[发明专利]Ni基合金软化粉末和该软化粉末的制造方法

说明书

本发明的目的在于，提供适合于粉末冶金技术的Ni基合金软化粉末和该软化粉末的制造方法，所述Ni基合金软化粉末是尽管使用强析出强化Ni基合金材料但与以往相比成形加工性/成型加工性更良好的粉末。本发明所涉及的Ni基合金软化粉末的特征在于，具有使在作为母相的γ相中析出的γ’相在700℃时的平衡析出量为30～80体积％的化学组成，该软化粉末的平均粒度为5～500μm，该软化粉末的粒子是由所述γ相的微细结晶的多晶体构成的粉末，在构成所述粒子的所述γ相的微细结晶的粒界上析出20体积％以上的所述γ’相，所述粒子的室温的维氏硬度为370Hv以下。

技术领域

本发明涉及Ni(镍)基合金材的技术，尤其是涉及由强析出强化Ni基合金材料形成且适合于粉末冶金技术的Ni基合金软化粉末和该软化粉末的制造方法。

背景技术

在飞机、火力发电厂的涡轮机(燃气轮机、蒸汽轮机)中，以提高热效率为目标而使主流体温度高温化成为一个技术趋势，提高涡轮机高温构件的高温机械特性是一个重要的技术课题。就暴露于最严酷的环境的涡轮机高温构件(例如，涡轮机动叶片、涡轮机静叶片、转盘、燃烧器构件、锅炉构件)而言，由于反复受到运行中的旋转离心力，伴随振动、启动/停止的热应力，因而提高其机械特性(例如，蠕变特性、拉伸特性、疲劳特性)就变得非常重要。

为了满足所要求的各种机械特性，作为涡轮机高温构件的材料，广泛利用析出强化Ni基合金材。尤其是在高温特性变得重要的情形下，可使用在作为母相的γ(伽马)相中提高了所析出的γ’(伽马撇)相(例如Ni₃(Al,Ti)相)的比例的强析出强化Ni基合金材(例如，以30体积％以上析出γ’相的Ni基合金材)。

作为主要的制造方法，对于涡轮机动叶片、涡轮机静叶片这样的构件，从蠕变特性的观点出发，以往一直使用精密铸造法(尤其是单向凝固法、单晶凝固法)。另一方面，对于涡轮盘、燃烧器构件，从拉伸特性、疲劳特性的观点出发，常使用热锻法。

但是，对于析出强化Ni基合金材，如果为了进一步提高高温构件的高温特性而更加提高γ’相的体积率，则存在加工性、成形性恶化，高温构件的制造成品率下降(即，制造成本增加)这样的缺点。因此，在研究高温构件的特性提高的同时，还一直在进行各种稳定制造该高温构件的技术的研究。

例如，专利文献1(日本特开平9-302450)中公开了一种方法，其是由锻造用预制件制造具有进行了控制的晶粒度的Ni基超合金物品的方法，包括：准备具有包含γ相与γ’相的混合物的微观组织、再结晶温度及γ’固溶(ソルバス)温度的Ni基超合金预制件(这里，γ’相至少占Ni基超合金的30容量％)，在约1600°F以上但比γ’固溶温度更低的温度，以每秒约0.03～约10的应变速度对前述超合金预制件进行热模锻造，对所得到的热模锻造超合金工件进行等温锻造而形成已加工物品，对如此进行了加工的物品进行超固溶热处理，生成大致ASTM6～8的实质均匀的粒子微观组织，并将物品从超固溶热处理温度进行冷却。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-302450号公报

专利文献2：日本专利第5869624号公报

专利文献3：美国专利第5649280号说明书

发明内容

发明要解决的课题

根据专利文献1，即使对于γ’相的体积率高的Ni基合金材，也能没有开裂地以高制造成品率制造锻造品。但是，专利文献1的技术由于要进行低应变速度下的超塑性变形的热锻工序和其后的等温锻造工序，因而具有需要特殊的制造装置且需要较长的工作时间(即，装置成本和工艺成本高)这样的缺点。

对于工业制品，当然强烈要求低成本化，确立以低成本制造制品的技术是最重要的课题之一。