JPS5893590A

JPS5893590A - 金属部材の製造法

Info

Publication number: JPS5893590A
Application number: JP19195381A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Fukui; 寛福井; Hiroshi Soeno; 添野　浩
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1981-11-30
Filing date: 1981-11-30
Publication date: 1983-06-03

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は新規な金属部材の製造法に係り、特に高温強度
及び耐高温腐食性にすぐれかつ製造容易な合耐熱合金の
製造方法に関する。

ガスタービンあるいはジェットエンジンでは効率向上を
目的に年々タービン入口温度が上昇している。このため
タービンの高温部、例えば動翼。

＼、静翼及び燃焼器に使用される耐熱合金の改良、開発が盛
んに行われている。合金成分による新合金の開発は頭打
ちの傾向にある。耐熱合金に代る耐熱材料として最近繊
維強化複合耐熱材料が研究されている。この複合材料は
夕／ゲステン（Ｗ）あるいはモリブデン（ＭＯ）の様な
耐火金属、もしくは合金の繊維を耐熱金属や合金中に複
合化させて高温強度を向上させたものである。

繊維複合耐熱材料は一般に■Ｗ織繊維集合し、その集合
体に鋳造によシ他の金鋼を溶浸させる鋳ぐるみ複合材と
する方法、■Ｗ織繊維集合し、その集合体に超合金粉末
をスリップキャステングにより浸透させ複合材とする方
法、■Ｗ織繊維合金の薄板もしくは箔と交互に重ね合せ
接合により複合材とする方法がある。

■による鋳造鋳ぐるみ複合材はＷ繊維とのぬれ性が十分
でないことあるいは集合体内部へ溶湯が補充されないこ
と等により内部欠陥が多い。■による合金粉末のスリッ
プキャステング複合材は集合体内部に合金粉末が人にに
＜＜、さらに合金粉末の圧密化、焼結が困難で内部欠陥
が多く、強度が低い。■による重ね合せ複合材は、薄板
もしくは箔に製造できる超合金に制限があり、かつそれ
らは接合が困難なため良好な接合面が得られない等の欠
点がある。

本発明の目的は、製造容易な金鵬部材の製造法、特に、
内部欠陥が少なく高温強度、耐高温耐食性にすぐれた複
合材の製造法を提供するにある。

本発明は、金属の溶湯を１０’Ｃ／秒以上の速度で冷却
し凝固して得た複数個の部材を、互いに同相接合させる
ことを特徴とする金属部材の製造法にある。

溶湯の冷却速度は、１０４Ｃ／秒にしなければ、固相接
合がきわめて困難になる。特に、１０５ｔｌ’／秒以上
が好ましい。溶湯の冷却速度は、回転する金属ロール面
に溶湯を注湯して、直接凝固させることによって、１０
４Ｃ／秒以上とすることができる。その速度は注湯する
湯の量によってコントロールする。

高温で使用される耐熱合金において最も重要な点は基地
となる合金である。本発明では基地となる金属は溶湯を
金属面に注湯し、１０４Ｃ／秒以上で冷却し凝固させる
溶湯急冷法により製造した箔、線を使用する。従来鍛造
が困難で薄板や箔になり得なかった合金でも溶湯急冷法
では容易に箔。

：′：線にすることができる。高温強度の大きい合金あるいは
高温耐食性にすぐれた合金等合金選択が自由となる。ま
た箔の幅も小さいものから大きなものまで製造が可能で
ある。

次に重要な点は互いの接合である。溶湯急冷された箔と
箔との接合、又は複合材の場合には更に箔と箔との間に
例えば、Ｗ＋ＭＯの繊維あるいは箔をはさみ面相接合さ
せる。その過程で接合が不十分であると欠陥を内在する
ため高温強度の向上は得られない。従来の超合金は高温
変形が困難なため固相接合がむずかしい。しかし、本発
明の溶湯急冷材は微細な結晶組織を有し、そのため高温
での変形がきわめて容易で固相接合し易いことが判明さ
れた。

以上、本発明法による製造法は積層数をコントロールす
ることによシ燃焼器用の板材ともなシ得るし、ガスター
ビン用静翼、動翼材としても使用が可能となる。

本発明に係る余端部材は、重量で、Ｃｒ３０％以下、Ａ
ｔ５〜１５％、Ｙ１０％以下を含み、Ｎｉ及びＣＯの１
種以上を主成分とする合金、ＣＯ，０１〜０．６％、Ｃ
ｒ３〜３０％、ＭＯ１０％以下、００１〜２０％、Ｔｉ
１０％以下、Ａｔ１０％以下、Ｗ１０％以下を含み、Ｎ
ｉを主成分とする合金又はＣ０，０１〜５％、Ｃｒ３〜
３５％、Ｗ１〜１５％、Ｎｉ１〜２０％を含み、Ｃｏを
主成分とする合金のいずれかが好ましい。

実施例１ト第１表に示す成分（重量％）について双ロールによる溶
湯急冷法により厚さ１００μ、幅１００簡の箔を製造し
た。このときの溶湯から凝固するまでの冷却速度は約１
０１１Ｃ／秒でめった。一方、繊維材としては１％Ｔ　
ｈ　０２を含んだ直径０．５　ｗａのＷおよびＭＯ線を
用いた。Ｗ線はＮ０１１〜５の全てと組合せ、ＭＯ線は
屋４のみと組合せた。

第１図は金属箔１とａ２とを組合せた斜視図である。幅
１００ｍの箔の９間に直径０．５　ｗａのＷ線あるいは
ＭＯ線を並べて置き、箔２枚と線とを交互にそれらを２
０段重ねた。その後、Ｈｏｔ　１ｓｏｓｔａｔｉｃｐｒ
ｅｓｓｉｎｇ　（ＨＩ　Ｐ　）法ニヨッテ熱間圧接シタ
。

ＨＩＰ法は不活性雰囲気下で１０００〜１２２５ｒ。

０、Ｏ１〜０．１　Ｋ９／關２．３０分間の条件を選ん
で行った。これらの温度及び圧力範囲で十分な接合が得
られることが分った。このようにして得られた繊維複合
耐熱合金から試験片を採取し、高温強度、高温耐食性を
検討した。繊維方向の高温強度は繊維材の強度によって
左右されるだめ屋１〜５の箔を固相したいずれのものも
ほぼ同じ値を示しだ。石油系の燃焼ガスに対する高温耐
食性は＆１〜３の箔を使用したものが池のものよりすぐ
れていた。なお、ＭＯ線とＷ嶽との差はみられなかった
。

実施例２第２図に示すように、第１表のＡ４の箔帯３と１％Ｔｈ
０２を含んだ直径０．５　ｒａｎ　Ｗ　＠　２との組合
せを検討した。箔帯３は幅５ｓａｌ、厚さ１００μｍを
用い、Ｗ線２と複合化させた。ＨＩＰの条件は実施例１
と同じである。高温強度は実施例１とほぼ同じ値が得ら
れた。

実施例３第３図に示すように、第１表の＆４の箔帯３と厚さ１０
０μｍ９幅０．５■のＷ箔帯４との組合せを検討した。

Ａ４の箔帯３は幅５ｍｍ、厚さ１００μｍを用いＷ箔帯
４と被合化させた。ＨＩＰの条件は実施例１と同じであ
る。高温強度は実施例１とほぼ同じ値が得られた。

実施例４第１表に示すＡ４の合金について実施例１と同様の方法
によって厚さ１００μｍの箔を製造し、この箔を所定の
平面形状とし、重ね合せて所定の形状となるようにした
ものを、実施例１と同様にＨＩＰ法によって圧接を行っ
た。

本実施例の方法によって、第４図に示すようにガスター
ビン用ブレードをｉ造することが可能である。

以上、本発明法によれば溶湯急冷法によって製造した箔
、線を使用するので、それら自体、あるいはＷ、ＭＯの
繊維や線と組合せだものを容易に固相接合させることが
でき、高温強度、高温耐食性にすぐれた複合耐熱合金を
製造することができる。

本発明の方法によれば、複雑な形状を有するガスタービ
ン用動翼、静翼が容易に製造することができ、また高温
強度、高温耐食性を著しく向上させる冷却孔を設けるこ
とができるので、ガスタービンの運転温度を上昇させる
ことが出来、効率向上に大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

１・・・箔、２・・・線、３・・・合金箔帯、４・・・
Ｗ箔帯。代理人　弁理士　高橋明夫

Claims

【特許請求の範囲】１、金属の溶湯を１０４Ｃ／秒以上の速度で冷却し凝固
して得た複数個の部材を、互いに同相接合させることを
特徴とする金属部材の製造法。２、前記金属は、重量でＣｒ３０％以下、Ａｔ５〜１５
％及びＹ１０％以下を含み、Ｎｉ及びＣ０の１７ｍ以上
を主成分きする合金からなる特許請求の範囲第１項に記
載の金属部材の製造法。３、前記金属は重量で、ＣＯ，０１〜０．６％、０１３
〜３０％、ＭＯＩＯ％以下、００１〜２０％。ＴｉｌＯ％以下、ＡｔｌＯ％以下、ＷＩＯ％以下を含み
、Ｎｉを主成分とする合金又はＣ０，０１〜５％、Ｃｒ
３〜３５％、Ｗ１〜．１５％、Ｎｉｔ〜２０％を含み、
ＣＯを主成分とする合金からなる特許請求の範囲第１項
に記載の金属部材の製造法。４、金属の溶湯を１０’ｃ／秒以上の速度で冷却し凝固
して得た部材と、該部材よシ強度の高い部材とを固相接
合によって一体化させることを特徴とする金属部材の製
造法。５、前記強度の高い部材は、Ｗ及びＭＯの１種以上から
なる細線である特許請求の範囲第４項に記載の金属部材
の製造法。