[发明专利]钴基合金制造物的制造方法

说明书

本发明的目的在于提供一种具有与析出强化Ni基合金材同等以上的机械特性的Co基合金制造物、其制造方法以及成为该制造物的基础的物品。本发明所涉及的Co基合金制造物的特征在于，具有如下化学组成：含有0.08～0.25质量％的C、0.1质量％以下的B和10～30质量％的Cr，含有5质量％以下的Fe和30质量％以下的Ni且Fe和Ni的合计为30质量％以下，含有W和/或Mo且W和Mo的合计为5质量％以上12质量％以下，以合计为0.5质量％以上2质量％以下含有Ti、Zr、Hf、V、Nb和Ta中的1种以上，含有0.5质量％以下的Si、0.5质量％以下的Mn和0.003～0.04质量％的N，余量由Co和杂质构成，所述杂质含有0.5质量％以下的Al和0.04质量％以下的O；所述制造物是母相结晶的多晶体，MC型碳化物相的粒子和M₂₃C₆型碳化物相的粒子共析出，所述MC型碳化物相的粒子以0.13μm以上2μm以下的平均粒子间距离在所述母相结晶的晶粒内分散析出，所述M₂₃C₆型碳化物相的粒子在所述母相结晶的晶界上析出。

技术领域

本发明涉及机械特性优异的钴基合金材，尤其涉及钴基合金制造物、该制造物的制造方法以及钴基合金物品。

背景技术

钴(Co)基合金材与镍(Ni)基合金材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基合金材与Ni基合金材相比虽然材料成本高，但耐蚀性、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，对于Ni基合金材而言，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基合金材而言，由于像Ni基合金材的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，因而一直研究由碳化物相所引起的析出强化。

例如，专利文献1(日本特开昭61-243143)中，公开了一种Co基超塑性合金，其特征在于，在晶粒径为10μm以下的钴基合金的基体中析出粒径为0.5至10μm的块状和粒状的碳化物而成。此外，还公开了：前述钴基合金以重量比计由C：0.15～1％、Cr：15～40％、W和/或Mo：3～15％、B：1％以下、Ni：0～20％、Nb：0～1.0％、Zr：0～1.0％、Ta：0～1.0％、Ti：0～3％、Al：0～3％以及余量的Co构成。根据专利文献1，能够提供一种Co基超塑性合金，即使在较低的温度区域(例如，950℃)也显示出超塑性，具有70％以上的伸长率，并且能够通过锻造加工等塑性加工来制作复杂形状物。

专利文献2(日本特开平7-179967)中公开了一种Co基合金，以重量％计由Cr：21～29％、Mo：15～24％、B：0.5～2％、Si：0.1％以上且小于0.5％、C：超过1％且2％以下、Fe：2％以下、Ni：2％以下以及余量实质上为Co构成，并且耐蚀性、耐磨耗性及高温强度优异。根据专利文献2，该Co基合金具有在Co、Cr、Mo、Si的4元系合金相中较微细地分散有钼硼化物和铬碳化物的复合组织，具有良好的耐蚀性和耐磨耗性以及高强度。

另外，近年来，作为以近终形来制造具备复杂形状的最终制品的技术，层叠造型法(Additive Manufacturing，AM法)等三维造型技术(所谓的3D打印)受到关注，将该三维造型技术应用于耐热合金构件的研究开发正在活跃进行。

例如，专利文献3(日本特表2016-535169)中公开了一种方法，其是包括如下步骤的层形成方法：a)供给具有小于20％空隙率的粉体状或悬浊液状的颗粒状复合材料的原料的步骤，b)在目标物表面堆积所述复合材料的第一部分的步骤，c)向所述第一部分的所述复合材料供给能量，将所述第一部分的所述复合材料烧结、熔合或熔化而形成第一层的步骤，d)在所述第一层上堆积所述复合材料的第二部分的步骤，e)向所述第二部分的所述复合材料供给能量，将所述第二部分的所述复合材料烧结、熔合或熔化而形成第二层的步骤，其中，所述能量通过激光来供给。