專利名稱：高耐腐蝕性沉淀硬化馬丁體不銹鋼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文公開的主題一般涉及高強(qiáng)度不銹鋼。更具體地講，涉及適用于渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)元 件的沉淀硬化馬丁體不銹鋼。
背景技術(shù)：
用于燃?xì)鉁u輪機(jī)旋轉(zhuǎn)元件(特別是壓縮機(jī)翼片，包括轉(zhuǎn)動(dòng)葉片和靜葉片)的金屬 合金必須具有高強(qiáng)度、韌度、耐疲勞性和其他物理和機(jī)械性能的組合，以提供這些機(jī)械所需 的操作性能。另外，所用合金必須還具有對(duì)在其中操作渦輪機(jī)的極端環(huán)境的不同腐蝕損傷 的足夠耐性，包括暴露于各種離子反應(yīng)物質(zhì)，如包括氯化物、硫酸鹽、氮化物和其他腐蝕物 質(zhì)的各種物質(zhì)。腐蝕也可由于在與渦輪機(jī)操作相關(guān)的循環(huán)熱和操作應(yīng)力下蔓延的表面裂縫 的起始削弱其他必需的物理和機(jī)械性能，如高循環(huán)疲勞強(qiáng)度。已提出用各種高強(qiáng)度不銹鋼合金滿足這些和其他要求，特別是以允許其普遍 使用的成本。例如，美國(guó)專利3，574，601( “601專利”)公開一種沉淀可硬化、基本馬 丁體不銹鋼合金(現(xiàn)在已知商業(yè)上作為Carpenter Custom 450購得)的組成和其他 特性，并集中在此合金的耐腐蝕性和機(jī)械特性上。對(duì)專利中所述的合金組合物報(bào)告在 退火(I7OO-2IOO °F (926-1148 °C )經(jīng)歷 0·5_1 小時(shí))或非老化條件 H3-I52. 5ksi (約 986-1050MPa)的極限拉伸強(qiáng)度(UTS)。關(guān)于此合金的文獻(xiàn)報(bào)告對(duì)于沉淀硬化在約800至 1000 0F (約427至538°C )的老化溫度經(jīng)歷2_8小時(shí)，并且在約900 0F (約480°C )老化產(chǎn) 生最大強(qiáng)度，但斷裂韌度最低。文獻(xiàn)還報(bào)告在900至950 T (約480至約510°C )老化后 UTS大于175ksi (1200MPa)。Custom 450合金包含鉻、鎳、鉬和銅及其他可能的合金成分， 如碳和鈮(鈮(columbium))，以得到具有少量小于10%保留奧氏體和或更少δ鐵 氧體的基本馬丁體微結(jié)構(gòu)。如果碳以高于0. 03%重量的量存在，則可加入相對(duì)于碳最多10 倍重量比的鈮。試驗(yàn)合金對(duì)65%重量沸硝酸、室溫硫酸和氫脆的耐性，發(fā)現(xiàn)對(duì)300個(gè)系列和 其他400個(gè)系列不銹鋼合金具有優(yōu)良耐性。在另一個(gè)實(shí)例中，美國(guó)專利6，743，305 ( “305專利”)描述一種適用于旋轉(zhuǎn)蒸汽渦 輪機(jī)元件的改良不銹鋼合金，所述合金由于具有具體的化學(xué)、回火溫度和晶粒大小范圍顯 示高強(qiáng)度和韌度。此發(fā)明的合金為沉淀硬化不銹鋼，其中硬化相在馬丁體微結(jié)構(gòu)中包含富 銅晶間沉淀。合金的所需機(jī)械性能包括至少175ksi (約1200MPa)的極限拉伸強(qiáng)度(UTS)， 和大于40ft-lb (約55J)的卻貝沖擊韌度。‘305專利描述一種沉淀硬化不銹鋼合金，所述 合金包含14. 0至16. 0%重量鉻、6. 0至7. 0%重量鎳、1. 25至1. 75%重量銅、0. 5至1. 0% 重量鉬、0. 03至0. 5%重量碳、碳的大于10倍至20倍的重量的鈮、余量的鐵、次要合金成分 和雜質(zhì)。次要合金成分和雜質(zhì)的最大量為1. 0%重量錳、1. 0%重量硅、0. 重量釩、0. 1% 重量錫、0. 030%重量氮、0. 020%重量磷、0. 025%重量鋁、0. 008%重量硫、0. 005%重量銀 和0. 005%重量鉛。雖然上述沉淀可硬化馬丁體不銹鋼提供所述耐腐蝕性、機(jī)械強(qiáng)度和斷裂韌度，并 且適用于旋轉(zhuǎn)蒸汽渦輪機(jī)元件，但這些合金仍已知對(duì)晶間侵蝕(IGA)和腐蝕點(diǎn)現(xiàn)象兩者敏 感。例如，不銹鋼翼片，如工業(yè)燃?xì)鉁u輪機(jī)的壓縮機(jī)中使用的翼片，已顯示對(duì)IGA、應(yīng)力腐蝕 破裂(SCC)和表面(特別是翼片的前緣表面)上的腐蝕點(diǎn)敏感度。相信這些與由氣載沉積物(尤其是在沉積物中存在的腐蝕物質(zhì)和在翼片表面上來自吸入空氣的水分)成為可能的 各種電化學(xué)反應(yīng)過程有關(guān)。在翼片表面發(fā)生的電化學(xué)誘導(dǎo)晶間侵蝕(IGA)和腐蝕點(diǎn)現(xiàn)象又 可由于這些元件經(jīng)歷的循環(huán)熱和操作應(yīng)力導(dǎo)致翼片破裂。高水平水分可產(chǎn)生于使用線上水 洗、霧化和蒸發(fā)冷卻或其不同組合，用以提高壓縮機(jī)效率。腐蝕污染物通常產(chǎn)生于其中操作 渦輪機(jī)的環(huán)境，因?yàn)樗鼈兘?jīng)常置于高腐蝕環(huán)境，如在吸入空氣中發(fā)現(xiàn)不同化學(xué)物質(zhì)的化工 廠或石油化工廠附近的環(huán)境，或者在或接近吸入空氣中可存在各種海鹽的海岸線或其他鹽 水環(huán)境，或以上的組合或在進(jìn)入空氣包含腐蝕化學(xué)物質(zhì)的其他應(yīng)用。由于與工業(yè)燃?xì)鉁u輪 機(jī)停機(jī)時(shí)間相關(guān)的顯著操作成本，包括購買發(fā)動(dòng)機(jī)更換渦輪機(jī)輸出的成本以及拆卸渦輪機(jī) 修理或更換翼片的成本和翼片本身的修理或更換成本，提高IGA耐性或點(diǎn)腐蝕耐性或兩者 具有顯著商業(yè)價(jià)值。鑒于上述，在所述操作環(huán)境中適用于渦輪機(jī)翼片(特別是工業(yè)燃?xì)鉁u輪機(jī)翼片) 并且具有對(duì)IGA或腐蝕點(diǎn)或優(yōu)選兩者的改善耐性的不銹鋼合金合乎需要，具有商業(yè)價(jià)值， 并提供競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，沉淀硬化不銹鋼合金包含約14. 0至約16. 0%重量鉻、約 6. 0至約7. 0%重量鎳、約1. 25至約1. 75%重量銅、約0. 5至約2. 0%重量鉬、約0. 025至 約0. 05%重量碳、碳的大于約20倍至約25倍的重量的鈮和余量的鐵及偶然雜質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，沉淀硬化不銹鋼合金包含約14. 0至約16. 0%重量鉻、約 6. 0至約7. 0%重量鎳、約1. 25至約1. 75%重量銅、約> 1. 0至約2. 0%重量鉬、約0. 025 至約0. 05%重量碳、碳的約14倍至約20倍的重量的鈮和余量的鐵及偶然雜質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，制造沉淀硬化不銹鋼合金的方法包括以下步驟提供沉 淀硬化不銹鋼合金的預(yù)型件，所述合金包含約14. 0至約16. 0%重量鉻、約6. 0至約7. 0% 重量鎳、約1. 25至約1. 75%重量銅、約0. 5至約2. 0%重量鉬、約0. 025至約0. 05%重量 碳、碳的大于約20倍至約25倍的重量的鈮和余量的鐵及偶然雜質(zhì)；或者提供沉淀硬化不 銹鋼合金的預(yù)型件，所述合金包含約14. 0至約16. 0%重量鉻、約6. 0至約7. 0%重量鎳、 約1.25至約1.75%重量銅、約> 1. 0至約2.0%重量鉬、約0. 025至約0. 05%重量碳、碳 的約14倍至約20倍的重量的鈮和余量的鐵及偶然雜質(zhì)。所述方法還包括在足以形成沉 淀的老化溫度使合金老化，所述沉淀構(gòu)成提供合金的沉淀硬化。所述方法還包括使合金充 分冷卻，以形成老化合金的制品，所述老化合金具有包括基本馬丁體結(jié)構(gòu)的微結(jié)構(gòu)，至少約 1100MPa(160ksi)的極限拉伸強(qiáng)度，和大于約50ft-lb(69J)的卻貝V型缺口韌度。更具體 而言，本發(fā)明涉及以下[1]_[20]。[1]. 一種沉淀硬化不銹鋼合金，所述不銹鋼合金包含約 14. 0至約16. 0%重量鉻、約6. 0至約7. 0%重量鎳、約1. 25至約1. 75%重量銅、約0. 5至 約2. 0%重量鉬、約0. 025至約0. 05%重量碳、碳的大于約20倍至約25倍的重量的鈮和余 量的鐵及偶然雜質(zhì)。[2]. [1]的沉淀硬化不銹鋼合金，其中鉬為大于約1.0%至約2.0%鉬。 [3], [1]的沉淀硬化不銹鋼合金，其中鉬為大于約1.0%至約1.5%鉬。[4]. [1]的沉淀硬 化不銹鋼合金，其中合金具有馬丁體微結(jié)構(gòu)，并且具有至少約llOOMpa的極限拉伸強(qiáng)度和 至少約69J的卻貝V型缺口韌度。[5]. [1]的沉淀硬化不銹鋼合金，其中老化的微結(jié)構(gòu)包 含馬丁體和不大于約10%逆轉(zhuǎn)變奧氏體。[6]. [1]的沉淀硬化不銹鋼合金，其中合金構(gòu)成 渦輪機(jī)翼片。[7]. [1]的沉淀硬化不銹鋼合金，所述合金還包含作為偶然雜質(zhì)的不大于約 1.0%錳、不大于約1.0%硅、不大于約0. 釩、不大于約0. 錫、不大于約0. 030%氮、不大于約0. 025%磷、不大于約0. 005%硫、不大于約0. 05%鋁、不大于約0. 005%銀和不大于 約0. 005%鉛。[8]. —種沉淀硬化不銹鋼合金，所述不銹鋼合金包含約14. 0至約16. 0%重 量鉻、約6. 0至約7. 0%重量鎳、約1. 25至約1. 75%重量銅、約> 1. 0至約2. 0%重量鉬、約
0.025至約0. 05%重量碳、碳的約14倍至約20倍的重量的鈮和余量的鐵及偶然雜質(zhì)。[9]. [8]的沉淀硬化不銹鋼合金，其中鉬為大于約1.0%至約1.5%鉬。[10]. [8]的沉淀硬化不 銹鋼合金，其中鈮的量為碳的量的約16至約20倍。[11]. [8]的沉淀硬化不銹鋼合金，其中 合金具有馬丁體微結(jié)構(gòu)，并且具有至少約llOOMpa的極限拉伸強(qiáng)度和至少約69J的卻貝V 型缺口韌度。[12]. [8]的沉淀硬化不銹鋼合金，其中老化的微結(jié)構(gòu)包含馬丁體和不大于約 10%逆轉(zhuǎn)變奧氏體。[13]. [8]的沉淀硬化不銹鋼合金，其中合金構(gòu)成渦輪機(jī)翼片。[14]. 一種制造沉淀硬化不銹鋼合金的方法，所述方法包括提供沉淀硬化不銹鋼合金的預(yù)型件， 所述合金包含約14. 0至約16. 0%重量鉻、約6. 0至約7. 0%重量鎳、約1. 25至約1. 75%重 量銅、約0. 5至約2. 0%重量鉬、約0. 025至約0. 05%重量碳、碳的大于約20倍至約25倍 的重量的鈮和余量的鐵及偶然雜質(zhì)；或者提供沉淀硬化不銹鋼合金的預(yù)型件，所述合金包 含約14. 0至約16. 0%重量鉻、約6. 0至約7. 0%重量鎳、約1. 25至約1. 75%重量銅、約>
1.0至約2. 0%重量鉬、約0. 025至約0. 05%重量碳、碳的約14倍至約20倍的重量的鈮和 余量的鐵及偶然雜質(zhì)；在足以形成沉淀的老化溫度使合金預(yù)型件老化，所述沉淀構(gòu)成提供 合金的沉淀硬化；并且使合金預(yù)型件充分冷卻，以形成老化合金的制品，所述老化合金具有 包括基本馬丁體微結(jié)構(gòu)的微結(jié)構(gòu)，并具有至少約llOOMPa的極限拉伸強(qiáng)度和至少約69J的 卻貝V型缺口韌度。[15]. [14]的方法，其中老化溫度為約1000至約1100 °F。[16]. [14] 的方法，其中老化溫度為約1020至約1070下。[17]. [14]的方法，其中合金具有老化微結(jié) 構(gòu)，并且具有至少約llOOMpa的極限拉伸強(qiáng)度和至少約69J的卻貝V型缺口韌度。[18]. [14]的方法，其中老化的微結(jié)構(gòu)包含馬丁體和不大于約10%逆轉(zhuǎn)變奧氏體。[19]. [14]的 方法，其中合金預(yù)型件包括渦輪機(jī)翼片預(yù)型件。[20]. [14]的方法，其中制品包括渦輪機(jī)翼 片。通過以下詳述并結(jié)合附圖，本發(fā)明的這些和其他優(yōu)點(diǎn)及特征將變得更加顯而易 見。


認(rèn)作為本發(fā)明的主題在說明書完結(jié)時(shí)的權(quán)利要求書中特別指出并清楚地要求保 護(hù)。通過以下詳述并結(jié)合附圖，本發(fā)明的前述和其他特征和優(yōu)點(diǎn)顯而易見，其中圖1為關(guān)于本文公開合金組合物的對(duì)IGA的合金敏感度(成溝晶粒間界百分比) 作為Nb/C比率和老化溫度的函數(shù)的主要影響圖；圖2A-2D顯示關(guān)于本文公開合金組合物的對(duì)IGA的合金微結(jié)構(gòu)的敏感度(受影 響_抗性)作為Nb/C比率和老化溫度的函數(shù)。圖3為關(guān)于本文公開合金組合物的對(duì)IGA的合金敏感度(成溝晶粒間界百分比) 作為Nb/C比率和Mo含量的函數(shù)的主要影響圖；圖4A-4D顯示關(guān)于本文公開合金組合物的對(duì)IGA的微結(jié)構(gòu)的敏感度(受影響-抗 性)作為Nb/C比率和Mo含量的函數(shù)；圖5為關(guān)于本文公開合金組合物的合金腐蝕點(diǎn)增長(zhǎng)速率(最大點(diǎn)深度_暴露時(shí) 間)作為Mo含量的函數(shù)的圖；圖6A和6B顯示關(guān)于本文公開合金組合物的腐蝕點(diǎn)耐性(敏感_耐性)作為Mo含量的函數(shù)；圖7為關(guān)于本文公開合金組合物的合金微結(jié)構(gòu)的定量分析產(chǎn)生的圖，顯示對(duì)IGA 的敏感度(成溝％ )作為Nb/C比率和Mo含量的函數(shù)；圖8為關(guān)于本文公開合金組合物的合金微結(jié)構(gòu)的定量分析產(chǎn)生的圖，顯示腐蝕點(diǎn) 敏感度(點(diǎn)深度)作為Nb/C比率和Mo含量的函數(shù)。發(fā)明詳述通過實(shí)施例并參照

本發(fā)明的實(shí)施方案與優(yōu)點(diǎn)和特征。具體實(shí)施 方式通過控制合金組成及其相對(duì)量和老化熱處理，改善的沉淀硬化馬丁體不銹鋼合金 顯示改善的IGA、點(diǎn)腐蝕耐性和高機(jī)械強(qiáng)度及斷裂韌度。所述合金在已知含水腐蝕環(huán)境中對(duì) IGA具有抗性，對(duì)腐蝕點(diǎn)和其他一般腐蝕機(jī)制具有高度耐性，在溶液和老化熱處理后具有至 少約1100MPa(160ksi)的最低極限拉伸強(qiáng)度，并且具有至少約50ft-lb(69J)的卻貝V型缺 口韌度。此合金的特征是具有分散硬化沉淀相(包括富銅細(xì)沉淀)的均勻馬丁體微結(jié)構(gòu) 和約10%重量或更少的逆轉(zhuǎn)變奧氏體，與某些化學(xué)和處理需要組合得到合金所需的耐腐蝕 性、機(jī)械強(qiáng)度和斷裂韌度。合金在溶液和老化條件顯示至少約160ksi (約llOOMPa)的極限 拉伸強(qiáng)度(在一個(gè)實(shí)施方案中超過約170ksi (約1172MPa))和至少約50ft_lb (約69J)的 卻貝沖擊韌度(在一個(gè)實(shí)施方案中超過約100ft-lb (約138J))。概括地講，申請(qǐng)人已發(fā)現(xiàn)，將相對(duì)于碳的鈮的量(Nb/C比率)控制在高于先前已知 的水平提供意外的益處，它使合金對(duì)IGA的耐性漸增，并且在最高Nb/C比率，實(shí)質(zhì)對(duì)IGA具 有抗性。通過使相對(duì)于C的Nb的量增加，例如Nb/C比率從約14增加到約17，甚至從約14 增加到約20，對(duì)IGA的耐性穩(wěn)定改善。意外的是，在大于約20至約25的Nb/C比率，合金已 顯示IGA耐性，表明合金實(shí)質(zhì)對(duì)渦輪機(jī)工作期間一般遇到的反應(yīng)物質(zhì)具有IGA抗性，反應(yīng)物 質(zhì)包括在用于評(píng)價(jià)IGA耐性的ASTM試驗(yàn)中使用的物質(zhì)。從在約14至約20的Nb/C比率的 IGA耐性穩(wěn)定改善到在約> 20至約25的Nb/C比率的實(shí)質(zhì)抗性的這種轉(zhuǎn)變是一種意外的有 商業(yè)價(jià)值的結(jié)果。另外，申請(qǐng)人還確定，在保持合乎需要的機(jī)械強(qiáng)度和斷裂韌度的同時(shí)，包 括在溶液和老化熱處理后分別大于約llOOMPa和約69J的最低極限拉伸強(qiáng)度和最低卻貝V 型缺口韌度，可通過以所示相對(duì)于C的量加入Nb改善IGA耐性。除了 IGA耐性改善外，申請(qǐng)人還發(fā)現(xiàn)，使用高于先前已知量的Mo顯著改善對(duì)點(diǎn)腐 蝕和其他非IGA相關(guān)的腐蝕現(xiàn)象的耐性。例如，在大于合金重量約重量至約2%重量的 量，點(diǎn)腐蝕耐性改善超過與合金重量約0. 5%重量至約重量的Mo已知量相關(guān)的點(diǎn)腐蝕 耐性。Mo的這些量也不提高鐵氧體(包括5鐵氧體)的不合乎需要量，如合乎需要的機(jī)械 強(qiáng)度和斷裂韌度所證明，包括在溶液和老化熱處理后分別大于約llOOMPa和約69J的最低 極限拉伸強(qiáng)度和最低卻貝V型缺口韌度。更具體地講，大于合金重量約重量至約1. 75% 重量的量提供點(diǎn)腐蝕保護(hù)、合金成本和用于穩(wěn)定不合乎需要鐵氧體相的減小的傾向的合乎 需要的平衡，因?yàn)镸o —般相對(duì)于合金的其他主要成分較為昂貴，并且在較高濃度具有用于 穩(wěn)定不合乎需要鐵氧體相(包括S鐵氧體)的增加的傾向。更進(jìn)一步講，大于合金重量約
重量至約1. 50%重量的量提供有效點(diǎn)腐蝕保護(hù)，更合乎需要的合金成本，和由于所提到 原因形成鐵氧體相的進(jìn)一步減小的傾向。另外，如上所述，申請(qǐng)人已確定，在保持合乎需要 的機(jī)械強(qiáng)度和斷裂韌度的同時(shí)，包括在溶液和老化熱處理后分別大于約llOOMPa和約69J 的最低極限拉伸強(qiáng)度和最低卻貝V型缺口韌度，可通過以所示量加入Mo改善點(diǎn)腐蝕耐性。
本發(fā)明的不銹鋼合金的合金組合物的數(shù)個(gè)適合實(shí)施方案匯總于以下表1中。這些 實(shí)施方案與‘305專利中提供的合金組合物和市售合金組合物GTD 450 (本申請(qǐng)的受讓人用 來制造工業(yè)燃?xì)鉁u輪機(jī)的壓縮機(jī)部分和其他應(yīng)用使用的渦輪機(jī)翼片，包括渦輪機(jī)葉片和葉 輪)一起顯示，用于比較。如表1所示，在第一實(shí)施方案中，此合金包含約14.0至約16.0%重量鉻、約6.0 至約7. 0%重量鎳、約1. 25至約1. 75%重量銅、約0. 5至約2. 0%重量鉬、約0. 025至約 0. 05%重量碳、碳的大于約20倍至約25倍的重量的鈮和基本余量的鐵及偶然雜質(zhì)。最常 見的偶然雜質(zhì)包括一般控制量的Mn、Si、V、Sn、N、P、S、Al、Ag和Pb，一般對(duì)于任何一種成 分小于合金重量的約重量或更小，而在任何組合中小于約2. 32%重量，然而所述合金 的實(shí)施方案可包括不顯著削弱本文所述合金性能(特別是晶間侵蝕和腐蝕點(diǎn)耐性、拉伸強(qiáng) 度、斷裂韌度和本文所述的微結(jié)構(gòu)形態(tài)學(xué))的量的其他偶然雜質(zhì)。更具體地講，偶然雜質(zhì)也 可基本由最多約1.0%重量胞、最多約1.0%重量31、最多約0. 重量V、最多約0. 重 量Sn、最多約0. 03%重量N、最多約0. 025%重量P、最多約0. 005%重量S、最多約0. 05% 重量A1、最多約0. 005%重量Ag和最多約0. 005%重量Pb組成。以下進(jìn)一步討論合金成分 及其量以及偶然雜質(zhì)及其量的一般意義。表1 更具體地講，此合金的實(shí)施方案可包含約14. 0至約16. 0%重量鉻、約6. 0至約 7. 0%重量鎳、約1. 25至約1. 75%重量銅、約0. 5至約1. 0%重量鉬、約0. 025至約0. 05% 重量碳、碳的大于約20倍至約25倍的重量的鈮和余量的鐵及偶然雜質(zhì)。以上關(guān)于偶然雜 質(zhì)的討論也同樣適用于此合金組合物。此合金組合物特別顯示，例如與‘305專利中所述 的合金組合物比較，通過使Nb/C比率增加到大于約20，特別是使Nb/C比率為約20 < Nb/ C彡25，并使所用Mo的量的范圍增加，特別是使Mo為約0. 5彡Mo彡2. 0重量，如表1中所 述，可得到改善的晶間侵蝕耐性。更進(jìn)一步講，此合金的實(shí)施方案可包含約14.0至約16.0%重量鉻、約6.0至約 7.0%重量鎳、約1.25至約1.75%重量銅、大于約1. 0至約2.0%重量鉬、約0. 025至約 0. 05%重量碳、碳的大于約20倍至約25倍的重量的鈮和余量的鐵及偶然雜質(zhì)。以上關(guān)于 偶然雜質(zhì)所作的說明也同樣適用于此合金組合物。此合金組合物特別顯示，例如與‘305專 利中所述的合金組合物比較，通過使Nb/C比率增加到大于約20，特別是使Nb為約20 < Nb/ C彡25，并使Mo的量增加到大于約重量，特別是使Mo為約1. 0 < Mo彡2. 0重量，如表 1中所述，可得到改善的晶間侵蝕耐性和腐蝕點(diǎn)耐性。如表1所示，在第二實(shí)施方案中，此合金包含約14.0至約16.0%重量鉻、約6.0 至約7.0%重量鎳、約1.25至約1. 75%重量銅、約> 1. 0至約2.0%重量鉬、約0. 025至 約0. 05%重量碳、碳的約14倍至約20倍的重量的鈮和余量的鐵及偶然雜質(zhì)。以上關(guān)于偶 然雜質(zhì)所作的說明也同樣適用于此合金組合物。此合金組合物特別顯示，例如與‘305專 利中所述的合金組合物比較，通過使Mo的量增加到大于約重量，特別是使Mo為約1.0 < Mo ^ 2. 0重量，如表1中所述，可得到改善的腐蝕點(diǎn)耐性。更具體地講，此實(shí)施方案可包含約14. 0至約16. 0%重量鉻、約6. 0至約7. 0%重 量鎳、約1. 25至約1. 75%重量銅、約> 1. 0至約1. 75%重量鉬、約0. 025至約0. 05%重量 碳、碳的約14倍至約20倍的重量的鈮和余量的鐵及偶然雜質(zhì)。以上關(guān)于偶然雜質(zhì)所作的說 明也同樣適用于此合金組合物。此合金組合物特別顯示，例如與‘305專利中所述的合金組 合物比較，通過使Nb/C比率增加到‘305專利中所述范圍的最高端以提高裂隙腐蝕性能，特 別是使Nb/C比率為約14 ^ Nb/C ^ 20，并使Mo的量增加以改善點(diǎn)腐蝕性能，增加到大于約1. 0至約1. 75%重量，特別是使Mo為約1. 0 < Mo彡1. 75%重量，甚至更特別使Mo的量增加 以改善點(diǎn)腐蝕性能，增加到大于約1. 0至約1. 5%重量，特別是使Mo為約1. 0 < Mo彡1. 5% 重量，如表1中所述，可得到改善的晶間侵蝕耐性和腐蝕點(diǎn)耐性。鑒于上述，鉻、鎳、銅、鉬、碳和鈮為本文公開不銹鋼合金的所需成分，并以保證具 有約10%重量或更少逆轉(zhuǎn)變奧氏體的基本馬丁體老化硬化微結(jié)構(gòu)的量存在。如Custom 450不銹鋼合金(美國(guó)專利3，574，601)和‘305專利中公開的合金，銅對(duì)增強(qiáng)合金所需富銅 沉淀的形成是關(guān)鍵的。值得注意的是，本文公開的合金組合物利用很窄范圍的碳含量，甚至 比對(duì)Custom 450合金公開的還要窄，利用高于對(duì)Custom 450合金公開或‘305專利中公開 的合金的Nb/C比率范圍，并利用很有限的氮含量，以如本文所述提高沖擊韌度。更具體地 講，高于約0. 03%重量的氮含量對(duì)本文公開合金的斷裂韌度具有不可接受的不利影響。碳是本文公開合金的有意成分，除了通過沉淀提供的沉淀增強(qiáng)機(jī)制外，也是通過 溶液增強(qiáng)機(jī)制達(dá)到強(qiáng)度的一個(gè)關(guān)健要素。然而，與其他不銹鋼比較，如Type 422和Custom 450(碳含量為0. 10至0. 20%重量)，碳保持在雜質(zhì)類型水平。合金中存在的限量碳用鈮穩(wěn) 定，以免形成奧氏體，并小心地使逆轉(zhuǎn)變奧氏體的形成限于本文所述量。相對(duì)高Nb/C比率 與美國(guó)專利3，574，601 (Custom 450)和‘305專利的教授相反，但如其中所述，是改善晶間 侵蝕耐性和保持所需強(qiáng)度和斷裂韌度水平所必需的。在過去，Nb/C比率(和鈮量)對(duì)于不 同用途保持在約20或更小的水平，在一個(gè)實(shí)施方案中約15或更小，包括使所有鈮和碳完全 聯(lián)系所需的約8 1的理論比率和達(dá)到拉伸強(qiáng)度和沖擊韌度要求的最多約20 1的比率。 使用足以提供大于約20的Nb/C比率的量的Nb的影響未知。在‘305專利中給出的實(shí)例包 括具有大于20的Nb/C比率的數(shù)種合金，但它們具有超出本文所述范圍量的各種其他合金 成分，并且具有不合乎需要的合金機(jī)械性能。因此，超過這些量的鈮和特別大于約20的Nb/ C比率可能對(duì)腐蝕耐性、拉伸強(qiáng)度、沖擊韌度、微結(jié)構(gòu)形態(tài)學(xué)(包括沉淀硬化馬丁體不銹鋼 的相和相分布)的影響未知。然而，如本文公開，相信較高鈮含量(相對(duì)于碳)進(jìn)一步影響 合金中存在的其他主要碳化物的碳化物生成(例如，碳化鉻、碳化鉬等)，也可在老化熱處 理期間影響沉淀反應(yīng)，因?yàn)榇笥诩s20的Nb/C比率具有對(duì)與這些合金老化溫度相關(guān)的晶間 侵蝕的敏感度顯著降低的傾向(即，對(duì)晶間侵蝕的敏感度不是老化溫度的函數(shù)，或者與老 化溫度相關(guān)的影響極大減小)。在約10至約20的Nb/C比率，合金敏感度的傾向?yàn)槔匣瘻?度的函數(shù)。申請(qǐng)人已發(fā)現(xiàn)，在大于約20的Nb/C比率，特別在最高約25的最大值的范圍，對(duì) 渦輪壓縮機(jī)翼片和很多其他應(yīng)用合乎需要的拉伸強(qiáng)度和斷裂韌度，包括至少約llOOMPa的 UTS和至少約69J的卻貝V型缺口韌度，可通過在約1000 °F至約1100 °F，更具體約1020 °F 至約1070 °F (約549°C至約576°C )，甚至更特別約1040 °F至約1060 °F (約560°C至約 571°C )的溫度老化得到，但另外還增強(qiáng)IGA耐性，使得不考慮老化溫度，這些合金實(shí)質(zhì)抗 IGA，如本文所述。另外，申請(qǐng)人已發(fā)現(xiàn)，在約1020至約1070 °F (約549至約577°C )老化 熱處理約4至約6小時(shí)時(shí)間后，得到合乎需要的微結(jié)構(gòu)形態(tài)學(xué)，特別是存在合乎需要的相和 合乎需要的相分布，包括具有合金重量約10%重量或更少逆轉(zhuǎn)變奧氏體(特別是與晶粒間 界相鄰的逆轉(zhuǎn)變奧氏體)的基本馬丁體微結(jié)構(gòu)形態(tài)學(xué)。鉻對(duì)本文公開的合金提供不銹鋼特性，因此，這些合金需要約14%重量的最低鉻 含量。然而，如美國(guó)專利3，574，601中討論，鉻是一種鐵氧體前體(former)，因此限于在合 金中約16%重量的量，以避免5鐵氧體。合金的鉻含量也必須與鎳含量一起考慮，以保證合金基本為馬丁體。如美國(guó)專利3，574，601中討論，鎳提高耐腐蝕性，并用于平衡馬丁體微 結(jié)構(gòu)，但也是一種奧氏體前體(former)。約6. 0至約7. 0%重量窄范圍的鎳用于得到所需 的鎳效應(yīng)，并避免奧氏體。如先前‘305專利中報(bào)告，鉬也提高合金的耐腐蝕性。然而在‘305專利中規(guī)定 0.5-1.0%重量的鉬的相對(duì)窄范圍，并且目前用于GTD 450(見表1)。因此，盡管在早先 Custom 450技術(shù)要求(‘601專利)中已提到使用最多2% (甚至最多3%)的Mo的可能性， 但由于‘305專利的相反教授還未知使用高于約1.0%的Mo量的適用性和影響，特別是由于 使用高于1. 0%量的Mo不利影響(增加)8 Mo鐵氧體形成，并因此降低合金耐腐蝕性的教 授。另外，雖然‘601專利包括利用最高0. 2%最大量(優(yōu)選范圍最高0. 1 %最大量)的顯著 更高量碳的合金，但未舉例或另外提出同樣具有約0. 025%至約0. 050%碳的合金組合物。 由于相信鉬和碳相互作用形成碳化鉬起影響這些合金點(diǎn)腐蝕耐性的重要作用，在‘601和 ‘305專利中關(guān)于碳濃度的這種區(qū)分是重要的。因此，在規(guī)定碳在一定范圍(0. 03-0. 05% ) (部分重疊本文公開的碳的范圍(約0. 025至約0. 05% ))的‘305專利中教授的對(duì)Mo的 量的限制(0. 5-1.0% )，與目前實(shí)際實(shí)施繼續(xù)利用相同范圍的這些成分，以及使用較高M(jìn)o 量由于形成S Mo鐵氧體(減小點(diǎn)腐蝕耐性)不合乎需要的具體教授，導(dǎo)致阻止發(fā)展和使用 具有高于約1.0%的Mo量的此類型合金。申請(qǐng)人已意外地發(fā)現(xiàn)，使用大于約1.0%重量至 約2. 0%重量的Mo顯著增加本文公開合金的點(diǎn)腐蝕耐性，而不會(huì)如先前相信的那樣由產(chǎn)生 增量5 Mo鐵氧體不利影響耐性。更具體地講，加入約1. 5至約2. 0%重量Mo對(duì)于增加本文 公開的合金的點(diǎn)腐蝕耐性特別有利。本文公開的合金的這一有利方面可單獨(dú)只用來改善點(diǎn) 腐蝕耐性，或者可與本文公開的較高Nb/C比率組合使用，以增加這些合金的晶間耐性和點(diǎn) 腐蝕耐性這兩種耐性。使用在本文合金組合物的示例性實(shí)施方案中公開的范圍的Mo含量產(chǎn)生包含約 2%重量或更少鐵氧體的馬丁體微結(jié)構(gòu)。在馬丁體基礎(chǔ)微結(jié)構(gòu)中形成鐵氧體相(包括5鐵 氧體)對(duì)本文公開合金的耐腐蝕性有害。然而，存在約2%重量或更少量的鐵氧體，包括8 鐵氧體，對(duì)這些合金的耐腐蝕性和機(jī)械性能具有最小影響。加入本文所述量的Nb和Mo可具有由于高熔點(diǎn)在固化期間促進(jìn)這些合金中分離的 傾向。此分離一般不合乎需要，因?yàn)榉蛛x對(duì)相分布和合金微結(jié)構(gòu)具有負(fù)面影響，例如，減小 形成合乎需要的馬丁體微結(jié)構(gòu)的傾向和增加形成鐵氧體或奧氏體的傾向或其組合。因此， 一般在老化前利用溶液熱處理，以減小此分離傾向。在合金中不需要錳和硅，釩、氮、鋁、銀、鉛、錫、磷和硫均應(yīng)被認(rèn)為是雜質(zhì)，其最大 量如本文所述控制。然而，如表1中所示，在合金中可存在錳(奧氏體前體(former))和硅 (鐵氧體前體(former))，并且當(dāng)存在時(shí)，可單獨(dú)或一起以本文公開的足以調(diào)節(jié)鐵氧體和奧 氏體平衡的量與影響這些相形成和相對(duì)量的其他合金成分一起使用。在使鋼熔融時(shí)，包括 本文公開的不銹鋼合金，硅也提供分離控制。本文公開的合金的最后一個(gè)重要方面是需要回火或老化熱處理。此熱處理與相關(guān) 合金冷卻一起為沉淀硬化熱處理，并且負(fù)責(zé)產(chǎn)生分布的細(xì)沉淀相(包括富Cu沉淀)和提供 合乎需要的強(qiáng)度、韌度、耐腐蝕性和本文所述的其他特性的合金微結(jié)構(gòu)的其他方面。此熱 處理可在約1000 °F至約1100 °F (約538°C至約593°C )溫度進(jìn)行至少約4小時(shí)時(shí)間，更 特別進(jìn)行約4至約6小時(shí)時(shí)間。更具體地講，可使用約1020 °F至約1070 °F (約549°C至約576°C )的老化溫度。甚至更具體可使用約1040 °F至約1060 0F (約560°C至約571°C ) 的老化溫度。對(duì)于本文公開的具有較低Nb/C比率的合金，如低于約20，更具體低于約15， 約990 °F至約1020 0F (約532°C至約549°C )的回火溫度優(yōu)選避免過度老化和增加的晶間 侵蝕敏感度。另外，可通過實(shí)質(zhì)常規(guī)方法處理本發(fā)明的不銹鋼合金。例如，通過用氬氧脫 碳(AOD)鋼包精煉電爐熔融，隨后將錠料電渣重熔(ESR)，可制造合金。也可以使用其他類 似熔融法。然后可用適合的成形操作制造棒料和具有渦輪機(jī)翼片形狀的鍛件。然后，在約 1850 °F至約1950 0F (約1010°C至約1066°C )經(jīng)歷約1至約2小時(shí)溶液熱處理合金，包括 由其形成的元件，隨后如上所述老化熱處理。老化熱處理可在多個(gè)溫度并經(jīng)歷本文公開的 時(shí)間在周圍環(huán)境或真空環(huán)境進(jìn)行，以達(dá)到本文公開的合乎需要的機(jī)械性能和耐腐蝕性。本文公開的合金可用于形成渦輪機(jī)翼片元件，包括工業(yè)燃?xì)鉁u輪機(jī)元件所用的那 些元件。渦輪壓縮機(jī)葉片形式的一般渦輪機(jī)翼片熟知。葉片具有前緣、后緣、頂緣和葉根， 如適用于可拆卸連接到渦輪機(jī)盤的燕尾型葉根。葉片的跨距從頂緣延伸到葉根。在跨距內(nèi) 包含的葉片的表面構(gòu)成渦輪機(jī)翼片的翼片表面。翼片表面為暴露于從渦輪機(jī)入口通過渦輪 機(jī)的壓縮機(jī)部分進(jìn)入燃燒室和其他渦輪機(jī)部分的空氣流路的渦輪機(jī)翼片的部分。雖然本文 公開的合金特別以渦輪壓縮機(jī)葉片和葉輪的形式用于渦輪機(jī)翼片，但它們可廣泛應(yīng)用于多 種渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)元件所用的渦輪機(jī)翼片的所有形式。這些包括與渦輪壓縮機(jī)葉輪和噴嘴、外 殼、襯墊和其他渦輪機(jī)翼片相關(guān)的渦輪機(jī)翼片，即，具有翼片表面的渦輪機(jī)元件，如隔膜元 件、密封元件、閥桿、噴嘴箱、噴嘴板等。另外，雖然這些合金用于壓縮機(jī)葉片，但它們也可潛 在用于工業(yè)燃?xì)鉁u輪機(jī)的渦輪機(jī)元件，包括葉片和葉輪、蒸汽渦輪機(jī)葉片和其他翼片元件、 飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)元件、油和氣體機(jī)械元件以及需要高拉伸強(qiáng)度、斷裂韌度和晶間耐性及點(diǎn)腐蝕 耐性的其他應(yīng)用。可通過參考以下實(shí)施例了解本文公開的合金。實(shí)施例1進(jìn)行篩選試驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)研究，以評(píng)價(jià)合金化學(xué)(特別是Nb/C比率)和老化溫度 對(duì)合金敏感度或IGA敏感度的影響。如本文所述制備具有本文公開范圍的組合物并且具有 表2中所示不同Nb/C比率、Mo含量和老化溫度的一組試驗(yàn)樣品，并根據(jù)ASTM A262經(jīng)過晶 間腐蝕試驗(yàn)。通過測(cè)定樣品中晶間腐蝕(成溝間界)侵蝕的晶粒間界的線性百分比，評(píng)價(jià) 對(duì)IGA的敏感度。試驗(yàn)結(jié)果顯示于圖1、2A、2B、2C和2D中，這些圖繪制敏感度作為上述變 量的函數(shù)，以根據(jù)已知DOE方法確定主要影響。參考圖1、2A、2B、2C和2D，這些結(jié)果表明， Nb/C比率對(duì)這些合金的IGA敏感度具有強(qiáng)烈影響，老化溫度對(duì)這些合金的IGA敏感度具有 較小影響。曲線(圖1)的斜率相當(dāng)于各變量影響的顯著性。繪圖反映本文所述Nb/C比率 的影響，表明增加Nb/C比率減小對(duì)IGA的敏感度。繪圖表明，不管老化溫度，具有高于約 17. 5的Nb/C比率的合金組合物對(duì)IGA不敏感。對(duì)于較低Nb/C比率，提高老化溫度(過度 老化)增加合金的IGA敏感度。表2
實(shí)施例2 進(jìn)行驗(yàn)證DOE研究，以再次評(píng)價(jià)合金化學(xué)(特別是Nb/C比率和Mo含量)對(duì)合金 敏感度或IGA敏感度的影響。如本文所述制備具有本文公開范圍的組合物并且具有表3中 所示不同Nb/C比率、Mo含量和相同老化溫度的一組試驗(yàn)樣品，并根據(jù)ASTM A262經(jīng)過晶間 腐蝕試驗(yàn)。表3 通過關(guān)于晶粒間界的總線性量度測(cè)定樣品中腐蝕(成溝間界)侵蝕的晶粒間界的 線性范圍百分比，評(píng)價(jià)對(duì)IGA的敏感度。根據(jù)ASTM試驗(yàn)，將敏感度定義為至少一個(gè)完全成 溝晶粒間界，即，完全由IGA包圍的晶粒間界。試驗(yàn)結(jié)果顯示于圖3和4中，這些圖繪制敏 感度作為上述變量的函數(shù)，以根據(jù)已知DOE方法確定主要影響。對(duì)來自兩個(gè)DOE研究的數(shù) 據(jù)進(jìn)行分析顯示變量對(duì)本文所述合金組合物IGA耐性的組合效應(yīng)。分析的結(jié)果在圖7中給 出。參考圖3、4和7，這些結(jié)果還表明，增加Nb/C比率降低IGA敏感度，并且約20或更小的Nb/C具有小于約5%的敏感度(成溝晶粒間界)。在Nb/C比率高于約20時(shí)，不管老化溫 度，合金顯示IGA抗性。在Nb/C比率小于14時(shí)，合金對(duì)IGA敏感，尤其在過度老化時(shí)(具 有大于約30%的成溝晶粒間界)。Mo含量未顯示對(duì)合金IGA敏感度的任何顯著影響。實(shí)施 例3根據(jù)ASTM G85A4進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)加速鹽霧試驗(yàn)，以評(píng)價(jià)合金化學(xué)(特別是Mo含量和Nb/ C比率)對(duì)合金腐蝕點(diǎn)耐性的影響。如本文所述制備具有本文公開范圍的組合物并且具有 表3中所示不同Mo含量和Nb/C比率及相同老化溫度的一組試驗(yàn)樣品，并經(jīng)過5% NaCl和 PH 3鹽霧暴露最多約1992小時(shí)。通過在給定暴露時(shí)間后測(cè)量樣品的最大點(diǎn)深度評(píng)價(jià)腐蝕點(diǎn)耐性程度。圖5、6A和 6B中所給試驗(yàn)的結(jié)果顯示點(diǎn)深度增長(zhǎng)速率和點(diǎn)密度比較作為本文所述合金組合物的Mo含 量的函數(shù)。參考圖5、6A、6B和8，結(jié)果表明，增加本文所述合金組合物的Mo含量顯著改善腐 蝕點(diǎn)耐性。利用加入2% Mo，本文所述合金顯示比具有約0. 62% Mo含量的目前GTD450種 類(在鹽霧暴露約1992小時(shí)后最大點(diǎn)深度約34密耳，在鹽霧暴露約480小時(shí)后高點(diǎn)密度) 更佳的腐蝕點(diǎn)耐性(在鹽霧暴露約1992小時(shí)后最大點(diǎn)深度僅約3. 5密耳，在暴露1440小 時(shí)后低點(diǎn)密度)。Nb/C比率未顯示對(duì)合金的腐蝕點(diǎn)耐性有任何顯著影響。根據(jù)上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)，用從StatEase的Design Expert模擬合金最佳組成平衡進(jìn)行 統(tǒng)計(jì)分析。分析結(jié)果表明，合金的優(yōu)化組成為大于約20的Nb/C比率和約1. 5%的Mo含量。在本文中，術(shù)語“一” (a)和“一” (an)不表示量的限制，而是表示存在至少一個(gè)所 引用的項(xiàng)目。與量相關(guān)使用的修飾詞“約”包含所述值在內(nèi)，并且具有由上下文指定的意義 (例如，包括與具體量測(cè)量相關(guān)的誤差度)。此外，除非另外限制，本文公開的所有范圍為包 含性并且可以組合(例如，“最多約25%重量(wt. %)，更具體地講，約5%重量至約20% 重量，甚至更具體約10%重量至約15%重量”范圍包含端點(diǎn)和例如“約5%重量至約25% 重量，約5%重量至約15%重量”范圍的所有中間值等)。與合金組合物成分列表結(jié)合使用 “約”適用于所有所列成分，并與范圍兩個(gè)端點(diǎn)的范圍結(jié)合。最后，除非另外定義，本文所用 的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語均具有本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員普遍了解的相同含義。本文所用后綴 “S”旨在包括它所修飾項(xiàng)的單數(shù)和復(fù)數(shù)兩種情況，從而包括一個(gè)或多個(gè)那個(gè)項(xiàng)(例如，金屬 包括一種或多種金屬)。在整個(gè)說明書中對(duì)“一個(gè)實(shí)施方案”、“另一個(gè)實(shí)施方案”、“實(shí)施方 案”等的引用意味與實(shí)施方案相關(guān)所述的一個(gè)具體要素(例如元件、結(jié)構(gòu)和/或特征)包括 在本文所述的至少一個(gè)實(shí)施方案中，并且可存在或可不存在于其他實(shí)施方案中。應(yīng)理解，與本文所述合金組合物結(jié)合使用“包括”明確公開并且包括這樣一些實(shí) 施方案，其中合金組合物“基本由”所指定成分組成(即，包含所指定成分而不包含顯著不 利影響所公開基本特征和新特征的其他成分)，也包括這樣一些實(shí)施方案，其中合金組合物 “由”所指定成分組成(即，除所指定各成分中天然且不可避免存在的污染物外，只包含所指 定成分)。雖然已只關(guān)于有限一些實(shí)施方案詳細(xì)描述了本發(fā)明，但很容易了解，本發(fā)明不限 于這些公開的實(shí)施方案。相反，可修改本發(fā)明，以加入任何一些變化、變動(dòng)、取代或至今未描 述但與本發(fā)明的精神和范圍相當(dāng)?shù)南喈?dāng)布置。另外，雖然已描述本發(fā)明的不同實(shí)施方案，但 應(yīng)了解，本發(fā)明的方面可只包括一些所述的實(shí)施方案。因此，不應(yīng)將本發(fā)明視為受前述說明 限制，本發(fā)明只受附加權(quán)利要求的范圍限制。
權(quán)利要求
一種沉淀硬化不銹鋼合金，所述不銹鋼合金包含約14.0至約16.0％重量鉻、約6.0至約7.0％重量鎳、約1.25至約1.75％重量銅、約0.5至約2.0％重量鉬、約0.025至約0.05％重量碳、碳的大于約20倍至約25倍的重量的鈮和余量的鐵及偶然雜質(zhì)。
2.權(quán)利要求1的沉淀硬化不銹鋼合金，其中鉬為大于約1.0%至約2. 0%鉬。
3.權(quán)利要求1的沉淀硬化不銹鋼合金，其中合金具有馬丁體微結(jié)構(gòu)，并且具有至少約 IlOOMpa的極限拉伸強(qiáng)度和至少約69J的卻貝V型缺口韌度。
4.權(quán)利要求1的沉淀硬化不銹鋼合金，其中老化的微結(jié)構(gòu)包含馬丁體和不大于約10% 逆轉(zhuǎn)變奧氏體。
5.權(quán)利要求1的沉淀硬化不銹鋼合金，其中合金構(gòu)成渦輪機(jī)翼片。
6.一種沉淀硬化不銹鋼合金，所述不銹鋼合金包含約14. 0至約16. 0%重量鉻、約6. 0 至約7. 0%重量鎳、約1. 25至約1. 75%重量銅、約> 1. 0至約2. 0%重量鉬、約0. 025至約 0. 05%重量碳、碳的約14倍至約20倍的重量的鈮和余量的鐵及偶然雜質(zhì)。
7.—種制造沉淀硬化不銹鋼合金的方法，所述方法包括提供沉淀硬化不銹鋼合金的預(yù)型件，所述合金包含約14. 0至約16. 0%重量鉻、約6. 0 至約7. 0%重量鎳、約1. 25至約1. 75%重量銅、約0. 5至約2. 0%重量鉬、約0. 025至約 0. 05%重量碳、碳的大于約20倍至約25倍的重量的鈮和余量的鐵及偶然雜質(zhì)；或者提供沉 淀硬化不銹鋼合金的預(yù)型件，所述合金包含約14. 0至約16. 0%重量鉻、約6. 0至約7. 0% 重量鎳、約1. 25至約1. 75%重量銅、約> 1. 0至約2. 0%重量鉬、約0. 025至約0. 05%重量 碳、碳的約14倍至約20倍的重量的鈮和余量的鐵及偶然雜質(zhì)；在足以形成沉淀的老化溫度使合金預(yù)型件老化，所述沉淀構(gòu)成提供合金的沉淀硬化；并且使合金預(yù)型件充分冷卻，以形成老化合金的制品，所述老化合金具有包括基本馬丁體 微結(jié)構(gòu)的微結(jié)構(gòu)，并具有至少約IlOOMPa的極限拉伸強(qiáng)度和至少約69J的卻貝V型缺口韌度。
8.權(quán)利要求7的方法，其中老化溫度為約1000至約1100°F。
9.權(quán)利要求7的方法，其中合金具有老化微結(jié)構(gòu)，并且具有至少約IlOOMpa的極限拉伸 強(qiáng)度和至少約69J的卻貝V型缺口韌度。
10.權(quán)利要求7的方法，其中老化的微結(jié)構(gòu)包含馬丁體和不大于約10%逆轉(zhuǎn)變奧氏體。
全文摘要
一種沉淀硬化不銹鋼合金包含約14.0至約16.0％重量鉻、約6.0至約7.0％重量鎳、約1.25至約1.75％重量銅、約0.5至約2.0％重量鉬、約0.025至約0.05％重量碳、碳的大于約20倍至約25倍的重量的鈮和余量的鐵及偶然雜質(zhì)。所述合金具有老化微結(jié)構(gòu)，并且具有至少約1100MPa的極限拉伸強(qiáng)度和至少約69J的卻貝V型缺口韌度。老化微結(jié)構(gòu)包含馬丁體和不大于約10％的逆轉(zhuǎn)變奧氏體，并用于制造渦輪機(jī)翼片。
文檔編號(hào)C21D6/02GK101892430SQ20101011912
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月4日
發(fā)明者J·C·謝菲爾, J·陳, T·M·穆爾斯 申請(qǐng)人:通用電氣公司