特許 6681923 モリブデン−ケイ素−ホウ素合金及びその製造方法、並びに構成要素

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6681923

(24)【登録日】2020年3月26日

(45)【発行日】2020年4月15日

(54)【発明の名称】モリブデン−ケイ素−ホウ素合金及びその製造方法、並びに構成要素

(51)【国際特許分類】

   C22C 27/04 20060101AFI20200406BHJP

   B22F 3/105 20060101ALI20200406BHJP

   B22F 3/16 20060101ALI20200406BHJP

   B22F 9/04 20060101ALI20200406BHJP

   B22F 9/08 20060101ALI20200406BHJP

   B22F 1/00 20060101ALI20200406BHJP

   B33Y 70/00 20200101ALI20200406BHJP

【ＦＩ】

   C22C27/04 102

   B22F3/105

   B22F3/16

   B22F9/04 C

   B22F9/08 A

   B22F1/00 P

   B33Y70/00

【請求項の数】5

【全頁数】4

(21)【出願番号】特願2017-560964(P2017-560964)

(86)(22)【出願日】2016年4月27日

(65)【公表番号】特表2018-523010(P2018-523010A)

(43)【公表日】2018年8月16日

(86)【国際出願番号】EP2016059342

(87)【国際公開番号】WO2016188696

(87)【国際公開日】20161201

【審査請求日】2018年1月22日

(31)【優先権主張番号】102015209583.5

(32)【優先日】2015年5月26日

(33)【優先権主張国】DE

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】517298149

【氏名又は名称】シーメンス アクティエンゲゼルシャフト

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(72)【発明者】

【氏名】ミヒャエル・オット

(72)【発明者】

【氏名】セバスティアン・ピーゲルト

【審査官】 橋本 憲一郎

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１４／１１２１５１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１５−０６７９０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平１０−５１２３２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０１２８８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 YANG Ying et al.，Effects of Ti, Zr, and Hf on the phase stability of Mo_ss+Mo3Si+Mo5SiB2 alloys at 1600℃，Acta MATERIALIA，２０１０年，vol.58，p.541-548

【文献】 PASWAN S，ISOTHERMAL OXIDATION BEHAVIOUR OF MO-SI-B AND MO-SI-B-AL ALLOYS IN THE TEMPERATURE RANGE 以下備考，MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING: A，NL，ELSEVIER BV，２００６年 ５月２５日，VOL:424, NR:1-2，PAGE(S):251 - 265，OF 400-800℃，ＵＲＬ，http://dx.doi.org/10.1016/j.msea.2006.03.014

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２２Ｃ ２７／００−２７／０６

Ｂ２２Ｆ １／００− １／０２

Ｂ２２Ｆ ９／００− ９／３０

Ｂ３３Ｙ ７０／００

ＣＡｐｌｕｓ／ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

組成物Ｍｏ−（ｘ）Ｓｉ−（ｙ）Ｂ−（ｚ）Ｚｒ、および不可避不純物からなるモリブデン−ケイ素−ホウ素合金であって、
ｘ＝１３原子％から１８原子％、
ｙ＝８原子％から１２原子％、および
ｚ＝０．５原子％から２原子％のジルコニウム（Ｚｒ）、
であるモリブデン−ケイ素−ホウ素合金。

【請求項2】

Ｍｏ−Ｓｉ−Ｂ−Ｚｒからなる、請求項１に記載のモリブデン−ケイ素−ホウ素合金。

【請求項3】

請求項１または２に記載の合金からなる構成要素を製造する方法であって、
粉末が層状に適用され、エネルギービームによって選択的に緻密化される、付加製造工程が使用される、方法。

【請求項4】

前記粉末は、１０μｍから６０μｍの範囲にある粒子サイズを有しており、前記粉末は、ガス噴霧化されているか、粉砕されており、および基板とエネルギービームとの間で、４００ｍｍ／ｓから２０００ｍｍ／ｓの走査速度が使用され、並びに／または、
８０Ｗから２５０Ｗのエネルギービームの出力が使用される、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

請求項１に記載の合金からなり、
繊維−マトリクス構造を有するモリブデン−ケイ素ホウ化物合金を含み、
Ｍｏ_ｓｓ／Ｍｏ_５ＳｉＢ_２／Ｍｏ_３Ｓｉの相を含む、構成要素。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、特定のモリブデン−ケイ素−ホウ素合金、製造方法および構成要素に関連している。

【背景技術】

【0002】

Ｍｏ−（ｘ）Ｓｉ−（ｙ）Ｂ合金は、古典的なニッケル基超合金の応用範囲を凌いで、ガスタービン用の高温ガス構成要素を製造するための潜在的な好機を示している。これらの合金は、２０７３Ｋまでの被覆と共に、１９７３Ｋの高温ガス温度までの応用範囲を提供している。従って、これまでに使用されていた合金と比較して、効率の対応する増大に関連して、３００Ｋまでの範囲での使用の拡張が可能である。

【0003】

これらの合金の工程は、粉末冶金工程またはゾーン溶融法によって実行することができる。ゾーン溶融法は、発生する温度勾配のために、１２７３Ｋを超える温度で優れたクリープ特性に起因して、素晴らしい繊維−マトリクス構造の形成をもたらす。

【0004】

しかしながら、両者の工程は、単純な試験片の形成のみを可能としており、これらの合金の可能性は現在利用することができない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従って、本発明の目的は、上記の問題を解決することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

その目的は、請求項１に記載の合金、請求項２に記載の方法および請求項４に記載の構成要素によって達成される。

【発明を実施するための形態】

【0007】

新規なＭｏ−Ｓｉ−Ｂ合金は、選択的レーザー溶融（ＳＬＭ）などのような付加製造（ＡＭ）工程によって処理することが提案されている。さらに、エネルギービーム、例えばレーザービームによる処理は、粉体層における外向きの熱伝導条件と併せて、個々の相がＭｏ_ｓｓ／Ｍｏ_５ＳｉＢ_２／Ｍｏ_３Ｓｉ構造として存在する繊維−マトリクス構造の任意的な所望の形成にさらに有利である、温度伝導勾配の形成を可能にしている。

【0008】

ジルコニウム（Ｚｒ）（０．５原子％〜２原子％）の任意の合金化導入は、合金または構成要素の破壊靭性を有利に増加させる。

【0009】

さらに、ＡＭ工程は、粉末冶金工程と比較して、酸素が加工製品から非常に大きく遠ざけられるという利点を提供する。これは、材料特性に良い影響を与える。

【0010】

ＡＭ工程による製造に対する処理データは、有利的には、以下の通りである。
合金：Ｍｏ−（ｘ）Ｓｉ−（ｙ）Ｂ、
ここで、ｘ＝３から１９原子％、ｙ＝１から１３原子％、
好ましくは、ｘ＝１３から１８原子％、ｙ＝８から１２原子％、
ジルコニウム（Ｚｒ）の任意の添加 ｚ＝０．５原子％から２原子％、
好ましくは、ｚ＝１原子％、
粒子サイズ：１０から６０μｍ、ガス噴霧されたかまたは粉砕されており、
可能なプロセスウィンドウとして：
走査速度：４００ｍｍ／ｓから２０００ｍｍ／ｓ
好ましくは１０００ｍｍ／ｓから１５００ｍｍ／ｓ、
レーザー出力：８０Ｗから２５０Ｗ、
好ましくは１００から１７０Ｗである。