[发明专利]高强度Ni基高温合金

说明书

技术领域

本发明涉及具有高强度的高强度Ni基高温合金。

背景技术

Ni基高温合金在高温下表现出优良的机械特性，被广泛用作飞机用喷气发动机的高温构件等。Ni基合金一般通过添加少量Al、Ti或Nb、Ta而使被称为包含Ni₃(Al,Ti)的γ’(Gamma prime)相或包含Ni₃(Al,Ti,Nb)的γ”(Gamma double prime)相的增强相在晶粒内微细析出，从而表现出优良的强度。近年来，为了减少民航飞机用喷气发动机的燃料消耗量及减少CO₂排放量，出现使喷气发动机内的低压涡轮盘非冷却化的技术趋势。伴随着非冷却化，要求低压涡轮盘在更高温度下具有高强度，进行通过增大上述增强相的量从而使强度提高的合金开发。但是，析出相的量增多时，合金的热加工性降低，难以加工成期望的形状。因此，重要的是在合金强度提高的同时确保热加工性。

Ni基高温合金一般含有大量的合金元素，因此无论如何都会在熔炼合金时产生成分分布的不均匀，即微观偏析。由于在微观偏析部分，固相线温度通常比其它部分低，因而过度加热时微观偏析部分局部熔融，导致热加工性降低。因此，必须在热加工前在适当的条件下进行热处理，从而实现微观偏析的缓和。

以往提出了一些热加工性优良的Ni基高温合金或改善Ni基高温合金的热加工性的技术(专利文献1～3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-231410号公报

专利文献2：日本特开2007-332412号公报

专利文献3：日本特表2013-531739号公报

发明内容

发明所要解决的问题

例如，专利文献1和2中提出了焊接性、热加工性优良的Ni基高温合金。但是，该文献没有从上文所述的微观偏析的观点出发就热加工性作任何提及，有可能未做出适当的评价。而且，有助于增强相的形成的Al、Ti的含量比本发明低，有可能无法生成本发明打算应用的低压涡轮盘所要求的量的增强相，即强度不足。另外，专利文献3中未提及微观偏析与热加工性的关系，不清楚是否在适当的条件下制造合金。

本发明以上述情况为背景而作出，目的在于提供强度和热加工性优良的Ni基高温合金。

用于解决问题的手段

即，本发明涉及以下(1)～(7)。

(1)一种高强度Ni基高温合金，其特征在于，具有以下组成，所述组成以质量％计含有：

C：0.005％～0.05％、

Fe：0.1％～2.0％、

Cr：10％～20％、

Co：10％～20％、

Mo：1.0％～8.0％、

W：1.0％～8.0％、

Ti：0.1％～2.0％、

Al：2.0％～4.5％、和

Nb：0.1％～2.0％，

剩余部分包含Ni和不可避免的杂质。

(2)如(1)所述的高强度Ni基高温合金，其特征在于，所述组成以质量ppm计还含有P：30ppm～100ppm和B：50ppm～250ppm中的至少一种。

(3)如(1)或(2)所述的高强度Ni基高温合金，其特征在于，所述组成以质量％计还含有Mg：0.01％以下和Zr：0.01％～0.50％中的至少一种。

(4)如(1)至(3)中任一项所述的高强度Ni基高温合金，其特征在于，700℃下的γ’相的量以体积分数计为40％～43％。

(5)如(1)至(4)中任一项所述的高强度Ni基高温合金，其特征在于，γ’相的固溶温度为1100℃以下。

(6)如(1)至(5)中任一项所述的高强度Ni基高温合金，其特征在于，通过拉伸试验评价的断面收缩率(絞)达到50％以上时的温度范围为120℃以上。

(7)如(1)至(6)中任一项所述的高强度Ni基高温合金，其特征在于，在600℃以上的温度下使用。

发明效果

根据本发明可以得到具有高强度和优良的热加工性的Ni基高温合金。

此外，作为次生效果，通过将该发明合金作为喷气发动机的低压涡轮盘等(例如在600℃以上的温度下使用的)高温设备的构件应用，具有实现设备的高效率化和低环境负荷化的效果。

附图说明

图1是表示在实施例的拉伸试验中断面收缩率与温度的关系的图。

图2是表示在实施例的拉伸试验中断面收缩率与温度的关系的图。