[发明专利]钴基合金制造物及其制造方法

说明书

本发明涉及的Co基合金制造物的特征在于，具有如下的化学组成：以质量％计含有0.08～0.25％的C和0.003～0.2％的N且C和N的合计为0.083～0.28％，含有0.1％以下的B和10～30％的Cr，含有5％以下的Fe和30％以下的Ni且Fe和Ni的合计为30％以下，含有W和/或Mo且W和Mo的合计为5～12％，含有3％以下的Al、0.5％以下的Si和0.5％以下的Mn，含有0.5～4％的除W和Mo以外的过渡金属且原子半径超过130pm的M成分，余量由Co和杂质构成；上述制造物是母相晶粒的多晶体，上述母相晶粒中形成有偏析晶胞，该偏析晶胞是上述M成分在边界区域偏析而成的，上述物品中存在该偏析晶胞的平均尺寸彼此不同的第1区域和第2区域，该第1区域中的上述偏析晶胞的平均尺寸在0.13μm以上1.3μm以下的范围内，该第2区域中的上述偏析晶胞的平均尺寸在0.25μm以上2μm以下的范围内，上述第2区域中的上述偏析晶胞的平均尺寸相对于上述第1区域中的上述偏析晶胞的平均尺寸的比为1.3以上。

技术领域

发明涉及机械特性优异的钴基合金材料的技术，尤其涉及利用了增材造型法的钴基合金制造物及其制造方法。

背景技术

钴(Co)基合金材料与镍(Ni)基合金材料一起均为代表性的耐热合金材料，也被称为超合金，被广泛用于高温构件(高温环境下使用的构件，例如燃气轮机、蒸汽轮机的构件)。Co基合金材料与Ni基合金材料相比虽然材料成本高，但耐腐蚀性、耐磨耗性优异，易于固溶强化，因而一直用作涡轮机静叶片、涡轮机燃烧器构件等。

对于耐热合金材料，通过迄今为止进行的各种合金组成的改良和制造工艺的改良，从而对Ni基合金材料开发了一种由γ’相(例如Ni₃(Al,Ti)相)的析出所引起的强化，并成为目前的主流。另一方面，对于Co基合金材料而言，由于像Ni基合金材料的γ’相这样的大大有助于机械特性提高的金属间化合物相难以析出，因此与γ’相析出强化Ni基合金材料相比机械强度低。

换言之，只要能够达到与γ’相析出强化Ni基合金材料同等的机械特性，则耐蚀性、耐磨耗性优异的Co基合金材料就可成为与Ni基合金材料同等以上地适用于高温构件的材料。

本发明人等以Co基合金材料的高强度化为目标进行了深入研究，结果，通过使用了具有预定化学组成的Co基合金材料的增材造型法(AM法)，成功地开发了如专利文献1(日本专利6509290)所报告的那样具有与γ’相析出强化Ni基合金制造物同等以上的机械特性的Co基合金制造物。

专利文献1中报告了一种钴基合金制造物，其是由Co基合金形成的制造物，其特征在于，上述Co基合金具有如下的化学组成：含有0.08质量％以上0.25质量％以下的碳(C)、0.1质量％以下的硼(B)和10质量％以上30质量％以下的铬(Cr)，含有5质量％以下的铁(Fe)和30质量％以下的镍(Ni)且上述Fe和上述Ni的合计为30质量％以下，含有钨(W)和/或钼(Mo)且上述W和上述Mo的合计为5质量％以上12质量％以下，含有钛(Ti)、锆(Zr)、铌(Nb)和钽(Ta)且上述Ti、上述Zr、上述Nb和上述Ta的合计为0.5质量％以上2质量％以下，含有0.5质量％以下的硅(Si)、0.5质量％以下的锰(Mn)和0.003质量％以上0.03质量％以下的氮(N)，余量由Co和杂质构成，上述制造物是平均晶粒粒径为20μm以上145μm以下的多晶体，在上述多晶体的晶粒内，含有上述Ti、上述Zr、上述Nb和/或上述Ta的MC型碳化物相的粒子以0.15μm以上1.5μm以下的平均粒子间距离析出。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第6509290号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明人等以专利文献1的技术为基础，对于用于在实机中使用的高温构件的制造进行了进一步研究。在该研究中，注意到了即使在1个高温构件中有时也会根据部位不同而希望不同的特性。