[發明專利]Ni基超耐熱合金

在審

• 申請號: 201580041245.1
• 申請日: 2015-09-28
• 公開（公告）號: CN106661674A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 阿部龍太郎;大野丈博;小林信一;上野友典;青木宙也
• 申請（專利權）人: 日立金屬株式會社
• 主分類號: C22C19/05
• 分類號: C22C19/05;C22F1/00;C22F1/10
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙)11277
• 代理人: 劉新宇,李茂家

技術領域

本發明涉及Ni基超耐熱合金。

背景技術

航空器引擎、發電用燃氣輪機的耐熱構件中利用大量包含Al、Ti等合金元素的γ’(Gamma prime)相析出強化型的Ni基超耐熱合金。

渦輪的部件之中，要求高強度和可靠性的透平輪盤中，作為Ni基超耐熱合金利用鍛造合金。其中，鍛造合金是指與鑄造凝固組織原樣所使用的鑄造合金對比而使用的用語，為以如下工藝而制造的材料：對使其熔融·凝固而得到的鋼錠進行熱加工從而制成規定的部件形狀的工藝。通過熱加工，使粗大且不均質的鑄造凝固組織變化為微細并且均質的鍛造組織，從而改善拉伸強度、疲勞特性等機械特性。在航空器引擎的低壓透平輪盤中，使用將日本特開2014-156660號公報(專利文獻1)中所記載的那樣的γ’相作為強化相來利用的Ni基超耐熱合金。然而近年來為了提高燃油效率·效率，推進渦輪入口溫度的高溫化，與之相伴，謀求所使用的超耐熱合金的高溫強度的提高。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2014-156660號公報

發明內容

發明要解決的問題

對于上述的專利文獻1中所公開的Ni基超耐熱合金，例如，意圖開發用于航空器引擎的低壓透平輪盤。然而，今后在為了提高燃油效率·效率而推進渦輪入口溫度的高溫化的情況下，例如，在650℃以上的高溫下的機械特性的不足成為大的問題。

本發明的目的在于提供，在航空器引擎、發電用燃氣輪機等中所使用的Ni基合金中，在650℃以上的高溫下具有良好的機械特性的Ni基超耐熱合金。

用于解決問題的方案

本發明是鑒于上述的課題而成的。

即，本發明涉及以質量％計C：0.001～0.100％、Al：1.0～4.0％、Ti：2.0～4.5％、Cr：12.0～18.0％、Co：11.1～18.0％、Fe：1.2～12.0％、Mo：1.5～6.5％、W：0.5～6.0％、Nb：0.1～3.0％、B：0.001～0.050％、Zr：0.001～0.100％、Mg：0.02％以下、余量為Ni以及雜質的Ni基超耐熱合金。

優選以質量％計(Ti+0.5Nb)/Al為1.0～3.5的Ni基超耐熱合金。

進一步優選以質量％計Mo+0.5W為3.5～7.0的Ni基超耐熱合金。

更優選孿晶邊界的長度相對于孿晶邊界的長度和晶界的長度之和為50％以上的Ni基超耐熱合金。

發明的效果

根據本發明，在航空器引擎、發電用燃氣輪機等中所使用的高強度的Ni基超耐熱合金中，可以得到在650℃以上的高溫下具有超過以往的Ni基超耐熱合金的機械特性的Ni基超耐熱合金。因此，例如，適宜航空器引擎的低壓透平輪盤等構件。

附圖說明

圖1為通過電子背散射衍射法觀察晶界與孿晶邊界的圖。

具體實施方式

在本發明的Ni基超耐熱合金中，規定化學組成的理由如以下所述。需要說明的是，若無特別記載則以質量％的方式記載。

C：0.001～0.100％

C具有提高晶界強度的效果。該效果在0.001％以上得以顯現，過量地含有C的情況下，形成粗大的碳化物，使強度、熱加工性降低，因此將0.100％設為上限。優選下限為0.005％，更優選為0.008％。此外，優選上限為0.070％，更優選為0.040％。

Cr：12.0～18.0％

Cr為提高耐氧化性、耐腐蝕性的元素。為了得到該效果，需要12.0％以上。過量地含有Cr時，形成σ相等脆化相，使強度、熱加工性降低，因此上限設為18.0％。優選下限為12.5％，更優選為13.0％。此外，優選上限為17.0％，更優選為16.0％。

Co：11.1～18.0％

對于Co，改善組織的穩定性，即便大量含有作為強化元素的Ti，也可以維持熱加工性。為了得到該效果，需要11.1％以上。Co越多，熱加工性越上升。然而，Co在含有元素之中是最昂貴的，因此為了降低成本，將上限設為18.0％。優選下限為11.3％，更優選為11.5％。此外，優選上限為17.0％，更優選為16.5％。

Fe：1.2～12.0％