[发明专利]由包含钼、硅和硼的合金组成的粉末、该粉末的用途和用于由该粉末制造的工件的增材制造方法

说明书

本发明涉及一种由包含钼、硅和硼的合金组成的粉末。此外，根据本发明设成，所述合金的至少一种另外的合金元素由合金比例为至少1原子％且至多30原子％的钛和/或由合金比例至少为1原子％且至多10原子％的铪和/或合金比例至少为15原子％且至多25原子％的铌组成。另外，还要求保护这种粉末用于基于粉末床的增材制造工艺的用途和合适的增材制造方法。有利的是，通过附加的合金元素，可对增材制造的部件的机械性能产生积极的影响，其中在根据本发明的方法中选择粉末床的预热，其比脆韧转变温度(BDTT)高至少50℃。这有利地使得能够制造所述部件而没有使所述部件在制造期间遭受由于裂纹形成而被机械地削弱的风险。

本发明涉及一种由Mo(x)Si(y)B类型的含钼、硅和硼的合金组成的粉末。在该合金中，硅的合金比例(合金化率)x为至少8原子％且至多19原子％、优选至少10原子％且至多15原子％。硼的合金比例y为至少5原子％且至多13原子％、优选至少8原子％且至多12原子％。本发明还涉及这种粉末的用途。最后，本发明还涉及一种使用所述粉末制造工件的方法，其中使用基于粉末床的增材制造工艺。在该方法中，通过能量束使粉末在粉末床的粉末层中熔化以制造工件的连续(相继)的层。

钼-硅-硼合金例如由EP 1 664 362 B1已知。这些合金形成由金属间相例如硅化钼、硅化钼硼和硼化钼组成的结构(微观结构，Gefüge)，其中金属间相的总含量可在25和90体积％之间，并且所述结构的其余部分由钼或钼混合晶体组成。这些合金由于其机械强度特性而可用于高温应用。如从DE 10 2015 209 583 A1中可知，一种用途可为例如承受高热应力的燃气轮机的部件。

DE 10 2015 209 583 A1还描述了可通过粉末冶金工艺(例如热压)或通过区域熔化工艺来进行所述合金的加工。为了也允许制造具有复杂几何形状的部件，还提出了由所述合金组成的粉末可通过分层地施加和通过能量束选择性地固结该粉末而用于增材制造方法(工艺)中。

US 2016/0273368 A1公开了由不同材料制成的涡轮机的叶片及其制造方法。由钼合金形成金属基质，该金属基质中嵌入有金属间相以形成金属-金属间复合材料。所描述的钼合金包括如下的合金比例(份数)：9至15原子％的硅、5至12原子％的硼和18至32原子％的钛，其中其余比例达100原子％由钼组成。

科学文章Majumdar、Sanjib等人的“Astudy on effect ofreactive and rareearth element additions on the oxidationbehavior ofMo-Si-B system.”Oxidationof metals 80.34(2013):219-230；研究了反应性元素和稀土的混合物对Mo-Si-B合金的氧化性能的影响。研究的合金包括Mo-9Si-8B-1Ti和Mo-9Si-8B-1.8Ti。

科学文章Yu，J.L.等人“Tensile properties ofmultiphase Mo-Si-Brefractory alloys at elevated temperatures.”Materials Science andEngineering:A 532(2012):392-395；描述了关于多相Mo-Si-B合金在1400至1560摄氏度的温度下在真空下的拉伸性能的研究。研究的合金的成分为Mo-9Si-8B-3Hf和Mo-10Si-14B-3Hf(原子％)。

US 2006/0285990 A1公开了一种制造钼合金的方法。使用所公开的方法制造例如Mo-3Si-1B-3Nb、Mo-3Si-1B-10Nb和Mo-3Si-1B-20Nb。

在该申请的上下文中，增材制造方法应理解为是指如下的方法，其中应当用来制造部件的材料在部件形成期间被添加到该部件中。在此，部件已经以其最终形状(Gestalt)或至少近似地以该形状形成。