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特表2023-546198Ｚ相形成を遅らせたマルテンサイト鋼合金、粉末並びにブランク又は部品
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-11-01
(54)【発明の名称】Ｚ相形成を遅らせたマルテンサイト鋼合金、粉末並びにブランク又は部品
(51)【国際特許分類】
C22C 38/00 20060101AFI20231025BHJP
C22C 38/54 20060101ALI20231025BHJP
B22F 1/00 20220101ALI20231025BHJP
【ＦＩ】
C22C38/00 302Z
C22C38/54
B22F1/00 T
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023524088
(86)(22)【出願日】2021-09-01
(85)【翻訳文提出日】2023-06-01
(86)【国際出願番号】 EP2021074098
(87)【国際公開番号】W WO2022083928
(87)【国際公開日】2022-04-28
(31)【優先権主張番号】102020213394.8
(32)【優先日】2020-10-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】521001582
【氏名又は名称】シーメンス エナジー グローバル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト
【氏名又は名称原語表記】ＳＩＥＭＥＮＳ ＥＮＥＲＧＹ ＧＬＯＢＡＬ ＧＭＢＨ ＆ ＣＯ． ＫＧ
(74)【代理人】
【識別番号】110003317
【氏名又は名称】弁理士法人山口・竹本知的財産事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100075166
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 巖
(74)【代理人】
【識別番号】100133167
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 浩
(74)【代理人】
【識別番号】100169627
【弁理士】
【氏名又は名称】竹本 美奈
(72)【発明者】
【氏名】ネッデマイヤー，トルステン
(72)【発明者】
【氏名】ブブリッツ，アクセル
(72)【発明者】
【氏名】ケルン，トルステン－ウルフ
(72)【発明者】
【氏名】コルク，カーステン
【テーマコード（参考）】
4K018
【Ｆターム（参考）】
4K018AA32
4K018AB00
4K018BA16
4K018CA07
4K018EA41
4K018FA08
4K018KA12
(57)【要約】
Ｚ相を有するマルテンサイト鋼、粉末、及びブランク又は部品－（重量％で）炭素（Ｃ）：０．１６％～０．２４％、ケイ素（Ｓｉ）：０．０％～０．０８％、マンガン（Ｍｎ）：０．０４％～０．１６％、クロム（Ｃｒ）：１０．６％～１１．５％、モリブデン（Ｍｏ）：０．５％～０．９％、タングステン（Ｗ）：２．２％～２．６％、コバルト（Ｃｏ）：３．０％～３．６％、ニッケル（Ｎｉ）：０．０９％～０．１９％、ホウ素（Ｂ）：０．００３５％～０．０１％、窒素（Ｎ）：０．００１％～０．０２５％、チタン（Ｔｉ）：０．０１％～０．０４％、銅（Ｃｕ）：１．２０％～２．３０％、所望により、バナジウム（Ｖ）：０．１０％～０．３０％、ニオブ（Ｎｂ）：０．０２％～０．０８％、アルミニウム（Ａｌ）：０．００３％～０．０６％、及び残部の鉄（Ｆｅ）を少なくとも含有してなり、特にこれらの元素からなる、合金。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
（重量％で）少なくとも、炭素（Ｃ）：０．１６％～０．２４％、好適には０．１９％～０．２１％、
ケイ素（Ｓｉ）：０．０％～０．０８％、好適には０．０％～０．０６％、極めて好適には０．０２％～０．０６％、
マンガン（Ｍｎ）：０．０４％～０．１６％、好適には０．０７％～０．１３％、
クロム（Ｃｒ）：１０．６％～１１．５％、好適には１１．２％～１１．５％、極めて好適には１１．２％、
モリブデン（Ｍｏ）：０．５％～０．９％、好適には０．７％、
タングステン（Ｗ）：２．２％～２．６％、好適には２．３％～２．５％、極めて好適には２．４５％、
コバルト（Ｃｏ）：３．０％～３．６％、好適には３．２５％～３．４０％、
ニッケル（Ｎｉ）：０．０９％～０．１９％、好適には０．１３％～０．１７％、
ホウ素（Ｂ）：０．００３５％～０．０１％、好適には０．００４％～０．００６％、
窒素（Ｎ）：０．００１％～０．０２５％、好適には０．０１１％～０．０１５％、
チタン（Ｔｉ）：０．０１５％～０．０３５％、好適には０．０１８％～０．０２８％、
銅（Ｃｕ）：１．３０％～２．００％、好適には１．６５％～１．８５％、
所望により
バナジウム（Ｖ）：０．１０％～０．３０％、好適には０．１５％～０．２５％、
ニオブ（Ｎｂ）：０．０２％～０．０８％、好適には０．０４％～０．０６％、
アルミニウム（Ａｌ）：０．００３％～０．０６％、特に０．００５％～０．０４％、及び
残分の鉄（Ｆｅ）
を含有してなる合金であって、
特にこれらの元素からなる、
合金。
【請求項2】
請求項１に記載の合金を含有してなり、所望により、結合剤又はセラミック粒子を含有してなり、
特にこの合金からなる、
粉末。
【請求項3】
請求項１に記載の合金を少なくとも含有してなるか又は請求項２に記載の粉末から製造されており、特に請求項１に記載の合金からなり、
鋳造及び／又は鍛造及び／又は熱処理及び／又は加工されている、
ブランク又は部品。
【請求項4】
０．２重量％の炭素（Ｃ）を含有する、請求項１～３のいずれか１項に記載の合金、粉末、ブランク又は部品。
【請求項5】
０．０２重量％～０．０６重量％のケイ素（Ｓｉ）を含有する、請求項１～４のいずれか１項に記載の合金、粉末、ブランク又は部品。
【請求項6】
０．１０重量％のマンガン（Ｍｎ）を含有する、請求項１～５のいずれか１項に記載の合金、粉末、ブランク又は部品。
【請求項7】
１０．６重量％～１１．０重量％のクロム（Ｇｒ）、特に１０．７重量％～１０．８重量％のクロム（Ｃｒ）、を含有する、請求項１～６のいずれか１項に記載の合金、粉末、ブランク又は部品。
【請求項8】
１１．０重量％～１１．４重量％のクロム（Ｃｒ）、特に１１．２重量％のクロム（Ｃｒ）、を含有する、請求項１～６のいずれか１項に記載の合金、粉末、ブランク又は部品。
【請求項9】
０．７０重量％のモリブデン（Ｍｏ）を含有する、請求項１～８のいずれか１項に記載の合金、粉末、ブランク又は部品。
【請求項10】
２．４０重量％のタングステン（Ｗ）を含有する、請求項１～９のいずれか１項に記載の合金、粉末、ブランク又は部品。
【請求項11】
３．３重量％のコバルト（Ｃｏ）を含有する、請求項１～１０のいずれか１項に記載の合金、粉末、ブランク又は部品。
【請求項12】
０．１５重量％のニッケル（Ｎｉ）を含有する、請求項１～１１のいずれか１項に記載の合金、粉末、ブランク又は部品。
【請求項13】
０．００５重量％のホウ素（Ｂ）を含有する、請求項１～１２のいずれか１項に記載の合金、粉末、ブランク又は部品。
【請求項14】
不純物レベルまでの、０．０１３重量％の窒素（Ｎ）を含有する、
請求項１～１３のいずれか１項に記載の合金、粉末、ブランク又は部品。
【請求項15】
０．０２０重量％～０．０２６重量％のチタン（Ｔｉ）、特に０．０２０重量％のチタン（Ｔｉ）、を含有する、請求項１～１４のいずれか１項に記載の合金、粉末、ブランク又は部品。
【請求項16】
０．２０重量％のバナジウム（Ｖ）を含有する、請求項１～１５のいずれか１項に記載の合金、粉末、ブランク又は部品。
【請求項17】
０．０５重量％のニオブ（Ｎｂ）を含有する、請求項１～１６のいずれか１項に記載の合金、粉末、ブランク又は部品。
【請求項18】
１．７５重量％の銅（Ｃｕ）を含有する、請求項１～１７のいずれか１項に記載の合金、粉末、ブランク又は部品。
【請求項19】
０．０２重量％のアルミニウム（Ａｌ）を含有する、請求項１～１８のいずれか１項に記載の合金、粉末、ブランク又は部品。
【請求項20】
１．５～２のチタン（Ｔｉ）／窒素（Ｎ）比率を有する、請求項１～１９のいずれか１項に記載の合金、粉末、ブランク又は部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、Ｚ相形成を遅らせたマルテンサイト鋼、粉末並びにそれから成るブランク又は部品に関する。
【0002】
タービン、特にガスタービン、の鍛造ロータディスクは、これまで、適用条件に応じて様々な鍛造鋼から製造されてきた。例えば、ＮｉＣｒＭｏＶ系の鋼はコンプレッサディスクに、ＣｒＭｏＷＶＮｂＮ系の鋼はタービンディスクに、使用される。適用条件及び設計要件は、鍛造材料の選択に重要である。
【0003】
鍛造材料を選択する際には、設計要件を満たすために、強度と靭性とのバランスが常に必要になる。
【0004】
現在のところ、最高使用温度を有する材料は、ＣｒＭｏＷＶＮｂＮ系の鋼及びＣｒＭｏＣｏＶＢ系の鋼である。
【0005】
しかしながら、どちらの材料も、７７３Ｋを超えると使用限界に達する。
【0006】
それにも拘わらず、現在の研究では、鉄合金は９００Ｋまで利用することができることが示唆されている。
【0007】
より高い使用温度のために、ニッケル材料が現在検討されている。
【0008】
残念なことに、ニッケル系の部品は、以下のような欠点を有するため、使用方法を慎重に検討する必要がある：
－ 鋼製のディスクと比較してコストがより高い点、
－ 新たな破壊力学的構想を開発する必要がある点、
－ 製造時における加工時間がより長い点。
－ 鋼製のディスクと比較してコストがより高い点、
－ 新たな破壊力学的構想を開発する必要がある点、
－ 製造時における加工時間がより長い点。
【0009】
従って、本発明の目的は、上述の問題を解決することであり、特に熱間強度を高めて、更に高い使用温度、つまり少なくとも２０Ｋから３０Ｋの上昇、を可能にすることである。
【0010】
この課題は、請求項１に記載の合金、請求項２に記載の粉末及び請求項３に記載のブランク又は部品によって解決される。
【0011】
従属請求項には、更なる利点を得るために必要に応じて互いに組み合わせることができる、更なる有利な手段が列挙されている。
【0012】
これまで、マルテンサイト鋼の合金組成は、部品の利用期間内のＺ相形成によって制限されてきた。
【0013】
本発明による合金は、
（重量％で）少なくとも、
炭素（Ｃ）：０．１６％～０．２４％、好適には０．１９％～０．２１％、
ケイ素（Ｓｉ）：０．０％～０．０８％、好適には０．０％～０．０６％、極めて好適には０．０２％～０．０６％、
マンガン（Ｍｎ）：０．０４％～０．１６％、好適には０．０７％～０．１３％、
クロム（Ｃｒ）：１０．６％～１１．５％、好適には１１．２％～１１．５％、極めて好適には１１．２％、
モリブデン（Ｍｏ）：０．５％～０．９％、好適には０．７％、
タングステン（Ｗ）：２．２％～２．６％、好適には２．３％～２．５％、極めて好適には２．４５％、
コバルト（Ｃｏ）：３．０％～３．６％、好適には３．２５％～３．４０％、
ニッケル（Ｎｉ）：０．０９％～０．１９％、好適には０．１３％～０．１７％、
ホウ素（Ｂ）：０．００３５％～０．０１％、好適には０．００４％～０．００６％、
窒素（Ｎ）：０．００１％～０．０２５％、好適には０．０１１％～０．０１５％、
チタン（Ｔｉ）：０．０１５％～０．０３５％、好適には０．０１８％～０．０２８％、
銅（Ｃｕ）：１．２０％～２．３０％、好適には１．６５％～１．８５％、
所望により
バナジウム（Ｖ）：０．１０％～０．３０％、好適には０．１５％～０．２５％、
ニオブ（Ｎｂ）：０．０２％～０．０８％、好適には０．０４％～０．０６％、
アルミニウム（Ａｌ）：０．００３％～０．０６％、特に０．００５％～０．０４％、及び
残分の鉄（Ｆｅ）
を含有してなり、
特にこれらの元素からなる、
（重量％で）少なくとも、
炭素（Ｃ）：０．１６％～０．２４％、好適には０．１９％～０．２１％、
ケイ素（Ｓｉ）：０．０％～０．０８％、好適には０．０％～０．０６％、極めて好適には０．０２％～０．０６％、
マンガン（Ｍｎ）：０．０４％～０．１６％、好適には０．０７％～０．１３％、
クロム（Ｃｒ）：１０．６％～１１．５％、好適には１１．２％～１１．５％、極めて好適には１１．２％、
モリブデン（Ｍｏ）：０．５％～０．９％、好適には０．７％、
タングステン（Ｗ）：２．２％～２．６％、好適には２．３％～２．５％、極めて好適には２．４５％、
コバルト（Ｃｏ）：３．０％～３．６％、好適には３．２５％～３．４０％、
ニッケル（Ｎｉ）：０．０９％～０．１９％、好適には０．１３％～０．１７％、
ホウ素（Ｂ）：０．００３５％～０．０１％、好適には０．００４％～０．００６％、
窒素（Ｎ）：０．００１％～０．０２５％、好適には０．０１１％～０．０１５％、
チタン（Ｔｉ）：０．０１５％～０．０３５％、好適には０．０１８％～０．０２８％、
銅（Ｃｕ）：１．２０％～２．３０％、好適には１．６５％～１．８５％、
所望により
バナジウム（Ｖ）：０．１０％～０．３０％、好適には０．１５％～０．２５％、
ニオブ（Ｎｂ）：０．０２％～０．０８％、好適には０．０４％～０．０６％、
アルミニウム（Ａｌ）：０．００３％～０．０６％、特に０．００５％～０．０４％、及び
残分の鉄（Ｆｅ）
を含有してなり、
特にこれらの元素からなる、
【0014】
鋼の製造において、ケイ素（Ｓｉ）は、溶融物をより流動的にする有利な効果を有し、脱酸剤としても機能する。ケイ素（Ｓｉ）の更なる有利な影響は、引張強度、降伏点及び耐スケーリング性を向上させることである。
【0015】
更に、クロム（Ｃｒ）及びコバルト（Ｃｏ）の割合も重要な役割を果たす。これらは、耐酸化性を向上させ、耐熱性を上昇させる。
【0016】
１．５～２のチタン（Ｔｉ）／窒素（Ｎ）比率が有利であることが証明された。
【0017】
新たな構想によって、Ｚ相の形成を２００，０００時間方向にシフトすることができる。
【0018】
有利な実施例は、（重量％で）以下のとおりである：
炭素（Ｃ）：０．２０％、
ケイ素（Ｓｉ）：＜０．０８％、
マンガン（Ｍｎ）：０．１０％、
クロム（Ｃｒ）：１１．２％、
モリブデン（Ｍｏ）：０．７％、
タングステン（Ｗ）：２．４％、
コバルト（Ｃｏ）：３．３％、
ニッケル（Ｎｉ）：０．１５％、
ホウ素（Ｂ）：０．００５％、
窒素（Ｎ）：０．０１３％、
チタン（Ｔｉ）：０．０２％、
バナジウム（Ｖ）：０．２０％、
ニオブ（Ｎｂ）：０．０５％、
銅（Ｃｕ）：１．７５％、
アルミニウム（Ａｌ）：０．０２％、
残部の鉄（Ｆｅ）。
炭素（Ｃ）：０．２０％、
ケイ素（Ｓｉ）：＜０．０８％、
マンガン（Ｍｎ）：０．１０％、
クロム（Ｃｒ）：１１．２％、
モリブデン（Ｍｏ）：０．７％、
タングステン（Ｗ）：２．４％、
コバルト（Ｃｏ）：３．３％、
ニッケル（Ｎｉ）：０．１５％、
ホウ素（Ｂ）：０．００５％、
窒素（Ｎ）：０．０１３％、
チタン（Ｔｉ）：０．０２％、
バナジウム（Ｖ）：０．２０％、
ニオブ（Ｎｂ）：０．０５％、
銅（Ｃｕ）：１．７５％、
アルミニウム（Ａｌ）：０．０２％、
残部の鉄（Ｆｅ）。
【0019】
ガスタービンにおける鍛造ディスクとしての適用のみならず、例えば、ガスタービンコンプレッサブレード、蒸気タービンブレード、又は蒸気タービン鍛造部品などの更なる適用が考えられる。
【0020】
利点は、以下のとおりである：
－ 「高価なニッケル系材料」と比較して「安価な」鉄系合金の使用領域の拡大、
－ ニッケル系材料と比較して、鉄系ロータ部品（１０．６％～１１．５％のクロム（Ｃｒ））のより速い加工性。
－ 高度に合金化された鉄系合金の設計、生産及び製造の経験を大いに活用することができる点；これは、例えば、破壊力学などの全ての確率論的アプローチにおいてリスクを最小限に抑えるのに役立つ。
－ 適用温度を上昇させることができ、従って、外部冷却を必要とすることなく機械の出力及び性能の向上
が可能になる点。
－ 「高価なニッケル系材料」と比較して「安価な」鉄系合金の使用領域の拡大、
－ ニッケル系材料と比較して、鉄系ロータ部品（１０．６％～１１．５％のクロム（Ｃｒ））のより速い加工性。
－ 高度に合金化された鉄系合金の設計、生産及び製造の経験を大いに活用することができる点；これは、例えば、破壊力学などの全ての確率論的アプローチにおいてリスクを最小限に抑えるのに役立つ。
－ 適用温度を上昇させることができ、従って、外部冷却を必要とすることなく機械の出力及び性能の向上
が可能になる点。
【手続補正書】
【提出日】2023-07-19
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
（重量％で）少なくとも、炭素（Ｃ）：０．１６％～０．２４％、
ケイ素（Ｓｉ）：０．０％～０．０８％、
マンガン（Ｍｎ）：０．０４％～０．１６％、
クロム（Ｃｒ）：１０．６％～１１．５％、
モリブデン（Ｍｏ）：０．５％～０．９％、
タングステン（Ｗ）：２．２％～２．６％、
コバルト（Ｃｏ）：３．０％～３．６％、
ニッケル（Ｎｉ）：０．０９％～０．１９％、
ホウ素（Ｂ）：０．００３５％～０．０１％、
窒素（Ｎ）：０．００１％～０．０２５％、
チタン（Ｔｉ）：０．０１５％～０．０３５％、
銅（Ｃｕ）：１．３０％～２．００％、
及び
残分の鉄（Ｆｅ）
を含有してなる合金。
【請求項2】
更に、重量％で、
バナジウム（Ｖ）：０．１０％～０．３０％、
ニオブ（Ｎｂ）：０．０２％～０．０８％、
アルミニウム（Ａｌ）：０．００３％～０．０６％、及び
を含有してなる請求項１に記載の合金。
【請求項3】
０．２重量％の炭素（Ｃ）を含有する、
請求項１又は２に記載の合金。
【請求項4】
０．０２重量％～０．０６重量％のケイ素（Ｓｉ）を含有する、
請求項１～３のいずれか１項に記載の合金。
【請求項5】
０．１０重量％のマンガン（Ｍｎ）を含有する、
請求項１～４のいずれか１項に記載の合金。
【請求項6】
１０．６重量％～１１．０重量％のクロムを含有する、
請求項１～５のいずれか１項に記載の合金。
【請求項7】
１１．０重量％超～１１．４重量％のクロム（Ｃｒ）を含有する、
請求項１～６のいずれか１項に記載の合金。
【請求項8】
０．７０重量％のモリブデン（Ｍｏ）を含有する、
請求項１～７のいずれか１項に記載の合金。
【請求項9】
２．４０重量％のタングステン（Ｗ）を含有する、
請求項１～８のいずれか１項に記載の合金。
【請求項10】
３．３重量％のコバルト（Ｃｏ）を含有する、
請求項１～９のいずれか１項に記載の合金。
【請求項11】
０．１５重量％のニッケル（Ｎｉ）を含有する、
請求項１～１０のいずれか１項に記載の合金。
【請求項12】
０．００５重量％のホウ素（Ｂ）を含有する、
請求項１～１１のいずれか１項に記載の合金。
【請求項13】
不純物レベルを超えない、０．０１３重量％の窒素（Ｎ）を含有する、
請求項１～１２のいずれか１項に記載の合金。
【請求項14】
０．０２０重量％～０．０２６重量％のチタン（Ｔｉ）を含有する、
請求項１～１３のいずれか１項に記載の合金。
【請求項15】
０．２０重量％のバナジウム（Ｖ）を含有する、
請求項１～１４のいずれか１項に記載の合金。
【請求項16】
０．０５重量％のニオブ（Ｎｂ）を含有する、
請求項１～１５のいずれか１項に記載の合金。
【請求項17】
１．７５重量％の銅（Ｃｕ）を含有する、
請求項１～１６のいずれか１項に記載の合金。
【請求項18】
０．０２重量％のアルミニウム（Ａｌ）を含有する、
請求項１～１７のいずれか１項に記載の合金。
【請求項19】
１．５～２のチタン（Ｔｉ）／窒素（Ｎ）比率を有する、
請求項１～１８のいずれか１項に記載の合金。
【請求項20】
請求項１～１９のいずれか１項に記載の合金を含有してなる、粉末。
【請求項21】
更に、結合剤又はセラミック粒子を含有してなる請求項２０に記載の粉末。
【請求項22】
請求項１～１９のいずれか１項に記載の合金を少なくとも含有してなるか若しくは請求項１～１９のいずれか１項に記載の合金からなり、
鋳造及び／又は鍛造及び／又は熱処理及び／又は加工されている、
ブランク。
【請求項23】
請求項１～１９のいずれか１項に記載の合金を少なくとも含有してなるか若しくは請求項１～１９のいずれか１項に記載の合金からなり、
鋳造及び／又は鍛造及び／又は熱処理及び／又は加工されている、
部品。
【請求項24】
請求項２０又は２１に記載の粉末から製造されており、鋳造及び／又は鍛造及び／又は熱処理及び／又は加工されている、ブランク。
【請求項25】
請求項２０又は２１に記載の粉末から製造されており、鋳造及び／又は鍛造及び／又は熱処理及び／又は加工されている、部品。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、Ｚ相形成を遅らせたマルテンサイト鋼、粉末並びにそれから成るブランク又は部品に関する。
【0002】
タービン、特にガスタービン、の鍛造ロータディスクは、これまで、適用条件に応じて様々な鍛造鋼から製造されてきた。例えば、ＮｉＣｒＭｏＶ系の鋼はコンプレッサディスクに、ＣｒＭｏＷＶＮｂＮ系の鋼はタービンディスクに、使用される。適用条件及び設計要件は、鍛造材料の選択に重要である。
【0003】
鍛造材料を選択する際には、設計要件を満たすために、強度と靭性とのバランスが常に必要になる。
【0004】
現在のところ、最高使用温度を有する材料は、ＣｒＭｏＷＶＮｂＮ系の鋼及びＣｒＭｏＣｏＶＢ系の鋼である。
【0005】
しかしながら、どちらの材料も、７７３Ｋを超えると使用限界に達する。
【0006】
それにも拘わらず、現在の研究では、鉄合金は９００Ｋまで利用することができることが示唆されている。
【0007】
より高い使用温度のために、ニッケル材料が現在検討されている。
【0008】
残念なことに、ニッケル系の部品は、以下のような欠点を有するため、使用方法を慎重に検討する必要がある：
－ 鋼製のディスクと比較してコストがより高い点、
－ 新たな破壊力学的構想を開発する必要がある点、
－ 製造時における加工時間がより長い点。
－ 鋼製のディスクと比較してコストがより高い点、
－ 新たな破壊力学的構想を開発する必要がある点、
－ 製造時における加工時間がより長い点。
【0009】
従って、本発明の目的は、上述の問題を解決することであり、特に熱間強度を高めて、更に高い使用温度、つまり少なくとも２０Ｋから３０Ｋの上昇、を可能にすることである。
【0010】
この課題は、請求項１に記載の合金、請求項２に記載の粉末及び請求項３に記載のブランク又は部品によって解決される。
【0011】
従属請求項には、更なる利点を得るために必要に応じて互いに組み合わせることができる、更なる有利な手段が列挙されている。
【0012】
これまで、マルテンサイト鋼の合金組成は、部品の利用期間内のＺ相形成によって制限されてきた。
【0013】
本発明による合金は、
（重量％で）少なくとも、
炭素（Ｃ）：０．１６％～０．２４％、好適には０．１９％～０．２１％、極めて好適には０．２％、
ケイ素（Ｓｉ）：０．０％～０．０８％、好適には０．０％～０．０６％、極めて好適には０．０２％～０．０６％、
マンガン（Ｍｎ）：０．０４％～０．１６％、好適には０．０７％～０．１３％、極めて好適には０．１０％、
クロム（Ｃｒ）：１０．６％～１１．５、好適には１１．２％～１１．５％、極めて好適には１１．２％、
又は、クロム（Ｃｒ）：１０．６重量％～１１．０重量％、特に１０．７％～１０．８％のクロム、
或いはクロム（Ｃｒ）：１１．０％～１１．４％、特に１１．２％、
モリブデン（Ｍｏ）：０．５％～０．９％、好適には０．７％、
タングステン（Ｗ）：２．２％～２．６％、好適には２．３％～２．５％、極めて好適には２．４５％又は２．４０％
コバルト（Ｃｏ）：３．０％～３．６％、好適には３．２５％～３．４０％、極めて好適には３．３％
ニッケル（Ｎｉ）：０．０９％～０．１９％、好適には０．１３％～０．１７％、極めて好適には０．１５％
ホウ素（Ｂ）：０．００３５％～０．０１％、好適には０．００４％～０．００６％、極めて好適には０．００５％
窒素（Ｎ）：０．００１％～０．０２５％、好適には０．０１１％～０．０１５％、極めて好適には０．０１３％
チタン（Ｔｉ）：０．０１５％～０．０３５％、好適には０．０１８％～０．０２８％、更に好適には、０．０２０％～０．０２６％、特に０．０２０％、
銅（Ｃｕ）：１．２０％～２．３０％、好適には１．３０～２．００％、更に好適には１．６５％～１．８５％、特に１．７５％、
所望により
バナジウム（Ｖ）：０．１０％～０．３０％、好適には０．１５％～０．２５％、特に０．０２０％、
ニオブ（Ｎｂ）：０．０２％～０．０８％、好適には０．０４％～０．０６％、特に０．０５％、
アルミニウム（Ａｌ）：０．００３％～０．０６％、好適には０．００５％～０．０４％、特に０．０２％、及び
残分の鉄（Ｆｅ）
を含有してなり、
特にこれらの元素からなる、
（重量％で）少なくとも、
炭素（Ｃ）：０．１６％～０．２４％、好適には０．１９％～０．２１％、極めて好適には０．２％、
ケイ素（Ｓｉ）：０．０％～０．０８％、好適には０．０％～０．０６％、極めて好適には０．０２％～０．０６％、
マンガン（Ｍｎ）：０．０４％～０．１６％、好適には０．０７％～０．１３％、極めて好適には０．１０％、
クロム（Ｃｒ）：１０．６％～１１．５、好適には１１．２％～１１．５％、極めて好適には１１．２％、
又は、クロム（Ｃｒ）：１０．６重量％～１１．０重量％、特に１０．７％～１０．８％のクロム、
或いはクロム（Ｃｒ）：１１．０％～１１．４％、特に１１．２％、
モリブデン（Ｍｏ）：０．５％～０．９％、好適には０．７％、
タングステン（Ｗ）：２．２％～２．６％、好適には２．３％～２．５％、極めて好適には２．４５％又は２．４０％
コバルト（Ｃｏ）：３．０％～３．６％、好適には３．２５％～３．４０％、極めて好適には３．３％
ニッケル（Ｎｉ）：０．０９％～０．１９％、好適には０．１３％～０．１７％、極めて好適には０．１５％
ホウ素（Ｂ）：０．００３５％～０．０１％、好適には０．００４％～０．００６％、極めて好適には０．００５％
窒素（Ｎ）：０．００１％～０．０２５％、好適には０．０１１％～０．０１５％、極めて好適には０．０１３％
チタン（Ｔｉ）：０．０１５％～０．０３５％、好適には０．０１８％～０．０２８％、更に好適には、０．０２０％～０．０２６％、特に０．０２０％、
銅（Ｃｕ）：１．２０％～２．３０％、好適には１．３０～２．００％、更に好適には１．６５％～１．８５％、特に１．７５％、
所望により
バナジウム（Ｖ）：０．１０％～０．３０％、好適には０．１５％～０．２５％、特に０．０２０％、
ニオブ（Ｎｂ）：０．０２％～０．０８％、好適には０．０４％～０．０６％、特に０．０５％、
アルミニウム（Ａｌ）：０．００３％～０．０６％、好適には０．００５％～０．０４％、特に０．０２％、及び
残分の鉄（Ｆｅ）
を含有してなり、
特にこれらの元素からなる、
【0014】
鋼の製造において、ケイ素（Ｓｉ）は、溶融物をより流動的にする有利な効果を有し、脱酸剤としても機能する。ケイ素（Ｓｉ）の更なる有利な影響は、引張強度、降伏点及び耐スケーリング性を向上させることである。
【0015】
更に、クロム（Ｃｒ）及びコバルト（Ｃｏ）の割合も重要な役割を果たす。これらは、耐酸化性を向上させ、耐熱性を上昇させる。
【0016】
１．５～２のチタン（Ｔｉ）／窒素（Ｎ）比率が有利であることが証明された。
【0017】
新たな構想によって、Ｚ相の形成を２００，０００時間方向にシフトすることができる。
本発明によれば、本発明の合金を含有してなる粉末が提供される。
本発明によれば、本発明の合金からなる粉末が提供される。
本発明の粉末は結合剤又はセラミック粒子を含有することができる。
本発明によれば、本発明の合金を少なくとも含有してなるか若しくは本発明の合金からなり、鋳造及び／又は鍛造及び／又は熱処理及び／又は加工されているブランク又は部品が提供される。
本発明によれば、本発明の粉末から製造されてなり、鋳造及び／又は鍛造及び／又は熱処理及び／又は加工されているブランク又は部品が提供される。
本発明によれば、本発明の合金を含有してなる粉末が提供される。
本発明によれば、本発明の合金からなる粉末が提供される。
本発明の粉末は結合剤又はセラミック粒子を含有することができる。
本発明によれば、本発明の合金を少なくとも含有してなるか若しくは本発明の合金からなり、鋳造及び／又は鍛造及び／又は熱処理及び／又は加工されているブランク又は部品が提供される。
本発明によれば、本発明の粉末から製造されてなり、鋳造及び／又は鍛造及び／又は熱処理及び／又は加工されているブランク又は部品が提供される。
【0018】
有利な実施例は、（重量％で）以下のとおりである：
炭素（Ｃ）：０．２０％、
ケイ素（Ｓｉ）：＜０．０８％、
マンガン（Ｍｎ）：０．１０％、
クロム（Ｃｒ）：１１．２％、
モリブデン（Ｍｏ）：０．７％、
タングステン（Ｗ）：２．４％、
コバルト（Ｃｏ）：３．３％、
ニッケル（Ｎｉ）：０．１５％、
ホウ素（Ｂ）：０．００５％、
窒素（Ｎ）：０．０１３％、
チタン（Ｔｉ）：０．０２％、
バナジウム（Ｖ）：０．２０％、
ニオブ（Ｎｂ）：０．０５％、
銅（Ｃｕ）：１．７５％、
アルミニウム（Ａｌ）：０．０２％、
残部の鉄（Ｆｅ）。
炭素（Ｃ）：０．２０％、
ケイ素（Ｓｉ）：＜０．０８％、
マンガン（Ｍｎ）：０．１０％、
クロム（Ｃｒ）：１１．２％、
モリブデン（Ｍｏ）：０．７％、
タングステン（Ｗ）：２．４％、
コバルト（Ｃｏ）：３．３％、
ニッケル（Ｎｉ）：０．１５％、
ホウ素（Ｂ）：０．００５％、
窒素（Ｎ）：０．０１３％、
チタン（Ｔｉ）：０．０２％、
バナジウム（Ｖ）：０．２０％、
ニオブ（Ｎｂ）：０．０５％、
銅（Ｃｕ）：１．７５％、
アルミニウム（Ａｌ）：０．０２％、
残部の鉄（Ｆｅ）。
【0019】
ガスタービンにおける鍛造ディスクとしての適用のみならず、例えば、ガスタービンコンプレッサブレード、蒸気タービンブレード、又は蒸気タービン鍛造部品などの更なる適用が考えられる。
【0020】
利点は、以下のとおりである：
－ 「高価なニッケル系材料」と比較して「安価な」鉄系合金の使用領域の拡大、
－ ニッケル系材料と比較して、鉄系ロータ部品（１０．６％～１１．５％のクロム（Ｃｒ））のより速い加工性。
－ 高度に合金化された鉄系合金の設計、生産及び製造の経験を大いに活用することができる点；これは、例えば、破壊力学などの全ての確率論的アプローチにおいてリスクを最小限に抑えるのに役立つ。
－ 適用温度を上昇させることができ、従って、外部冷却を必要とすることなく機械の出力及び性能の向上
が可能になる点。
－ 「高価なニッケル系材料」と比較して「安価な」鉄系合金の使用領域の拡大、
－ ニッケル系材料と比較して、鉄系ロータ部品（１０．６％～１１．５％のクロム（Ｃｒ））のより速い加工性。
－ 高度に合金化された鉄系合金の設計、生産及び製造の経験を大いに活用することができる点；これは、例えば、破壊力学などの全ての確率論的アプローチにおいてリスクを最小限に抑えるのに役立つ。
－ 適用温度を上昇させることができ、従って、外部冷却を必要とすることなく機械の出力及び性能の向上
が可能になる点。
【国際調査報告】