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FR2615869A1 - MOLDABLE AND WELDABLE SUPERALLOY, MOLDED CONSTRUCTION PARTS MADE OF SUCH ALLOY AND METHOD OF HEAT TREATING SUCH A PART - Google Patents

MOLDABLE AND WELDABLE SUPERALLOY, MOLDED CONSTRUCTION PARTS MADE OF SUCH ALLOY AND METHOD OF HEAT TREATING SUCH A PART Download PDF

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Publication number
FR2615869A1
FR2615869A1 FR8806096A FR8806096A FR2615869A1 FR 2615869 A1 FR2615869 A1 FR 2615869A1 FR 8806096 A FR8806096 A FR 8806096A FR 8806096 A FR8806096 A FR 8806096A FR 2615869 A1 FR2615869 A1 FR 2615869A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
approximately
alloy
nickel
niobium
tantalum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
FR8806096A
Other languages
French (fr)
Inventor
Thomas Joseph Kelly
Richard Alfred Mcdaniel
Robert Gustav Carlson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of FR2615869A1 publication Critical patent/FR2615869A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C19/00Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C22C19/051Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
    • C22C19/055Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being at least 20% but less than 30%

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

Un superalliage à base de nickel moulable et soudable et constitué essentiellement de (en pourcentages pondéraux) environ 18 % à environ 20 % de chrome, environ 11 % à environ 13 % de cobalt, environ 3 % à environ 3,4 % de molybdène, environ 4,8 % à environ 5,3 % de niobium, environ 2,8 % à environ 3,3 % de tantale, environ 0,9 % à environ 1,1 % de titane, environ 0,4 % à environ 0,6 % d'aluminium, environ 0,002 % à environ 0,005 % de bore, environ 0,025 % à environ 0,035 % de carbone, le complément étant essentiellement du nickel; un procédé de traitement thermique d'une pièce moulée de construction faite d'un tel alliage consiste en une détente, une compression isostatique, une mise en solution, une hypertrempe, une désursaturation, un refroidissement au four et une nouvelle désursaturation dans des conditions de température, de temps et de pression déterminées.A castable and weldable nickel-based superalloy and consisting essentially of (in weight percentages) about 18% to about 20% chromium, about 11% to about 13% cobalt, about 3% to about 3.4% molybdenum, about 4.8% to about 5.3% niobium, about 2.8% to about 3.3% tantalum, about 0.9% to about 1.1% titanium, about 0.4% to about 0 , 6% aluminum, about 0.002% to about 0.005% boron, about 0.025% to about 0.035% carbon, the balance being essentially nickel; a process for the heat treatment of a structural molded part made of such an alloy consists of expansion, isostatic compression, dissolving, hyperquenching, desursaturation, furnace cooling and further desursaturation under conditions of temperature, time and pressure determined.

Description

La présente invention concerne un superalliage moulable et soudable, uneThe present invention relates to a moldable and weldable superalloy, a

pièce de construction moulée faite de ce superalliage  molded construction part made of this superalloy

et un procédé de traitement thermique d'une telle pièce.  and a method of heat treatment of such a part.

Plus particulièrement, l'invention concerne une composition de superalliage qu'il est facile de mouler et que l'on peut utiliser pour fournir des pièces moulées de structure compliquée, faciles à souder sans fissures, ayant une haute résistance mécanique à la température ambiante et aux températures élevées et des propriétés de forte résistance à la fatigue oligocyclique et de meilleures  More particularly, the invention relates to a superalloy composition which is easy to mold and which can be used to provide molded parts of complicated structure, easy to weld without cracks, having a high mechanical resistance at room temperature and at high temperatures and properties of high resistance to oligocyclic fatigue and better

résistances à la rupture par contrainte.  resistance to stress rupture.

Le brevet US n' 3 046 108 a été délivré à H.L. Eiselstein pour un alliage connu sous le nom d'Alliage 718. Selon Metals Handbook, 9ème édition, Vol. 3, page 748, la teneur nominale de l'Alliage 718, exprimée en pourcentages pondéraux, est de 18,6 % de chrome, 18,5 % de fer, 0,04 % de carbone, 0,4 % d'aluminium, 0,9 % de titane, 5 % de niobium, 3,1 % de molybdène, le complément étant  US Patent No. 3,046,108 was issued to H.L. Eiselstein for an alloy known as Alloy 718. According to Metals Handbook, 9th edition, Vol. 3, page 748, the nominal content of Alloy 718, expressed in weight percentages, is 18.6% chromium, 18.5% iron, 0.04% carbon, 0.4% aluminum, 0.9% titanium, 5% niobium, 3.1% molybdenum, the balance being

essentiellement du nickel.mainly nickel.

L'Alliage 718 est le principal superalliage pour pièces moulées de précision de température intermédiaire utilisé à ce jour dans l'industrie aérospatiale. Environ 1 750 tonnes de pièces  Alloy 718 is the primary superalloy for intermediate temperature precision castings used to date in the aerospace industry. About 1,750 tonnes of parts

moulées de précision sont fabriquées chaque année avec cet alliage.  precision castings are produced each year with this alloy.

C'est un alliage initialement conçu pour être utilisé à l'état travaillé et il a été adopté pour la coulée, pratiquement sans modification de sa composition. L'Alliage 718 contient des quantités relativement importantes de Fe et de Nb et jusqu'à 0,35 % de Si qui contribuent toutes à la formation d'une phase de Laves. La2phase de Laves est une phase à bas point de fusion qui se forme aux emplacements interdendritiques des pièces moulées et que l'on a souvent citée comme cause d'une mauvaise soudabilité. Les pièces moulées de précision doivent pouvoir être reprises par soudage dans l'état actuel des procédés de coulée. Sans la possibilité de reprise par soudage, peu de pièces moulées de précision pourraient être produites de façon rentable. Donc, la soudabilité d'un alliage pour pièces moulées de précision est indispensable à son utilisation. L'Alliage 718 s'est révélé posséder une soudabilité suffisante pour convenir à ce jour à toute l'industrie aérospatiale. Cependant, l'industrie évolue vers des températures de plus en plus élevées et impose des diminutions de poids soumettant les composants à des contraintes accrues. Donc, la résistance mécanique de l'Alliage 718, en particulier en ce qui concerne la rupture par contrainte et la fatigue oligocyclique, a  It is an alloy initially designed to be used in the worked state and it was adopted for casting, practically without modification of its composition. Alloy 718 contains relatively large amounts of Fe and Nb and up to 0.35% Si which all contribute to the formation of a Laves phase. La2phase de Laves is a low melting point phase which forms at the interdendritic locations of molded parts and which has often been cited as the cause of poor weldability. Precision molded parts must be able to be taken up by welding in the current state of casting processes. Without the possibility of rework by welding, few precision castings could be produced cost-effectively. Therefore, the weldability of an alloy for precision molded parts is essential for its use. Alloy 718 has been found to have sufficient weldability to date to suit the entire aerospace industry. However, the industry is evolving towards increasingly higher temperatures and imposes weight reductions subjecting the components to increased stresses. Therefore, the mechanical resistance of Alloy 718, in particular with regard to stress rupture and oligocyclic fatigue, has

été soumise à exigences dépassant ses possibilités.  been subjected to requirements beyond its possibilities.

L'Alliage 718 étant porté à sa limite de résistance mécanique et d'endurance, des problèmes tels que lés microfissures des soudures deviennent plus importants. Au cours du soudage, de nombreux joints de grains dans la zone de chauffage près de la zone de fusion d'un soudage se rompent, soit au cours du choc thermique initial de chauffage, soit au cours de la solidification. Par suite de la composition de l'Alliage 718, le matériau de la zone de fusion qui rebouche les joints de grains ouverts comprend la phase de Laves à bas point de fusion comme phase terminale de solidification. Ces matériaux de rebouchage sont donc les derniers à se solidifier. Cela provoque souvent la rupture de ces joints de grains vers la fin du  As Alloy 718 is brought to its limit of mechanical strength and endurance, problems such as microcracks in the welds become more important. During welding, many grain boundaries in the heating zone near the fusion zone of a weld break, either during the initial heating thermal shock, or during solidification. As a result of the composition of Alloy 718, the material of the melting zone which fills the open grain boundaries includes the low melting point Laves phase as the final solidification phase. These filling materials are therefore the last to solidify. This often causes these grain boundaries to rupture towards the end of the

cycle de soudage, ce qui peut les transformer en microfissures.  welding cycle, which can transform them into microcracks.

Le nouvel alliage de l'invention a été mis au point pour les pièces moulées de précision de l'industrie aérospatiale. Cet alliage  The new alloy of the invention was developed for precision molded parts in the aerospace industry. This alloy

de l'invention assure une élévation de la température de fonction-  of the invention provides a rise in the operating temperature

nement de plus de 56C par rapport à l'Alliage 718 et, pour certaines formes moulées, ses propriétés mécaniques sont supérieures à celles de l'Alliage 718 travaillé. Son aptitude au moulage est égale ou supérieure à celle de l'Alliage 718 et sa soudabilité est bien supérieure à celle de l'Alliage 718 moulé. La composition chimique du nouvel alliage a été conçue pour assurer une amélioration de la résistance mécanique aux températures élevées, une bonne aptitude au moulage et une sensibilité minimale aux amorces de fissures lors du soudage par fusion et du traitement  more than 56C compared to Alloy 718 and, for certain molded shapes, its mechanical properties are superior to those of Alloy 718 worked. Its moldability is equal to or greater than that of Alloy 718 and its weldability is much greater than that of molded Alloy 718. The chemical composition of the new alloy has been designed to ensure an improvement in mechanical resistance at high temperatures, good moldability and minimum sensitivity to crack initiations during fusion welding and processing.

thermique après soudage.thermal after welding.

Par rapport à l'Alliage 718, l'alliage de l'invention a une soudabilité améliorée selon l'essai Varestraint et les essais "in situ". Par suite de l'absence de fer, le superalliage à base de nickel de l'invention ne forme pas des quantités importantes de phase de Laves lors de la solidification au cours du moulage ou du soudage. Comme il ne se forme pas de phase de Laves lors du cycle de solidification du soudage, des microfissures ont peu tendance à se former. De plus, cet alliage forme une phase delta plus stable par suite de l'addition de tantale. Cela améliore également la soudabilité de ce nouvel alliage, car la phase delta demeure comme une phase stable au cours du soudage, même dans la zone de fusion de la soudure, contrairement à la phase delta de l'Alliage 718 qui présente une liquation à une température légèrement supérieure à  Compared to Alloy 718, the alloy of the invention has improved weldability according to the Varestraint test and the "in situ" tests. As a result of the absence of iron, the nickel-based superalloy of the invention does not form significant amounts of the Laves phase during solidification during molding or welding. As there is no Laves phase during the welding solidification cycle, microcracks are unlikely to form. In addition, this alloy forms a more stable delta phase as a result of the addition of tantalum. This also improves the weldability of this new alloy, since the delta phase remains as a stable phase during welding, even in the weld melting zone, unlike the delta phase of Alloy 718 which has a single-phase liquation. temperature slightly above

celle de la phase de Laves de l'Alliage 718.  that of the Laves phase of Alloy 718.

Le superalliage de l'invention contient (en pourcentages pondéraux) environ 18 % à environ 20 % de chrome, environ 11 % à environ 13 % de cobalt, environ 3 % à environ 3,4 % de molybdène, environ 4,8 % à environ 5,3 % de niobium, environ 2,8 % à environ 3,3 % de tantale, environ 0,9 % à environ 1,1 % de titane, environ 0,4 k à environ 0,6 % d'aluminium, environ 0,002 % à environ 0,005 % de bore, environ 0,025 % à environ 0, 035 % de carbone, le complément  The superalloy of the invention contains (in weight percentages) about 18% to about 20% of chromium, about 11% to about 13% of cobalt, about 3% to about 3.4% of molybdenum, about 4.8% to approximately 5.3% niobium, approximately 2.8% to approximately 3.3% tantalum, approximately 0.9% to approximately 1.1% titanium, approximately 0.4 k to approximately 0.6% aluminum , approximately 0.002% to approximately 0.005% boron, approximately 0.025% to approximately 0.035% carbon, the complement

étant essentiellement du nickel.being essentially nickel.

Les alliages de l'invention ne contiennent essentiellement pas de fer, c'est-à-dire pas plus d'environ 0,5 % de fer, et de préférence pas plus d'environ 0,05 % de manganèse, 0,10 % de silicium, 0,010 % de phosphore, 0,005 % de soufre, 0,010 % de zirconium, 0,004 % de magnésium, 0,10 % de cuivre, 0,003 % d'oxygène  The alloys of the invention contain essentially no iron, i.e. no more than about 0.5% iron, and preferably no more than about 0.05% manganese, 0.10 % silicon, 0.010% phosphorus, 0.005% sulfur, 0.010% zirconium, 0.004% magnesium, 0.10% copper, 0.003% oxygen

et 0,0075 % d'azote.and 0.0075% nitrogen.

Un mode de réalisation préféré contient environ 18,8 % de chrome, environ 3,20 % de molybdène, environ 5 % de niobium, environ 3,1 % de tantale, environ 1 % de titane, environ 0,5 % d'aluminium, environ 11,8 % de cobalt, environ 0,03 % de bore et environ 0,03 %  A preferred embodiment contains about 18.8% chromium, about 3.20% molybdenum, about 5% niobium, about 3.1% tantalum, about 1% titanium, about 0.5% aluminum , approximately 11.8% cobalt, approximately 0.03% boron and approximately 0.03%

de carbone, le complément étant essentiellement du nickel.  carbon, the balance being essentially nickel.

Des échantillons moulés des alliages de l'invention ayant la composition indiquée dans le tableau I ont été préparés et traités à chaud selon le protocole préféré suivant: détente à 954'C pendant 4 heures (954'C/4 h), compression isostatique à chaud à.1 121'C et 68.94 MPa pendant 3 heures, mise en solution à 1 093'C/1 h, hypertrempe à 899'C/4 h, traitement de vieillissement à 774'C/4 h, refroidissement au four à 704 C puis second traitement de vieillissement à 704 C  Molded samples of the alloys of the invention having the composition indicated in table I were prepared and heat treated according to the following preferred protocol: expansion at 954 ° C. for 4 hours (954 ° C. / 4 h), isostatic compression at hot at 1,121'C and 68.94 MPa for 3 hours, dissolved at 1,093'C / 1 hr, quenching at 899'C / 4 hr, aging treatment at 774'C / 4 hr, oven cooling 704 C then second aging treatment at 704 C

pendant 8 heures.for 8 hours.

TABLEAU ITABLE I

Composition (% pondéral) Cr 18,6 L 0,003 Co 11,9 te 0,07 no 3,15 mg 0,001 Nb 4,93 Si 0,02 Ta 2,98 P 0,005 - Ti 1,01 S 0,002 Al 0,48 O 10 ppm C 0, 033 N 17 ppm Le cycle de traitement thermique précité est actuellement préféré et constitue un exemple typique de celui prévu dans des conditions de production o typiquement la pièce moulée est inspectée après la détente et au besoin soumise à une reprise par soudage pour corriger les défauts provoqués par le moulage et o le soudagede fabrication et la reprise éventuelle des soudures de  Composition (wt%) Cr 18.6 L 0.003 Co 11.9 te 0.07 no 3.15 mg 0.001 Nb 4.93 Si 0.02 Ta 2.98 P 0.005 - Ti 1.01 S 0.002 Al 0.48 O 10 ppm C 0.033 N 17 ppm The aforementioned heat treatment cycle is currently preferred and constitutes a typical example of that provided under production conditions o typically the molded part is inspected after expansion and if necessary subjected to recovery by welding to correct defects caused by molding and o manufacturing welding and possible resumption of welding

fabrication sont effectués après lhypertrempe.  manufacturing are carried out after hyper quenching.

Les échantillons précités (un minimum de trois par essai) ont été soumis à des essais de détermination de leur résistance mécanique à la température ambiante et à 649C, de leur résistance i la rupture sous contrainte dans des conditions d'essai de'704C i 427,47 MPa et à leur résistance à la fatigue oligocyclique, dont les résultats figurent dans le tableau II. Les échantillons d'Alliage 718 ont été soumis au traitement thermique optimal pour des pièces  The aforementioned samples (a minimum of three per test) were subjected to tests to determine their mechanical resistance at room temperature and at 649C, their resistance to rupture under stress under test conditions of 704C i 427 , 47 MPa and their resistance to oligocyclic fatigue, the results of which are shown in Table II. Alloy 718 samples underwent optimal heat treatment for parts

moulées faites d'un tel alliage: détente à 1 093'C/1 h; compres-  castings made of such an alloy: detent at 1,093'C / 1 h; compress-

sion isostatique à chaud à. 1 163'C/ 89,63MPa/3 h; mise en solution  hot isostatic sion at. 1163'C / 89.63 MPa / 3 h; dissolution

à 1 052'C/lh; traitement de vieillissement à 760'C/5 h; refroidisse-  at 1,052'C / lh; aging treatment at 760 ° C / 5 h; cool

ment à 56'C/h jusqu'à 649'0; traitement de vieillissement à 649'C/1 h  lie at 56'C / h up to 649'0; aging treatment at 649 ° C / 1 h

et refroidissement à la température ambiante dans de l'air au repos.  and cooling to room temperature in resting air.

Dans le tableau II, EN désigne les échantillons qui sont coulés i leurs dimensions et ED désigne les échantillons qui sont découpés dans des pièces moulées. Comme le montre le tableau II, les échantillons EH présentent typiquement des résistances à la traction à la température ambiante qui sont supérieures d'environ 21 daN!/2 à leurs équivalents ED. Cet effet est principalement dû à des différences de taille des grains et le facteur qui 1'affecte est moins important que celui des autres propriétés indiquées dans le tableau II. On peut également noter cet effet par comparaison des propriétés des alliages de l'invention lorsqu'elles sont mesurées sur des échantillons découpés dans des pièces moulées par rapport i celles mesurées i la fois sur des échantillons moulés aux dimensions et des échantillons à grains fins découpés dans des pièces moulées  In Table II, EN designates the samples which are cast to their dimensions and ED designates the samples which are cut from molded parts. As shown in Table II, the EH samples typically exhibit tensile strengths at room temperature which are about 21 daN! / 2 higher than their ED equivalents. This effect is mainly due to differences in grain size and the factor which affects it is less important than that of the other properties indicated in Table II. This effect can also be noted by comparing the properties of the alloys of the invention when they are measured on samples cut from molded parts compared to those measured both on samples molded to size and of fine grain samples cut out. in molded parts

selon le procédé Microcast-Z.according to the Microcast-Z process.

Comme le montre le tableau II, les alliages de l'invention sont bien supérieurs à l'lAlliage 718 en ce qui concerne les propriétés de rupture sous contrainte et de fatigue oligocyclique très importantes pour la conception. Comme le ontre également le tableau II, les alliages de l'invention ne présentent pas de sensibilité i l'entaille avec le traitement thermique préféré, comme l'indiquent les valeurs de rupture sous contrainte d'éprouvettes entaillées. L'Alliage 718 n'a pas été soumis à des essais sur éprouvettes entaillées, car il n'a pas de longévité sur éprouvettes non entaillées. Les faibles longévités sur éprouvettes non entaillées indiquées pour les échantillons découpés dans des pièces moulées préparées selon le procédé Hicrocast-X sont attribuées à la taille ultrafine des grains (par rapport à des pièces moulées classiques) et au faible taux de bore (un agent de renforcement des joints de grains) dans le lot d'alliage du tableau I.  As shown in Table II, the alloys of the invention are much superior to Alloy 718 with regard to the stress rupture and oligocyclic fatigue properties which are very important for the design. As is also shown in Table II, the alloys of the invention do not exhibit sensitivity to notching with the preferred heat treatment, as indicated by the breaking values under stress of notched test pieces. Alloy 718 has not been tested on notched test pieces because it has no longevity on non-notched test pieces. The short longevities on non-notched test pieces indicated for the samples cut from molded parts prepared according to the Hicrocast-X process are attributed to the ultrafine grain size (compared to conventional molded parts) and to the low boron content (an agent reinforcement of grain boundaries) in the alloy batch of table I.

Tableau IITable II

Traction &la température ordinaire Traction à 649'C Limite Limite Résistance élastique Résistance élastique à la rupture à 0.2 % Allongement Striction à la rupture à.O.2. Allongenent Striction MPa MPa % _ MPa MPa _ _ Alliages de l'invention1 914,23 689,47 12,7 16,3 733,59 554, 33 8,9 15,6 <DI> Alliages de l'invention2'8' 779,1 626,73 8 18 646 508,14 9 20 (ID) AiD)713 717 631,55 15 29 555,71 494.35 il 29 Alliages de l'invention4 903,20 710,15 8 15 785,99 622,59 9 20 (grains fins)5 0% o0 0% Tableau IX (Suite) Lonasvité (contrainte/ruDture)(h) Fatique oliaocyclique Fatiaue oliuocyclique 704'C/620,52 MPa 538'C/413,68MPa 538'C/.44,73 MPu sans avec Cycles (NF) Cycles (NF) entaille entaille Alliages de l'invention1 93,3 200+ 161 9306 277 000 (!N) Alliages de l'invention2'8 50 200+9 24 000 177 0007 (BD) Alli a 7183 (l D)70 - 15o 000 37 000 Alliages de l'invention 87 < 1 278 000 pas de valeur (grains fins)5 S 1 Lot du Tableau I 2 Moyenne de plusieurs lots 3 Typique 4 Lot 7: compression isostatique à chaud/1 121*C/ 69,33 MPa /3 h; 1 093'C/1 h; 954'C/4 h; 774'C/4 h; et 704'C/8 h Selon le procédé de soulage Ricrocast- X et Howmet 6 593'C/ 237,86 MPa 7 Lot 6 Traitement thermique préféré 8 954*C/4 h; compression isostatique à chaud 1 163'C/ 69,63 MPa/3 h; 1 093'C/1 h; 954'C/4 h; 774'C/4 h; et 704'C/8 h 9 Certains lots sont traités selon le traitement thermique préféré ot certains selon le traitement  Traction & ordinary temperature Traction at 649'C Limit Limit Elastic resistance Elastic resistance to rupture at 0.2% Elongation Striction to rupture at. Elongation Striction MPa MPa% _ MPa MPa _ _ Alloys of the invention1 914.23 689.47 12.7 16.3 733.59 554, 33 8.9 15.6 <DI> Alloys of the invention2'8 ' 779.1 626.73 8 18 646 508.14 9 20 (ID) AiD) 713 717 631.55 15 29 555.71 494.35 il 29 Alloys of the invention4 903.20 710.15 8 15 785.99 622, 59 9 20 (fine grains) 5 0% o0 0% Table IX (Continued) Lonasvity (constraint / ruDture) (h) Oliaocyclic fatigue Oliocyclic fatia 704'C / 620.52 MPa 538'C / 413.68MPa 538'C / .44.73 MPu without with Cycles (NF) Cycles (NF) notch notch Alloys of the invention1 93.3 200+ 161 9306 277,000 (! N) Alloys of the invention2'8 50 200 + 9 24,000 177,0007 (BD) Alli a 7183 (l D) 70 - 15o 000 37 000 Alloys of the invention 87 <1 278 000 no value (fine grains) 5 S 1 Lot from Table I 2 Average of several lots 3 Typical 4 Lot 7 : hot isostatic compression / 1,121 * C / 69.33 MPa / 3 h; 1,093 ° C / 1 h; 954 ° C / 4 h; 774'C / 4 h; and 704'C / 8 h According to the Ricrocast-X and Howmet relieving process 6 593'C / 237.86 MPa 7 Lot 6 Preferred heat treatment 8 954 * C / 4 h; isostatic hot compression 1,163'C / 69.63 MPa / 3 h; 1,093 ° C / 1 h; 954 ° C / 4 h; 774'C / 4 h; and 704'C / 8 h 9 Certain batches are treated according to the preferred heat treatment ot some according to the treatment

thermique du nota 8.note 8 thermal.

2615 8 6 92615 8 6 9

La soudabilité des alliages de l'invention a été évaluée selon l'essai Varestraint. Dans l'essai Varestraint, un échantillon d'essai est assujetti dans un bâti sous forme d'une poutre en porte-à-faux et soumis à un soudage programmé à l'arc au tungstène sous gaz. Après un temps de soudage prédéterminé, on force l'échantillon pour qu'il s'adapte à une matrice ayant un rayon tel qu'une déformation déterminée et progressive, par exemple de 1 %, 2 %, 3 %, etc., soit exercée. On choisit une programmation telle que l'on obtienne un régime thermique régulier dans la zone chauffée résultant du soudage avant qu'une augmentation de la déformation soit exercée. Après l'essai, on mesure la longueur des fissures à 12 diamètres, la longueur totale des fissures et la longueur maximale des fissures étant utilisées pour comparer la sensibilité à  The weldability of the alloys of the invention was evaluated according to the Varestraint test. In the Varestraint test, a test sample is fixed in a frame in the form of a cantilever beam and subjected to a programmed tungsten arc welding under gas. After a predetermined welding time, the sample is forced to adapt to a matrix having a radius such as a determined and progressive deformation, for example of 1%, 2%, 3%, etc., or exercised. A programming is chosen such that a regular thermal regime is obtained in the heated zone resulting from welding before an increase in the deformation is exerted. After the test, the length of the cracks is measured at 12 diameters, the total length of the cracks and the maximum length of the cracks being used to compare the sensitivity to

la fissuration à chaud.hot cracking.

Les résultats de l'essai de soudabilité Varestraint sur les échantillons EM d'Alliage 718 moulé et des alliages de l'invention figurent dans le tableau III. Comme le montre le tableau III, les alliages de l'invention sont plus soudables (tendance moindre à la  The results of the Varestraint weldability test on the EM samples of alloy 718 molded and of the alloys of the invention are shown in Table III. As shown in Table III, the alloys of the invention are more weldable (less tendency to

formation des fissures) que l'Alliage 718.  formation of cracks) than Alloy 718.

TABLEAU IIITABLE III

Essais Varestraint (augmentation de 2 % de la déformation) Matériau Longueur totale des fissures Alliage 718 (13 lots) 0,61 Alliage de l'invention (5 lots) 0,23 L'excellente soudabilité des pièces moulées faites des alliages de l'invention produites selon le procédé de moulage de précision apparaît également lorsqu'on usine 30 rainures de profil déterminé et que l'on remplit les rainures d'un métal d'apport de composition correspondante selon le procédé de soudage à arc au tungstène sous gaz pour simuler des soudures de reprise. L'examen microscopique des soudures obtenues confirme l'excellente soudabilité observée dans les essais Varestraint; les résultats des  Varestraint tests (2% increase in deformation) Material Total length of cracks Alloy 718 (13 lots) 0.61 Alloy of the invention (5 lots) 0.23 Excellent weldability of castings made of alloys of invention produced by the precision molding process also appears when 30 grooves of defined profile are machined and the grooves are filled with a filler metal of corresponding composition according to the gas tungsten arc welding process for simulate rework welds. Microscopic examination of the welds obtained confirms the excellent weldability observed in the Varestraint tests; the results of

soudures de reprise simulées figurent dans le tableau IV.  simulated recovery welds are shown in Table IV.

TABLEAU IVTABLE IV

Soudures de reprise simulées Longueur des Nombre des Alliage microfissures (mm) microfissures Alliage 718 0,25 17  Simulated recovery welds Length of Number of Alloys microcracks (mm) microcracks Alloy 718 0.25 17

0,51 110.51 11

0,76 10.76 1

Alliage de 0,25 2 l'invention 0,51 0 0,76  0.25 2 alloy 0.51 0 0.76

Claims (7)

REVENDICATIONS 1. Superalliage moulable et soudable à base de nickel constitué essentiellement de (en pourcentages pondéraux) environ 18 % à environ 20 % de chrome, environ 11 % à environ 13 % de cobalt, environ 3 % à environ 3,4 % de molybdène, environ 4,8 % à environ 5,3 % de niobium, environ 2,8 % à environ 3,3 % de tantale, environ 0,9 % à environ 1,1 % de titane, environ 0,4 % à environ 0,6 % d'aluminium, environ 0,002 % à environ 0, 005 % de bore, environ 0,025 % à environ 0,035 % de carbone, le complément étant  1. Nickel-moldable and weldable superalloy consisting essentially of (in weight percentages) about 18% to about 20% of chromium, about 11% to about 13% of cobalt, about 3% to about 3.4% of molybdenum, approximately 4.8% to approximately 5.3% niobium, approximately 2.8% to approximately 3.3% tantalum, approximately 0.9% to approximately 1.1% titanium, approximately 0.4% to approximately 0 0.6% aluminum, about 0.002% to about 0.005% boron, about 0.025% to about 0.035% carbon, the balance being essentiellement du nickel.mainly nickel. 2. Superalliage à base de nickel moulable et soudable constitué essentiellement de (en pourcentages pondéraux) environ 18,8 % de chrome, environ 3,20 % de molybdène, environ 5 % de niobium, environ 3,1 % de tantale, environ 1 % de titane, environ 0,5 % d'aluminium, environ 11,8 % de cobalt, environ 0,003 % de bore, environ 0,03 % de carbone, le complément étant essentiellement  2. Mouldable and weldable nickel-based superalloy consisting essentially of (in weight percentages) about 18.8% chromium, about 3.20% molybdenum, about 5% niobium, about 3.1% tantalum, about 1 % titanium, approximately 0.5% aluminum, approximately 11.8% cobalt, approximately 0.003% boron, approximately 0.03% carbon, the balance being essentially du nickel.nickel. 3. Pièce de construction moulée constituée essentiellement de (en pourcentages pondéraux) environ 18 % à environ 20 % de chrome, environ 11 % à environ 13 % de cobalt, environ 3 % à environ 3,4 % de molybdène, environ 4,8 % à environ 5,3 % de niobium, environ 2,8 % à environ 3,3 % de tantale, environ 0,9 % à environ 1,1 % de titane, environ 0,4 % à environ 0,6 % d'aluminium, environ 0,002 % à environ 0,005 % de bore, environ 0,025 % à environ 0,035 %  3. Molded structural part consisting essentially of (in weight percentages) about 18% to about 20% of chromium, about 11% to about 13% of cobalt, about 3% to about 3.4% of molybdenum, about 4.8 % to approximately 5.3% niobium, approximately 2.8% to approximately 3.3% tantalum, approximately 0.9% to approximately 1.1% titanium, approximately 0.4% to approximately 0.6% d aluminum, about 0.002% to about 0.005% boron, about 0.025% to about 0.035% dé carbone, le complément étant essentiellement du nickel.  of carbon, the remainder being essentially nickel. 4. Pièce de construction moulée selon la revendication 3, constituée essentiellement de (en pourcentages pondéraux) environ 3,2 % de molybdène, environ 18,8 % de chrome, environ 5 % de niobium, environ 3,1 % de tantale, environ 1 % de titane, environ 0,5 % d'aluminium, environ 11,8 % de cobalt, environ 0,03 % de bore, environ 0,03 % de carbone, le complément étant essentiellement du nickel.  4. Molded construction part according to claim 3, consisting essentially of (in weight percentages) about 3.2% of molybdenum, about 18.8% of chromium, about 5% of niobium, about 3.1% of tantalum, about 1% titanium, approximately 0.5% aluminum, approximately 11.8% cobalt, approximately 0.03% boron, approximately 0.03% carbon, the balance being essentially nickel. 5. Procédé de traitement thermique d'une pièce moulée dont la composition chimique est constituée essentiellement de (en pourcentages pondéraux) environ 18 % à environ 20 % de chrome, environ 11 % à environ 13 % de cobalt, environ 3 % à environ 3,4 % de molybdène, environ 4,8 % à environ 5,3 % de niobium, environ 2,8 % à environ 3,3 % de tantale, environ 0,9 % à environ 1,1 % de titane, environ 0,4 % à environ 0,6 % d'aluminium, environ 0,002 % à environ 0, 005 % de bore, environ 0,025 % i environ 0,035 t% de carbone, le complément étant essentiellement du nickel, qui comprend une détente de ladite pièce moulée à une température d'environ 954'C pendant environ 4 heures, une compression isostatique à chaud de la pièce moulée détendue, une mise en solution de la pièce moulée soumise à. une compression isostatique à chaud à environ 1 093'C pendant environ 1 heure. une hynertrempe à environ 894'C pendant environ 4 heures, puis un traitement de vieillissement à environ 774'C pendant environ 4 heures, un refroidissement au four à 704'C et un5. Process for heat treatment of a molded part, the chemical composition of which consists essentially of (in weight percentages) about 18% to about 20% of chromium, about 11% to about 13% of cobalt, about 3% to about 3 , 4% molybdenum, about 4.8% to about 5.3% niobium, about 2.8% to about 3.3% tantalum, about 0.9% to about 1.1% titanium, about 0 0.4% to about 0.6% aluminum, about 0.002% to about 0.005% boron, about 0.025% i about 0.035 t% carbon, the balance being essentially nickel, which includes an expansion of said part molded at a temperature of approximately 954 ° C. for approximately 4 hours, a hot isostatic compression of the relaxed molded part, a dissolution of the molded part subjected to. hot isostatic compression at around 1,093 ° C for about 1 hour. a heat treatment at approximately 894 ° C. for approximately 4 hours, then an aging treatment at approximately 774 ° C. for approximately 4 hours, cooling in an oven at 704 ° C. and a traitement de vieillissement à environ 704'C pendant environ 8 heures.  aging treatment at around 704 ° C for around 8 hours. 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel ladite compression isostatique est effectuée à environ 1 121'C et environ  6. The method of claim 5, wherein said isostatic compression is carried out at about 1121 ° C and about 69,63 MPa pendant une durée allant jusqu'à environ 5 heures.  69.63 MPa for up to about 5 hours. 7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel ladite composition chimique est constituée d'environ 18,8 % de chrome, environ 3,20 % de molybdène, environ 5 % de niobium, environ 3,1 X de tantale, environ 1 % de titane, environ 0,5 % d'aluminium, environ 11,8 % de cobalt, environ 0, 03 % de bore, environ 0,03 % de  7. The method of claim 6, wherein said chemical composition consists of about 18.8% chromium, about 3.20% molybdenum, about 5% niobium, about 3.1 X tantalum, about 1% titanium, approximately 0.5% aluminum, approximately 11.8% cobalt, approximately 0.03% boron, approximately 0.03% carbone, le complément étant essentiellement du nickel.  carbon, the balance being essentially nickel.
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