [0022] DieKonzentrationen an Cr, Co, W und Mo werden innerhalb der obengenanntenBereiche eng eingehalten, um den obigen Phacomp-(Nv-)Wertzu erzielen und so die mikrostrukturelle Stabilität der Superlegierungim Einsatz unter den fürTragflächenin einem Gasturbinentriebwerk zu erwartenden Hochtemperatur- undLangzeitbedingungen zu verbessern.
    [0023] DasRe-Legierungselement liegt bevorzugt in einer Menge von ca. 2 Gew.-%bis ca. 4 Gew.-% vor, noch bevorzugter ca. 3,0 % Re. Re ist in derSuperlegierung vorhanden, um die Festigkeit von Einkristall-Gussstücken, welcheaus der Superlegierung hergestellt sind, zu erhöhen. Bevorzugt werden Nb, Hfund Zr jeweils bei den entsprechenden Verunreinigungsniveaukonzentrationenin der Legierung gehalten.
    [0024] DieErfindung umfasst eine Nickelbasis-Superlegierung mit einer nominellenZusammensetzung, welche – inGewichtsprozent – imWesentlichen besteht aus: ca. 13,0 % Cr, ca. 9,0 % Co, ca. 4,9 %Ti, ca. 3,0 % Al, ca. 3,0 % W, ca. 1,5 % Mo, ca. 2,95 % Ta, ca.3,0 % Re, ca. 0,09 % C, ca. 0,012 % B, bis zu ca. 0,15 % Nb, biszu ca. 0,15 % Hf, bis zu ca. 0,003 % Zr, und Rest Ni und begleitendeVerunreinigungen. Eine derartige Nickelbasis-Superlegierung zeigttypisch einen Phacomp-(Nv-)Wert von ca.2,37.
    [0025] Gemäß einerweiteren Ausführungsformder Erfindung besteht die Nickelbasis-Superlegierung – in Gewichtsprozent – im Wesentlichenaus ca. 9,5 % bis ca. 14,0 % Cr, ca. 7,0 bis ca. 11,0 % Co, ca.3,0 bis ca. 5,0 % Ti, ca. 3,0 bis ca. 4,0 % Al, ca. 3,0 bis ca.4,0 % W, ca. 1,0 bis ca. 2,5 % Mo, ca. 1,0 % bis ca. 4,0 % Ta, ca.1,0 bis ca. 6,0 % Re, bis zu ca. 0,25 % C, bis zu ca. 0,015 % B,bis zu ca. 1,0 % Nb, bis zu ca. 0,15 % Hf, bis zu ca. 0,003 % Zr,und Rest Ni und begleitende Verunreinigungen. Ein bevorzugter Bereichfür dieRe-Konzentration liegt bei ca. 2 Gew.-% bis ca. 4 Gew.-%. Bevorzugtwerden Nb, Hf und Zr jeweils bei den entsprechenden Verunreinigungsniveaukonzentrationenin der Legierung gehalten.
    [0026] DieErfindung erstreckt sich auf eine weitere Nickelbasis-Superlegierungmit einer nominellen Zusammensetzung gemäß einer besonderen Ausführungsformder Erfindung, welche – inGewichtsprozent – imWesentlichen besteht aus: ca. 11,75 % Cr, ca. 9,0 % Co, ca. 4,0% Ti, ca. 3,5 % Al, ca. 3,5 % W, ca. 1,75 % Mo, ca. 2,5 % Ta, ca.3,0 % Re, ca. 0,09 % C, ca. 0,012 % B, bis zu ca. 1,0 % Nb, biszu ca. 0,15 % Hf, bis zu ca. 0,003 % Zr, Rest Ni und begleitendeVerunreinigungen. Eine derartige Nickelbasis-Superlegierung zeigttypisch einen Phacomp-(Nv-)Wert von ca.2,20.
    [0027] Dieerfindungsgemäßen Nickelbasis-Superlegierungensind unter Produktionsbedingungen gießfähig vom Standpunkt aus, dasssie zu komplexen Einkristall-Formteilen,einschließlichmassiven und/oder hohlen Komponenten, gegossen werden können, z.B.Einkristall-Gasturbinentriebwerkstragflächen, einschließlich Laufschaufelnund Leitschaufeln. Die Gussstückesind im Wesentlichen frei von Gusszunder, welcher sich auf Einkristall-Gussstücken bildet,die aus Einkristall-Nickelbasis-Superlegierungen mit niedrigem Kohlenstoffgehalthergestellt sind.
    [0028] Einkristall-Probestäbe für die Prüfung der mechanischenEigenschaften wurden gegossen unter Verwendung einer Superlegierunggemäß einer Ausführungsformder Erfindung mit der nominellen Zusammensetzung – in Gewichtsprozent – von 13,3 %Cr, 9,1 % Co, 4,83 % Ti, 3,06 % Al, 2,99 % W, 1,49 % Mo, 2,79 %Ta, 2,98 % Re, 0,087 % C, 0,012 % B, 0,0012 % Nb, 0,0007 % Hf, 0,0001% Zr und Rest Ni und begleitende Verunreinigungen (mit der Bezeichnungerfindungsgemäße LegierungA).
    [0029] WeitereEinkristall-Probestäbefür diePrüfungder mechanischen Eigenschaften wurden gegossen unter Verwendungeiner Superlegierung gemäß einerAusführungsformder Erfindung mit der nominellen Zusammensetzung – in Gewichtsprozent – von 13,9% Cr, 9,4 % Co, 4,9 % Ti, 3,0 % Al, 3,85 % W, 1,58 % Mo, 2,94 %Ta, 0,09 % C, 0,012 % B, LAP Zr, LAP Nb, LAP Hf, und Rest Ni undbegleitende Verunreinigungen (als erfindungsgemäße Legierung B bezeichnet),worin LAP das kleinstmöglicheVerunreinigungsniveau bedeutet.
    [0030] DieEinkristall-Probestäbewurden hergestellt durch Gießender oben beschriebenen erfindungsgemäßen Legierungen A und B beieiner Temperatur des Legierungsschmelzpunktes plus 350–400 °F in einerauf 2750–2850 °F vorgewärmten Schalenform.Die Superlegierungs-Probestäbewurden als Einkristall-Probestäbe erstarrengelassen unter Anwendung der konventionellen Abzugstechnik zur gerichtetenErstarrung und eines spiralförmigen Kristallselektorsin den Schalenformen. Verfahren zur gerichteten Erstarrung zur Herstellungvon Einkristall-Gussstückensind in den US-Patenten Nr. 3 700 023; Nr. 3 763 926 und Nr. 4 190094 beschrieben. Die erstarrten Probestäbe der beiden erfindungsgemäßen LegierungenA und B wurden im Gusszustand einer primären Alterungswärmebehandlungbei 2050 °Ffür 2 Stundenunterworfen, bei mehr als 75 °F/mingebläsegekühlt biszu einer abschließenden Alterungswärmebehandlungbei 1550 °Ffür 16Stunden und dann bei mehr als 25 °F/minauf Raumtemperatur gebläsegekühlt, umdann auf ihre mechanischen Eigenschaften geprüft zu werden.
    [0031] ÄhnlicheEinkristall-Vergleichsprobestäbe wurdenaus einer bekannten Vergleichs-CompSX-Nickelbasis-Superlegierung,PWA 1484-Nickelbasis-Superlegierung, N5-Nickelbasis-Superlegierung undCMSX-4-Nickelbasis-Superlegierung hergestellt, ebenfalls unter Verwendungder konventionellen Abzugstechnik zur gerichteten Erstarrung. Diese Nickelbasis-Superlegierungenfinden kommerzielle Verwendung in der Herstellung von Einkristall-Tragflächen-Gussstücken zumEinsatz in Gasturbinentriebwerken. Die Nickelbasis-Superlegierung CompSXist in US-Patent Nr. 6 416 596 beschrieben; die PWA 1484-Nickelbasis-Superlegierungist in US-Patent Nr. 4 719 080 beschrieben; die N5-Nickelbasis-Superlegierungist in US-Patent Nr. 6 074 602 beschrieben und die CMSX-4-Nickelbasis-Superlegierungist in US-Patent Nr. 4 643 782 beschrieben. Die CMSX-4-Nickelbasis-Superlegierunglimitiert den Kohlenstoff auf maximal 60 Gew.-ppm. Die CompSX-Nickelbasis-Superlegierung,welche in der Prüfungder mechanischen Eigenschaften verwendet wurde, hatte eine nominelleZusammensetzung – in Gewichtsprozent – von 13,9% Cr, 9,4 % Co, 4,9 % Ti, 3,0 % Al, 3,85 % W, 1,58 % Mo, 2,94 %Ta, 0,09 % C, 0,012 % B, weniger als 50 Gew.-ppm Zr, LAP Nb, LAPHf und Rest Ni und begleitende Verunreinigungen, wobei LAP für das kleinstmögliche Verunreinigungsniveausteht. Die CompSX-Probestäbewurden auf dieselbe Weise wie die Probestäbe aus den erfindungsgemäßen LegierungenA und B einkristallin gegossen und wärmebehandelt.
    [0032] DieProbestäbewurden unter verschiedenen erhöhtenTemperaturen auf Spannungsbruchresistenz geprüft, wobei das Prüfverfahrennach ASTM E139 zur Anwendung kam, und wurden Zugversuchen bei Raumtemperaturund bei erhöhtenTemperaturen zur Untersuchung der Reiß- oder Bruchfestigkeit (UTS),0,2 %-Dehngrenze, Prozentdehnung und Einschnürung unterworfen, wobei das ASTM-PrüfverfahrenASTM E8 fürdie Versuche bei Raumtemperatur und ASTM E21 für die erhöhten Temperaturen zur Anwendungkamen.
    [0033] Eswird nun auf die 1 und 2 Bezug genommen, welcheeinen Vergleich der Larson-Miller-Parameter für die aus den erfindungsgemäßen LegierungenA und B hergestellten Probestäbein Einklang mit der Erfindung und für die Vergleichs-CompSX-, PWA1484-, N5- und CMSX-4-Nickelbasis-Superlegierungen zeigen. Der Larson-Miller-ParameterP wird verwendet, um die Spannungsbrucheigenschaften der Nickelbasis-Superlegierungenzu vergleichen, wie in 1 und 2 gezeigt. Der Larson-Miller-Parameterist ein Zeit-Temperatur-abhängiger Parameter,P = T(°K)(20+ log t)1000, worin T die Prüftemperaturist und worin t die Zeit bis zum Bruch ist, der breit angewandtwird zur Extrapolation von Spannungsbruchdaten, wie in MECHANICALMETALLURGY, Kapitel 3–13,S. 483–486,Copyright 1961, 1976, McGraw-Hill, Inc., beschrieben. Aus den 1, 2 und 3 isterkennbar, dass die erfindungsgemäße Legierung A in Einklangmit der Erfindung eine Verbesserung gegenüber den CompSX-Probestäben miteinkristalliner oder äquiaxialerKornstruktur darstellt. 1 enthält ferner mehrereDatenpunkte von kommerziell erhältlichen Superlegierungender dritten Einkristallgeneration als Referenz. Als wichtig isthervorzuheben, dass die zu den Superlegierungssystemen, einschließlich PWA 1484,N5 und CMSX-4, bereitgestellten Daten eine vollständig inLösunggegangene Mikrostruktur repräsentieren,erhalten durch Wärmebehandlungen, welche über derZeit optimiert worden sind, um die mechanischen Eigenschaften dieserSuperlegierungen zu verbessern.
    [0034] 3 ist ein Balkendiagramm,welches im Vergleich die Spannungsbruchlebensdauern für die erfindungsgemäßen LegierungenA und B in Einklang mit der Erfindung und für die Vergleichs-CompSX-Nickelbasis-Superlegierungzeigt. Es ist erkennbar, dass die erfindungsgemäße Legierung A in Einklangmit der Erfindung einen drastischen Anstieg der Spannungsbruchlebensdauerunter allen Prüfbedingungenim Vergleich zu der Vergleichs-CompSX-Nickelbasis-Superlegierungaufweist, wie in 3 gezeigt.
    [0035] Eswird nun auf die 4, 5, 6 und 7 Bezug genommen,welche die Zugversuchsdaten fürdie erfindungsgemäße LegierungA in Einklang mit der Erfindung und für die Vergleichs-CompSX-, PWA 1484-,N5- und CMSX-4-Nickelbasis-Superlegierungen darstellen. Es ist erkennbar,dass die erfindungsgemäße LegierungA in Einklang mit der Erfindung bezüglich Zugfestigkeit (z.B. Reiß- oderBruchfestigkeit/UTS und 0,2 %-Dehngrenze/0,2 YS), Dehnung und Einschnürung über diegetesteten Temperaturen (z.B. Raumtemperatur bis 1100 °C) mit denVergleichs-Nickelbasis-Superlegierungen vergleichbar sind.
    [0036] DieNickelbasis-Superlegierungen gemäß der Erfindungzeigten verminderten Gusszunder und verminderte nichtmetallischeEinschlüsseals eine Folge der Verwendung von Kohlenstoffkonzentrationen von0,087 Gew.-%. Beispielsweise zeigten die aus den erfindungsgemäßen LegierungenA und B im Feingießverfahrenhergestellten Probestäbein Einklang mit der Erfindung verminderten Gusszunder und ein vermindertesMaß annicht-metallischen Einschlüssenim Vergleich zu der CMSX-Nickelbasis-Superlegierung und zeigtenverbesserte Gießbarkeitvom Standpunkt aus, dass die Vakuumfeinguss-Probestäbe gemäß der Erfindungweniger Außenzunderzeigten im Vergleich zu den Vakuumfeinguss-Probestäben ausder Vergleichs-CMSX-4-Nickelbasis-Superlegierung.
    [0037] DieErfindung wurde im Zusammenhang mit detaillierten Ausführungsbeispielenderselben aufgezeigt und beschrieben; für den Fachmann wird jedocherkennbar sein, dass verschiedene Änderungen hinsichtlich Formund Detail derselben vorgenommen werden können, ohne den Bereich derbeanspruchten Erfindung zu verlassen.
    权利要求:
    Claims (12)
    [1] Nickelbasis-Superlegierung, bestehend – in Gewichtsprozent – im Wesentlichenaus ca. 12,5 % bis ca. 13,5 % Cr, 9,0 bis ca. 9,9 % Co, ca. 4,7bis ca. 5,1 % Ti, ca. 2,8 bis ca. 3,2 % Al, ca. 2,8 bis ca. 4,3 %W, ca. 1,4 bis ca. 1,6 % Mo, ca. 2,85 bis ca. 3,1 % Ta, ca. 1,0bis ca. 6,0 % Re, ca. 0,08 bis ca. 0,11 % C, ca. 0,010 bis ca. 0,015% B, bis zu ca. 0,15 % Nb, bis zu ca. 0,15 % Hf, bis zu ca. 0,003% Zr, und Rest Ni und begleitende Verunreinigungen.
    [2] Die Superlegierung nach Anspruch 1 mit einem Re-Gehaltvon ca. 2 bis ca. 4 Gew.-%.
    [3] Die Superlegierung nach Anspruch 2 mit einem Nv-Wert von weniger als 2,37.
    [4] Nickelbasis-Superlegierung, bestehend – in Gewichtsprozent – im Wesentlichenaus ca. 13,0 % Cr, 9,0 % Co, ca. 4,9 % Ti, ca. 3,0 % Al, ca. 3,03% W, ca. 1,5 % Mo, ca. 2,95 % Ta, ca. 3,0 % Re, ca. 0,09 % C, ca.0,012 % B, bis zu ca. 0,15 % Nb, bis zu ca. 0,15 % Hf, bis zu ca.0,003 % Zr, und Rest Ni und begleitende Verunreinigungen, und miteinem Nv von ca. 2,33.
    [5] Eine Turbinentragfläche, umfassend die Superlegierungder Ansprüche1, 2, 3 oder 4.
    [6] Eine Turbinentragfläche nach Anspruch 5, welcheeine gerichtet erstarrte Stängelkorn-oder Einkristallgusstragflächeist.
    [7] Nickelbasis-Superlegierung, bestehend – in Gewichtsprozent – im Wesentlichenaus ca. 9,5 % bis ca. 14,0 % Cr, 7,0 bis ca. 11,0 % Co, ca. 3,0bis ca. 5,0 % Ti, ca. 3,0 bis ca. 4,0 % Al, ca. 3,0 bis ca. 4,0 %W, ca. 1,0 bis ca. 2,5 % Mo, ca. 1,0 % bis ca. 4,0 % Ta, ca. 1,0% bis ca. 6,0 % Re, bis zu ca. 0,25 % C, bis zu ca. 0,015 % B, biszu ca. 1,0 % Nb, bis zu ca. 0,15 % Hf, bis zu ca. 0,003 % Zr, undRest Ni und begleitende Verunreinigungen.
    [8] Die Superlegierung nach Anspruch 7 mit einem Re-Gehaltvon ca. 2 bis ca. 4 Gew.-%.
    [9] Die Superlegierung nach Anspruch 8 mit einem Nv-Wert von weniger als 2,37.
    [10] Nickelbasis-Superlegierung, bestehend – in Gewichtsprozent – im Wesentlichenaus ca. 11,75 % Cr, 9,0 % Co, ca. 4,0 % Ti, ca. 3,5 % Al, ca. 3,5% W, ca. 1,75 % Mo, ca. 2,5 % Ta, ca. 3,0 % Re, ca. 0,09 % C, biszu ca. 0,012 % B, bis zu ca. 0,15 % Nb, bis zu ca. 0,15 % Hf, biszu ca. 0,003 % Zr, und Rest Ni und begleitende Verunreinigungen,und mit einem Nv von ca. 2,33.
    [11] Eine Turbinentragfläche, umfassend die Superlegierungder Ansprüche7, 8, 9 oder 10.
    [12] Eine Turbinentragfläche nach Anspruch 11, welcheeine Einkristall-Gusstragflächeist.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    FR2856701A1|2004-12-31|
    JP2005139548A|2005-06-02|
    US20050000603A1|2005-01-06|
    FR2860804A1|2005-04-15|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2008-04-17| 8139| Disposal/non-payment of the annual fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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