JPS6350448A - Dispersion reinforced alloy - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、分散強化(DS)合金に関し、より詳細には
1300℃(約2400’F)程度の高温で格別の耐酸
化性を示し、それによって進歩した航空機ガスタービン
エンジン部品の製造において有用であり、かつ工業的応
用を必要とする際に有用である酸化物分散強化(ODS
)鉄基合金に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to dispersion strengthened (DS) alloys, and more particularly to dispersion strengthened (DS) alloys that exhibit exceptional oxidation resistance at temperatures as high as 1300°C (approximately 2400'F) and thereby provide advances in the field of dispersion strengthened (DS) alloys. Oxide dispersion strengthening (ODS) is useful in the manufacture of aircraft gas turbine engine components and when industrial applications are required.
) Regarding iron-based alloys.
発明の背景
米国特許第3,992,161号明細書には、ODS鉄
−クロム合金は高温での高強度と相俟って非常に良好な
耐酸化性を有すると記載されている。そこに記載の結果
は、より通常の溶融/インゴット加工法によって製造さ
れる鉄−クロム合金以上の所定の改良を反映する。より
詳細には、ODS合金は、今周知の機械的合金化法、大
体20年前に開発され、かつ米国特許第3,591゜3
62号明細書、第3,837,930号明細書などの米
国特許に記載のテクノロジーによって製造できることが
開示された。BACKGROUND OF THE INVENTION U.S. Pat. No. 3,992,161 describes ODS iron-chromium alloys as having very good oxidation resistance combined with high strength at high temperatures. The results described therein reflect certain improvements over iron-chromium alloys produced by more conventional melt/ingot processing methods. More specifically, ODS alloys are produced using the now well-known mechanical alloying process, which was developed approximately 20 years ago and was published in U.S. Patent No. 3,591.
No. 62, US Pat. No. 3,837,930, and the like.
米国特許第3,992,161号明細書に記載の合金の
長所にも拘らず、このような材料は、成る航空宇宙およ
び工業環境において不適格であることが見出された。説
明として、米国特許第3゜992.161号明細書に記
載のODS材料(商業上クロム約20%、アルミニウム
4.5%含有)は、例えば1200℃まで良好な耐食性
および耐酸化性を示すが、早期造かん攻撃(環境からの
腐食性デポジットおよび/または環境自体との化学反応
による低融点相/化合物の生成)および/または短い時
間間隔で高温での露出時に促進攻撃を受ける傾向がある
(破損は破局型である)。これに関連して、促進酸化は
、酸化による合金の迅速な質量変化とみなすことができ
る。すべての酸化物を捕集し秤量するならば、質量変化
は、事実上常時劇的に正である。このような攻撃によっ
て起こる破壊を受ける際に、合金表面は、こわれやすい
酸化鉄および鉄−クロムスピネル構造に転化する。Despite the advantages of the alloys described in US Pat. No. 3,992,161, such materials have been found to be unsuitable in aerospace and industrial environments. By way of illustration, the ODS material (commercially containing approximately 20% chromium and 4.5% aluminum) described in U.S. Pat. , prone to premature calcification attack (formation of low melting point phases/compounds due to corrosive deposits from the environment and/or chemical reactions with the environment itself) and/or to accelerated attack upon exposure to high temperatures over short time intervals ( Corruption is catastrophic). In this context, accelerated oxidation can be considered as a rapid change in mass of the alloy due to oxidation. If all the oxide is collected and weighed, the mass change is virtually always dramatically positive. Upon undergoing the destruction caused by such attacks, the alloy surface converts to a fragile iron oxide and iron-chromium spinel structure.
例えば、進歩したデザインの航空機ガスタービンエンジ
ン中のバーナーカンは、現在、増々高い操作温度、即ち
約1250℃(2308丁)以上、例えば1300℃(
2372丁)で使用しようとする。同様に、煙塵、フラ
イアッシュ、溶融ガラスなどの腐食物との緊密接触を伴
う工業的応用は、より耐酸化性および/または耐食性の
材料を必要とする。For example, burner cans in aircraft gas turbine engines of advanced design are now operating at increasingly higher operating temperatures, i.e., above about 1250°C (2308°C), e.g.
2372 guns). Similarly, industrial applications involving close contact with corrosive materials such as dust, fly ash, and molten glass require more oxidation- and/or corrosion-resistant materials.
前記のことは別として、このような応用に必要とされる
ことは、応力−破断および引張特性を含めて操作温度で
の高強度に加えて、シート、ストリップなどの平圧延製
品(製品形態は管類、リング、小さなかんおよび他の形
状物に成形できる)に成形できる十分な加工性を提供す
る材料である。Apart from the foregoing, what is required for such applications is high strength at operating temperatures, including stress-rupture and tensile properties, as well as flat rolled products such as sheets, strips, etc. The material is sufficiently processable that it can be formed into tubing, rings, canisters, and other shapes.
加工性なしでは、ODS材料の実用性は、著しく減少さ
れる。Without processability, the utility of ODS materials is significantly reduced.
米国特許第3,992,161号明細書は別として、コ
ルニロフの研究、S、C、ケースおよびに、 R,パン
・ホーンによる「鉄鋼中のアルミニウム」、ジョン・ウ
ィリー・エンド・サンズ(1953)も参照できる。コ
ルニロフは、鋳造Fe−Cr−A’1合金および鍛錬F
e−Cr−A1合金の両方における焼滅りに対するアル
ミニウム10%までおよびクロム65%までの効果を研
究した。アルミニウムは、スケーリング抵抗性には有益
であるが、見たところでは1100〜1400℃では2
5%量を超えるクロムによって与えられる利益はほとん
どない。コルニコフの研究は、ODS製品の加工性また
はシートの製造を包含していなかった。Apart from U.S. Pat. No. 3,992,161, the study of Kornilov, S.C. Case and R. Pan Horn, "Aluminium in Steel", John Wiley & Sons (1953) You can also refer to Kornilov cast Fe-Cr-A'1 alloy and wrought F
The effect of up to 10% aluminum and up to 65% chromium on burnout in both e-Cr-A1 alloys was studied. Aluminum is beneficial for scaling resistance, but apparently at 1100-1400°C
There is little benefit conferred by chromium in amounts greater than 5%. Kolnikov's research did not include the processability of ODS products or the production of sheets.
R,アレンおよびR,バーキンス(1973年5月、ナ
ーバルeエア・システムズφコマンドの契約書において
)は、アルミニウム量5.7〜6.0%においてクロム
16〜25%を有するODS鉄−クロム−アルミニウム
ーイツトリウム合金vs通常の鍛錬および鋳造25%C
r/4%A1および15%Cr/4%A1合金を研究し
た。R. Allen and R. Barkins (May 1973, in contract for Naval e-Air Systems φ Command) ODS iron-chromium with 16-25% chromium in 5.7-6.0% aluminum content. Aluminum-yttrium alloy vs. conventional wrought and cast 25%C
r/4%A1 and 15%Cr/4%A1 alloys were investigated.
このような合金は押出すことができたが、加工性および
例えば重要なシート製品形態の製造の点て何も与えられ
ないことが指摘された。Although such alloys could be extruded, it was pointed out that they offered nothing in terms of processability and production of important sheet product forms, for example.
発明の概要
クロムおよびアルミニウムおよび耐火ディスパーソイド
の特殊な相関百分率を有する成るODS鉄基組成物は、
合金をガスタービンエンジンの加熱部、例えばバーナー
カンにおいて、そして腐食物、例えば溶融ガラス、煙塵
、フライアッシュなどに遭遇する工業的応用において使
用できるような顕著な程度の耐酸化性/耐食性を与える
ことが今見出された。SUMMARY OF THE INVENTION An ODS iron-based composition having special correlated percentages of chromium and aluminum and refractory dispersoids comprises:
To provide the alloy with a significant degree of oxidation/corrosion resistance such that it can be used in the heated sections of gas turbine engines, such as burner cans, and in industrial applications where corrosives such as molten glass, dust, fly ash, etc. are encountered. has now been discovered.
一般的に言って、本発明は、クロム約22.5〜30%
およびアルミニウム約5〜8%を含有する粉末冶金的に
製造された分散強化鉄−クロム−アルミニウム合金の提
供を意図する。平圧延製品、例えばシートが所期用途に
必要とされ、有意な加工度が必要である場合には、アル
ミニウム含量は6.25%を超えるべきではなく、アル
ミニウムは約5%〜6.25%であるべきである。この
点については、有利には、クロムは、23〜27%であ
るべきであり、アルミニウムは5〜6%であるべきであ
る。また、合金は、チタン5%まで、ジルコニウム、ハ
フニウム、タンタルおよびバナジウムの各々2%まで、
モリブデンおよびタングステンの各々6%まで、ケイ素
およびニオブの各々0.5%まで、カルシウム、イツト
リウムおよび希土類金属の各々0.05%まで、ホウ素
0.2%まで(残部は本質上鉄)、および強度を高める
ために融点少なくとも約1510℃(2750丁)を有
し、かつ酸化物、窒化物、炭化物、ホウ化物および他の
耐火金属からなる群から選ばれる少量であるが有効な量
、例えば0.2容量%の少なくとも1種の微粉砕ディス
パーソイドを含有できる。これに関連して、酸化物は約
10容量%まで存在でき、一方、炭化物は約2容量%を
超えるべきではない。窒化物およびホウ化物は、5容量
%を超えるには及ばない。Generally speaking, the present invention provides approximately 22.5-30% chromium.
and about 5-8% aluminum. If the flat-rolled product, e.g. sheet, is required for the intended application and a significant degree of processing is required, the aluminum content should not exceed 6.25%, and the aluminum content should be between about 5% and 6.25%. It should be. In this regard, the chromium should advantageously be between 23 and 27% and the aluminum between 5 and 6%. The alloy also contains up to 5% titanium, up to 2% each of zirconium, hafnium, tantalum and vanadium.
up to 6% each of molybdenum and tungsten, up to 0.5% each of silicon and niobium, up to 0.05% each of calcium, yttrium and rare earth metals, up to 0.2% boron (the remainder being iron in nature), and strength a small but effective amount selected from the group consisting of oxides, nitrides, carbides, borides and other refractory metals having a melting point of at least about 1510°C (2750°C), such as 0. It can contain 2% by volume of at least one finely ground dispersoid. In this connection, oxides may be present up to about 10% by volume, while carbides should not exceed about 2% by volume. Nitrides and borides do not exceed 5% by volume.
本発明を実施する際に、クロムは、機械的性質に悪影響
を及ぼす有害量のび相などの位相幾何学的に最密(TC
P )相の形成を最小限にするために30%を超えるべ
きではない。コスト上、約27%を超えるクロム%に由
来する有意な利益はない。In the practice of this invention, chromium may be topologically close-packed (TC
P) should not exceed 30% to minimize phase formation. On cost, there is no significant benefit derived from % chromium above about 27%.
余り苛酷ではない操作パラメーターが意図される場合に
は、クロムの%は、20%にまで及ぶことができるが、
危機に陥って、耐酸化性は、所定のアルミニウムにおい
て減少するであろう。If less harsh operating parameters are intended, the % of chromium can range up to 20%, but
At risk, oxidation resistance will decrease in a given aluminum.
アルミニウムは、耐酸化性および耐食性のために約5%
〜8%であるべきであるが、前記のように、好ましくは
、シート、ストリップなどの加工の点での最適値を捜す
時には6%を超えるべきではない。ニッケル、コバルト
などの元素は、必要ではなく、特定の利点を与えない。Aluminum is about 5% for oxidation and corrosion resistance
It should be ~8%, but as mentioned above, preferably it should not exceed 6% when looking for optimum values in terms of processing sheets, strips, etc. Elements such as nickel, cobalt, etc. are not necessary and do not confer any particular benefits.
0.1%よりも高い%が許容できるが、炭素は、0.1
%を超えるには及ばない。本発明者等の研究は、ケイ素
またはホウ素が特に有益であるとは示さなかった。Although percentages higher than 0.1% are acceptable, carbon
It does not exceed %. Our studies have not shown that silicon or boron are particularly beneficial.
シート製品形態を高温で熱処理する時には、ホウ素は、
ひずみの原因となる(または−因)であると考えられる
。ホウ素は、好ましくは0,1%を超えるべきではない
。チタン、ジルコニウム、タンタル、ニオブ、ハフニウ
ム、ジルコニウム、バナジウムなどの成分は、1%を超
えるには及ばない。例えば、1%量のタンタルは、加工
性の損失を生じた。タンタルは、本発明の合金を剛化す
る傾向があり、場合によって延性−脆性変態温度を余り
に高く上げる。0,2〜0,75%の範囲のチタンが、
好ましい。When heat treating sheet product forms at high temperatures, boron is
It is considered to be a cause (or cause) of distortion. Boron should preferably not exceed 0.1%. Components such as titanium, zirconium, tantalum, niobium, hafnium, zirconium, vanadium, etc. do not exceed 1%. For example, a 1% amount of tantalum resulted in a loss of processability. Tantalum tends to stiffen the alloys of the present invention, sometimes raising the ductile-brittle transformation temperature too high. Titanium in the range 0.2 to 0.75%,
preferable.
他のディスパーソイド強化粉末冶金法が使用できるが、
本発明の合金は、最も好ましくは米国特許第3,992
,161号明細書に記載のような機械的合金化によって
製造する。Although other dispersoid-reinforced powder metallurgy methods can be used,
The alloys of the present invention are most preferably disclosed in U.S. Patent No. 3,992
, 161 by mechanical alloying.
実施例
当業者に本発明のより良い理解を与えるために、下記の
情報およびデータを提示する。EXAMPLES In order to give those skilled in the art a better understanding of the invention, the following information and data are presented.
一連の合金組成物は、下記の通り調製した。原料粉末、
即ち元素(例えば、Fe、Cr、AS)、マスターアロ
イ(例えば、Fe−Cr−AI−Ti)およびイツトリ
ウム担持酸化物(Y2O2)を使用した。その後、粉末
をブレンドして表Iに与えられる化学組成を生じた。衝
撃/粉砕媒体として鋼球を使用して、粉末ブレンドを高
エネルギーボールミル中でアルゴン雰囲気下において球
対粉末比約20=1で約24時間機械的に合金比した(
HA)。MA粉末を篩分けして粗粒子(約600μより
も大きい)を除去し、軟鋼製カンに入れ、シールし、押
出によって熱間圧粉した。押出品をカンから出し、次い
で熱間圧延し、冷間圧延して1.25mm (0,05
インチ)厚のシートとし、その後、シートを最終焼鈍に
付した。この最終焼鈍は、典型的には再結晶を達成する
ために1時間1315℃(2400丁)であった。A series of alloy compositions were prepared as follows. raw material powder,
Namely, elements (e.g. Fe, Cr, AS), master alloys (e.g. Fe-Cr-AI-Ti) and yttrium supported oxides (Y2O2) were used. The powders were then blended to yield the chemical compositions given in Table I. Using steel balls as the impact/grinding media, the powder blend was mechanically alloyed in a high energy ball mill under an argon atmosphere at a ball to powder ratio of about 20=1 for about 24 hours (
HA). The MA powder was sieved to remove coarse particles (larger than about 600 microns), placed in mild steel cans, sealed, and hot compacted by extrusion. The extrudate is removed from the can, then hot rolled and cold rolled to 1.25 mm (0.05
inch) thick sheet, and then the sheet was subjected to a final anneal. This final anneal was typically 1315° C. (2400° C.) for 1 hour to achieve recrystallization.
合金 CSi Mn AI
Cr ’A O,0180,100
,134,3618,040B O,0200,
140,144J8 20.07 0CO,
0230,0g 0.10 4.27
19.50 0D O,0190,0
90,134,4123,500E nd
nd nd 4.3
24.0F nd nd
red 4.5 25.0
(G nd nd n
d 4.5 30.0 (HO
,0210,160,168,5824,73[I
O,0300,025,5020,93+〔羽 n
d =UI定せず Ba1−残部鉄 ☆−公
称(重量%)
i
、27 0.011 0.006 0.0
52 0.21 Bat、 0.27
1.3B 0.007 0.001 0
.040 0.18 Bat、 0.
3B1.36 0.00B 0.004
0.02B 0.20 腿1. 0
.5☆1.34 0.007 0.007
0.038 0.19 Bat、
0J4nd nd nd O
,0230,28Ba1. 0.5☆1.5
nd nd 0.051
+1.42 Ba1. 0.5☆1.5
nd nd O,0290,
42Bal 、 0.5☆)、42 0.0
10 0.005 0.075 0.21
Ba1. 0.42〕、47 −
− 0.100 0J2 Ba
1. 0.66標準サイズの試験片を製造された
シートから切断し、次いで促進参加試験に使用するため
に約600グリツドに粉砕した。循環酸化試験を使用し
た。これは、試料を1200℃、1250℃および13
00℃の温度で空気+5%H20中において24時間サ
イクルでさらし、次いで室温に冷却し、秤量することか
らなっていた。結果を表■および■に報告する。Alloy CSi Mn AI
Cr'A O,0180,100
,134,3618,040B O,0200,
140,144J8 20.07 0CO,
0230,0g 0.10 4.27
19.50 0D O,0190,0
90,134,4123,500End
nd nd 4.3
24.0F nd nd
red 4.5 25.0
(G nd nd n
d 4.5 30.0 (HO
,0210,160,168,5824,73 [I
O, 0300, 025, 5020, 93 + [feather n
d = UI not determined Ba1-Remaining iron ☆-Public
Name (wt%) i, 27 0.011 0.006 0.0
52 0.21 Bat, 0.27
1.3B 0.007 0.001 0
.. 040 0.18 Bat, 0.
3B1.36 0.00B 0.004
0.02B 0.20 Thigh 1. 0
.. 5☆1.34 0.007 0.007
0.038 0.19 Bat,
0J4nd nd nd O
,0230,28Ba1. 0.5☆1.5
nd nd 0.051
+1.42 Ba1. 0.5☆1.5
nd nd O,0290,
42Bal, 0.5☆), 42 0.0
10 0.005 0.075 0.21
Ba1. 0.42], 47 −
- 0.100 0J2 Ba
1. 0.66 standard size specimens were cut from the manufactured sheets and then ground to approximately 600 grit for use in facilitated participation testing. A cyclic oxidation test was used. This allows samples to be heated at 1200°C, 1250°C and 13
It consisted of cycling for 24 hours in air + 5% H2O at a temperature of 00°C, then cooling to room temperature and weighing. Results are reported in Tables ■ and ■.
表■
A 3216★ 1152 168B 4
704 1838★★ 348C4800n、d、
n、d。Table■ A 3216★ 1152 168B 4
704 1838★★ 348C4800n, d,
n, d.
D 4224 1992 168E 3
384 1656 528F 3384
1320 148G 4498 1656
480H82083216600
I 4656 3624 576★2つの結
果の平均;★★5つの結果の平均;n。D 4224 1992 168E 3
384 1656 528F 3384
1320 148G 4498 1656
480H82083216600 I 4656 3624 576★Average of 2 results; ★★Average of 5 results; n.
d、−測定せず
下記の表■に促進酸化開始から完了までの時間を報告す
る。d, - Not measured. Report the time from start to completion of accelerated oxidation in Table 1 below.
表■
組成変動、 1300℃での促進酸重量%Cr/
化開始から完了まで合金 AI
の時間★B、C20/4.3 2日未満
D 23.5/4.4 5日
H24,7/6.5 10日
H24,7/6.5 1200°Cで21日★完了を試
験片の表面積の100%にわたっての攻撃と定義
表■および■中のデータの吟味は、クロム二を16%か
ら20%に増大することが一定のアルミニウム量におい
て耐酸化性の若干の改良を生じたことを反映する(合金
Avs合金BおよびC)。Table ■ Compositional variation, promoted acid weight % Cr/ at 1300°C
Alloy AI from start to finish
Time★B, C20/4.3 Less than 2 days D 23.5/4.4 5 days H24, 7/6.5 10 days H24, 7/6.5 21 days★ Completed at 1200°C Test piece Attack over 100% of the surface area of (alloy A vs alloy B and C).
結果は、1300℃での試験温度で全く貧弱であった。The results were quite poor at the test temperature of 1300°C.
しかしながら、クロム量を23.5%に上げることは(
合金D)、特に1300℃の試験条件下で有意な改良を
示さなかった。However, increasing the chromium content to 23.5% (
Alloy D) did not show any significant improvement, especially under the test conditions of 1300°C.
合金BおよびCは、米国特許第3.992. 161号
明細書の典型的組成(即ち、20%Cr/4.5%AI
)を代表する。1300℃においては、促進酸化の開始
から完了点までは、はんの2日に及んだ。表■参照。ク
ロム含量を24%に増大することは、促進酸化速度を半
分に減速しく表■の合金D)、アルミニウム量を4.5
%から6.5%に増大することは、再度攻撃速度を顕著
に減速した(表■の合金H)。攻撃速度の有意な減速は
6効寿命をのばして補修操作を可能にし、破局的破損の
結果を回避するので、この挙動パターンは、実際的重要
性を有する。Alloys B and C are described in U.S. Patent No. 3.992. 161 (i.e., 20% Cr/4.5% AI
) represents. At 1300° C., accelerated oxidation took two days from initiation to completion. See table ■. Increasing the chromium content to 24% slows the accelerated oxidation rate by half;
% to 6.5% again significantly slowed down the attack speed (Alloy H in Table ■). This pattern of behavior has practical importance, since a significant reduction in attack speed extends service life, allows repair operations, and avoids the consequences of catastrophic failure.
第1図〜第3図は、異なるクロム量は別として、0.0
2%C,4,5%A1.0.3%Ti10.5%Y 2
0 B、付随的不純物を含有する米国特許第3,992
.16’1号明細書に記載の典型的商業的合金(鉄が本
質上残部)のクロム量を増大することによって起こるこ
とをよりグラフ的に図示する。1200℃、1250℃
および1300℃の各試験温度において、破砕速度(質
量変化)は、より高率のクロムに関して大きかった。本
発明によれば、アルミニウム含量も、好ましくは比例し
て、破砕速度を減速し、かつ合金組成のより良い一体性
を保証するために増大すべきである。このことは、第4
図および第5図によって反映される。これらの図中、C
rfit25%においては、破砕速度は、米国特許第3
,992,161号明細書に記載の合金よりも追加の2
%のアルミニウムの共存によって顕著に減速される。Figures 1 to 3 show that, apart from different amounts of chromium, 0.0
2%C, 4.5%A1.0.3%Ti10.5%Y 2
0 B, U.S. Patent No. 3,992 containing incidental impurities
.. 16'1 provides a more graphical illustration of what occurs by increasing the amount of chromium in a typical commercial alloy (essentially balance iron) as described in US Pat. 1200℃, 1250℃
At each test temperature of 1300° C. and 1300° C., the crushing rate (mass change) was greater for higher percentages of chromium. According to the invention, the aluminum content should also be increased, preferably proportionally, in order to reduce the crushing speed and ensure better integrity of the alloy composition. This is the fourth
As reflected by FIGS. In these figures, C
At 25% rfit, the crushing speed is
, 992,161.
% aluminum is significantly slowed down.
本発明の合金の更に他の実際的利点は、従来技術の材料
と比較して薄いゲージにおいて改良された高温耐酸化性
および耐食性を与えるらしいことである。シート厚、例
えば1.25mm(0,05インチ)は、商業上製造し
たままの米国特許第3.992,161号明細書に記載
の20Cr/4.5A1合金の場合に典型的である。こ
のようなゲージ部においては、比較して言えば表面(酸
化物)保護に有効なバルク濃度のアルミニウムおよびク
ロム原子の欠如のため初期に促進酸化攻撃を受ける傾向
がある。換言すれば、このような包進攻撃は、孔食(例
えば、シートを貫通するであろう孔食)を生ずることが
ある。本発明の合金は、より高濃度の保存アルミニウム
および/またはクロム原子を提供する。Yet another practical advantage of the alloys of the present invention is that they appear to provide improved high temperature oxidation and corrosion resistance in thin gauge compared to prior art materials. Sheet thicknesses, such as 1.25 mm (0.05 inch), are typical for the 20Cr/4.5A1 alloy described in US Pat. No. 3,992,161 as commercially manufactured. Such gauge sections are prone to early accelerated oxidation attack due to the relative lack of bulk concentrations of aluminum and chromium atoms effective for surface (oxide) protection. In other words, such encroachment attacks may result in pitting (eg, pitting that would penetrate the sheet). The alloys of the present invention provide higher concentrations of stored aluminum and/or chromium atoms.
加工性に関しては、第6図は、曲げ性(加工性を評価す
るのに使用する基準)に対する組み合わせ効果に関して
クロムとアルミニウムとの一般的ト目関を図示する。こ
れに関連して、厚さ約0.05インチ(1t) 、幅1
/2インチ(約12.7mm)および長さ約2〜4イン
チ(約51〜102m11)のシート試験片を厚さ約0
.1インチ(2t)の棒上に曲げた。試験を縦方向およ
び横方向の両方において行った。黒い影をつけた部分は
、若干の亀裂が試験から明らかであることを示す。わか
るように、米国特許第3. 992. 161号明細書
に記載の20Cr/4.5AIの標準合金は、全く加工
性である。しかし、30Cr/4.5AIffiにおい
ては、亀裂が生じた。若干の亀裂は、大体クロム19%
およびアルミニウム5.2%の合金の場合に横方向で認
められた。アルミニウム6.6%およびクロム約25%
を含有する合金は、横方向で過度に亀裂した。曲げ角度
は、所望の105°に対して50°未満であった。With respect to workability, Figure 6 illustrates the general scale of chromium and aluminum in terms of their combined effect on bendability (a criterion used to evaluate workability). In this regard, approximately 0.05 inches (1 t) thick and 1 t wide.
/2 inch (approximately 12.7 mm) and a length of approximately 2 to 4 inches (approximately 51 to 102 m11) with a thickness of approximately 0.
.. Bent onto a 1 inch (2t) bar. Tests were conducted in both longitudinal and transverse directions. The dark shaded area indicates that some cracking is evident from the test. As can be seen, U.S. Patent No. 3. 992. The 20Cr/4.5AI standard alloy described in No. 161 is quite workable. However, cracks occurred in 30Cr/4.5Alffi. Some cracks are mostly 19% chromium.
and in the transverse direction for the 5.2% aluminum alloy. 6.6% aluminum and approximately 25% chromium
The alloy containing . The bending angle was less than 50° versus the desired 105°.
加工性の目的で、前記のように、アルミニウム含量は、
有利には6%を超えるべきではなく、より好ましくは5
.75%よりも多くはない。For processability purposes, as mentioned above, the aluminum content is
Advantageously it should not exceed 6%, more preferably 5%.
.. No more than 75%.
平圧延製品は別にして、ここで意図される合金は、熱間
加工しかつ/または機械加工された棒および他のミル製
品状形態、例えば鍛造品および管類で使用できる。例え
ば、火炎ガイドまたはガラス押出ダイ用の棒からの部品
を機械加工することが、コスト上有効であることがある
。Apart from flat rolled products, the alloys contemplated herein can be used in hot worked and/or machined bars and other mill product-like forms, such as forgings and tubing. For example, it may be cost effective to machine parts from rods for flame guides or glass extrusion dies.
本発明を好ましい態様とともに記載したが、当業者が容
易に理解するであろうように、本発明の精神および範囲
から逸脱せずに修正および変形を施すことができること
を理解すべきである。このような修正および変形は、本
発明の権限および範囲内であるとみなされる。Although the invention has been described with preferred embodiments, it is to be understood that modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the invention, as would be readily apparent to those skilled in the art. Such modifications and variations are considered to be within the power and scope of the invention.
第1図〜第5図は、各々、破砕速度の変化を表わすグラ
フ、第6図はクロムとアルミニウムとの相関関係におけ
る加工性(曲げ性)を表わすグラフである。
出願人代理人 佐 藤 −雄
FIG !
15 581ee 1513
26elFIG 2
FIG 5
FIG 句
FIG 5FIGS. 1 to 5 are graphs showing changes in crushing speed, and FIG. 6 is a graph showing workability (bendability) in the correlation between chromium and aluminum. Applicant’s agent: Sato-yuFIG! 15 581ee 1513
26elFIG 2 FIG 5 FIG phrase FIG 5
Claims (1)
化性によって特徴づけられるシート、ストリップなどの
平圧延製品〔該製品はクロム約23〜30%、アルミニ
ウム約5〜6.25%、酸化物、炭化物、窒化物、およ
びホウ化物からなる群から選ばれる強度を高めるための
少量であるが有効な量の少なくとも1種の耐火金属ディ
スパーソイドからなる合金(残部は本質上鉄)から形成
される〕の形態の粉末冶金鉄−クロム−アルミニウム分
散強化合金製品。 2、チタン0.2〜0.75%を含有する、特許請求の
範囲第1項に記載の合金製品。 3、アルミニウムが、6%を超えない、特許請求の範囲
第2項に記載の合金製品。 4、耐火金属ディスパーソイドが、10容量%までの量
の酸化物、2容量%までの量の炭化物、5容量%までの
量の窒化物、および5容量%までの量のホウ化物の1以
上である、特許請求の範囲第1項に記載の合金製品。 5、クロムが、23〜27%である、特許請求の範囲第
2項に記載の合金製品。 6、新製品として、良好な加工性および 1300℃程度の高温での耐酸化性によって特徴づけら
れるシート、ストリップなどの平圧延製品〔該製品はク
ロム約23〜30%、アルミニウム約5〜6.25%、
酸化物、炭化物、窒化物、およびホウ化物からなる群か
ら選ばれる強度を高めるための少量であるが有効な量の
少なくとも1種の耐火金属ディスパーソイドからなる合
金(残部は本質上鉄)から形成される〕の形態の粉末冶
金鉄−クロム−アルミニウム分散強化合金から形成され
る航空機ガスタービンエンジンの高温部における金属部
品。 7、バーナーカンの形態である、特許請求の範囲第6項
に記載の部品。 8、粉末が、機械的合金化によって製造されてなる、特
許請求の範囲第1項に記載の合金製品。 9、1300℃程度の高温での高い耐酸化性によって特
徴づけられ、かつクロム20〜30%、アルミニウム5
%〜8%、酸化物、炭化物、窒化物、およびホウ化物か
らなる群から選ばれる強度を高めるための少量であるが
有効な量の耐火金属ディスパーソイド、チタン5%まで
、ジルコニウム、ハフニウム、タンタルおよびバナジウ
ムの各々2%まで、モリブデンおよびタングステンの各
々6%まで、ケイ素0.5%まで、ニオブ0.5%まで
、カルシウム、イットリウムおよび希土類金属の各々0
.05%まで、ホウ素0.2%まで(残部は本質上鉄)
からなることを特徴とする粉末冶金鉄−クロム−アルミ
ニウム分散強化合金。 10、クロム少なくとも22.5%を含有する、特許請
求の範囲第9項に記載の合金。 11、チタン0.25〜0.75%を含有する、特許請
求の範囲第9項に記載の合金。 12、粉末が、機械的合金化によって製造されてなる、
特許請求の範囲第9項に記載の合金。[Claims] 1. Flat-rolled products such as sheets and strips characterized by good workability and oxidation resistance at high temperatures of about 1300°C [The products contain about 23-30% chromium and about 5-5% aluminum. 6.25%, a small but effective strength-enhancing amount of at least one refractory metal dispersoid selected from the group consisting of oxides, carbides, nitrides, and borides (the remainder being essentially Powder metallurgy iron-chromium-aluminum dispersion strengthened alloy products in the form of 2. The alloy product according to claim 1, containing 0.2 to 0.75% titanium. 3. The alloy product according to claim 2, wherein the aluminum content does not exceed 6%. 4. The refractory metal dispersoid contains one or more of oxides in an amount of up to 10% by volume, carbides in an amount of up to 2% by volume, nitrides in an amount of up to 5% by volume, and borides in an amount of up to 5% by volume. The alloy product according to claim 1. 5. The alloy product according to claim 2, wherein chromium is 23 to 27%. 6. As a new product, flat-rolled products such as sheets and strips characterized by good workability and oxidation resistance at high temperatures of about 1300°C [The product contains about 23-30% chromium and about 5-6% aluminum. 25%,
Formed from an alloy consisting of a small but effective amount of at least one refractory metal dispersoid to increase strength selected from the group consisting of oxides, carbides, nitrides, and borides (the remainder being essentially ferrous) A metal component in the hot section of an aircraft gas turbine engine formed from a powder metallurgical iron-chromium-aluminum dispersion strengthened alloy in the form of 7. The component according to claim 6 in the form of a burner can. 8. The alloy product according to claim 1, wherein the powder is produced by mechanical alloying. 9. Characterized by high oxidation resistance at high temperatures of around 1300℃, and contains 20-30% chromium and 5% aluminum.
% to 8%, small but effective amounts of refractory metal dispersoids to increase strength selected from the group consisting of oxides, carbides, nitrides, and borides, up to 5% titanium, zirconium, hafnium, tantalum and up to 2% each of vanadium, up to 6% each of molybdenum and tungsten, up to 0.5% silicon, up to 0.5% niobium, and 0 each of calcium, yttrium and rare earth metals.
.. up to 0.05%, boron up to 0.2% (the remainder is essentially iron)
A powder metallurgy iron-chromium-aluminum dispersion strengthened alloy characterized by comprising: 10. The alloy of claim 9 containing at least 22.5% chromium. 11. The alloy according to claim 9, containing 0.25 to 0.75% titanium. 12. The powder is produced by mechanical alloying,
An alloy according to claim 9.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US89774586A | 1986-08-18 | 1986-08-18 | |
US897745 | 1986-08-18 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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