层叠造形用Ni基合金粉末、层叠造形物及层叠造形物的制造方法技术

本发明专利技术提供一种不发生破裂的层叠造形用Ni基合金粉末、层叠造形物及层叠造形物的制造方法。一种层叠造形用Ni基合金粉末，以质量％计包含10.0％以上且16.0％以下的Cr、4.0％以上且9.0％以下的Al、1.0％以上且6.0％以下的Mo、0.5％以上且4.0％以下的Nb、0.5％以下的Ti、0.5％以下的Zr、0.06％以上且0.4％以下的C、以及0.04％以下的B，剩余部分包含Ni及不可避免的杂质，并且所述层叠造形用Ni基合金粉末满足150≦120Nb+650Zr+32Ti

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】层叠造形用Ni基合金粉末、层叠造形物及层叠造形物的制造方法


[0001]本专利技术涉及一种高温强度特性优异的层叠造形物及其制造方法、以及层叠造形用Ni基合金粉末。

技术介绍

[0002]对于用于航空器用燃气轮机发动机、发电用燃气轮机等的、高温下使用的层叠造形零件，要求长寿命化。针对此种要求，使用713C合金之类的γ'(gamma prime)析出型Ni基合金。γ'是指以Ni3(Al、Ti)为主的析出物。另外，同时为了应对复杂的形状，提出了使用γ'析出型Ni基合金的层叠造形体的制造方法。
[0003]例如，在专利文献1中，公开了一种层叠造形方法，对Ni基合金进行层叠造形，所述Ni基合金具有10％～16％的Cr、4.5％～7.5％的Al、2.8％～6.2％的Mo、0.8％～4％的Nb+Ta、0.01％～2％的Ti、0.01％～0.3％的Zr、0.01％～0.3％的C，所述层叠造形方法中，当铺满粉末、并在层上沿着相互平行的多条扫描线照射激光时，使扫描间隔除以激光点径时的值为0.6以上且1.0以下。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本专利特开2020
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147782

技术实现思路

[0007]专利技术所要解决的问题
[0008]所述专利文献1中公开的层叠造形方法是获得高温下的蠕变断裂特性优异的层叠造形物的方法。然而，γ'析出型合金的层叠造形物存在容易发生凝固破裂的问题。若发生破裂，则有导致高温蠕变特性降低的担忧，因此要求无破裂的层叠造形物。
[0009]因此，本专利技术的目的在于提供一种不易发生破裂的层叠造形用Ni基合金粉末、层叠造形物及层叠造形物的制造方法。
[0010]解决问题的技术手段
[0011]本专利技术为一种层叠造形用Ni基合金粉末，以质量％计包含10.0％以上且16.0％以下的Cr、4.0％以上且9.0％以下的Al、1.0％以上且6.0％以下的Mo、0.5％以上且4.0％以下的Nb、0.5％以下的Ti、0.5％以下的Zr、0.06％以上且0.4％以下的C、以及0.04％以下的B，剩余部分包含Ni及不可避免的杂质，并且所述层叠造形用Ni基合金粉末满足以下的(式1)。
[0012]150≦120Nb+650Zr+32Ti
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385C≦270
…
(式1)
[0013]另外，所述Ti优选为0.002％以上且0.2％以下。
[0014]另外，本专利技术为一种层叠造形物，具有如下组成，即以质量％计包含10.0％以上且16.0％以下的Cr、4.0％以上且9.0％以下的Al、1.0％以上且6.0％以下的Mo、0.5％以上且4.0％以下的Nb、0.5％以下的Ti、0.5％以下的Zr、0.06％以上且0.4％以下的C、以及0.04％
以下的B，剩余部分包含Ni及不可避免的杂质，并且所述组成满足150≦120Nb+650Zr+32Ti
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385C≦270
…
(式1)，且所述层叠造形物具有在枝状晶体(dendrite)与邻接的枝状晶体之间包括元素偏析部(element segregation parts)的组织，剖面组织观察中所述枝状晶体的宽度为5μm以下，所述元素偏析部的宽度为200nm以下。
[0015]此处，也可为所述元素偏析部与所述枝状晶体相比Cr、Mo、Nb、Zr中的至少一种稠化(concentrated)。
[0016]另外，本专利技术是通过对所述层叠造形用Ni基合金粉末照射电子束或激光束、并使其熔融凝固来进行造形的层叠造形物的制造方法。
[0017]专利技术的效果
[0018]通过本专利技术，可提供一种不易发生破裂的层叠造形用Ni基合金粉末、层叠造形物及层叠造形物的制造方法。
附图说明
[0019][图1]是表示层叠造形物破裂的发生例的图。
[0020][图2]是表示基于热力学计算的固相比例与温度的关系的曲线图。
[0021][图3]是例示激光层叠造形方法的概略结构的立体图。
[0022][图4]是本专利技术的层叠造形物的沿着层叠方向的剖面的组织照片。
[0023][图5]是本专利技术的层叠造形物的与层叠方向成直角的方向的剖面的组织照片。
[0024][图6]是表示使用合金粉末B(实施例)的层叠造形物的枝状晶体以及元素偏析宽度的组织照片。
[0025][图7]是表示使用合金粉末C(比较例)的层叠造形物的枝状晶体以及元素偏析宽度的组织照片。
具体实施方式
[0026]首先，关于破裂的发生机理，图1中示出层叠造形物破裂的发生例来进行说明。如图1所示，破裂容易在层叠方向上沿着晶界发生，所述破裂也发生在枝状晶体边界。特别是在粉末床熔融结合方式(Powder Bed Fusion，PBF)以及定向性能量沉积方式(Directed Energy Deposition，DED)中的任一方式中，均利用激光或电子束使粉末局部熔融并凝固，因此层叠造形物与铸造品相比凝固冷却速度极大。因此，若使以往的铸造用开发的γ'析出型的Ni基合金粉末熔融并凝固，则容易因Nb、Zr等的凝固偏析(solidification segregation)而发生破裂。凝固过程的相变(phase transformation)在高温下全部为液相，但若温度下降则液相与固相共存，若温度进一步下降则仅为固相。此时因凝固偏析引起的破裂发生在凝固即将结束之前。因此，认为通过选定如下般的组成，即固相比例为0.9的即将凝固之前的状态与固相比例为1.0的刚刚凝固之后的状态下的温度差变小的组成，可防止破裂。
[0027]因此，本专利技术中，作为可减小固相比例0.9至1.0的温度差的组成，选定如下组成，即以质量％计包含10.0％以上且16.0％以下的Cr、4.0％以上且9.0％以下的Al、1.0％以上且6.0％以下的Mo、0.5％以上且4.0％以下的Nb、0.5％以下的Ti、0.5％以下的Zr、0.06％以上且0.4％以下的C、以及0.04％以下的B，剩余部分包含Ni及不可避免的杂质的组成，并且，
关于与破裂的相关性大的元素的影响(破裂敏感性指数)，发现了以下的(式1)。而且，通过使用满足这些必要条件的层叠造形用Ni基合金粉末，可提供一种不易发生破裂的层叠造形物。
[0028]150≦120Nb+650Zr+32Ti
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385C≦270
…
(式1)
[0029]以下，对本专利技术的一实施方式进行说明。首先，关于层叠造形用Ni基合金粉末(以下有时称为合金粉末)而进行说明，接着对层叠造形物以及层叠造形方法进行说明。但是，本专利技术并不限定于此处列举的实施方式，在不脱离本专利技术的技术思想的范围内能够适当组合或改良。
[0030]＜合金粉末＞
[0031]对合金粉末的一实施方式进行说明。在以下的说明中，％表示质量％。另外，在本说明书中，使用“～”表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种层叠造形用Ni基合金粉末，其特征在于以质量％计包含：10.0％以上且16.0％以下的Cr、4.0％以上且9.0％以下的Al、1.0％以上且6.0％以下的Mo、0.5％以上且4.0％以下的Nb、0.5％以下的Ti、0.5％以下的Zr、0.06％以上且0.4％以下的C、以及0.04％以下的B，剩余部分包含Ni及不可避免的杂质，并且所述层叠造形用Ni基合金粉末满足150≦120Nb+650Zr+32Ti
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385C≦270。2.根据权利要求1所述的层叠造形用Ni基合金粉末，其特征在于，所述Ti为0.002％以上且0.2％以下。3.一种层叠造形物，其特征在于具有如下组成，即以质量％计包含：10.0％以上且16.0％以下的Cr、4.0％以上且9.0％以下的Al、1.0％以上且6...

【专利技术属性】
技术研发人员：青田欣也，桑原孝介，
申请(专利权)人：株式会社博迈立铖，
类型：发明
国别省市：