本发明专利技术的目的在于提供高温强度优异的而且热锻造加工性也优异的Ni基超合金。本发明专利技术提供高温强度优异的能够热锻造的Ni基超合金，其具有如下组成：满足以质量%计C：超过0.001%～低于0.100%、Cr：11.0%～低于19.0%、Co：0.5%～低于22.0%、Fe：0.5%～低于10.0%、Si：低于0.1%、Mo：超过2.0%～低于5.0%、W：超过1.0%～低于5.0%、Mo+1/2W：2.5%～低于5.5%、S：0.010%以下、Nb：0.3%～低于2.0%、Al：超过3.00%～低于6.50%、Ti：0.20%～低于2.49%，进而满足以原子比计Ti/Al×10：0.2～低于4.0、以原子%计Al+Ti+Nb：8.5%～低于13.0%，余量为Ni及无法避免的杂质。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术的目的在于提供高温强度优异的而且热锻造加工性也优异的Ni基超合金。本专利技术提供高温强度优异的能够热锻造的Ni基超合金，其具有如下组成：满足以质量%计C：超过0.001%～低于0.100%、Cr：11.0%～低于19.0%、Co：0.5%～低于22.0%、Fe：0.5%～低于10.0%、Si：低于0.1%、Mo：超过2.0%～低于5.0%、W：超过1.0%～低于5.0%、Mo+1/2W：2.5%～低于5.5%、S：0.010%以下、Nb：0.3%～低于2.0%、Al：超过3.00%～低于6.50%、Ti：0.20%～低于2.49%，进而满足以原子比计Ti/Al×10：0.2～低于4.0、以原子%计Al+Ti+Nb：8.5%～低于13.0%，余量为Ni及无法避免的杂质。【专利说明】高温强度优异的能够热锻造的Ni基超合金
本专利技术涉及高温强度优异的能够热锻造的Ni基超合金。
技术介绍
Ni基超合金的强化机理大致可分为固溶强化、碳化物析出强化、Y'(gamma prime)及γ''（gammadoubleprime)析出强化这三种，特别是利用基于由Ni3Al或Ni3(Al、 Ti)或Ni3(Al、Ti、Nb)构成的金属间化合物的y'析出带来的强化的y'强化型Ni基超 合金正被广泛应用。 对于Y'强化型Ni基超合金，通过时效处理使作为强化相的γ'(gammaprime) 析出，由此在高温环境下表现优异的强度特性。 Y'强化型Ni基超合金的情况下，通过增加γ'量可以进一步强化高温下的强 度。该Y'量根据生成元素Al、Ti、Nb等的添加量而发生变化，通过增加添加量能够增加 析出量。 另一方面，大量添加生成元素Ti、Al、Nb而增加γ'量时，γ'的固溶温度上升， 热锻造加工时的加工性变差。即，Y'强化型Ni基超合金中，高温强度与热锻造加工性之 间存在权衡关系。 特别是大量添加Ti、Al、Nb至一定量以上时，加工性已经变差到无法进行热锻造 加工的程度。 因此,对于大量添加Ti、Al、Nb至一定量以上而使Y'相大量析出的合金,变得只 能采用铸造来制造目标构件。 但是，对于需要优异的高温强度的构件，例如飞机用及发电用燃气轮机或以A-USC 为代表的暴露在高温及高压环境下的发电用蒸汽轮机、高输出的汽车引擎部件、耐热弹簧 等这样的高温环境下要求有高强度特性的构件，采用铸造无法获得充分的高强度，因此期 望利用能够通过炼锻改善组织的锻造来加工成形。 近年来，正在开发保持热加工性而且高温强度特性优异的材料。 例如下述专利文献1、专利文献2中公开了高温强度优异的锻造用合金。 然而，这些专利文献中公开的合金虽然能够热锻造加工，但却是难加工材料。 对于燃气轮机、蒸汽轮机等所使用的盘材这种大型构件，为了对内部组织加以炼 锻，需要施加强加工，但对于难加工材料采取施加强加工的锻造方法是困难的，难以适用于 大型构件。 另外，作为相对于本专利技术的其他现有技术，下述专利文献3从提高涡轮叶片的寿 命的观点出发公开了一种锻造制造的高耐腐蚀性超耐热合金，不仅改善了现有的强度，而 且改善了对腐蚀的耐受性，该合金具有如下组成：以重量％计含有C:0. 015%以下、Si:1. 0% 以下、Mn:0. 5%以下、Cr:15?25%、Co:20%以下、Mo和W中的1种或2种按Mo+l/2W计为 7%以下、Al:0· 4%?3%、Ti:0· 6?4%、Nb和Ta中的1种或2种按Nb+l/2Ta计为6%以下、 Re:0· 05 ?2%、Fe:20% 以下、且Al+l/2Ti+l/4Nb+l/8Ta为 2 ?4. 5%、余量Ni。 但是，该专利文献3中记载的合金以及之前叙述的专利文献1及专利文献2中记 载的合金的作为的基本构成成分的Al的添加量均比本专利技术少，在这方面与本专利技术不 同。 现有抟术f献 专利f献 专利文献1:美国专利申请公开第2003/0213536号说明书 专利文献2:美国专利申请公开第2012/0183432号说明书 专利文献3:日本特开平9-268337号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问是页 本专利技术以上述那样的情况为背景，目的在于提供高温强度优异的而且热锻造加工 性也优异的Ni基超合金。 用于解决问题的方案 -种高温强度优异的能够热锻造的Ni基超合金，其特征在于，其具有如下组 成：满足以质量％计C:超过0· 001%?低于0· 100%、Cr:11· 0%?低于19. 0%、C〇 :0· 5%?低 于 22. 0%、Fe:0· 5% ?低于 10. 0%、Si:低于 0· 1%、Μο:超过 2. 0% ?低于 5. 0%、W:超过L0% ? 低于 5. 0%、Mo+l/2W:2· 5% ?低于 5. 5%、S:0· 010% 以下、Nb:0· 3% ?低于 2. 0%、Al:超过 3. 00%?低于6. 50%、Ti:0. 20%?低于2. 49%，进而以原子比计Ti/AlX10 :0. 2?低于4. 0、 以原子％计Al+Ti+Nb:8. 5%?低于13. 0%，余量为Ni及无法避免的杂质。 根据所述的Ni基超合金，其特征在于，Fe:1· 0%?低于10. 0%。 根据所述的Ni基超合金，其特征在于，其以质量％计进一步含有B: 0· 0001%?低于0· 03%、Zr:0· 0001%?低于0· 1%中的1种或2种。 根据或所述的Ni基超合金，其特征在于，以质量％计卩：低于0. 020%、 N:低于 0· 020%。 根据?中任一所述的Ni基超合金，其特征在于，其以质量％计进一步 含有Mg:0· 0001% ?低于 0· 030%、Ca:0· 0001% ?低于 0· 030%、REM:0· 0001% ?0· 200% 以下 中的1种或2种以上。 专利技术的效果 关于Y'强化型Ni基超合金，从提高机械特性的观点出发，认为与Al相比增加 Ti更有效，以往既已进行与Al相比更多添加Ti的研究。 然而，Ti是烙点高的成分，若大量添加Ti,则Y'(gammaprime)的固溶温度会 升高。结果会使Ni基超合金的热锻造加工性变差。 在此，本专利技术在确保与现有同等程度的Y'量的同时减少Ti量并增加Al量，谋求 兼顾热锻造加工性和高温强度特性。 Al与Ti相比熔点低，即使增加添加量，相比于添加量，并不会使Y'的固溶温度 上升。 本专利技术在成分上维持Al+Ti+Nb的量与现有同等，同时通过增加Al的量来防止 Y'的固溶温度升高，兼顾热锻造加工性和高温强度特性。 【具体实施方式】 接着，以下说明本专利技术中的化学成分的限定理由。 C:超过 0· 001% ?低于 0· 100% C与Cr及Nb、Ti、W、Mo等键合，生成各种碳化物。碳化物中固溶温度高的种类在 此主要是Nb系及Ti系的碳化物，通过钉扎效应抑制高温下晶粒的粗大生长，有助于改善热 加工性。 另外，主要是Cr系及Mo系、W系的碳化物在晶界处析出从而强化晶界，由此有助 于改善机械特性。 但是，若过量添加C而使碳化物量过剩，则本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高温强度优异的能够热锻造的Ni基超合金，其特征在于，其具有如下组成：满足以质量%计C：超过0.001%～低于0.100%、Cr：11.0%～低于19.0%、Co：0.5%～低于22.0%、Fe：0.5%～低于10.0%、Si：低于0.1%、Mo：超过2.0%～低于5.0%、W：超过1.0%～低于5.0%、Mo+1/2W：2.5%～低于5.5%、S：0.010%以下、Nb：0.3%～低于2.0%、Al：超过3.00%～低于6.50%、Ti：0.20%～低于2.49%，进而满足以原子比计Ti/Al×10：0.2～低于4.0、以原子%计Al+Ti+Nb：8.5%～低于13.0%，余量为Ni及无法避免的杂质。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：大崎元嗣，植田茂纪，冈岛琢磨，堀亚由美，
申请(专利权)人：大同特殊钢株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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