[发明专利]Ni基合金、燃气轮机材料和制造Ni基合金的方法

说明书

本发明的目的在于增强Ni基合金的蠕变特性。本发明涉及一种Ni基合金，其特征在于，所述Ni基合金具有如下组成：所述组成含有以质量％表示的、15.00％～25.00％的Cr、5.00％～15.00％的Co、1.00％以上且小于12.00％的Mo、1.50％～2.50％的Ti、1.00％～2.00％的Al、0.20％～1.00％的Nb和0.0010％～0.10％的C、以及以质量ppm表示的、P：10ppm～200ppm、B：30ppm～250ppm、和N：30ppm～200ppm，并且余量为Ni和不可避免的杂质。

技术领域

本发明涉及蠕变特性优异的Ni基合金、燃气轮机材料和制造蠕变特性优异的Ni基合金的方法。

背景技术

Ni基合金在高温下显示出优异的机械特性，并且已经广泛用作包含燃气轮机的各种机械装置的高温部件。通常，在Ni基合金中，通过添加少量的Al或Ti或者Nb或Ta，由Ni₃(Al,Ti)构成的称为γ'(gammaprime)相或由Ni₃(Al,Ti,Nb)构成的称为γ”(gamma doubleprime)相的析出相在晶粒内细微地析出，从而显示出优异的强度。然而，随着工作温度的升高，在合金内，与晶粒内部相比，晶粒边界(以下简称为晶界)成为蠕变变形中的弱化因素，因此需要适当地强化晶界以在更高的温度下使用。为了强化晶界，需要在晶界处形成一些异相如析出物。此外，如果不将所述异相覆盖晶界的比例即晶界覆盖率控制在适当的值以上，则不能确保所期望的特性。

通常，作为提高晶界强度的方法，已经提出了在晶界中分散碳化物或硬质相的方法。例如，在申请人申请的专利文献1中，MC或M₂₃C₆型(M：金属元素，C：碳)的碳化物在晶界处析出，以使得被定义为通过将晶界处的碳化物的面积率除以晶粒内的碳化物的面积率而得到的值的碳化物面积比满足0.6～3.0，由此实现了用于火力发电涡轮转子的Ni基超合金的晶界强化。

在专利文献2中，尝试通过使用碳化物对晶界进行强化。

此外，在专利文献3中，尝试通过将由氧化铝构成的硬质相分散在晶界中来进行强化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-219339号公报

专利文献2：日本特开2005-314728号公报

专利文献3：日本特开2008-179845号公报

发明内容

技术问题

然而，在专利文献1中处理的碳化物面积比取决于晶粒内的碳化物的量，并且有可能只有晶界没有被有效地强化。在专利文献2中，晶界覆盖率是未知的，并且有可能没有进行最佳晶界强化。另外，需要特殊的热处理步骤以使碳化物结块，这可能增加生产成本。在专利文献3中，没有清楚地表明具有硬质相的晶界覆盖率，并且也不清楚是否最佳地进行了晶界强化。

如上所述，迄今为止已经开发了一些Ni基合金，其中通过晶界强化尝试改善蠕变特性，但是从所期望的蠕变特性和抑制生产成本的观点考虑，很难说已经确立了最合适的方法。

本发明是为了解决这些问题而完成的，其目的在于提供蠕变特性优异的Ni基合金、燃气轮机材料和制造蠕变特性优异的Ni基合金的方法。

技术方案

一种Ni基合金，其具有如下组成：所述组成含有以质量％表示的、Cr：15.00％～25.00％、Co：5.00％～15.00％、Mo：1.00％以上且小于12.00％、Ti：1.50％～2.50％、Al：1.00％～2.00％、Nb：0.20％～1.00％和C：0.0010％～0.10％、以及以质量ppm表示的、P：10ppm～200ppm、B：30ppm～250ppm和N：30ppm～200ppm，并且余量为Ni和不可避免的杂质。