[發明專利]Ni基合金和使用其的構件、產品及其制造方法

有效

• 申請號: 201510342356.8
• 申請日: 2015-06-18
• 公開（公告）號: CN105200268B
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 太田敦夫;今野晉也;鴨志田宏紀
• 申請（專利權）人: 三菱日立電力系統株式會社
• 主分類號: C22C19/05
• 分類號: C22C19/05;C22F1/10
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司11243
• 代理人: 金鮮英,陳彥

技術領域

本發明涉及Ni基合金的制造方法，尤其涉及兼顧了Ni基合金構件的制造過程中的優異的加工性和Ni基合金構件的優異的高溫強度的Ni基合金及Ni基合金構件的制造方法、Ni基合金、Ni基合金構件、鍛造用Ni基合金原材料、Ni基合金部件、Ni基合金結構物、鍋爐管、燃燒器襯墊、燃氣輪機動葉片及燃氣輪機盤。

背景技術

出于以通過燃燒溫度的高溫化而使燃氣輪機高效率化為目的，要求提高渦輪部件的耐熱溫度。因此，在燃氣輪機部件中，作為高溫強度優異的材料，Ni基合金被廣泛用于渦輪盤、動靜葉片甚至燃燒器中。Ni基合金通過W、Mo、Co等固溶強化元素的添加所帶來的固溶強化以及Al、Ti、Nb、Ta等析出強化元素的添加所帶來的析出強化而實現了較高的高溫強度。析出強化型的Ni基合金的情況下，作為析出強化相的γ′相(L1₂構造)的晶格與母相的γ相(FCC構造)的晶格一起連續地析出、形成匹配界面，從而有助于強化。因此，對于提高高溫強度而言，使γ′相的量增加即可，但γ′相的量越多則加工性越差。因此，存在越是高強度材料則越難以制作大型的鍛造品、或由于鍛造時的缺陷發生率上升等而不能鍛造的問題。

作為兼顧Ni基合金的高溫強度和熱鍛造性的技術，有專利文獻1(日本特開2011-52308號公報)中記載的技術。專利文獻1中公開了一種Ni基合金，其特征在于，以質量基準計含有C：0.001～0.1％、Cr：12～23％、Co：15～25％、Al：3.5～5.0％、Mo：4～12％、W：0.1～7.0％，Ti、Ta及Nb的總含量以質量基準計為0.5％以下，式(1)(Ps＝－7×(C量)－0.1×(Mo量)+0.5×(Al量))所表示的參數Ps為0.6～1.6。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2011-052308號公報

發明內容

發明要解決的問題

γ′相的固溶溫度為1050℃以上的高強度Ni基合金的熱鍛造通常在1000～1250℃的范圍內進行。這是由于，通過將加工溫度升高至γ′相的固溶溫度附近或該溫度以上，從而減少了強化因子即γ′相的析出量、減少了變形阻力。但是，當在固溶溫度附近或該溫度以上的溫度進行鍛造時，由于鍛造溫度接近被加工材的熔點，因此容易由于部分熔融等而產生加工裂紋。并且，在γ′相的固溶溫度如上述那樣高的材料的情況下，當在固溶溫度以上進行熱鍛造時，抑制晶界移動、有助于晶粒的微細化的γ′相消失，因此γ相的粒徑變得粗大化，制品使用時的拉伸強度、疲勞強度降低。

鑒于上述情況，本發明的目的在于提供一種兼顧了含有較多γ′相的析出強化型Ni基合金構件的制造過程中的優異的加工性、及Ni基合金構件的優異的高溫強度的Ni基合金及Ni基合金構件的制造方法。

用于解決課題的手段

本發明的Ni基合金(γ′相的固溶溫度為1050℃以上)的制造方法，其特征在于，包含使Ni基合金軟化、提高加工性的工序，該使Ni基合金軟化、提高加工性的工序為使與作為母相的γ相非匹配的γ′相析出20體積％以上的工序。

此外，本發明的Ni基合金(γ′相的固溶溫度為1050℃以上)構件的制造方法，其特征在于，包含將通過上述Ni基合金的制造方法獲得的Ni基合金加工成期望的形狀的加工工序、以及在該加工工序后進行使非匹配γ′相固溶的熔體化處理和使匹配γ′相再析出的時效處理而獲得Ni基合金構件的熔體化-時效處理工序。

發明的效果

根據本發明，能夠提供一種Ni基合金及Ni基合金構件，其通過使固溶溫度為1050℃以上的高強度Ni基合金中在軟化處理工序后含有20體積％以上的非匹配γ′相，從而能夠大幅提高加工性，并且在制品使用時能夠實現與現有材料同等或更好的優異的高溫強度。

此外，通過使用利用本發明的Ni基合金的制造方法制造的Ni基合金、或利用Ni基合金構件的制造方法制造的Ni基合金構件，能夠容易地制造具有各種形狀的Ni合金構件、Ni基合金部件及Ni基合金結構物。

附圖說明

圖1為表示本發明的Ni基合金構件的制造方法的一實施方式的流程圖。

圖2為示意性地示出圖1的軟化處理工序的溫度輪廓及晶體組織的圖。

圖3A為表示γ相和γ′相的匹配界面的示意圖。

圖3B為表示γ相和γ′相的非匹配界面的示意圖。

圖4為示意性地示出圖1的熔體化-時效處理工序的溫度輪廓及晶體組織的圖。