此Ni基合金的特征在于，含有以面积当量直径计为12μm至25μm的推定最大氮化物尺寸。前述推定最大氮化物尺寸以下列方式计算。观察欲预测的视野(S0)，并相对于视野中尺寸最大的氮化物的面积(A)计算定义为D＝A1/2的面积当量直径(D)。以欲测定的视野数(n)重复所述计算，并获得面积当量直径(D)的n个数据。所述面积当量直径(D)的数据按升序排列为从D1、D2到Dn，并获得标准化变量(yj)。所获得的值在X‑Y轴坐标上标绘，其中X‑轴用于面积当量直径(D)，且y‑轴用于标准化变量(yj)，并获得回归直线(yj＝a×D+b(a和b为常数))。欲推定的截面积(S)设为100mm2，并获得yj。所得的yj值代入回归直线，以计算推定的最大氮化物尺寸。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有优越高温强度和高温耐腐蚀性特性的Ni基合金，并涉及燃气轮机燃烧器用Ni基合金、燃气轮机燃烧器用构件、燃气轮机燃烧器用衬垫构件和过渡件构件、和燃气轮机燃烧器用衬垫和过渡件，其各自由上述Ni基合金制成。本申请要求2013年8月6日在日本提交的日本专利申请号2013-163524的优先权，通过引用其全文将其并入本文。
技术介绍
Ni基合金已广泛用作在航空器、和燃气轮机等中使用的构件的材料，例如专利文献1至3所公开的。在燃气轮机中，燃烧器设置在压缩机的后方和更接近其外周的位置，其运转而将燃料注入压缩机排出的空气中，产生用于通过燃烧燃料而驱动轮机的高温高压气体，并引导燃料气体进入设置在轮机入口处的喷嘴(叶片)，即燃气轮机燃烧器在高温环境中使用。特别地，燃烧器构件和部件中的衬垫(内筒)和过渡件(尾筒)暴露于高温燃烧气体。此外，为了燃气轮机的启动、停止和输出控制而非常频繁地重复加热和冷却时，衬垫和过渡件受到频繁的加热/冷却循环。为考虑上述使用条件，期望燃气轮机的燃烧器等用的Ni基合金具有例如高温拉伸强度、蠕变断裂强度、低循环疲劳强度和热疲劳强度等高温强度，例如高温耐氧化性或高温耐硫化性等优越的高温耐腐蚀性，和高冷加工性、切削性、焊接性、钎焊特性。类似地在航空器等中适用上述使用环境，并因
此要求上述特性。在此类Ni基合金中，为了确保上述特性，要求严格控制组合物组分和金属结构，并且高度限制欲投入的原料。实施这些限制的原因在于，由于Ni基合金中氮化物和氧化物等夹杂物的存在，上述特性可能降低。特别地，已知当氮化物大小变得更大时会更明显地影响各种特性，并且已认识到包含Ti作为金属组分的主要组分的氮化物是有害的。具体地，氮化物可成为燃气轮机使用时由于蠕变和蠕变疲劳所致的龟裂发生的起点，并由此降低Ni基合金构件的寿命，并且由于切削时发生的切削工具的异常损耗和碎裂，也相当降低工具的寿命。鉴于此，例如专利文献2公开，Ni基合金中存在的氮的量应限制在0.01质量％以下。专利文献3公开了碳化物和氮化物的最大粒径应限制至10μm以下。该文献指出如果碳化物和氮化物的粒径超过10μm，则在室温下工作时，可能从碳化物或氮化物和母相(matrix phase)之间的界面处发生裂纹。此外，如专利文献4和5所公开的，在钢铁工业领域中，已知一种用于评价如Fe-36％Ni合金和Fe-42％Ni合金等Fe-Ni合金中的夹杂物的方法，该方法通过推定非金属夹杂物特别是氧化物的最大粒径而进行。引用列表专利文献[专利文献1]JP S61-034497 B[专利文献2]JP S61-139633 A[专利文献3]JP 2009-185352 A[专利文献4]JP 2005-265544 A[专利文献5]JP 2005-274401 A
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，专利文献2公开了控制氮量的上限值，但氮量的控制不与氮化物的最大粒径相联系，并因此可能有即使降低氮量也不能确保获得具有足够高疲劳强度的Ni基合金的问题。此外，专利文献3公开了氮化物的最大粒径控制在10μm以下，但本质上要求Ni基合金具有非常高的纯度因子，因为Ni基合金用于航空器和发电用燃气轮机的部件，并因此实际上难以通过观察所有部位而把握最大粒径。在专利文献3的实施例中测定了碳化物的粒径，并在这一点上也表明难以把握氮化物的最大粒径。同样，为了预测氮化物的最大粒径，在实际测定用的视野中氮化物的最大粒径分布是重要的，但专利文献3在这一点上沉默，没有公开氮化物的推定最大粒径的任何预测。在专利文献4和5中，测定对象为氧化物，其特别倾向于在沉积了大量相对大的非金属夹杂物的Fe-Ni合金中具有大的粒径，并且非常难以推定氮化物的最大粒径来提高Ni基合金的疲劳强度，这要求我们进行各种检查。此外，在Ni基合金中，已通过真空熔解和再熔解而降低氧量和氮量，并由此非金属夹杂物的数量较少，且此类非金属夹杂物的大小比钢材料中包含的更小。此外，由于Ni基合金包含各种相，发光图案的分离和非金属夹杂物的观察不能在类似于钢铁领域中所进行的那样实施。于是，即使仅仅实施钢铁领域中进行的方法，也不能充分评价Ni基合金中包含的氮化物和Ni基合金的疲劳强度之间的关系。此外，由于上述Ni基合金包含大量称为次要金属(minor metal)的金属来确保其特性，因此难以稳定地保护原料。因此，对于上述Ni基合金，期望促进废料的回收。然而，增加废料用量时，由于杂质元素等的可能的污染，可能产生大量夹杂物。因此期望高精度评价Ni基合金中的夹杂物的方法。考虑到上述情况提出本专利技术。专利技术人基于Ni基合金中包含的氮化物的最大粒径大幅影响合金的疲劳强度等知识，并且基于由于事实上难以观察对象材料的所有截面而进行的对预测用的截面积中的氮化物的推定最大尺寸和疲劳强度之间的关系的考查结果，完成了本专利技术。本专利技术的目标是提供具有优越的高温强度特性和高温耐腐蚀性的Ni基合金、燃气轮机燃烧器用Ni基合金、燃气轮机燃烧器用构件、燃气轮机燃烧器用衬垫构件和过渡件构件、和燃气轮机燃烧器用衬垫和过渡件，其各自由上述Ni基合金制成。用于解决问题的方案为解决上文讨论的问题，根据本专利技术的Ni基合金的组成包含20.0质量％至26.0质量％的Cr，4.7质量％至9.4质量％的Co，5.0质量％至16.0质量％的Mo，0.5质量％至4.0质量％的W，0.3质量％至1.5质量％的Al，0.1质量％至1.0质量％的Ti，0.001质量％至0.15质量％的C，和5质量％以下的Fe；和本专利技术的Ni基合金包含推定最大尺寸为12μm至25μm的面积当量直径的氮化物，氮化物的推定最大尺寸通过以下方法确定：相对于Ni基合金观察的测定视野面积S0中存在的氮化物中最大尺寸的氮化物的面积A、计算定义为D＝A1/2的面积当量直径D，对应于测定视野数n重复进行此操作n次、以获得面积当量直径D的n个数据，将面积当量直径D的数据按升序排列为D1、D2、...Dn，从而计算由下式定义的标准化变量yj：[式1]yj＝-ln[-ln{j/(n+1)本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Ni基合金，其组成包含20.0质量％至26.0质量％的Cr，4.7质量％至9.4质量％的Co，5.0质量％至16.0质量％的Mo，0.5质量％至4.0质量％的W，0.3质量％至1.5质量％的Al，0.1质量％至1.0质量％的Ti，0.001质量％至0.15质量％的C，和5质量％以下的Fe；其中所述Ni基合金包含推定最大尺寸为12μm至25μm的面积当量直径的氮化物，所述氮化物的推定最大尺寸通过以下方法确定：相对于所述Ni基合金观察的测定视野面积S0中存在的氮化物中最大尺寸的氮化物的面积A、计算定义为D＝A1/2的面积当量直径D，对应于测定视野数n重复进行此操作n次、以获得所述面积当量直径D的n个数据，将面积当量直径D的数据按升序排列为D1、D2、...Dn，从而计算由下式定义的标准化变量yj：[式1]yj＝‑ln[‑ln{j/(n+1)}]其中j表示所述面积当量直径D的数据的升序排列次序数，在X‑Y坐标系的X轴和Y轴上分别标绘所述面积当量直径D和所述标准化变量yj，以获得回归直线yj＝a×D+b(其中a和b为常数)，从下式计算yj：[式2]yj=-ln(-lnSS0+S)]]>其中预测的截面积S为100mm2，并将获得的yj的值代入回归直线，以获得所述氮化物的推定最大尺寸。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.06 JP 2013-1635241.一种Ni基合金，其组成包含20.0质量％至26.0质量％的Cr，4.7质量％至9.4质量％的Co，5.0质量％至16.0质量％的Mo，0.5质量％至4.0质量％的W，0.3质量％至1.5质量％的Al，0.1质量％至1.0质量％的Ti，0.001质量％至0.15质量％的C，和5质量％以下的Fe；其中所述Ni基合金包含推定最大...
【专利技术属性】
技术研发人员：冈田郁生，种池正树，小熊英隆，上村好古，吉田大助，井上義之，伊东正登，谷口兼一，福田正，松井孝宪，
申请(专利权)人：日立金属摩材超级合金株式会社，日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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