BE563779A - - Google Patents

Description

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   L'invention est relative à des aubes pour turbines ou compresseurs. Ces aubes sont réalisées en alliages résistant à la chaleur et au fluage et, bien que ces alliages donnent satisfac- tion, on demande maintenant des aubes qui soient encore plus ré- sistantes aux très hautes températures d'utilisation. 



   Suivant la présente invention, une aube comprend une matrice en un alliage résistant à la chaleur et au fluage, en- tourant et renforcée par des tiges d'un métal ou d'un alliage, qui ont, à haute température, une résistance supérieure à celle 

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 de l'alliage de la matrice. L'alliage de la matlice peut avoir une base de nickel et de chrome avec ou sans l'un des éléments cobalt, fer et molybdène, ou de nickel et de molybdène avec ou sans fer ou cobalt ou les deux. L'invention est spécialement ap- plicable aux aubes pour lesquelles l'alliage de matrice a une base de nickel et de chrome, ou de nickel, de chrome et de cobalt, durcie par de l'aluminium et du titane. 



   Le métal ou alliage de renforcement est, de préférence, le molybdène ou un alliage de molybdène. Par alliage à base de molybdène, on signifie un alliage contenant au moins 80% de molyb- dène ; de tels alliages peuvent contenir 99% de molybdène ou plus, un exemple étant constitué par un alliage composé de   99,5%   de molybdène et de   0,5%   de titane. D'autres alliages de ce genre      continnent une petite quantité de zirconium, de vanadium ou de niobium, le restant étant du molybdène. Tous ces alliages seront englobés dans le mot "molybdène" pour la facilité. 



   Dans les nouvelles aubes préférées, le molybdène donne à l'aube la résistance requise, et la matrice sert essentiellement à protéger le molybdène d'une oxydation et à donner à l'aube la forme extérieure requise. La matrice peut, par conséquent, être un alliage ayant des propriétés de résistance au fluage et à la chaleur, qui ne seraient pas suffisamment bonnes si l'entièreté de l'aube était réalisée avec l'alliage de la matrice; en fait,   l'alliage   de la matrice peut être choisi principalement pour sa résistance à la chaleur et à l'oxydation. 



   La manière préférée de produire l'aube consiste à in- troduire les tiges de molybdène dans des trous forés dans une billette de l'alliage de matrice et à extruder cette billette à travers une filière pour réduire la section transversale à la fois de la matrice et des tiges. Une telle extrusion de billettes remplies est utilisée dans la fabrication des aubes ayant des pas, 

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 sages de refroidissement, la matière de remplissage utilisée étant ensuite,enlevée pour libérer les passages. L'un quelconque des pro- . cédés utilises dans la production de ce type d'aube peut être em- ployé dans la présente invention également, sauf évidemment que le molybdène est laissé en place après l'extrusion.

   Si une aube suivant la présente invention devait également comporter des pas- sages de refroidissement, certains des trous forés dans la billets te pourraient être remplis de molybdène, et d'autres trous avec une matière de'remplissage, par exemple un alliage   de fer-manga-   nèse-titane, qui est finalement enlevée. 



   Un procédé spécialement convenable de production d'une aube consiste à extruder la   biltte   seulement partiellement à travers une filière de manière à laisser une partie de la bitte dans le réservoir d'extrusion pour former la racine de l'aube. 



  Dans ce cas, les trous qui sont forés dans la blatte pour rece- voir le molybdène peuvent être borgnes, en ne s'étandent que jus- qu'à ou dans la partie de la billette à partir de laquelle la racine doit être formée. Les trous, s'il y en a, qui forment fi- nalement les passages de refroidissement peuvent s'étendre tota- lement à travers la   biltte   ou être borgnes; dans ce dernier cas, un ou plusieurs passages sont réalisés plus tard dans la ra- cine pour rencontrer les passages de l'aube proprement dite. 



   Pour assurer un bon renforment, il devrait y   =).voir   au moins trois tiges, de préférence même   p.us.   Ces tiges peuvent avantageusement constituer de 20 à 50% de la section transversale totale de l'aube proprement dite, si elle est pleine, mais si   l'au-'   be comporte des passages de refroidissement, les tiges de renfor-   @   cement ne peuvent pas constituer plus de '15% de cette section. 



   Il est important   d'empêcher   l'oxydation du molybdène. 



  Les tiges de molybdène sont, de préférence, revêtues de nickel, par exemple par galvanoplastie, avant d'être introduites dans la matrice. Une feuille de nickel peut également être utilisée. 

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   Les tiges de renforcement doivent aider à augmenter la résistance des aubes au fluage, et elles devraient être liées métallurgiquement ou solidarisées mécaniquement à la matrice. Un - revêtement de nickel peut être employé avec des revêtements inter- médiaires convenables pour assurer   -ne   liaison métallurgique. Si l'aube est produite par extrusion comme dénuit ci-avant, les tiges seront solidarisées à la matrice, spécialement lorsque, comme résultat de l'extrusion, elles sont déformées pour s'écarter de la ligne droite. 



   Le dessin annexé montre une coupe transversale à tra- vers une aube suivant l'invention. La matrice est désignée par 1, les tiges de renforcement de molybdène par 2 et les passages laissés par l'enlèvement de la matière de remplissage par 3. 



   A titre d'exemple, les tiges de molybdène peuvent ini- tialement être d'un diamètre de 3/32 de pouce et être couvertes d'abord d'un revêtement plaqué d'or, puis de palladium sur une profondeur de 1/2 millième de pouce, et finalement de nickel sur une profondeur de 1 millième de pouce. 



   Une billette de 1 1/2 pouce carré, réalisée en un allia ge d'une composition nominale de 58% de nickel, de 20% de chrome, de   16%   de cobalt, de 0,08% de carbone et de petites quantités d'aluminium, de titane, de manganèse, de silicium et de fer, est forée pour présenter des trous borgnes ayant chacun un diamètre de 1/8 pouce. Les intérieurs des trous sont plaqués de nickel sur une épaisseur de 1 millième de pouce. Les tiges de molybdène sont introduites dans les trous, et une soudure de nickel de 0,25 pouce est déposée sur l'extrémité de la   bilette   pour sceller les tiges dans lestrous. 



   La billette est chauffée pendant 40 minutes à 1150 C et extrudée avec un rapport d'extrusion de 5/1 pour donner une section d'aube ayant 1,5 pouce de largeur de corde. L'aube est traitée thermiquement par chauffage pendant 4 heures à   1150 0,   re- froidissement dans l'air, chauffage pendant 8 heures à 1080 C et refroidissement dans l'air. Cela mène à une   diffusion   entre les 

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 diverses couches et à une bonne liaison de la matrice et du molyb- dène. 



   Lorsqu'on utilise un procédé d'extrusion, la billette avec ses tiges de polybdène revêtues de nickel peut être chauffée pour amener le nickel à se lier à l'alliage de la matrice avant que l'extrusion ne soit produite. 



   Les métaux et alliages de renforcement qu'on peut utiliser au lieu du molybdène sont le tungstène, un alliage à haute teneur en tungstène, le zirconium, un alliage à haute te- , neur en zirconium, le niobium, et un alliage à haute teneur en niobium. Il est désirable de produire, dans chaque cas, le métal 
1, ou alliage de renforcement avec un revêtement ou gainage protec- teur, par exemple de nickel. 



   REVENDICATIONS 
1. Une aube de turbine ou de compresseur, comprenant une matrice en un alliage résistant à la chaleur et au fluage,      entourant et renforcée par des tiges d'un métal ou d'un alliage, qui ont, à haute température, une résistance supérieure à celle de l'alliage de la matrice. 



   2. Une aube de turbine ou de compresseur, comprenant une matrice en un alliage résistant à la chaleur et au fluage, entourant et renforcée par des tiges de molybdène ou d'un alliage à base de molybdène. 



   3. Une aube de turbine ou de compresseur, comprenant une matrice en un alliage résistant à la chaleur et au fluage, ayant une base de nickel et de chrome, ou de nickel, de/chrome et de cobalt, durcie par de l'aluminium et du titane, la matrice entourant et étant renforcée pab trois tiges ou plus de molybdène ou d'un alliage à base de molybdène. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. 4. Une aube suivant l'une quelconque des revendications précédentes, comportant des passages de refroidissement, dans la- quelle les tiges constituent de 15 à 50% de la section transversa- <Desc/Clms Page number 6> le totale de l'aube proprement dite.

   5. Une aube pleine suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, dans laquelle les tiges constituent de 15 à 50% de la section transversale totale de l'aube proprement dite.

   6. Une aube suivant l'une quelconque des revendica- tions précédentes, dans laquelle les tiges comportent des revête- ments de nickel.

   7. Procédé de fabrication d'une aube de turbine ou de compresseur suivant la revendication 1, dans @ lequel les tiges sont introduites dans des trous forés dans une billette de l'alliage de matrice, cette billette étant ensuite extrudée à tra- vers une filière.

   8. Procédé suivant la revendication 7, dans lequel la billette n'est extrudée que partiellement'à travers une filière, de manière à laisser une partie de la billette dans le réservoir d'extrusion, pour former la racine de l'aube, et les trous forés dans la bilette pour recevoir les tiges sont borgnes, en ne s'é- tendant que jusqu'à ou dans la partie de la billette, à partir de laquelle la racine doit être formée. 7 ou on 9. Procédé suivant les revendications/8 pour la productif d'une aube comportant des aubes de refroidissement, dans lequel certains seulement des trous forés dans la billette sont remplis par les tiges, les autres trous étant garnis d'une matière de rem- plissage qui est enlevée après l'extrusion.

   10. Procédé suivant la revendication 7, tel que decrit dans l'exemple donné.