合金制造技术

本发明专利技术涉及一种镍基合金，所述镍基合金具有下述各项，尤其由上述各项构成

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】合金、粉末、方法和构件

技术介绍

[0001]诸如选择性激光熔化
(L
‑
PBF)
的但不限于所提及的方法的增材制造基于作为用于产生几何对象的原始材料的粉末层的逐层的选择性熔化
。
在耐高温合金的
L
‑
PBF
中，在工艺期间出现微观裂纹，并且在热处理期间出现宏观裂纹
。
当前，材料
IN939
是能够在
40
μ
m
的层厚度中无裂纹并且生产性地构造的材料，然而，对于一些应用，无法带来足够的机械特性，例如蠕变强度和抗氧化性
。
然而，对于其他增材制造的热气部件的探索和工业化，需要具有由机械特性
、
在高的金属温度下的抗氧化性和生产率构成的适合的组合的合金
。
[0002]迄今为止，所述问题通过设计或冷却空气提供的可行性来避免，其中对用于构件的冷却空气的提高的需求降低了燃气轮机的效率
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是解决上述问题
。
所述目的通过根据权利要求1所述的合金
、
根据权利要求2所述的粉末
、
根据权利要求3所述的方法和根据权利要求4所述的构件来实现
。
[0004]就通过调整适合的元素改进抗蠕变性和抗氧化性而言，本专利技术利用镍基超级合金的化学组成的改进，在此保持无裂纹的可加工性和生产率
。
[0005]下面仅示例性地描述本专利技术
。
现在描述包含在高耐热的镍基合金中的各个元素的功能，以实施上述专利技术
。
[0006]添加碳
(C)
，所述碳
(C)
除了其作为脱氧元素的功能之外具有用于与钛
(Ti)、
铌
(Nb)
和钽
(Ta)
结合的其他功能以形成稳定的
MC
型初生碳化物，以便在热变形期间抑制奥氏体晶粒的粗化并且改进热润滑能力
。
通过如下方式实现碳
(C)
的所期望的作用：添加至少
0.09
％的量，然而所述碳
(C)
的多于
0.13
％的添加形成
MC
型碳化物的链式组织并且引起从所述部分开始产生热裂纹，使得模具寿命减少
。
[0007]据此，以
0.09
重量％至
0.13
重量％
、
优选
0.09
重量％至
0.11
重量％的量添加碳
(C)。
[0008]硅
(Si)
优选能够作为脱氧剂添加，并且同时用于改进正在形成的氧化层的附着
。
然而，所述硅
(Si)
的过量添加引起可热变形性的降低和在室温下的延展性的降低
。
据此，能够以最多
0.02
重量％或更少的量添加硅
(Si)。
[0009]锰
(Mn)
能够作为脱氧剂添加
。
过量添加引起高温强度的降低，从而以
0.01
重量％或更少的量添加锰
(Mn)。
[0010]铬
(Cr)
在加热到高温期间形成具有在表面处的高度紧密附着的氧化层，并且改进抗氧化性
。
附加地，铬
(Cr)
也能够改进可热变形性
。
[0011]所述作用需要所述铬
(Cr)
以高于
19.0
重量％的量的添加，然而所述铬
(Cr)
的超过
21.5
重量％的过量添加引起
α
相的析出，这伴随着延展性的降低
。
[0012]据此，铬
(Cr)
的量处于高于
19.0
重量％然而不多于
21.5
重量％的范围内，优选处于
19.0
重量％和
21.0
重量％之间
。
[0013]钨
(W)
是基本上强化奥氏体混晶直至高温的附加元素
。
[0014]为了实现所述作用，以至少
2.0
重量％的量添加钨
(W)
，然而所述钨
(W)
的多于
3.0
重量％的过量添加引起
α
‑
W
的过量析出并且引起氧化膜的抗氧化性的下降和紧密附着的下降
。
与此相应地，钨
(W)
的量特别优选在
2.5
重量％至
3.0
重量％的范围内
。
[0015]钼
(Mo)
是与钨
(W)
同族的元素，从而通过钼
(Mo)
替代一部分钨
(W)
能够实现与钨
(W)
的功能相同的功能
。
然而，因为所述钼
(Mo)
的作用小于钨
(W)
的作用，所以添加在
0.5
重量％至
1.5
重量％
、
尤其
0.8
重量％至
1.5
重量％的范围内的钼
(Mo)。
[0016]铁
(Fe)
不一定需要添加给当前的合金
。
然而，因为以固溶体状态存在于主要包含镍
(Ni)
的奥氏体相中的铁
(Fe)
能够改进可热变形性，并且因为所述铁
(Fe)
可用于节省原料和降低价格，所以根据需要添加铁
(Fe)。
然而，所述铁
(Fe)
的过量添加使奥氏体相软化并且降低
γ
'
相的析出量，这引起高温强度的下降
。
据此，以最多
0.02
重量％的量添加铁
(Fe)。
[0017]铝
(Al)
是在回火处理之后本质上用于形成稳定的
γ
'
相的附加元素，并且应以至少
2.2
重量％的量添加
。
然而，所述铝
(Al)
的超过
3.0
重量％的添加引起
γ
'
相的增加并且降低可热变形性
。
据此，铝
(Al)
处于
2.2
重量％至
3.0
重量％
、
优选
2.5
重量％至
3.0
重量％的范围内
。
[0018]钛
(Ti)
的一部分与碳
(C)...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种镍基合金，所述镍基合金具有下述各项
(
以重量％为单位
)
：碳
(C)
：
0.09
％
‑
0.13
％，尤其
0.09
％
‑
0.11
％，铬
(Cr)
：
19.0
％
‑
21.5
％，尤其
19.0
％
‑
21.0
％，钴
(Co)
：
18.0
％
‑
20.0
％，尤其
19.0
％，钼
(Mo)
：
0.5
％
‑
1.5
％，尤其
0.8
％
‑
1.5
％，钨
(W)
：
2.0
％
‑
3.0
％，尤其
2.5
％
‑
3.0
％，钛
(Ti)
：
2.0
％
‑
3.0
％，尤其
2.2
％
‑
2.8
％，铝
(Al)
：
2.2
％
‑
3.0
％，尤其
2.5
％
‑
3.0
％，硼
(B)
：
0.008
％
‑
0.012
％，锆
(Zr)
：
0.0025
％
‑
0.01
％，钽
(Ta)
：
2.0
％
‑
4.0
％，尤其
3.0
％，铌
(Nb)
：
1.2
％
‑
2.0
％，尤其
1.5
％
‑
2.0
％，分别可选地：硅
(Si)
：最多
0.02
％，尤其
0.01
％
‑
0.02
％，锰
(Mn)
：最多
0.01
％，钇
(Y)
：
0.0025
％
‑
0.01
％，钇氧化物
(Y2O3)
：
0.75
％
‑
1.25
％，钒
(V)
：至
0.01
％，铪
(Hf)
：至
0.01
％，银
(Ag)
：至
0.005
％，铅
(Pb)
：至
0.0003
％，铁
(Fe)
：至
0.02
％，铜
(Cu)
：至
0.01
％，硒
(Se)
：至
0.0003
％，氧
(O)
：至
0.015
％，磷
(P)
：至
0.005
％，硫
(S)
：至
0.001
％，镓
(Ga)
：至
0.001
％，铋
(Bi)
：至
0.0001
％，氮
(N)
：最多
0.008
％，镁
(Mg)
：至
0.007
％，碲
(Te)
：至
0.00005
％，铊
(Tl)
：至
0.0005
％，钙
(Ca)
：至
0.0001
％，钾
(K)
：至
0.0001
％，镍，尤其其余部分为镍
(Ni)
，其余杂质至
0.1
％
。2.
一种粉末，所述粉末具有镍基合金，所述镍基合金包含下述各项
(
以重量％为单位
)
：
碳
(C)
：
0.09
％
‑
0.13
％，尤其
0.09
％
‑
0.11
％，铬
(Cr)
：
19.0
％
‑
21.5
％，尤其
19.0
％
‑
21.0
％，钴
(Co)
：
18.0
％
‑
20.0
％，尤其
19.0
％，钼
(Mo)
：
0.5
％
‑
1.5
％，尤其
0.8
％
‑
1.5
％，钨
(W)
：
2.0
％
‑
3.0
％，尤其
2.5
％
‑
3.0
％，钛
(Ti)
：
2.0
％
‑
3.0
％，尤其
2.2
％
‑
2.8
％，铝
(Al)
：
2.2
％
‑
3.0
％，尤其
2.5
％
‑
3.0
％，硼
(B)
：
0.008
％
‑
0.012
％，锆
(Zr)
：
0.0025
％
‑
0.01
％，钽
(Ta)
：
2.0
％
‑
4.0
％，尤其
3.0
％，铌
(Nb)
：
1.2
％
‑
2.0
％，尤其
1.5
％
‑
2.0
％，分别可选地：硅
(Si)
：最多
0.02
％，尤其
0.01
％
‑
0.02
％，锰
(Mn)
：最多
0.01
％，钇
(Y)
：
0.0025
％
‑
0.01
％，钇氧化物
(Y2O3)
：
0.75
％
‑
1.25
％，钒
(V)
：至
0.01
％，铪
(Hf)
：至
0.01
％，银
(Ag)
：至
0.005
％，铅
(Pb)
：至
0.0003
％，铁
(Fe)
：至
0.02
％，铜
(Cu)
：至
0.01
％，硒
(Se)
：至
0.0003
％，氧
(O)
：至
0.015
％，磷
(P)
：至
0.005
％，硫
(S)
：至
0.001
％，镓
(Ga)
：至
0.001
％，铋
(Bi)
：至
0.0001
％，氮
(N)
：至
0.008
％，镁
(Mg)
：至
0.007
％，碲
(Te)
：至
0.00005
％，铊
(Tl)
：至
0.0005
％，钙
(Ca)
：至
0.0001
％，钾
(K)
：至
0.0001
％，镍，尤其其余部分为镍
(Ni)
，其余杂质至
0.1
％，可选地，粘合剂或耐火颗粒
。3.
一种方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托夫，
申请(专利权)人：西门子能源全球有限两合公司，
类型：发明
国别省市：