The present invention relates to the general field of nickel-based superalloys for turbomachines, in particular for stationary blades, also called distributors or rectifiers, or the moving blades, or else the ring segments.

​Prior art

​The nickel-based superalloys are generally used for the hot portions of the turbomachines, ie the portions of the turbomachines located downstream of the combustion chamber.

​The nickel-based superalloys have the main advantages of combining both high creep strength at temperatures between 650°C and 1200° C, as well as oxidation and corrosion resistance.

​The high temperature strength is mainly due to the microstructure of these materials, which is composed of a matrix g-Ni of cubic crystal structure with centered faces (CFC) and ordered hardening precipitates y'- Ni3AI of structure L12.

​Certain shades of nickel-based superalloys are employed for the manufacture of monocrystalline parts.

​The document deposited On 14/1 1/2017 under the number FR1760675, and the document deposited On 14/1 1/2018 under the number PCT/FR2018/052840, which describe a nickel-based superalloy making it possible to improve the mechanical characteristics of the superalloy relative to existing superalloys.

​With respect to the superalloy described in the document deposited under the number

​FR1760675 and the document deposited under the number PCT/FR2018/052840, the aim of the invention is to reduce the density of the superalloy. Furthermore, another desired purpose with respect to these documents is to simplify the implementation of the treatments that can be carried out on the superalloy, and in particular the heat treatments.. Finally, another desired purpose is to improve the microstructural stability in temperature.

​DESCRIPTION OF THE invention

​The objective of the present invention is therefore to provide nickel-based superalloys compositions that make it possible to achieve the above-mentioned purposes

​The invention also relates to a method for the production thereof.

​According to a first aspect, the invention proposes a nickel-based superalloy comprising, in percentages by weight, 5.9 to 6.5% of aluminum, 9.5 to 10.5% of cobalt, 4 to 5% of chromium, 0.1 to 0.2% of hafnium, 0.3 to 0.7% of molybdenum, 3.7 to 4.5% of rhenium, 7.5 to 8.5% of tantalum, 0.2 to 0.7% of titanium, 3.2 to 4% of tungsten, 0 to 0.1% of silicon, the balance consisting of nickel and unavoidable impurities.

​A nickel-based alloy is defined as a nickel-based alloy having a major percentage of nickel.

​The inevitable impurities are defined as elements which are not intentionally added into the composition and which are supplied with other elements. Among the unavoidable impurities, mention may especially be made of carbon (C) or sulphur (S).

​The nickel-based superalloy according to the invention has good microstructural stability in temperature, thus making it possible to obtain high mechanical characteristics in temperature.. The superalloy is in particular devoid of a topologically compact phase (TCP).

​The nickel-based superalloy according to the invention makes it possible to have a density of less than 8.75 g cm -3.

​The nickel-based superalloy according to the invention makes it possible to obtain a difference between the solvus temperature of the precipitates g'and the solidus temperature of at least 7.5° C, thus simplifying the implementation of heat treatment.

​The nickel-based superalloy according to the invention has good corrosion resistance and oxidation resistance.

​The nickel-based superalloy according to the invention makes it possible to reduce the sensitivity to the formation of foundry defects.

​Alternatively, the superalloy may comprise, in percentages by weight, 6.1 to 6.5% of aluminum, 9.5 to 10.5% of cobalt, 4 to 5% of chromium, 0.1 to 0.2% of hafnium, 0.3 to 0.7% of molybdenum, 3.7 to 4.5% of rhenium, 7.5 to 8.5% of tantalum, 0.2 to 0.7% of titanium, 3.2 to 4% of tungsten, 0 to 0.1% of silicon, the balance consisting of nickel and unavoidable impurities.

​Alternatively, the superalloy may comprise, in percentages by weight, 5.9 to 6.5% of aluminum, 9.5 to 10.5% of cobalt, 4 to 5% of chromium, 0.1 to 0.2% of hafnium, 0.3 to 0.7% of molybdenum, 3.7 to 4.5% of rhenium, 7.5 to 7.9% of tantalum, 0.2 to 0.7% of titanium, 3.2 to 4% of tungsten, 0 to 0.1% of silicon, the balance consisting of nickel and unavoidable impurities.

​Furthermore, the superalloy may comprise, in percentages by weight, 6.1 to 6.5% of aluminum, 9.5 to 10.5% of cobalt, 4 to 5% of chromium, 0.1 to 0.2% of hafnium, 0.3 to 0.7% of molybdenum, 3.7 to 4.5% of rhenium, 7.5 to 7.9% of tantalum, 0.2 to 0.7% of titanium, 3.2 to 4% of tungsten, 0 to 0.1% of silicon, the balance consisting of nickel and unavoidable impurities.

​Alternatively, the superalloy may also comprise, in percentages by weight, 6.1 to 6.5% of aluminum, 9.5 to 10% of cobalt, 4 to 5% of chromium, 0.1 to 0.2% of hafnium, 0.3 to 0.7% of molybdenum, 3.7 to 4.5% of rhenium, 7.5 to 7.9% of tantalum, 0.2 to 0.7% of titanium, 3.2 to 4% of tungsten, 0 to 0.1% of silicon, the balance consisting of nickel and unavoidable impurities.

​Alternatively, the superalloy may comprise, in percentages by weight, 6.1 to 6.3% of aluminum, 9.5 to 10% of cobalt, 4 to 5% of chromium, 0.1 to 0.2% of hafnium, 0.3 to 0.7% of molybdenum, 3.7 to 4.5% of rhenium, 7.5 to 7.9% of tantalum, 0.2 to 0.7% of titanium, 3.2 to 4% of tungsten, 0 to 0.1% of silicon, the balance consisting of nickel and unavoidable impurities.

​According to a possible variant, the superalloy may comprise, in percentages by weight, 6.1 to 6.3% of aluminium, 9.5 to 10% of cobalt, 4 to 5% of chromium, 0.1 to 5%

0, 2 ​% of hafnium, 0.3 to 0.7% of molybdenum, 3.7 to 4.5% of rhenium, 7.5 to 7.9% of tantalum, 0.3 to 0.6% of titanium, 3.2 to 4% of tungsten, 0 to 0.1% of silicon, the balance consisting of nickel and unavoidable impurities.

​Alternatively, the superalloy may comprise, in percentages by weight, 6.1 to 6.5% of aluminum, 9.5 to 10% of cobalt, 4 to 5% of chromium, 0.1 to 0.2% of hafnium, 0.3 to 0.7% of molybdenum, 3.7 to 4.5% of rhenium, 7.5 to 7.9% of tantalum, 0.3 to 0.6% of titanium, 3.2 to 4% of tungsten, 0 to 0.1% of silicon, the balance consisting of nickel and unavoidable impurities.

​Alternatively, the superalloy may comprise, in percentages by weight, 6.1 to 6.3% of aluminum, 9.5 to 10% of cobalt, 4 to 5% of chromium, 0.1 to 0.2% of hafnium, 0.3 to 0.7% of molybdenum, 3.7 to 4.5% of rhenium, 7.5 to 7.9% of tantalum, 0.3 to 0.6% of titanium, 3.2 to 4% of tungsten, 0 to 0.1% of silicon, the balance consisting of nickel and unavoidable impurities.

​Alternatively, the superalloy may comprise, in percentages by weight, 6.1 to 6.3% of aluminum, 9.5 to 10% of cobalt, 4 to 5% of chromium, 0.1 to 0.2% of hafnium, 0.3 to 0.7% of molybdenum, 3.7 to 4.5% of rhenium, 7.5 to 7.9% of tantalum, 0.3 to 0.6% of titanium, 3.4 to 3.8% of tungsten, 0 to 0.1% of silicon, the balance consisting of nickel and unavoidable impurities.

​Alternatively, the superalloy may comprise, in percentages by weight, 6.1 to 6.3% of aluminum, 9.5 to 10% of cobalt, 4 to 5% of chromium, 0.1 to 0.2% of hafnium, 0.3 to 0.7% of molybdenum, 3.8 to 4.5% of rhenium, 7.5 to 7.9% of tantalum, 0.3 to 0.6% of titanium, 3.4 to 3.8% of tungsten, 0 to 0.1% of silicon, the balance consisting of nickel and unavoidable impurities.

​Alternatively, the superalloy may comprise, in percentages by weight, 6.1 to 6.3% of aluminum, 9.5 to 10% of cobalt, 4 to 5% of chromium, 0.1 to 0.2% of hafnium, 0.3 to 0.7% of molybdenum, 3.8 to 4.5% of rhenium, 7.6 to 7.9% of tantalum, 0.3 to 0.6% of titanium, 3.4 to 3.8% of tungsten, 0 to 0.1% of silicon, the balance consisting of nickel and unavoidable impurities.

​Alternatively, the superalloy may comprise, in percentages by weight, 6.1 to 6.3% of aluminum, 9.5 to 10% of cobalt, 4.5 to 5% of chromium, 0.1 to 0.2% of hafnium, 0.3 to 0.7% of molybdenum, 3.8 to 4.5% of rhenium, 7.6 to 7.9% of tantalum, 0.3 to 0.6% of titanium, 3.4 to 3.8% of tungsten, 0 to 0.1% of silicon, the balance consisting of nickel and unavoidable impurities.

​Alternatively, the superalloy may comprise, in percentages by weight, 6.1 to 6.3% of aluminum, 9.5 to 10% of cobalt, 4.5 to 4.7% of chromium, 0.1 to 0.2% of hafnium, 0.3 to 0.7% of molybdenum, 3.8 to 4.5% of rhenium, 7.6 to 7.9% of tantalum, 0.3 to 0.6% of titanium, 3.4 to 3.8% of tungsten, 0 to 0.1% of silicon, the balance consisting of nickel and unavoidable impurities.

​Alternatively, the superalloy may comprise, in percentages by weight, 6.1 to 6.3% of aluminum, 9.5 to 10% of cobalt, 4.5 to 4.7% of chromium, 0.1 to 0.2% of hafnium, 0.3 to 0.7% of molybdenum, 3.8 to 4.5% of rhenium, 7.6 to 7.9% of tantalum, 0.35 to 0.55% of titanium, 3.4 to 3.8% of tungsten, 0 to 0.1% of silicon, the balance consisting of nickel and unavoidable impurities.

​Alternatively, the superalloy may comprise, in percentages by weight, 6.1 to 6.3% of aluminum, 9.5 to 10% of cobalt, 4.5 to 4.7% of chromium, 0.1 to 0.2% of hafnium, 0.3 to 0.7% of molybdenum, 3.8 to 4.5% of rhenium, 7.8 to 7.9% of tantalum, 0.35 to 0.55% of titanium, 3.4 to 3.8% of tungsten, 0 to 0.1% of silicon, the balance consisting of nickel and unavoidable impurities.

​Alternatively, the superalloy may comprise, in percentages by weight, 6.1 to 6.3% of aluminum, 9.5 to 10% of cobalt, 4.5 to 4.7% of chromium, 0.1 to 0.2% of hafnium, 0.4 to 0.6% of molybdenum, 3.8 to 4.5% of rhenium, 7.8 to 7.9% of tantalum, 0.35 to 0.55% of titanium, 3.4 to 3.8% of tungsten, 0 to 0.1% of silicon, the balance consisting of nickel and unavoidable impurities.

​Alternatively, the superalloy may comprise, in percentages by weight, 6.1 to 6.3% of aluminum, 9.5 to 10% of cobalt, 4.5 to 4.7% of chromium, 0.1 to 0.2% of hafnium, 0.4 to 0.6% of molybdenum, 3.8 to 4.3% of rhenium, 7.8 to 7.9% of tantalum, 0.35 to 0.55% of titanium, 3.4 to 3.8% of tungsten, 0 to 0.1% of silicon, the balance consisting of nickel and unavoidable impurities.

​Alternatively, the superalloy may comprise, in percentages by weight, 6.1 to 6.3% of aluminum, 9.5 to 10% of cobalt, 4.5 to 4.7% of chromium, 0.1 to 0.2% of hafnium, 0.4 to 0.6% of molybdenum, 3.8 to 4.3% of rhenium, 7.8 to 7.9% of tantalum, 0.35 to 0.55% of titanium, 3.4 to 3.8% of tungsten, the balance consisting of nickel and unavoidable impurities.

​Alternatively, the superalloy may comprise, in percentages by weight, 6.2% of aluminum, 9.75% of cobalt, 4.6% of chromium, 0.14% of hafnium, 0.5% of molybdenum, 4.1% of rhenium, 7.9% of tantalum, 0.45% of titanium, 3.6% of tungsten, the balance consisting of nickel and unavoidable impurities.

​According to one possible feature, the superalloy comprises a sulphur content of less than or equal to 2 ppm by mass, preferably less than or equal to 1 ppm by mass, and more preferably less than or equal to 0.5 ppm by mass.

​According to a second aspect, the invention proposes a turbomachine part made of nickel-based superalloy according to any one of the features

​Previous claims are also included for the following: (1) a method

​The part may be an element of an aircraft turbine engine turbine, for example a high-pressure turbine or a low-pressure turbine, or a compressor element, and in particular a high-pressure compressor.

​According to an additional feature, the turbine or compressor part may be a blade, said blade being a movable blade or a fixed blade, or a ring sector.

​According to another feature, the turbomachine part is monocrystalline, preferably with a crystal structure oriented in one direction

​The invention also relates to a crystallographic method.

​According to a third aspect, the invention proposes a method for manufacturing a part of a turbomachine made of nickel-based superalloy according to any one of the preceding features by casting.

​According to an additional feature, the method comprises a solidification step directed to form a single crystal part.

​Description OF THE EMBODIMENTS

​The superalloy according to the invention comprises a nickel base to which major addition elements are associated.

​The major addition elements comprise: cobalt Co, chromium Cr, molybdenum Mo, tungsten W, aluminum Al, tantalum Ta, titanium Ti, and rhenium Re.

​The superalloy may also include minor addition elements, which are addition elements whose maximum percentage in the superalloy does not exceed 1% by mass.

​The minor addition elements comprise: Hf hafnium and Si silicon.

​The nickel-based superalloy comprises, in percentages by weight, 5.9 to 6.5% of aluminum, 9.5 to 10.5% of cobalt, 4 to 5% of chromium, 0.1 to 0.2% of hafnium, 0.3 to 0.7% of molybdenum, 3.7 to 4.5% of rhenium, 7.5 to 8.5% of tantalum, 0.2 to 0.7% of titanium, 3.2 to 4% of tungsten, 0 to 0.1% of silicon, the balance consisting of nickel and unavoidable impurities.

​The nickel-based superalloy may also include in a manner

​advantageously, in percentages by weight, 6.1 to 6.5% of aluminum, 9.5 to 10.5% of cobalt, 4 to 5% of chromium, 0.1 to 0.2% of hafnium, 0.3 to 0.7% of molybdenum, 3.7 to 4.5% of rhenium, 7.5 to 8.5% of tantalum, 0.2 to 0.7% of titanium, 3.2 to 4% of tungsten, 0 to 0.1% of silicon, the balance consisting of nickel and unavoidable impurities.

​The nickel-based superalloy may also include in a manner

​advantageously, in percentages by weight, 5.9 to 6.5% of aluminum, 9.5 to 10.5% of cobalt, 4 to 5% of chromium, 0.1 to 0.2% of hafnium, 0.3 to 0.7% of molybdenum, 3.7 to 4.5% of rhenium, 7.5 to 7.9% of tantalum, 0.2 to 0.7% of titanium, 3.2 to 4% of tungsten, 0 to 0.1% of silicon, the balance consisting of nickel and unavoidable impurities.

​The nickel-based superalloy may also include in a manner

​advantageously, in percentages by weight, 6.1 to 6.5% of aluminum, 9.5 to 10.5% of cobalt, 4 to 5% of chromium, 0.1 to 0.2% of hafnium, 0.3 to 0.7% of molybdenum, 3.7 to 4.5% of rhenium, 7.5 to 7.9% of tantalum, 0.2 to 0.7% of titanium, 3.2 to 4% of tungsten, 0 to 0.1% of silicon, the balance consisting of nickel and unavoidable impurities.

​The nickel-based superalloy may also include in a manner

​advantageously, in percentages by weight, 6.1 to 6.5% of aluminum, 9.5 to 10.5% of cobalt, 4 to 5% of chromium, 0.1 to 0.2% of hafnium, 0.3 to 0.7% of molybdenum, 3.7 to 4.5% of rhenium, 7.5 to 7.9% of tantalum, 0.2 to 0.7% of titanium, 3.2 to 4% of tungsten, the balance consisting of nickel and unavoidable impurities.

​The superalloy may also advantageously comprise, in percentages by weight, 6.1 to 6.5% of aluminum, 9.5 to 10% of cobalt, 4 to 5% of chromium, 0.1 to 0.2% of hafnium, 0.3 to 0.7% of molybdenum, 3.7 to 4.5% of rhenium,

7, 5 ​to 7.9% tantalum, 0.2 to 0.7% titanium, 3.2 to 4% tungsten, 0 to 0.1% silicon, the balance being nickel and unavoidable impurities.

​The superalloy may also advantageously comprise, in percentages by weight, 6.1 to 6.3% of aluminum, 9.5 to 10.5% of cobalt, 4 to 5% of chromium, 0.1 to 0.2% of hafnium, 0.3 to 0.7% of molybdenum, 3.7 to 4.5% of rhenium,

7, 5 ​to 7.9% tantalum, 0.2 to 0.7% titanium, 3.2 to 4% tungsten, 0 to 0.1% silicon, the balance being nickel and unavoidable impurities.

​The superalloy may also advantageously comprise, in percentages by weight, 6.1 to 6.5% of aluminum, 9.5 to 10.5% of cobalt, 4 to 5% of chromium, 0.1 to 0.2% of hafnium, 0.3 to 0.7% of molybdenum, 3.7 to 4.5% of rhenium,

7, 5 ​to 7.9% tantalum, 0.3 to 0.6% titanium, 3.2 to 4% tungsten, 0 to 0.1% silicon, the balance being nickel and unavoidable impurities.

Le superalliage peut également comprendre, de manière avantageuse, en pourcentages massiques, 6,1 à 6,3% d’aluminium, 9,5 à 10,5% de cobalt, 4 à 5% de chrome, 0,1 à 0,2% de hafnium, 0,3 à 0,7% de molybdène, 3,7 à 4,5% de rhénium,

7, 5 à 7,9% de tantale, 0,3 à 0,6% de titane, 3,2 à 4% de tungstène, 0 à 0,1 % de silicium, le complément étant constitué de nickel et des impuretés inévitables.

De manière avantageuse, le superalliage peut comprendre, en pourcentages massiques, 6,1 à 6,5% d’aluminium, 9,5 à 10% de cobalt, 4 à 5% de chrome, 0,1 à 0,2% de hafnium, 0,3 à 0,7% de molybdène, 3,7 à 4,5% de rhénium, 7,5 à 7,9% de tantale, 0,3 à 0,6% de titane, 3,2 à 4% de tungstène, 0 à 0,1 % de silicium, le complément étant constitué de nickel et des impuretés inévitables.

De manière avantageuse, le superalliage peut comprendre, en pourcentages massiques, 6,1 à 6,3% d’aluminium, 9,5 à 10% de cobalt, 4 à 5% de chrome, 0,1 à 0,2% de hafnium, 0,3 à 0,7% de molybdène, 3,7 à 4,5% de rhénium, 7,5 à 7,9% de tantale, 0,3 à 0,6% de titane, 3,4 à 3,8% de tungstène, 0 à 0,1 % de silicium, le complément étant constitué de nickel et des impuretés inévitables.

Le superalliage peut également comprendre, en pourcentages massiques, 6,1 à 6,3% d’aluminium, 9,5 à 10% de cobalt, 4 à 5% de chrome, 0,1 à 0,2% de hafnium, 0,3 à 0,7% de molybdène, 3,7 à 4,5% de rhénium, 7,5 à 7,9% de tantale, 0,3 à 0,6% de titane, 3,2 à 4% de tungstène, 0 à 0,1 % de silicium, le complément étant constitué de nickel et des impuretés inévitables.

Le superalliage peut également comprendre, en pourcentages massiques, 6,1 à 6,3% d’aluminium, 9,5 à 10% de cobalt, 4 à 5% de chrome, 0,1 à 0,2% de hafnium, 0,3 à 0,7% de molybdène, 3,7 à 4,5% de rhénium, 7,5 à 7,9% de tantale, 0,3 à 0,6% de titane, 3,4 à 3,8% de tungstène, 0 à 0,1 % de silicium, le complément étant constitué de nickel et des impuretés inévitables.

Le superalliage peut également comprendre, en pourcentages massiques, 6,1 à 6,3% d’aluminium, 9,5 à 10% de cobalt, 4 à 5% de chrome, 0,1 à 0,2% de hafnium, 0,3 à 0,7% de molybdène, 3,8 à 4,5% de rhénium, 7,5 à 7,9% de tantale, 0,3 à 0,6% de titane, 3,4 à 3,8% de tungstène, 0 à 0,1 % de silicium, le complément étant constitué de nickel et des impuretés inévitables.

Le superalliage peut également comprendre, en pourcentages massiques, 6,1 à 6,3% d’aluminium, 9,5 à 10% de cobalt, 4 à 5% de chrome, 0,1 à 0,2% de hafnium, 0,3 à 0,7% de molybdène, 3,8 à 4,5% de rhénium, 7,6 à 7,9% de tantale, 0,3 à 0,6% de titane, 3,4 à 3,8% de tungstène, 0 à 0,1 % de silicium, le complément étant constitué de nickel et des impuretés inévitables.

Le superalliage peut également comprendre, en pourcentages massiques, 6,1 à 6,3% d’aluminium, 9,5 à 10% de cobalt, 4,5 à 5% de chrome, 0,1 à 0,2% de hafnium, 0,3 à 0,7% de molybdène, 3,8 à 4,5% de rhénium, 7,6 à 7,9% de tantale, 0,3 à 0,6% de titane, 3,4 à 3,8% de tungstène, 0 à 0,1 % de silicium, le complément étant constitué de nickel et des impuretés inévitables.

Le superalliage peut également comprendre, en pourcentages massiques, 6,1 à 6,3% d’aluminium, 9,5 à 10% de cobalt, 4,5 à 4,7% de chrome, 0,1 à 0,2% de hafnium, 0,3 à 0,7% de molybdène, 3,8 à 4,5% de rhénium, 7,6 à 7,9% de tantale, 0,3 à 0,6% de titane, 3,4 à 3,8% de tungstène, 0 à 0,1 % de silicium, le complément étant constitué de nickel et des impuretés inévitables.

Le superalliage peut également comprendre, en pourcentages massiques, 6,1 à 6,3% d’aluminium, 9,5 à 10% de cobalt, 4,5 à 4,7% de chrome, 0,1 à 0,2% de hafnium, 0,3 à 0,7% de molybdène, 3,8 à 4,5% de rhénium, 7,6 à 7,9% de tantale, 0,35 à 0,55% de titane, 3,4 à 3,8% de tungstène, 0 à 0,1 % de silicium, le

complément étant constitué de nickel et des impuretés inévitables.

Le superalliage peut également comprendre, en pourcentages massiques, 6,1 à 6,3% d’aluminium, 9,5 à 10% de cobalt, 4,5 à 4,7% de chrome, 0,1 à 0,2% de hafnium, 0,3 à 0,7% de molybdène, 3,8 à 4,5% de rhénium, 7,8 à 7,9% de tantale, 0,35 à 0,55% de titane, 3,4 à 3,8% de tungstène, 0 à 0,1 % de silicium, le

complément étant constitué de nickel et des impuretés inévitables.

Le superalliage peut également comprendre, en pourcentages massiques, 6,1 à 6,3% d’aluminium, 9,5 à 10% de cobalt, 4,5 à 4,7% de chrome, 0,1 à 0,2% de hafnium, 0,4 à 0,6% de molybdène, 3,8 à 4,5% de rhénium, 7,8 à 7,9% de tantale, 0,35 à 0,55% de titane, 3,4 à 3,8% de tungstène, 0 à 0,1 % de silicium, le

complément étant constitué de nickel et des impuretés inévitables.

Le superalliage peut également comprendre, en pourcentages massiques, 6,1 à 6,3% d’aluminium, 9,5 à 10% de cobalt, 4,5 à 4,7% de chrome, 0,1 à 0,2% de hafnium, 0,4 à 0,6% de molybdène, 3,8 à 4,3% de rhénium, 7,8 à 7,9% de tantale, 0,35 à 0,55% de titane, 3,4 à 3,8% de tungstène, 0 à 0,1 % de silicium, le

complément étant constitué de nickel et des impuretés inévitables.

Le superalliage peut également comprendre, en pourcentages massiques, 6,1 à 6,3% d’aluminium, 9,5 à 10% de cobalt, 4,5 à 4,7% de chrome, 0,1 à 0,2% de hafnium, 0,4 à 0,6% de molybdène, 3,8 à 4,3% de rhénium, 7,8 à 7,9% de tantale, 0,35 à 0,55% de titane, 3,4 à 3,8% de tungstène, le complément étant constitué de nickel et des impuretés inévitables.

Le superalliage peut également comprendre, en pourcentages massiques, 6,2% d’aluminium, 9,75% de cobalt, 4,6% de chrome, 0,14% de hafnium, 0,5% de molybdène, 4,1 % de rhénium, 7,9% de tantale, 0,45% de titane, 3,6% de tungstène, le complément étant constitué de nickel et des impuretés inévitables.

​Cobalt, chromium, tungsten, molybdenum and rhenium mainly participate in the hardening of the phase g, the austenitic matrix of the CFC structure.

​Aluminium, titanium and tantalum promote the precipitation of the phase g', the hardening phase Ni3 (Al, Ti, Ta) of ordered cubic structure L12.

​Moreover, the rhenium makes it possible to slow the diffusive processes, to limit the coalescence of the phase g', thus improving the creep resistance at high temperature.. However, the rhenium content should not be too large so as not to negatively impact the mechanical properties of the workpiece

​superalloy.

​The refractory elements which are molybdenum, tungsten, rhenium and tantalum also make it possible to slow down the mechanisms controlled by diffusion, thus improving the creep resistance of the superalloy part.

En outre, le chrome et l’aluminium permettent d’améliorer la résistance à l’oxydation et à la corrosion à haute température, notamment aux environs des 900 °C pour la corrosion, et aux environs des 1 100°C pour l’oxydaton.

L’addition de silicium et de hafnium permettent également d’optimiser la tenue à l’oxydation à chaud du superalliage en augmentant l’adhérence de la couche d’alumine Al203 qui se forme à la surface du superalliage à haute température en milieu oxydant.

Par ailleurs, le chrome et le cobalt permettent de diminuer la température de solvus y’ du superalliage.

Le cobalt est un élément chimiquement proche du nickel qui se substitue en partie au nickel pour former une solution solide dans la phase y, permettant ainsi de renforcer la matrice y, de réduire la sensibilité à la précipitation de phases topologiquement compactes, notamment les phases m, P, R, et s, et les phases de Laves, et de réduire la sensibilité à la formation de zone de réaction secondaire (ZRS).

En outre, une très faible teneur en soufre du super alliage à base de nickel permet d’augmenter de manière importante la résistance à l’oxydation et à la corrosion à chaud, ainsi que la tenue à l’écaillage de la barrière thermique lorsque le super

alliage est utilisé pour former une pièce revêtue d’une barrière thermique (par exemple une aube de turbine). Par très faible teneur en soufre on comprend ici une teneur inférieure ou égale à 2 ppm en masse, de préférence inférieure ou égale à 1 ppm en masse, et de manière encore plus préférentielle inférieure ou égale à 0,5 ppm en masse.Une telle concentration en soufre peut être obtenue par élaboration d’une coulée mère à basse teneur en soufre, ou par mise en oeuvre d’un procédé de désulfuration post coulée. Une telle concentration en soufre peut également être obtenue par élaboration d’une coulée mère à basse teneur en soufre, puis par mise en oeuvre d’un procédé de désulfuration post coulée.

Une telle composition de superalliage permet d’améliorer les propriétés de tenue mécanique à haute température (650°C-1200°C) des pièces fabriquées à partir dudit superalliage.

En outre, une telle composition de superalliage permet d’améliorer la fabrication en réduisant le risque de formation de défauts lors de la fabrication de la pièce, et notamment la formation de grains parasites de type « Freckles » lors de la

solidification dirigée.

En effet, la composition de superalliage permet de réduire la sensibilité de la pièce à la formation de grains parasites « Freckles ». La sensibilité de la pièce à la formation de grains parasites « Freckles » est évaluée à l’aide du critère de Konter, noté NFP, qui est donné par l’équation (1 ) suivante:

[Math. 1 ]

Où %Ta correspond à la teneur de tantale dans le superalliage, en pourcentage massique ; où %Hf correspond à la teneur de hafnium dans le superalliage, en pourcentage massique ; où %Mo correspond à la teneur de molybdène dans le superalliage, en pourcentage massique ; où %Ti correspond à la teneur de titane dans le superalliage, en pourcentage massique ; où %W correspond à la teneur de tungstène dans le superalliage, en pourcentage massique ; et où %Re correspond à la teneur de rhénium dans le superalliage, en pourcentage massique.

La composition de superalliage permet d’obtenir un paramètre NFP supérieur ou égal à 0,7, valeur à partir de laquelle la formation de grains parasites « Freckles » est fortement réduite.

Par ailleurs, une telle composition de superalliage permet d’obtenir une masse volumique réduite, notamment une masse volumique inférieure à 8,4 g/cm3.

Le tableau 1 ci-dessous donne la composition, en pourcentages massiques, de trois exemples de superalliages selon l’invention, les exemples 1 à 3, ainsi que des superalliages commerciaux ou de référence, les exemples 4 à 9. L’exemple 4 correspond au superalliage AM1 , l’exemple 5 correspond au superalliage PWA 1484, l’exemple 6 correspond au superalliage CMSX-4, l’exemple 7 correspond au superalliage CMSX-4 Plus® Mod C, l’exemple 8 correspond au superalliage

René@N6, et l’exemple 9 correspond au superalliage CMSX-10 K®.

[Table 1 ]

Le tableau 2 donne des caractéristiques estimées des superalliages cités dans le tableau 1. Les caractéristiques données dans le tableau 2 sont la densité (la masse volumique), les différentes températures de transformation (le solvus, le solidus et le liquidus), la fraction molaire de la phase g’ à 700°C, 900°C, à 1050°C et à 1200°C, la fraction molaire des phases topologiquement compactes (PTC) à 900 °C et à

1050 °C.

[Table 2]

Tableau 2

Les fractions molaires de phase g’ des alliages de l’invention (exemples 1 à 3) sont très élevées à 1200°C, environ 34%mol, traduisant ansi une grande stabilité des précipités durcissant, ce qui garantit des propriétés mécaniques élevées en température.Les fractions molaires des superalliages selon l’invention sont supérieures à celles des superalliages de référence des exemples 4, 5, 6 et 8 et similaires de celle du superalliage de l’exemple 7, le superalliage de l’exemple 7 étant connu pour ses très bonnes propriétés en fluage à haute température.

La fraction volumique de phases fragilisantes (PTC) qui est présente dans les alliages selon l’Invention (exemples 1 à 3) est négligeable ou nulle à 900°C, et nulle à 1050°C, contrairement aux alliages de référence des exemples 7 8 et 9, traduisant ainsi une forte stabilité de la microstructure aux températures cibles d’utilisation.

Le tableau 3 donne des caractéristiques estimées des superalliages cités dans le tableau 1. Les caractéristiques données dans le tableau 3 sont l’activité du chrome dans la phase g à 900°C, et l’activité de l’aluminium dans la phase g à 1 100°C. Les activités du chrome et de l’aluminium dans la matrice g sont une indication de la résistance à la corrosion et à l’oxydation, plus l’activité du chrome et l’activité de l’aluminium dans la matrice sont élevées, plus la résistance à la corrosion et à l’oxydation est élevée.

[Table 3]

Tableau 3

Les superalliages selon l’invention (exemples 1 à 3) ont des activités en chrome à 900 °C supérieures aux alliages de référence des exemples 5 et 7, connus pour avoir une faible tenue à la corrosion.

Comme cela est illustré dans les tableaux 2, et 3, les superalliages selon l’invention possèdent des propriétés mécaniques au moins équivalente et voir supérieures à haute température aux alliages de l’état de la technique, tout en présentant une masse volumique plus faible et une résistance à la corrosion et à l’oxydation supérieure.

Les propriétés données dans les tableaux 2 et 3 sont estimées à l’aide de la méthode CALPHAD (CALculation of PHAse Diagrams).

La pièce en superalliage à base de nickel peut être réalisée par fonderie.

La fabrication par fonderie de la pièce est réalisée par fusion du superalliage, le superalliage liquide étant versé dans un moule afin d’être refroidi et solidifié. La fabrication par fonderie de la pièce peut par exemple être réalisée avec la technique de la cire perdue, notamment pour fabriquer une aube.

Par ailleurs, afin de réaliser une pièce monocristalline, notamment une aube, le procédé peut comprendre une étape de solidification dirigée. La solidification dirigée est réalisée en contrôlant le gradient thermique et la vitesse de solidification du superalliage, et en introduisant un germe monocristallin ou en utilisant un sélecteur de grain, afin d’éviter l’apparition de germes nouveaux en avant du front de solidification.

La solidification dirigée peut notamment permettre la fabrication d’une aube monocristalline dont la structure cristalline est orientée selon une direction

cristallographique <001 > qui est parallèle à la direction longitudinale de l’aube, c’est-à-dire selon la direction radiale de la turbomachine, une telle orientation offrant de meilleures propriétés mécaniques.

WE CLAIMS

​[Claim 1] a nickel-based superalloy comprising, in percentages by weight, 5.9 to 6.5% of aluminum, 9.5 to 10.5% of cobalt, 4 to 5% of chromium, 0.1 to 0.2% of hafnium, 0.3 to 0.7% of molybdenum, 3.7 to 4.5% of rhenium, 7.5 to 8.5% of tantalum, 0.2 to 0.7% of titanium, 3.2 to 4% of

​tungsten, 0 to 0.1% silicon, the balance being nickel and unavoidable impurities.

​The superalloy according to claim 1, wherein said superalloy comprises, in percentages by weight, 6.1 to 6.5% of aluminum, 9.5 to 10.5% of cobalt, 4 to 5% of chromium, 0.1 to 0.2% of hafnium, 0.3 to 0.7% of molybdenum, 3.7 to 4.5% of rhenium, 7.5 to 8.5% of tantalum, 0.2 to 0.7% of titanium, 3.2 to 4% of tungsten, 0 to 0.1% of silicon, the balance consisting of nickel and unavoidable impurities.

​The superalloy according to claim 1, wherein said superalloy comprises, in percentages by weight, 5.9 to 6.5% of aluminum, 9.5 to 10.5% of cobalt, 4 to 5% of chromium, 0.1 to 0.2% of hafnium, 0.3 to 0.7% of molybdenum, 3.7 to 4.5% of rhenium, 7.5 to 7.9% of tantalum, 0.2 to 0.7% of titanium, 3.2 to 4% of tungsten, 0 to 0.1% of silicon, the balance consisting of nickel and unavoidable impurities.

​The superalloy according to claim 2 or claim 3, wherein said superalloy comprises, in percentages by weight, 6.1 to 6.5% of aluminum, 9.5 to 10.5% of cobalt, 4 to 5% of chromium, 0.1 to 0.2% of hafnium, 0.3 to 0.7% of molybdenum, 3.7 to 4.5% of rhenium, 7.5 to 7.9% of tantalum, 0.2 to 0.7% of titanium, 3.2 to 4% of tungsten, 0 to 0.1% of silicon, the balance consisting of nickel and unavoidable impurities.

​The superalloy according to claim 4, wherein said superalloy comprises, in percentages by weight, 6.1 to 6.5% of aluminum,

9, 5 ​to 10% cobalt, 4 to 5% chromium, 0.1 to 0.2% hafnium, 0.3 to 0.7% molybdenum, 3.7 to 4.5% rhenium, 7.5 to 7.9% tantalum, 0.2 to 0.7% titanium, 3.2 to 4% tungsten, 0 to 0.1% silicon, the balance being nickel and unavoidable impurities.

​The superalloy according to claim 5, wherein said superalloy comprises, in percentages by weight, 6.1 to 6.3% of aluminum,

9, 5 ​to 10% cobalt, 4 to 5% chromium, 0.1 to 0.2% hafnium, 0.3 to 0.7% molybdenum, 3.7 to 4.5% rhenium, 7.5 to 7.9% tantalum, 0.2 to 0.7% titanium, 3.2 to 4% tungsten, 0 to 0.1% silicon, the balance being nickel and unavoidable impurities.

​The superalloy according to claim 6, wherein said superalloy comprises, in percentages by weight, 6.1 to 6.3% of aluminum,

9, 5 ​to 10% cobalt, 4 to 5% chromium, 0.1 to 0.2% hafnium, 0.3 to 0.7% molybdenum, 3.7 to 4.5% rhenium, 7.5 to 7.9% tantalum, 0.3 to 0.6% titanium, 3.2 to 4% tungsten, 0 to 0.1% silicon, the balance being nickel and unavoidable impurities.

​The superalloy according to claim 5, wherein said superalloy comprises, in percentages by weight, 6.1 to 6.5% of aluminum,

9, 5 ​to 10% cobalt, 4 to 5% chromium, 0.1 to 0.2% hafnium, 0.3 to 0.7% molybdenum, 3.7 to 4.5% rhenium, 7.5 to 7.9% tantalum, 0.3 to 0.6% titanium, 3.2 to 4% tungsten, 0 to 0.1% silicon, the balance being nickel and unavoidable impurities.

​The superalloy according to claim 7 or claim 8, wherein said superalloy comprises, in percentages by weight, 6.1 to 6.3% of aluminum, 9.5 to 10% of cobalt, 4 to 5% of chromium, 0.1 to 0.2% of hafnium, 0.3 to 0.7% of molybdenum, 3.7 to 4.5% of rhenium, 7.5 to 7.9% of tantalum, 0.3 to 0.6% of titanium, 3.4 to 3.8% of tungsten, 0 to 0.1% of silicon, the balance consisting of nickel and unavoidable impurities.

[Revendication 10] Superalliage selon la revendication 9, dans lequel ledit superalliage comprend, en pourcentages massiques, 6,1 à 6,3% d'aluminium, 9,5 à 10% de cobalt, 4 à 5% de chrome, 0,1 à 0,2% de hafnium, 0,3 à 0,7% de molybdène, 3,8 à 4,5% de rhénium, 7,5 à 7,9% de tantale, 0,3 à 0,6% de titane, 3,4 à 3,8% de tungstène, 0 à 0,1% de silicium, le complément étant constitué de nickel et des impuretés inévitables.

[Revendication 11] Superalliage selon la revendication 10, dans lequel ledit superalliage comprend, en pourcentages massiques, 6,1 à 6,3% d'aluminium, 9,5 à 10% de cobalt, 4,5 à 4,7% de chrome, 0,1 à 0,2% de hafnium, 0,3 à 0,7% de molybdène, 3,8 à 4,5% de rhénium, 7,6 à 7,9% de tantale, 0,35 à 0,55% de titane, 3,4 à 3,8% de tungstène, 0 à 0,1% de silicium, le

​balance consisting of nickel and unavoidable impurities.

[Revendication 12] Superalliage selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel le superalliage comprend une teneur en soufre inférieure ou égale à 2ppm en masse.

[Revendication 13] Pièce de turbomachine en superalliage à base de nickel selon l'une quelconque des revendications 1 à 12.

[Revendication 14] Pièce selon la revendication 13, dans laquelle ladite pièce est monocristalline.

[Revendication 15] Procédé de fabrication d'une pièce de turbomachine en superalliage à base de nickel selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 par fonderie.