JPH07166802A - タービンブレイドとこのタービンブレイドを作製する方法 - Google Patents
タービンブレイドとこのタービンブレイドを作製する方法Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 中間温度と高温で運転するタービンに採用で
き、長寿命で同時に簡単に大量生産できるタービンブレ
イドとその製造方法を提供する。 【構成】 このタービンブレイドは添加物を含むガンマ
窒化アルミニウム基材の合金製鋳造本体を有し、シャベ
ル状の翼１，基礎部分２および場合によってカバーベル
ト３を有する。合金は、シャベル状の翼１の部品で、粗
粒組織で高張力および長時間安定性の構造材料となり、
基礎部分２やカバーベルト３の部品で微粒組織で翼１に
ある材料に比べて高い延性となる。
き、長寿命で同時に簡単に大量生産できるタービンブレ
イドとその製造方法を提供する。 【構成】 このタービンブレイドは添加物を含むガンマ
窒化アルミニウム基材の合金製鋳造本体を有し、シャベ
ル状の翼１，基礎部分２および場合によってカバーベル
ト３を有する。合金は、シャベル状の翼１の部品で、粗
粒組織で高張力および長時間安定性の構造材料となり、
基礎部分２やカバーベルト３の部品で微粒組織で翼１に
ある材料に比べて高い延性となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、シャベル状の翼、ブ
レイドの基礎部分、および、場合によっては、ブレード
のカバーベルトを有する、添加物を含有するガンマ窒化
アルミニウム基材の合金から成る鋳造本体を有するター
ビンブレイドに関する。この発明は、更にこのようなタ
ービンブレイドを作製する方法にもに関する。
レイドの基礎部分、および、場合によっては、ブレード
のカバーベルトを有する、添加物を含有するガンマ窒化
アルミニウム基材の合金から成る鋳造本体を有するター
ビンブレイドに関する。この発明は、更にこのようなタ
ービンブレイドを作製する方法にもに関する。
【０００２】
【従来の技術】ガンマ窒化アルミニウムは、高温に曝す
タービンブレイド用の材料として使用するのに好ましい
種々の特性を有する。これには、とりわけ、通常使用す
る超合金に比べて密度が低くく、例えば Ni 超合金で
は、二倍以上になる。
タービンブレイド用の材料として使用するのに好ましい
種々の特性を有する。これには、とりわけ、通常使用す
る超合金に比べて密度が低くく、例えば Ni 超合金で
は、二倍以上になる。
【０００３】G. Sauthoff 著 "Intermetadlic Phases"
(金属間化合物の相), Werkstoffezwichen Metall und K
eramik (金属とセラミックスの間の材料), Magazin neu
eWerkstoffe (新しい材料の雑誌), 1 / 89,第 15 〜 19
頁によれば、冒頭に述べた種類のタービンブレイドが
公知である。このタービンブレイドの材料は比較的高い
熱安定性を有するが、この材料の延性は室温で比較的小
さい。そのため、タービンブレイドの曲げ応力を受ける
部品で、損傷を確実に排除することができない。
(金属間化合物の相), Werkstoffezwichen Metall und K
eramik (金属とセラミックスの間の材料), Magazin neu
eWerkstoffe (新しい材料の雑誌), 1 / 89,第 15 〜 19
頁によれば、冒頭に述べた種類のタービンブレイドが
公知である。このタービンブレイドの材料は比較的高い
熱安定性を有するが、この材料の延性は室温で比較的小
さい。そのため、タービンブレイドの曲げ応力を受ける
部品で、損傷を確実に排除することができない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、中
間温度および高温で運転されるタービンに採用する場
合、寿命の長い点で優れている、冒頭に述べた種類のタ
ービンブレイドを提供することにあり、同時にこのよう
なタービンブレイドを簡単で、しかも大量生産に適した
方法で製造する方法を提示することにある。
間温度および高温で運転されるタービンに採用する場
合、寿命の長い点で優れている、冒頭に述べた種類のタ
ービンブレイドを提供することにあり、同時にこのよう
なタービンブレイドを簡単で、しかも大量生産に適した
方法で製造する方法を提示することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、この発明
により、シャベル状の翼（１）、ブレイドの基礎部分
（２）、および、場合によっては、ブレードのカバーベ
ルト（３）を有し、添加物を含むガンマ窒化アルミニウ
ムの基材の合金から成る鋳造本体を有するタービンブレ
イドの場合、この合金が少なくともシャベル状の翼
（１）の部分で、粗粒組織で高い引張強度と長時間安定
性となる構造の材料形状であり、少なくともブレイドの
基礎部分（２）や、場合によって設けてあるブレードの
カバーベルト（３）の部品で、微粒組織とシャベル状の
翼（１）の材料に比べて高い延性の材料形状であること
によって解決されている。
により、シャベル状の翼（１）、ブレイドの基礎部分
（２）、および、場合によっては、ブレードのカバーベ
ルト（３）を有し、添加物を含むガンマ窒化アルミニウ
ムの基材の合金から成る鋳造本体を有するタービンブレ
イドの場合、この合金が少なくともシャベル状の翼
（１）の部分で、粗粒組織で高い引張強度と長時間安定
性となる構造の材料形状であり、少なくともブレイドの
基礎部分（２）や、場合によって設けてあるブレードの
カバーベルト（３）の部品で、微粒組織とシャベル状の
翼（１）の材料に比べて高い延性の材料形状であること
によって解決されている。
【０００６】更に、上記の課題は、この発明により、上
記のタービンブレイドを作製する方法の場合、以下の製
造ステップ、即ち、 −合金を溶融する、 −溶融体を鋳造して、タービンブレイドの形状の鋳造本
体にする、 −鋳造本体を高温均等プレスする、 −高温均等プレスされた鋳造本体のブレイドの基礎部分
（２）やブレードのカバーベルト（３）に相当する部品
を一回またはそれ以上等温熱間成形して、微粒組織の材
料を形成し、 −等温熱間成形の前または後に高温均等プレスした鋳造
本体の少なくともシャベル状の翼（１）に相当する部品
を熱処理して、粗粒組織の材料を形成し、 −高温均等プレスされ、熱間成形して熱処理された鋳造
本体を材料除去による加工を行い、タービンブレイドを
形成する、 が行われることによって解決されている。
記のタービンブレイドを作製する方法の場合、以下の製
造ステップ、即ち、 −合金を溶融する、 −溶融体を鋳造して、タービンブレイドの形状の鋳造本
体にする、 −鋳造本体を高温均等プレスする、 −高温均等プレスされた鋳造本体のブレイドの基礎部分
（２）やブレードのカバーベルト（３）に相当する部品
を一回またはそれ以上等温熱間成形して、微粒組織の材
料を形成し、 −等温熱間成形の前または後に高温均等プレスした鋳造
本体の少なくともシャベル状の翼（１）に相当する部品
を熱処理して、粗粒組織の材料を形成し、 −高温均等プレスされ、熱間成形して熱処理された鋳造
本体を材料除去による加工を行い、タービンブレイドを
形成する、 が行われることによって解決されている。
【０００７】この発明による他の有利な構成は、特許請
求の範囲の従属請求項に記載されている。
求の範囲の従属請求項に記載されている。
【０００８】
【実施例】以下、この発明を図面に基づきより詳しく説
明する。添付図に示す、灼熱し、高温熱平衡状態でプレ
スし、熱加工して熱処理した鋳造本体には、この発明に
よるタービンブレイドの重要な材料および成形特性があ
る。この鋳造本体は、長手方向に延びたシャベル状の翼
１，このシャベル状の翼１の一端に成形された基礎部分
２およびこのシャベル状の翼の他端に成形されたカバー
ベルト３を有する。上記鋳造本体から、僅かな材料除去
加工によってこの発明によるタービンブレイドが作製さ
れる。上記の材料除去加工は、実質上この鋳造本体の寸
法をタービンブレイドの所望の寸法に合わせるためにあ
る。基礎部分２とカバーベルト３では、この加工は切削
と研磨によって有利に行える。その場合、同時に図面に
破線で示すクリスマスツリー状に配設された基礎部分２
の固定溝４も形成される。シャベル状の翼を、好ましく
は電気化学処理によって翼の所望の形状に合わせる。
明する。添付図に示す、灼熱し、高温熱平衡状態でプレ
スし、熱加工して熱処理した鋳造本体には、この発明に
よるタービンブレイドの重要な材料および成形特性があ
る。この鋳造本体は、長手方向に延びたシャベル状の翼
１，このシャベル状の翼１の一端に成形された基礎部分
２およびこのシャベル状の翼の他端に成形されたカバー
ベルト３を有する。上記鋳造本体から、僅かな材料除去
加工によってこの発明によるタービンブレイドが作製さ
れる。上記の材料除去加工は、実質上この鋳造本体の寸
法をタービンブレイドの所望の寸法に合わせるためにあ
る。基礎部分２とカバーベルト３では、この加工は切削
と研磨によって有利に行える。その場合、同時に図面に
破線で示すクリスマスツリー状に配設された基礎部分２
の固定溝４も形成される。シャベル状の翼を、好ましく
は電気化学処理によって翼の所望の形状に合わせる。
【０００９】図に示す鋳造本体は、実質上、添加物質を
含むガンマ窒化アルミニウム基材の合金で構成されてい
る。少なくとも翼１の部品には、粗粒状の組織と高張力
で長時間安定性を与える組織を有する材料の形状にされ
た上記合金が使用されている。少なくとも基礎部分２と
カバーベルト３の部品には、微粒状の組織と翼１にある
材料に比べてより高い延性を有する材料の形状にされた
上記合金が使用される。こうして、シャベル状の翼の寿
命が長くなる。このことは、一方でタービンを高温で運
転している場合のシャベル状の翼が粗粒組織とその構造
のために良好な引張強度と長時間安定性を有し、これに
反して、低温にある場合、少ない延性が問題にならない
ことによる。他方で、このことは、タービンを運転して
いる時、基礎部分とカバーベルトは比較的低温にあり、
微粒組織とその構造によりシャベル状の翼の材料に比べ
て高い延性を有することによっている。この基礎部分と
カバーベルトによって、長い時間にわたって、かなり大
きな捩じり応力や曲げ応力を受け止め、応力割れを発生
しない。
含むガンマ窒化アルミニウム基材の合金で構成されてい
る。少なくとも翼１の部品には、粗粒状の組織と高張力
で長時間安定性を与える組織を有する材料の形状にされ
た上記合金が使用されている。少なくとも基礎部分２と
カバーベルト３の部品には、微粒状の組織と翼１にある
材料に比べてより高い延性を有する材料の形状にされた
上記合金が使用される。こうして、シャベル状の翼の寿
命が長くなる。このことは、一方でタービンを高温で運
転している場合のシャベル状の翼が粗粒組織とその構造
のために良好な引張強度と長時間安定性を有し、これに
反して、低温にある場合、少ない延性が問題にならない
ことによる。他方で、このことは、タービンを運転して
いる時、基礎部分とカバーベルトは比較的低温にあり、
微粒組織とその構造によりシャベル状の翼の材料に比べ
て高い延性を有することによっている。この基礎部分と
カバーベルトによって、長い時間にわたって、かなり大
きな捩じり応力や曲げ応力を受け止め、応力割れを発生
しない。
【００１０】この発明によるタービンブレイドを、中間
温度、つまり 200〜 1000 ℃の間の温度で、特にガスタ
ービンやコンプレッサに有利に使用できる。この場合、
ガスタービンあるいはコンプレッサの実際の形状に応じ
て、シャベル状の翼３があっても良く、あるいはなくて
もよい。
温度、つまり 200〜 1000 ℃の間の温度で、特にガスタ
ービンやコンプレッサに有利に使用できる。この場合、
ガスタービンあるいはコンプレッサの実際の形状に応じ
て、シャベル状の翼３があっても良く、あるいはなくて
もよい。
【００１１】添付図の鋳造本体は、以下のようにして作
製される。アルゴンのような保護ガスの下で、あるいは
真空中の誘導加熱炉中で、添加物質としてクロムを含む
ガンマ窒化アルミニウムの基材による以下の合金を溶融
する。
製される。アルゴンのような保護ガスの下で、あるいは
真空中の誘導加熱炉中で、添加物質としてクロムを含む
ガンマ窒化アルミニウムの基材による以下の合金を溶融
する。
【００１２】Al ＝ 48 at％ Cr ＝ 3 at％ Ti ＝ 残り 他の適当な合金は、添加物質として B, Co, Cr, Ge, H
f, Mn, Mo, Nb, Pd, Si, Ta, V, Y, W および Zr の少
なくとも一つまたはそれ以上を含むガンマ窒化アルミニ
ウムである。添加すべき添加物質の量は、好ましくは
0.5〜 8原子パーセントである。
f, Mn, Mo, Nb, Pd, Si, Ta, V, Y, W および Zr の少
なくとも一つまたはそれ以上を含むガンマ窒化アルミニ
ウムである。添加すべき添加物質の量は、好ましくは
0.5〜 8原子パーセントである。
【００１３】この溶融体は作製すべきタービンブレイド
の一つに相当する鋳型に注湯される。形成された鋳造本
体は、均質処理のため、例えば 10 時間の間、約 1100
℃のアルゴン雰囲気中で加熱し、室温に冷却すると有利
である。次いで、鋳造黒皮とスケールの層を除去し、例
えば、約１mmの表面層を機械的あるいは化学的な方法で
除去する。表面処理した鋳造本体を型に合った炭素軟鉄
の容器に入れ、この容器をガス気密にして溶接する。封
入された鋳造本体は、今度は 1260 ℃の温度で３時間の
間、120 MPa の圧力下で高温均質にプレスされ、冷却さ
れる。
の一つに相当する鋳型に注湯される。形成された鋳造本
体は、均質処理のため、例えば 10 時間の間、約 1100
℃のアルゴン雰囲気中で加熱し、室温に冷却すると有利
である。次いで、鋳造黒皮とスケールの層を除去し、例
えば、約１mmの表面層を機械的あるいは化学的な方法で
除去する。表面処理した鋳造本体を型に合った炭素軟鉄
の容器に入れ、この容器をガス気密にして溶接する。封
入された鋳造本体は、今度は 1260 ℃の温度で３時間の
間、120 MPa の圧力下で高温均質にプレスされ、冷却さ
れる。
【００１４】この合金の加熱は、組成に応じて、1000〜
1100 ℃の間の温度で、少なくとも半時間で高々 30 時
間の間行われる。同じことは高温均等プレスにも当ては
まる。このプレスは 1200 〜 1300 ℃の間の温度で、10
0 〜 150 MPaの圧力の場合、少なくとも１時間で高々５
時間にわたって行うと有利である。
1100 ℃の間の温度で、少なくとも半時間で高々 30 時
間の間行われる。同じことは高温均等プレスにも当ては
まる。このプレスは 1200 〜 1300 ℃の間の温度で、10
0 〜 150 MPaの圧力の場合、少なくとも１時間で高々５
時間にわたって行うと有利である。
【００１５】次いで、加熱され高温均等プレスをした鋳
造本体の基礎部分２やカバーベルト３に相当する部品を
一回から数回等温熱間成形して微粒組織を有する材料を
形成し、加熱され高温均等プレスをした鋳造本体の少な
くともシャベル状の翼１に相当する部品の熱処理が等温
熱間成形の前または後に行い、粗粒組織を有する材料を
形成する。
造本体の基礎部分２やカバーベルト３に相当する部品を
一回から数回等温熱間成形して微粒組織を有する材料を
形成し、加熱され高温均等プレスをした鋳造本体の少な
くともシャベル状の翼１に相当する部品の熱処理が等温
熱間成形の前または後に行い、粗粒組織を有する材料を
形成する。
【００１６】その場合、２段の工程を行うと有利であ
る。第一段の工程では、加熱して高温均等プレスした鋳
造本体を等温熱間成形の前に熱処理して粗粒組織を有す
る材料を形成し、これに反して、第に工程では、加熱さ
れ高温均等プレスをした鋳造本体のシャベル状の翼に相
当する部品を等温熱間成形の後に熱処理して粗粒組織を
有する材料を形成する。等温熱間成形の前に加熱して高
温均等プレスした鋳造本体を 10 〜 50 ℃/minの速度で
熱間成形に必要な温度まで加熱すると合理的である。
る。第一段の工程では、加熱して高温均等プレスした鋳
造本体を等温熱間成形の前に熱処理して粗粒組織を有す
る材料を形成し、これに反して、第に工程では、加熱さ
れ高温均等プレスをした鋳造本体のシャベル状の翼に相
当する部品を等温熱間成形の後に熱処理して粗粒組織を
有する材料を形成する。等温熱間成形の前に加熱して高
温均等プレスした鋳造本体を 10 〜 50 ℃/minの速度で
熱間成形に必要な温度まで加熱すると合理的である。
【００１７】第一工程を行う場合、鋳造本体を 1200 〜
1400 の温度に加熱し、加熱温度と合金組成に応じて
0.5〜 25 時間加熱する。冷却時には、更に１〜５時間
の熱処理を行う。この熱処理の後、鋳造本体は粗粒組織
と、高い引張強度と長時間安定性を与える構造を有す
る。この熱処理された鋳造本体は 1100 ℃に加熱され、
この温度に保持される。そして、基礎部分２やカバーベ
ルト３を 1100 ℃で等温鍛造する。使用する工具は、主
に鍛造ブレスであって、以下の組成を有する市販名TZM
を有するモリブデン合金製である。
1400 の温度に加熱し、加熱温度と合金組成に応じて
0.5〜 25 時間加熱する。冷却時には、更に１〜５時間
の熱処理を行う。この熱処理の後、鋳造本体は粗粒組織
と、高い引張強度と長時間安定性を与える構造を有す
る。この熱処理された鋳造本体は 1100 ℃に加熱され、
この温度に保持される。そして、基礎部分２やカバーベ
ルト３を 1100 ℃で等温鍛造する。使用する工具は、主
に鍛造ブレスであって、以下の組成を有する市販名TZM
を有するモリブデン合金製である。
【００１８】Ti ＝ 0.5 wt ％ Zr ＝ 0.1 wt ％ C ＝ 0.02 wt％ Mo ＝ 残り 鍛造すべき材料の降伏点は 1100 ℃の場合、約 260 MPa
であった。成形は変形度ε＝ 1.3 までの鍛造によって
行われる。その場合、 ε＝ ln (h0/h) であって、ここで h0＝加工品の元の高さ、 h ＝成形後の加工品の高さ を意味する。直線状の成形速度（鍛造ブレスのプレス速
度）は鍛造工程の最初で0.1 mm/s であった。鍛造プレ
スの初期圧力は約 300 MPaであった。
であった。成形は変形度ε＝ 1.3 までの鍛造によって
行われる。その場合、 ε＝ ln (h0/h) であって、ここで h0＝加工品の元の高さ、 h ＝成形後の加工品の高さ を意味する。直線状の成形速度（鍛造ブレスのプレス速
度）は鍛造工程の最初で0.1 mm/s であった。鍛造プレ
スの初期圧力は約 300 MPaであった。
【００１９】合金の組成に応じて、 1050 〜 1200 ℃の
温度で、 5・10-5 s-1〜10-2 s-1の成形速度で変形度ε
＝ 1.6までの熱間成形が行える。その場合、基礎部分２
や、場合によっては、カバーベルト３のような熱間成形
する部品は、鍛造プレス機中でタービンブレイドの長手
軸に交差する少なくとも二つの方向に鍛造して捏ね、次
いで最終成形のまめ仕上げプレスされる。この仕上げプ
レスされた部品は、シャベル状の翼にある材料に比べて
高い延性の微粒組織を有する。上に説明したように製造
されたタービンブレイドでは、材料の引張強度と延性が
シャベル状の翼１でそれぞれ 390 MPaと 0.3％であり、
基礎部分２とカバーベルト３ではそれぞれ 370 MPaと
1.3％であった。
温度で、 5・10-5 s-1〜10-2 s-1の成形速度で変形度ε
＝ 1.6までの熱間成形が行える。その場合、基礎部分２
や、場合によっては、カバーベルト３のような熱間成形
する部品は、鍛造プレス機中でタービンブレイドの長手
軸に交差する少なくとも二つの方向に鍛造して捏ね、次
いで最終成形のまめ仕上げプレスされる。この仕上げプ
レスされた部品は、シャベル状の翼にある材料に比べて
高い延性の微粒組織を有する。上に説明したように製造
されたタービンブレイドでは、材料の引張強度と延性が
シャベル状の翼１でそれぞれ 390 MPaと 0.3％であり、
基礎部分２とカバーベルト３ではそれぞれ 370 MPaと
1.3％であった。
【００２０】第二工程では、鋳造本体は、例えば 10 〜
50 ℃/minの加熱速度で 1100 ℃まで加熱され、この温
度に保持される。次いで、基礎部分２やカバーベルト３
を上に説明した方法によって 1100 ℃で等温鍛造する。
仕上げ鍛造されたこれ等の部品も同様にシャベル状の翼
１にある材料に比べて高い延性の微粒組織を有する。
50 ℃/minの加熱速度で 1100 ℃まで加熱され、この温
度に保持される。次いで、基礎部分２やカバーベルト３
を上に説明した方法によって 1100 ℃で等温鍛造する。
仕上げ鍛造されたこれ等の部品も同様にシャベル状の翼
１にある材料に比べて高い延性の微粒組織を有する。
【００２１】シャベル状の翼１の周囲に装着した誘導コ
イルによって、このシャベル状の翼を 1200 〜 1400 ℃
の間の温度に加熱し、加熱温度と合金組成に応じて、0.
5 〜５時間熱処理する。冷却時には、更に１〜５時間に
わたる熱処理が行われる。この熱処理の後、シャベル状
の翼は優れた粗粒組織と高い引張強度と長時間安定性と
なる構造を有する。このように作製されたタービンブレ
イドでは、シャベル状の翼１や基礎部分２およびカバー
ベルト３の材料の引張強度と延性は、先に説明した方法
によって作製したタービンブレイドの場合とほぼ同じ値
になる。
イルによって、このシャベル状の翼を 1200 〜 1400 ℃
の間の温度に加熱し、加熱温度と合金組成に応じて、0.
5 〜５時間熱処理する。冷却時には、更に１〜５時間に
わたる熱処理が行われる。この熱処理の後、シャベル状
の翼は優れた粗粒組織と高い引張強度と長時間安定性と
なる構造を有する。このように作製されたタービンブレ
イドでは、シャベル状の翼１や基礎部分２およびカバー
ベルト３の材料の引張強度と延性は、先に説明した方法
によって作製したタービンブレイドの場合とほぼ同じ値
になる。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によるタ
ービンブレイドは、従来技術による同様なタービンブレ
イドに比べて、特に曲げによる応力が強い場合でも、寿
命が長い点で優れている。このことは、タービンブレイ
ドの応力を受ける種々の部品が材料として使用されるガ
ンマ窒化アルミニウムの種々の特異な改善性を有するこ
とによって可能になっている。この場合、タービンブレ
イドがタービンブレイドが低価格で製造できる一体の鋳
造本体でのみ作製できると言う製造技術上著しい利点が
ある。更に、この方法は、鋳造、炉、プレスおよび機械
ないしは電気化学的な加工装置のような普及した手段を
採用することによって大量生産に適した方法で構成でき
る。
ービンブレイドは、従来技術による同様なタービンブレ
イドに比べて、特に曲げによる応力が強い場合でも、寿
命が長い点で優れている。このことは、タービンブレイ
ドの応力を受ける種々の部品が材料として使用されるガ
ンマ窒化アルミニウムの種々の特異な改善性を有するこ
とによって可能になっている。この場合、タービンブレ
イドがタービンブレイドが低価格で製造できる一体の鋳
造本体でのみ作製できると言う製造技術上著しい利点が
ある。更に、この方法は、鋳造、炉、プレスおよび機械
ないしは電気化学的な加工装置のような普及した手段を
採用することによって大量生産に適した方法で構成でき
る。
【図１】材料除去によってこの発明によるタービンブレ
イドを作製する、加熱され、高温均等プレスし、熱間成
形して熱処理された鋳造本体の斜視図である。
イドを作製する、加熱され、高温均等プレスし、熱間成
形して熱処理された鋳造本体の斜視図である。
【符号の説明】 １ シャベル状の翼 ２ 基礎部分 ３ カバーベルト ４ 固定溝
Claims (15)
- 【請求項１】 シャベル状の翼（１）、ブレイドの基礎
部分（２）、および、場合によっては、ブレードのカバ
ーベルト（３）を有し、添加物を含むガンマ窒化アルミ
ニウムの基材の合金から成る鋳造本体を有するタービン
ブレイドにおいて、この合金が少なくともシャベル状の
翼（１）の部分で、粗粒組織で高い引張強度と長時間安
定性となる構造の材料形状であり、少なくともブレイド
の基礎部分（２）や、場合によって設けてあるブレード
のカバーベルト（３）の部品で、微粒組織とシャベル状
の翼（１）の材料に比べて高い延性の材料形状であるこ
とを特徴とするタービンブレイド。 - 【請求項２】 合金中には、添加物として B, Co, Cr,
Ge, Hf, Mn, Mo, Nb, Pd, Si, Ta, V, Y, W および Zr
の少なくとも一つまたはそれ以上が含まれていることを
特徴とする請求項１に記載のタービンブレイド。 - 【請求項３】 合金は、少なくとも 0.5から高々８原子
パーセントの添加物を含むことを特徴とする請求項２に
記載のタービンブレイド。 - 【請求項４】 請求項１のタービンブレイドを作製する
方法において、以下の製造ステップが行われる。即ち、 −合金を溶融する、 −溶融体を鋳造して、タービンブレイドの形状の鋳造本
体にする、 −鋳造本体を高温均等プレスする、 −高温均等プレスされた鋳造本体のブレイドの基礎部分
（２）やブレードのカバーベルト（３）に相当する部品
を一回またはそれ以上等温熱間成形して、微粒組織の材
料を形成し、 −等温熱間成形の前または後に高温均等プレスした鋳造
本体の少なくともシャベル状の翼（１）に相当する部品
を熱処理して、粗粒組織の材料を形成し、 −高温均等プレスされ、熱間成形して熱処理された鋳造
本体を材料除去による加工を行い、タービンブレイドを
形成する、 ことを特徴とする方法。 - 【請求項５】 高温均等プレスした鋳造本体は、等温熱
間成形の前に熱処理されて、粗粒組織の材料を形成する
ことを特徴とする請求項４に記載の方法。 - 【請求項６】 高温均等プレスした鋳造本体のシャベル
状の翼（１）を有する部品は、等温熱間成形の後に熱処
理され、粗粒組織の材料を形成することを特徴とする請
求項４に記載の方法。 - 【請求項７】 熱処理は誘導コイルを用いて行われるこ
とを特徴とする請求項６に記載の方法。 - 【請求項８】 熱処理は 1200 〜 1400 ℃の間で行われ
ることを特徴とする請求項４〜７の何れか１項に記載の
方法。 - 【請求項９】 その後、他の熱処理が 800〜 1000 ℃の
間で行われることを特徴とする請求項８に記載の方法。 - 【請求項１０】 熱間成形は、 1050 〜 1200 ℃の温度
で 5・10-5 s-1〜10 -2 s-1の成形速度で変形度ε＝ 1.6
まで行い、その場合、 ε＝ ln (h0/h) であって、ここで h0＝加工品の元の高さ、 h ＝成形後の加工品の高さ を意味する、ことを特徴とする請求項４〜９の何れか１
項に記載の方法。 - 【請求項１１】 熱間成形は、鍛造プレス機中で行われ
ることを特徴とする請求項１０に記載の方法。 - 【請求項１２】 熱間成形すべき部品は、鍛造プレス機
中で鍛造によって、タービンブレイドの長手軸に交差す
る少なくとも二つの方向に先ず捏ね、次いで最終形状に
仕上げプレスされることを特徴とする請求項１１に記載
の方法。 - 【請求項１３】 高温均等プレスされた鋳造本体は等温
熱間成形の前に室温に冷却され、その後、 10 〜 50 ℃
の間の速度で熱間成形時の温度に加熱されることを特徴
とする請求項４〜１２の何れか１項に記載の方法。 - 【請求項１４】 鋳造本体は等温熱間成形と熱処理の前
に 1000 〜 1100 ℃の間の温度で均質処理されることを
特徴とする請求項４〜１３の何れか１項に記載の方法。 - 【請求項１５】 高温均質プレスは、 1200 〜 1300 ℃
の間の温度と 100〜150 MPaの圧力で行われることを特
徴とする請求項４〜１４の何れか１項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE91107707:1 | 1991-05-13 | ||
| EP91107707A EP0513407B1 (de) | 1991-05-13 | 1991-05-13 | Verfahren zur Herstellung einer Turbinenschaufel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07166802A true JPH07166802A (ja) | 1995-06-27 |
Family
ID=8206718
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4116420A Pending JPH07166802A (ja) | 1991-05-13 | 1992-05-08 | タービンブレイドとこのタービンブレイドを作製する方法 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5299353A (ja) |
| EP (1) | EP0513407B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07166802A (ja) |
| KR (1) | KR920021236A (ja) |
| CN (1) | CN1025358C (ja) |
| CA (1) | CA2068504A1 (ja) |
| DE (1) | DE59106047D1 (ja) |
| PL (1) | PL168950B1 (ja) |
| RU (1) | RU2066253C1 (ja) |
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