DE3242607C2 - - Google Patents

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DE3242607C2
DE3242607C2 DE3242607A DE3242607A DE3242607C2 DE 3242607 C2 DE3242607 C2 DE 3242607C2 DE 3242607 A DE3242607 A DE 3242607A DE 3242607 A DE3242607 A DE 3242607A DE 3242607 C2 DE3242607 C2 DE 3242607C2
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B1/00Single-crystal growth directly from the solid state
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/52Alloys

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausbildung einer Textur mit vorbestimmten kristallographischen Vorzugs­ richtungen in Blechen aus einer warmverformbaren Nickel- Superlegierung mit kubisch-flächenzentrierter Struktur.
Metallische Materialien haben im allgemeinen eine kristalline Struktur, was bedeutet, daß einzelne Atome des Materials in einer bestimmten räumlichen Beziehung zu ihren Nachbaratomen vorliegen und sich diese Beziehung innerhalb eines Kristalls oder Korns ständig wiederholt. So haben Superlegierungen auf Nickelbasis eine kubisch-flächenzentrierte Struktur. Es ist ferner bekannt, daß die Eigenschaften derartiger Kristalle sich in verschiedenen Raumrichtungen unterscheiden.
Die meisten metallischen Gegenstände enthalten viele tausende von einzelnen Kristallen oder Körnern, und die Eigenschaften eines derartigen Gegenstands in einer bestimmten Richtung spiegeln die mittlere Orientierung der einzelnen Kristalle wieder, die den Gegenstand bilden. Wenn die Kristalle oder Körner eine regellose Orientierung aufweisen, dann sind die Eigenschaften des Gegenstands isotrop, d. h. in allen Rich­ tungen gleich. Oblgeich das meist in dieser Form angenommen wird, ist es in Wirklichkeit selten der Fall, da die meisten Gieß- und Formvorgänge eine bevorzugte Kristallorientierung oder Textur zur Folge haben. Bei einer Deformation ergibt sich eine derartige bevorzugte Orientierung aufgrund ver­ schiedener Faktoren. So sind Kristalle in bestimmten Orien­ tierungen widerstandsfähiger gegen ihre Deformation als andere Kristalle. Diese gegen Deformation widerstandsfähigeren Kristalle neigen während der Deformation zur Drehung, so daß eine von der regellosen Verteilung abweichende bevorzugte Orientierung erhalten wird. Während einer Rekristallisation können sich bevorzugte Orientierungen aus einer Bevorzugung einer bestimmten Art der Keimbildung und/oder dem bevorzugten Wachstum von Körner bestimmter Orientierungen ergeben.
Texturen metallischer Materialien wurden bereits eingehend studiert, und es kam auch bereits zu einer praktischen An­ wendung von texturierten Materialen. Insbesondere im Be­ reich von magnetischen Materialien, wie Transformatoren­ stählen, hat die Texturierung wesentliche Leistungsver­ besserungen herbeigeführt. Dies ist beispielsweise in der US-PS 32 19 496 und in einem Artikel in "Metal Progress", Dezember 1953, Seite 71 bis 75 beschrieben.
Es ist ferner bereits bekannt, unter Anwendung von Rekristalli­ sationsverfahren Gegenstände aus Superlegierungen auf Nickel­ basis mit langgestreckten Körnern herzustellen. Dies ist in der US-PS 39 75 219 beschrieben. Bei dem beschriebenen Verfahren wird ein Superlegierungspulver eingesetzt, das durch Heiß­ extrusion verdichtet und dann dicht unterhalb der γ -Lösungs­ temperatur warmverformt (isotherm geschmiedet) wird, wonach sich ein gerichtetes Rekristallisieren in einem Tempertur­ gefälle anschließt. Wie Bleche aus Superlegierungen mit be­ stimmten kristallographischen Vorzugsrichtungen hergestellt werden können, ist dieser Patentschrift jedoch nicht zu ent­ nehmen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Ausbildung einer Textur mit vorbestimmten kristallographischen Vorzugsrichtungen in Blechen aus einer warmverformbaren Nickel- Superlegierung mit kubisch-flächenzentrierter Struktur durch Warmverformen dicht unterhalb der γ -Lösungstemperatur und gerichtetes Rekristallisieren in einem Temperaturgefälle anzu­ geben, bei dem in reproduzierbarer Weise Bleche mit den ge­ wünschten kristallographischen Vorzugsrichtungen hergestellt werden können.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der genannten Art durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 wiedergegebenen Merk­ male gelöst.
Die Ausgestaltung eines dritten Verfahrens zur Herstellung von Blechen mit bestimmten konkreten kristallographischen Vorzugsrichtungen ist den Unteransprüchen zu entnehmen.
Warmverformbare Nickel-Superlegierungen mit kubisch-flächen- zentrierter Struktur sind insbesondere Superlegierungen in dem folgenden breiten Zusammensetzungsbereich: 2 bis 9% Al, 0 bis 6% Ti, 0 bis 16% Mo, 0 bis 12% Ta, 0 bis 12% W, 0 bis 4% Nb, 0 bis 20% Cr, 0 bis 20% Co, 0 bis 0,3% C, 0 bis 1% Y, 0 bis 0,5% Hf, 0 bis 0,3% B, 0 bis 0,3% Zr, 0 bis 2% V, 0 bis 5% Re, Rest im wesentlichen Nickel.
Das Ausgangsmaterial kann auf pulvermetallurgischem Wege oder durch Guß, insbesondere als feinkörniger Guß, erhalten worden sein. Ein solches Material wird dann dicht unterhalb der q -Lösungstemperatur warmverformt. Vorzugsweise liegt der Verformungsgrad bei dieser anfänglichen Warmverformung über etwa 50%. Das warmverformte Material wird dann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren um über 50%, vorzugsweise über 65%, durch Kaltwalzen kaltverformt. Das Kaltwalzen erfolgt dabei so, daß zuerst in einer ersten Richtung kaltgewalzt wird, und danach in einer dazu senkrechten Richtung, d. h. in einer Richtung, die um 90° gegenüber der Richtung des an­ fänglichen Kaltwalzens versetzt ist. Das Verhältnis der Ver­ formungsgrade beim anfänglichen Kaltwalzschritt zu dem letzten Querwalzschritt liegt im Bereich von 70 : 30 bis 80 : 20, vorzugsweise bei etwa 75 : 25. Zur Verhinderung einer Riß­ bildung erfolgen zwischengeschaltete Glühungen. Das Ergebnis dieser Kaltverformung ist ein Gegenstand mit einer starken (110) ⟨112⟩-Blechtextur.
Dieses Material ist besonders geeignet, durch gerichtetes Rekristallisieren in einem Temperaturgefälle die Her­ stellung von Blechen mit gewünschten kristallographischen Vorzugsrichtungen zu ermöglichen. Die (110) ⟨112⟩-Textur kontrolliert die Orientierung der rekristallisierten Körner. Durch Veränderung der Parameter der gerichteten Rekristalli­ sation kann eine Vielzahl von Endorientierungen erzeugt werden.
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise unter Bezug­ nahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt
Fig. 1 die Beziehung zwischen der senkrechten Richtung, der Geradewalzrichtung (S.R.) und der Querwalzrichtung (X.R.);
Fig. 2 die Materialorientierung während des Geradewalzens;
Fig. 3 die Materialorientierung während des Querwalzens;
Fig. 4 das Verfahren zur Erzeugung eines Ma­ terials mit ⟨111⟩-Orientierung;
Fig. 5 das Verfahren zur Erzeugung eines Ma­ terials mit ⟨110⟩-Orientierung;
Fig. 6 das Verfahren zur Erzeugung eines Ma­ terials mit ⟨100⟩-Orientierung; und
Fig. 7 bis 10 Polardiagramme der mit den in den Bei­ spielen 1 bis 4 beschriebenen Verfahren erzeugten Textur.
Üblicherweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren von einem Ausgangsmaterial in Form eines Pulvers einer Super­ legierung auf Nickelbasis des eingangs genannten breiten Zusammensetzungsbereichs ausgegangen. Dieses Pulver wird so verarbeitet, daß ein homogenes warmverformbares dichtes Material erzeugt wird. Ein Weg dazu besteht darin, das Super­ legierungspulver durch heißisostatisches Pressen (HIP) oder durch Heißextrusion zu verfestigen. Es kann bei dem erfindungs­ gemäßen Verfahren jedoch auch von einem gegossenen Körper, vorzugsweise einem Feinkornguß ausgegangen werden. Wenn Pulver­ verfahren verwendet werden, muß Sorge dafür getragen werden, daß eine Verunreinigung des Pulvers verhindert wird, indem man es unter inerten Bedingungen handhabt, so daß eine Oxi­ dation unterbunden wird. Das Pulver wird dann zur Erzeugung eines Gegenstandes theoretischer Dichte verdichtet. Das Ver­ dichtungsverfahren scheint für die erfolgreiche Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht kritisch zu sein. Beim heißisostaischen Pressen wird das Pulver in einem evakuierten Behälter aus rostfreiem Stahl verdichtet. Typische Verdichtungs­ bedingungen sind Gasdrücke von etwa 103,42 MPa und Temperaturen von etwa 1149 bis 1232°C während einer Zeitdauer von etwa 2 h, mit einer nachfolgenden Ofenabkühlung. Auch Heißextrusionsver­ fahren wurden erfolgreich verwendet. Typische Extrusionsbe­ dingungen sind Temperaturen von 1204°C bis 1260°C und Extrusions­ verhältnisse von mehr als etwa 4 : 1. Das Pulver wird dabei von der Extrusion in einen Behälter aus rostfreiem Stahl einge­ bracht.
Der erhaltene Gegenstand wird dann warmverformt, um eine Flächen­ verminderung von wenigstens 40% und vorzugsweise wenigstens 55% zu erzielen. Diese Warmverformung verbessert die Verform­ barkeit des Materials in der anschließenden Kaltverformung. Als Warmverformung wurde insbesondere Warmwalzen verwendet, jedoch erscheinen andere Verfahren, beispielsweise Schmieden, ebenfalls anwendbar. Das in der US-PS 35 19 503 beschriebene Verfahren kann auch angewandt werden. Die Warmverformung er­ folgt bei einer Temperatur dicht unterhalb der γ -Lösungstempera­ tur der Legierung, typischerweise bei einer Temperatur im Be­ reich von 1177 bis 1246°C. Wenn die Warmverformung als Warm­ walzen erfolgt, werden die ersten Warmwalzdurchgänge vorzugs­ weise an der oberen Grenze des genannten Temperaturbereichs mit einer verhältnismäßig geringen Abnahme pro Durchgang (5%) ausgeführt. Nachfolgende Durchgänge können mit größeren Abnahmen (15%) durchgeführt werden und man kann die Temperatur bis zur unteren Grenze des angegebenen Bereichs absinken lassen. Der Gegenstand wird zwischen den einzelnen Durchgängen in geeig­ neter Weise wiedererhitzt, um die Legierung innerhalb des ge­ wünschten Temperaturbereichs zu halten. Nach dem Ende der Warm­ verformung kann das Material in dem erhaltenen Zustand belassen und an der Luft abgekühlt werden.
Die sich an die Warmverformung gemäß dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren anschließende Kaltverformung in Form eines zweistufigen Walzvorgangs wird zwar als Kaltwalzen bezeichnet, kann jedoch bei Temperaturen bis zu etwa 650°C durchgeführt werden. Zur Erläuterung der für den Erfolg des erfindungsgemäßen Verfahrens wesentlichen Kaltverformung wird auf Fig. 1 Bezug genommen, welche den Blechstreifen vor dem Kaltwalzen darstellt und die drei orthogonalen Achsen SR, XR und ND zeigt. Das Kaltwalzen erfolgt in zwei Stufen, wobei in der ersten Stufe das Walzen in der SR-Richtung (Geradwalzrichtung) ausgeführt wird und in der zweiten Stufe in XR-Richtung (Querwalzrichtung), d. h. in einem Winkel von 90° zur SR-Richtung.
Die beiden Kaltwalzschritte müssen eine Gesamtabnahme von mehr als 50%, insbesondere mehr als 55% und besonders be­ vorzugt von mehr als 65% bewirken. Der Verformungsgrad teilt sich auf die beiden Kaltwalzschritte auf, und zwar insbesondere so, daß er bei dem anfänglichen Geradewalzschritt 75% und bei dem anschließenden Querwalzschritt 25% beträgt. Es ist eine solche Folge von Walzschritten, die die erwünschte Temperatur er­ gibt. Die typische Abnahme pro Durchgang beträgt dabei 1 bis 2%, und die Gesamtabnahme zwischen jeweils zwischengeschalteten Glühungen (beispielsweise 3 min bei 1204°C) beträgt 8 bis 15%. Das Verhältnis des Verformungsgrads im geraden Kaltwalzschritt zu dem Quer-Kaltwalzschritt kann von 80 : 20 bis 70 : 30 variieren.
Nach der Kaltverformung wird ein Blech mit einer starken (110) ⟨112⟩-Blechstruktur erhalten. Das bedeutet, daß eine beträchtliche Anzahl von Kristallen in dem Blech derart orientiert sind, daß sie (110)-Ebenen parallel zur Blechober­ fläche und ⟨112⟩-Richtungen aufweisen, die parallel zur SR- Richtung liegen. Natürlich würde auch in einem ungeordneten Blech eine gewisse Anzahl von Kristallen diesen Kriterien entsprechen. Bei den wie erläutert erhaltenen Blechen ist jedoch die Anzahl von Kristallen, die den genannten Kriterien genügen, wenigstens viermal und gewöhnlich wenigstens sechsmal größer als für den ungeordneten Fall zu erwarten wäre.
Es wurde gefunden, daß ein Blech dieser Textur sehr geeignet für die gerichtete Rekristallisation zur Erzeugung rekristalli­ sierter Bleche ist, die eine von der ursprünglichen Textur ab­ weichende Orientierung aufweisen und die zur Herstellung von Superlegierungsgegenständen geeignet sind, wie sie in der US- PS 38 72 563 beschrieben sind. Die erzeugte (110) ⟨112⟩- Blechtextur kann dazu verwendet werden, gerichtet rekristalli­ sierte Materialien zu erzeugen, welche eine (100), ⟨110⟩ oder ⟨111⟩-Richtung als kristallographische Vorzugsrichtung aufweisen. Der Ausdruck "gerichtete Rekristallisation" wird dabei im Rahmen der vorliegenden Beschreibung relativ frei verwendet, wobei an­ genommen wird, daß das, was tatsächlich auftritt, genauer als richtungsmäßig anormales Kornwachstum beschrieben werden kann. Das heißt, es erscheint wahrscheinlich, daß gewisse, bereits existierende Körner auf Kosten anderer existierender Körner wachsen, statt daß es wie bei einer wirklichen gerichteten Rekristallisation zu einer Keimbildung neuer Körner kommt, die auf Kosten bereits existierender Körner wachsen. Unabhängig von ihrem Ursprung scheint es, daß die Unterschiede des Kornwachs­ tums zwischen konkurrierenden Körnern die beobachtete Textur erzeugen.
Es gibt drei primäre Kristallrichtungen in dem kubischen System: Die ⟨100⟩, die ⟨110⟩ und die ⟨111⟩-Richtung, welche jeweils eine Kante der Einheitszelle, der Flächen­ diagonale der Einheitszelle bzw. einer Diagonale angeben, die zwischen gegenüberliegenden Ecken verläuft und durch den Mittelpunkt der Zelle hindurchgeht. Die ⟨100⟩-Orien­ tierung weist einen niedrigen Elastizitätsmodul auf und daher sind Turbinenkomponenten, deren Primärachse mit einer ⟨100⟩-Achse zusammenfällt, gegen thermische Ermüdung wider­ standsfähig. In gleicher Weise weist die ⟨111⟩-Richtung ei­ nen hohen Elastizitätsmodul auf und Gegenstände deren Rich­ tung parallel zur Primärbeanspruchungsrichtung bzw. -spannungs­ richtung liegen sind widerstandsfähig gegen hohe zyklische Ermüdung. Die durch die Erfindung gebotene Möglichkeit, Material mit diesen unterschiedlichen Orientierungen zu erzeugen, wird dem Turbinenbauteilekonstrukteur ein hohes Maß an Flexi­ bilität geboten.
Das Verfahren zur Erzeugung von Blech, bei dem diese Achsen innerhalb der Ebene des Bleches liegen, ist in den Fig. 4, 5 und 6 dargestellt. Die Fig. 4 zeigt, daß der Durchlauf des Bleches durch ein Temperaturgefälle in der Weise, daß die Richtung des Gefälles parallel zur XR-Achse liegt, zu dem Blech führt, das aus langgestreckten Körnern be­ steht, deren Längsachse in der ⟨111⟩-Richtung liegt. Wie in der Figur gezeigt ist, enthält die SR-Richtung des Bleches die ⟨110⟩-Richtung der langgestreckten Kristalle, während die ursprüngliche senkrechte Richtung des Bleches die ⟨112⟩- Achse der langgestreckten Kristalle enthält. In analoger Weise zeigt die Fig. 5, daß dann, wenn das Blech durch das Temperaturgefälle in der Weise geleitet wird, daß die SR-Achse parallel zur Bewegungsrichtung durch das Temperatur­ gefälle liegt, die Körner eine ⟨110⟩-Achse aufweisen und eine ⟨110⟩-Achse in der XR-Richtung liegt und die ⟨100⟩- Achsen der ND-Richtung. Dieses in der Fig. 6 gezeigte Ver­ fahren weicht leicht dahingehend ab, daß das Blech durch das Temperaturgefälle entlang einer Achse läuft, wel­ che SR- und XR-Richtung halbiert und in der ⟨100⟩-Richtung durch die Dehnung bzw. Verlängerung der Kristalle resultiert, wobei die beiden orthogonalen Achsen vom ⟨100⟩-Typ sind.
Typischerweise weist das erforderliche Temperaturgefälle eine Steilheit von wenigstens etwa 55°C auf, und zwar ge­ messen bei der γ -Solvus-Temperatur der Legierung. Das heiße Ende des Gefälles überschreitet die γ -Solvus- Temperatur, sie überschreitet jedoch offensichtlich nicht die Anfangsschmelztemperatur der Legierung. Typische Durch­ laufraten durch den Gradienten liegen im Bereich von 3,2 bis 101 mm pro Stunde.
Zum besseren Verständnis der Erfindung werden im folgenden nun einige nicht-einschränkend zu versehende Erläuterungs­ beispiele angegeben.
Beispiel 1
  • 1. Zusammensetzung: - 14,4% Mo, 6,25% W, 6,8% Al, 0,04% C, Rest Ni.
  • 2. Pulvergröße: - 0,177 mm
  • 3. Konsolidierungsverfahren - isostatisches Heißpressen (H.I.P.) bei 1243°C und einem Druck von 103,42 MPa, während zwei Stunden.
  • 4. Heißbearbeitung - durch Walzen bei 1204°C auf 60% Reduktion.
  • 5. Kaltwalzen - Totalreduktion 65%
    • a) gerades Kaltwalzen
    • b) Quer-Kaltwalzen
      Verhältnis des Gerade-Kaltwalzens zum Quer-Kalt­ walzen = 75 : 25, dazwischenliegende Glühvorgänge bzw. Temperungsvorgänge bei 1204°C.
  • 6. Resultierende Textur - singulär (110) ⟨112⟩, das Sieben­ fache des regellosen Zustandes, wie in der Fig. 7 gezeigt.
  • 7. Gerichtete Rekristallisation (Gradient von 39°C/cm, gemessen bei der q -Solvus-Temperatur)
    • a) D.R. parallel zur Querkaltwalzrichtung bei 6,35 mm/h.
      - Ergebnis - ⟨112⟩ in der Ebene des Bleches, ⟨111⟩ axiale Orientierung.
    • b) D.R. parallel zur Gerade-Kaltwalzrichtung bei 16 bis 51 mm/h - Ergebnis - (100) in der Ebene des Bleches, ⟨110⟩ in axialer Richtung.
    • c) D.R. in der die Gerade-Kaltwalzrichtung und die Quer-Kaltwalzrichtung halbierenden Richtung (45° zur Achse versetzt) bei 16 bis 51 mm/h - Ergebnis - (100) in der Ebene des Bleches, ⟨100⟩ in axialer Richtung.
Beispiel 2
  • 1. Zusammensetzung: - 9,0% Cr, 5,0% Al, 10,0% Co, 2,0% Ti, 12% W, 1,0% Nb, 0,15% C, 0,015% B, 0,05% Zr (Legierung MAR-M 200), Rest Ni.
  • 2. Pulvergröße: - 0,177 mm
  • 3. Konsolidierungsverfahren - Extrusion bei 1066°C in einem Extrusionsverhältnis von 6,8 : 1.
  • 4. Heißbearbeitung: - durch isothermes Schmieden bei 1121°C einer Belastunsrate von 0,1 min-1 und 60% Gesamtbelastung.
  • 5. Kaltwalzen - Totalreduktion 60%
    • a) gerade-kaltgewalzt
    • b) quer-kaltgewalzt
      Verhältnis des Gerade-Kaltwalzens zum Quer-Kaltwalzen = 75 : 25, dazwischenliegende Ausglühungen bzw. Tempe­ rungen bei 1149°C.
  • 6. Resultierende Textur - singulär (110) ⟨112⟩, das 4,7fache des regellosen Zustandes, wie in der Fig. 8 gezeigt.
  • 7. Gerichtete Rekristallisation noch nicht beurteilt.
Beispiel 3
  • 1. Zusammensetzung: - 9,0% Cr, 7,0% Al, 9,5% W, 3,0% Ta, 1,0% Mo, Rest Ni.
  • 2. Pulvergröße: - 0,177 mm
  • 3. Konsolidierungsverfahren - isostatische Heißpressung (H.I.P.) bei 1232°C und einem Druck von 103,42 MPa während zwei Stunden.
  • 4. Heizbearbeitung - durch Walzen bei 1204°C auf 60% Reduktion.
  • 5. Kaltwalzen - Gesamtreduktion 65%
    • a) Gerade-Kaltwalzen
    • b) Quer-Kaltwalzen
      Verhältnis des Gerade-Kaltwalzens zum Quer-Kaltwalzen = 75 : 25, dazwischenliegende Ausglühungen bzw. Temperungen bei 1204°C.
  • 6. Resultierende Textur - singulär (110) ⟨112⟩, das Zwölffache des regellosen Zustandes, wie in der Fig. 9 gezeigt.
  • 7. Gerichtete Rekristallisation (39°C/cm-Gradient, ge­ messen bei der γ -Solvus-Temperatur)
    • a) D.R. parallel zur Quer-Kaltwalzrichtung bei 6,35 mm/h. - Resultat - (112) in der Ebene des Blechs, ⟨111⟩ axiale Orientierung.
    • b) D.R. parallel zur Gerade-Kaltwalzrichtung bei 16 bis 51 mm/h - Resultat - (100) in der Ebene des Blechs, ⟨110⟩ in axialer Richtung.
    • c) D.R. in der Richtung, welche die gerade Kaltwalzrich­ tung und die Querkaltwalzrichtung halbiert (45° von der Achse versetzt) bei 16 bis 51 mm/h - Ergebnis - (100) in der Ebene des Bleches, ⟨100⟩ in axialer Richtung.
Beispiel 4
  • 1. Zusammensetzung: - 9,0% Cr, 6,5% Al, 9,5% W, 1,6% Ta, 1,0% Mo, 0,8% Nb, 0,05% C, 0,01% B, 0,1% Zr, Rest Ni.
  • 2. Pulvergröße: -0,177 mm
  • 3. Konsolidierungsverfahren - isostatische Heißpressung (H.I.P.) bei 1232°C und einem Druck von 103,43 MPa wäh­ ren zwei Stunden.
  • 4. Heißbearbeitung - durch Walzen bei 1204°C auf 60% Reduktion.
  • 5. Kaltwalzen - Totalreduktion 65%
    • a) Gerade-Kaltwalzen
    • b) Quer-Kaltwalzen
      Verhältnis des Gerade-Kaltwalzens zum Quer-Kaltwalzen = 75 : 25, dazwischenliegende Ausglühungen bzw. Temperungen bei 1204°C.
  • 6. Resultierende Textur - singulär (110) ⟨112⟩, das Achtfache des regellosen Zustandes, wie in der Fig. 10 gezeigt.
  • 7. Gerichtete Rekristallisation (Gradient von 39°C/cm, gemessen bei der γ -Solvus-Temperatur)
    • a) D.R. parallel zur Quer-Kaltwalzrichtung bei 6,35 mm/h - Resultat - (112) in der Ebene des Bleches, ⟨111⟩ axiale Orientierung.
    • b) D.R. parallel zur Gerade-Kaltwalzrichtung bei 16 bis 51 mm/h - Ergebnis - (100) in der Ebene des Bleches, ⟨110⟩ in axialer Richtung.
    • c) D.R. in derjenigen Richtung, die die Gerade-Kaltwalz­ richtung und die Quer-Kaltwalzrichtung halbiert (45° von der Achse versetzt) bei 16 bis 51 mm/h - Resultat - (100) in der Ebene des Bleches ⟨100⟩ in axialer Richtung.

Claims (4)

1. Verfahren zur Ausbildung einer Textur mit vorbestimmten kristallographischen Vorzugseinrichtungen in Blechen aus einer warmverformbaren Nickel-Superlegierung mit kubisch-flächen­ zentrierter Struktur durch Warmverformen dicht unterhalb der γ -Lösungstemperatur und gerichtetes Rekristallisieren in einem Temperaturgefälle, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Warmverformen das Blech zur Ausbildung einer (110) ⟨112⟩-Textur mit zwischenge­ schalteten Glühungen um über 50% kaltverformt wird, und zwar zunächst in einer ersten Richtung und danach in einer dazu senkrechten Richtung, wobei das Verhältnis der Verformungsgrade zwischen der ersten und der zweiten dazu senkrechten Richtung im Bereich von 70 : 30 bis 80 : 20 liegt, woraufhin das Gefüge des Blechs gerichtet rekristallisiert wird, wobei die Richtung des Temperaturgefälles so gewählt wird, daß sich die gewünsch­ ten kristallographischen Vorzugseinrichtungen parallel zur Längs­ erstreckung der Körner ergeben.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung der kristallographischen Vorzugsrichtung ⟨110⟩ das Temperaturgefälle über das Blech in Richtung der ersten Kaltwalzung hinweggeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung der kristallographischen Vorzugsrichtung ⟨111⟩ das Temperaturgefälle über das Blech in Richtung der zweiten Kalt­ walzung hinweggeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung der kristallographischen Vorzugsrichtung ⟨100⟩ das Temperaturgefälle über das Blech in einer Richtung hinweggeführt wird, die um 45° von der Richtung der ersten und der zweiten Kaltwalzung abweicht.
DE19823242607 1981-11-27 1982-11-18 Superlegierungsmaterial auf nickelbasis, sowie verfahren zur herstellung Granted DE3242607A1 (de)

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