、總和為3%W上且9%W下的Ti和佩和化、1%^上且6%W下的 Al、10%W下的Fe、10%W下的Mo、8%W下的W、0.03%W下的B、0.1%W下的C、0.08%W 下的Zr、2. 0%W下的Hf及5. 0%W下的Re,余部為Ni及不可避免的雜質(zhì)。
[0063] 更優(yōu)選的形態(tài)之一為質(zhì)量%計含有12. 5 %W上且14. 5 %W下的化、24%W上 且26%W下的Co、5. 5%W上且7%W下的Ti、l. 5%W上且3%W下的Al、3. 5%W下的Mo、 2%W下的W、0. 03%W下的B、0. 1 %W下的C及0. 08%W下的Zr,余部為Ni及不可避免的 雜質(zhì)。
[0064] 此外,另一個更優(yōu)選的形態(tài)之一為:W質(zhì)量%計含有15%W上且17%W下的化、 14%W上且 16%W下的Co、4%W上且 6%W下的Ti、l. 5%W上且 3. 5%W下的A1、0. 5% W下的化、4%W下的Mo、2%W下的W、0. 03%W下的B、0. 1%W下的C及0. 08%W下的Zr, 余部為Ni及不可避免的雜質(zhì)。
[00化]此外,另一個更優(yōu)選的形態(tài)之一為:W質(zhì)量%計含有15%W上且17%W下的化、 7. 5%W上且9. 5%W下的Co、2. 5%W上且4. 5%W下的Ti、總和為0. 5%W上且2. 5%W 下的佩和化、1. 5%W上且3. 5%W下的A1、3%W上且5%W下的化、4%W下的Mo、4%W 下的W、0. 03%W下的B、0. 1 %W下的C及0. 08%W下的Zr,余部為Ni及不可避免的雜質(zhì)。
[0066] W下示出添加元素的量比及選擇的根據(jù)。
[0067] 化為提高耐氧化性、耐高溫腐蝕性的元素。為了用于高溫構(gòu)件,必須添加至少10 質(zhì)量% ^上。但是,過量的添加會助長有害相的生成,因此設(shè)為25質(zhì)量%W下。
[0068] Co為具有通過添加而使母相強化的效果的固溶強化元素。進而,還具有使丫 '相 的固溶溫度降低的效果,提高高溫延性。過量的添加會助長有害相的生成,因此設(shè)為30質(zhì) 量%^下。
[0069] A1為形成析出強化相即丫'相的必需元素。此外,還具有提高耐氧化性的效果。 可通過作為目標(biāo)的丫'相的析出量來調(diào)節(jié)添加量,但過量的添加會使丫'相的固溶溫度 升高而導(dǎo)致加工性變差。因此,設(shè)為1質(zhì)量%W上且6質(zhì)量%W下。
[0070]Ti、佩及化也與A1同樣是使丫 '相穩(wěn)定的重要元素。但是,過量的添加會引起 包含有害相的其它金屬間化合物的形成,或使丫 '相的固溶溫度上升而導(dǎo)致加工性變差。 因此,Ti、佩及化總和設(shè)為3質(zhì)量%W上且9質(zhì)量%W下。 陽071] 化能夠與Co、Ni之類的昂貴元素進行置換,降低合金的成本。但是,過量的添加 會助長有害相的生成,因此設(shè)為10質(zhì)量%W下。
[0072]Mo及W是固溶在基體中、使基體強化的重要元素。但是,運些為密度大的元素,因 此過量的添加時會引起密度增加。此外,由于延性也降低,因此加工性也變差。因此,Mo設(shè) 為10質(zhì)量%W下,W設(shè)為8質(zhì)量%W下。 陽073]C、B、Zr是對強化晶界、提高高溫延性和蠕變強度有效的元素。但是,過量的添加會 使加工性變差,因此C設(shè)為0. 1質(zhì)量%W下、B設(shè)為0. 03質(zhì)量%W下、Zr設(shè)為0. 08質(zhì)量% W下。
[0074]Hf是對提高耐氧化性有效的元素。但是,過量的添加會助長有害相的生成,因此Hf優(yōu)選為2.0 %W下。
[00巧]Re是固溶在基體中、使基體強化的元素。進而,還具有提高耐腐蝕性的效果。但 是,過量的添加會助長有害相的生成。此外,Re是昂貴的元素,因此添加量的增加會導(dǎo)致合 金的成本增加。因此,Re優(yōu)選為5.0質(zhì)量%W下。
[0076] 實施例
[0077] W下對本發(fā)明的實施例進行說明。 W7引實施例1 陽0巧]熱加工性的評價
[0080] 表1中示出供試材的組成。 陽0川【表1】
[0082] 表1供試材的組成(質(zhì)量% )
[0083]
[0084] 對于表1所示的組成的Ni基合金原材料,在不同制造條件之下制作供試材,對于 各供試材進行了加工性的評價及高溫強度的評價。在各供試材的制作中,利用真空感應(yīng) 加熱烙解法烙解各10kg,實施均質(zhì)化處理后,在1150~1250°C下進行熱鍛造,由此制作 (P15mm的圓棒,對其實施上述的第1軟化處理工序及第2軟化處理工序。將第1軟化處理 工序的條件示于表2。此外,對丫'相的固溶溫度及第1軟化處理工序后有無丫'相的存 在進行了評價。丫'相的固溶溫度通過基于熱力學(xué)計算的模擬而算出。此外,通過對供試 材用電子顯微鏡進行微細組織觀察而評價了有無丫'相的存在。將結(jié)果一并記載于表2。 I;00財【表2】
[0086] 表2供試材的物性、第1軟化處理工序的條件W及第1軟化處理工序后的材料組 織的評價結(jié)果
[0087]
[0088] 表2中,關(guān)于第1軟化處理工序的溫度Ti(熱鍛造溫度),上述的在供試材制作中 在熱鍛造時產(chǎn)生了大的裂紋時不進行此后的軟化處理工序的記為"一",未實施第1軟化處 理工序的熱鍛造時記為"未實施",在熱鍛造后未確認到裂紋時,記載了熱鍛造時的溫度。
[0089] 如表2所示,比較例1及2在供試材制作中在熱鍛造時產(chǎn)生了大的裂紋。通過熱鍛 造后的組織觀察,可W確認非匹配丫'相的存在,因此雖然能夠獲得本發(fā)明的效果,但最希 望的是丫'相的固溶溫度為1250°CW下。比較例3為供試材剛剛制作后的狀態(tài),未實施軟 化處理第1工序中的熱鍛造,由于供試材制作時的熱鍛造溫度為丫'相的固溶溫度w下, 因此存在有非匹配丫'相。此外,比較例4由于在丫'相的固溶溫度W上實施熱鍛造,因 此鍛造結(jié)束后沒有析出非匹配丫 '相。與此相對地,比較例5中在丫 '相的固溶溫度W上 實施了熱鍛造,但由于鍛造中的溫度低而析出了非匹配丫 '相。比較例6、8及實施例1~ 9中,任一供試材均在丫 '相的固溶溫度W下實施了熱鍛造,因此在軟化處理第1工序結(jié)束 后,可W確認在丫相的晶界上非匹配丫 '相的存在。比較例7中,在丫 '相的固溶溫度W 下實施了熱鍛造,但由于是在低于T相的再結(jié)晶迅速進行的溫度(l〇〇〇°CW上)的溫度下 進行鍛造,因此沒有析出非匹配丫'相。
[0090] W上的結(jié)果表明,用于使非匹配丫 '相析出的第1軟化處理工序中的鍛造溫度Ti 優(yōu)選為丫'相的固溶溫度W下且丫相的再結(jié)晶迅速進行的溫度W上。更具體而言,優(yōu)選在 looorw上的鍛造,在95〇°cw下無法使非匹配丫'相析出。因此,丫'相的固溶溫度必須 為再結(jié)晶迅速進行的溫度W上,優(yōu)選為1050°CW上。
[0091] 然后,將供試材從各自的第1軟化處理工序的熱鍛造溫度TiW冷卻速度Ta(°CA) 緩慢冷卻至緩慢冷卻結(jié)束溫度T2后,通過水冷后冷卻至室溫。將第2軟化處理工序的條件 示于表3。此外,對冷卻后的室溫中的非匹配丫 '相的量及維氏硬度進行了評價。關(guān)于非匹 配T'相量,通過在鑄造后、熱鍛造后或軟化處理后進行微細組織觀察來確定非匹配T' 相的含有比例。具體而言,由用電子顯微鏡獲得的觀察照片算出非匹配丫 '相的面積比,通 過將該面積比換算為體積比而算出非匹配丫'相的含有比例。進而,為了評價軟化處理后 的熱加工性,將各供試材在950°C下進行熱鍛造,沒有問題的評價為"0"、產(chǎn)生了輕微裂紋 的評價為"A"、產(chǎn)生了大的裂紋而鍛造困難的評價為"X"。 陽〇9引【表3】
[0093] 表3第2軟化處理工序的條件、第2軟化處理工序后的微細組織和物性的評價W 及熱加工性評價
[0094]
陽0巧]如表3所示,實施例1~9中,任一供試材均滿足軟化處理工序后的非匹配丫 '相 的量超過20體積%、且硬度為400HVW下,可W沒有問題地進行950°C的熱鍛造,因此可W 確認加工性提高。
[0096]與此相對地,非匹配丫 '相的量小于20體積%、硬度大于400HV的比較例3~6中,均在鍛造中或鍛造后確認到裂紋。比較例5及6中,在軟化處理工序后存在非匹配丫' 相,但其量對于抑制鍛造時的匹配丫'相的析出量而言并不充分。比較例7中,未析出非 匹配丫'化但硬度小于400HV,可W進行950°C的熱鍛造。但是,比較例7的丫'相的固 溶溫度低于1050°C,且通過基于熱力學(xué)計算的模擬而算出的700°C的丫'相的平衡析出量 (在熱力學(xué)上的平衡狀態(tài)下,穩(wěn)定的丫'相的析出量)為22體積%,不屬于作為本發(fā)明的 祀的高強度Ni基合金。因此確認了,為了充分獲得本發(fā)明的效果,軟化處理工序后的非匹 配丫'相的量必須為20體積%W上。 陽097]進而,將實施例1及2、或?qū)嵤├?及4進行比較時,在700°C下的平衡丫'相的平 衡析出量為同程度、且軟化處理第2工序中的緩慢冷卻溫度區(qū)域為相同的條件下,緩慢冷 卻速度越慢則非匹配丫 '相量越增加,越能夠降低硬度。認為運是由于通過使非匹配丫' 相生長得更大,能夠減少主要在從緩慢冷卻結(jié)束時溫度冷卻至室溫期間析出的匹配丫'相 的量。與此