184640. lajstromszámú szabadalom • Nikkel bázisú platinacsoportba tartozó adalkékot tartalmazó ötvözet
1 184 ()40 2 A találmány szerinti ötvözet a hagyományos technológiával, vákuumkemencében történő olvasztással és öntéssel állítható elő. A vizsgálatok azt mutatták, hogy ha a szuperötvözetekhez platinacsoportba tartozó ötvözőket adunk, a 7 fázis aránya megnövekszik a többihez képest, legalább 2:1 arányban. Az ötvözőknek a 7' fázisban történő megjelenése növeli ezen fázisnak a 7 alapfázisban történő oldódási hőmérsékletét és ily módon közvetlenül javítja az ötvözet mechanikai tulajdonságait magasabb hőmérsékleteken is, amint az a hagyományos szuperötvözeteknél elérhető. Úgy gondoljuk, hogy a találmány szerinti ötvözetben jelenlévő ittrium és/vagy szkandium fokozza a platinacsoportba tartozó fémek részarányát és egy olyan járulékos fázist alkot, amely elsősorban ittriumot és/vagy szkandiumot, nikkelt és a platinacsoportba tartozó ötvözeteket tartalmaz, és ezáltal tovább csökkenti a platinacsoportba tartozó fémek koncentrációját az ötvözet többi szövetelemében. Az ötvözet mátrixában lévő kis ötvözőmennyiség ugyanakkor elegendő ahhoz, hogy a szokásos kedvező tulajdonságokat biztosítsa, míg az ittrium és/vagy szkandium a platinacsoportba tartozó többi ötvözővei együtt a járulékos fázis kialakításával tovább növeli az oxidációval és a melegkorrózióval szembeni ellenállást, minthogy azok a szemcsehatárok mentén helyezkednek el. A találmány további részleteit kiviteli példákon rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti ötvözeteken végzett oxidációs vizsgálatok eredményeit bemutató diagram, a 2. ábra egy hagyományos szuperötvözetből készült csiszolat nagyítása melegkorrózíós vizsgálat után,a 3. ábra a találmány szerinti ötvözet egy kiviteli alakjából készített minta nagyítása ugyancsak korróziós vizsgálat után és a 4. ábra a találmány szerinti ötvözet egy másik kiviteli alakjából készült minta nagyított képe a korróziós vizsgálat után. A találmány szerinti ötvözetekkel ciklikus oxidációs vizsgálatokat végeztünk. Az oxidációs ciklusok a következő lépéseket tartalmazták. Az ötvözetből készített mintákat 40 percig izzítottuk 980 °C-ra felfűtött kemencében, ezután a mintákat szobahőmérsékleten tartottuk 20 percen át. Az eredményt a mintadarabok súlyának változásával mértük. Csekély mértékű súlynövekedés felületi oxidációt jelentett, jelentős mértékű súlynövekedés már belső oxidációra utalt, a súlyveszteség pedig a repedezés eredményeként jöhetett létre. Ily módon tehát mind a jelentős mértékű súlynövekedés, mind a súlycsökkenés kedvezőtlen eredménynek minősült. A vizsgálat eredményeit az 1. táblázatban és az 1. ábrán mutatjuk be. A táblázatból látható, hogy az ittriumot és platinát tartalmazó ötvözet oxidációs tulajdonságai erősen javulnak, a szkandiumot és platinát tartalmazó M jelű ötvözet oxidációs tulajdonságai az előbbinél némileg kisebb mértékben, de szintén javulnak a Pjelű, ittriumot tartalmazó, azonban platinával nem adalékolt ötvözethez képest. A 0,2 % ittriumot tartalmazó, L jelű ötvözet különlegesen jó eredményeket mutatott. A találmány szerinti ötvözettel melegkorróziós vizsgálatokat is végeztünk. A vizsgálatot úgy folytattuk le, hogy a mintákat 90 órán át nátrium-szulfát és nátrium- 4 1. Táblázat Ötvözet Ciklus szám Súly változás (mg/cm2 ) K 0 0 186 + 1.13 218 + 1.24 332 +0.92 L 0 0 186 + 1.31 218 +0.84 332 + 1.21 385 + 1.20 M 0 0 186 + 1.77 218 + 1.80 332 + 2.47 385 + 1.80 P 0 0 186 +1.70 218 + 1.80 332 +2.05 385 + 1.70 klorid keverékébe merhettük. A nátrium-szulfát és nátrium-klorid aránya 90:10 volt, a kezelést 825 °C-on végeztük. Az eredményeket a 2. táblázatban mutatjuk be. A táblázatból látható, hogy az az ötvözet, amely csak ittriumot tartalmaz (P jelű ötvözet) valamivel jobb korrózió ellenállást mutat, mint az amelyik sem platinát, sem ittriumot nem tartalmaz (O jelű ötvözet). Ugyanakkor az is látható, hogy a platina és ittrium (J, K és L jelű ötvözetek) valamint platina és szkandium (Mjelű ötvözet) hozzáadása nagymértékben fokozza a korróziós ellenállást. A táblázatból nem nyilvánvaló, hogy a platina és ittrium együttes alkalmazása jobb eredményt biztosítana, mint kizárólag a platina ötvözése (N jelű ötvözet), a 2-4. ábrákon látható 500-szoros nagyítású rajzok azonban világosan mutatják a különbséget áz L, M és N jelű ötvözetek között. A 2. ábrán az N jelű ötvözet felülete látható a korróziós vizsgálat után. Megfigyelhetjük, hogy az N jelű ötvözetnél a felületi korrózió megtámadta az ötvözet belső részét is a felületre merőleges irányban, aminek következtében lehetőség nyűik a szemcsehatárok mentén történő oxidációra és ennek eredményeképpen az anyag törése vagy egyéb módon fellépő tönkremenése következhet be. 2. Táblázat Ötvözet Súly változás (mg/cm2) J-0.45 K-0.54 L + 0.44 M-0.82 P + 71.32 N-0.47 O + 101.1 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
