JPS63263203A - 羽根板，羽根基部及びカバープレート又はカバーバンドから成る回転熱機関用羽根をカバープレートを固定することにより製造する方法及びこの方法により製造される羽根 - Google Patents

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】 、技術分野 極めて高度の要求に対する回転熱機関に関し、危険な部
材は羽根である。羽根は激しく変動する機械的、熱的条
件のもとでなるべく高い寿命を保証しなければならない
。

本発明は、種々の部材のための最適の材料選択を考慮し
た、回転熱機関、特にガスタービン用の酷使される羽根
の改良に関する。またその場合、特に羽根板のために酸
化物分散硬化合金を考慮する。

特に本発明は、カバープレート又はカバーバンドを羽根
板の上端部に固定して行う、羽根板、羽根基部及びカバ
ープレート又はカバーバンドから成る回転熱機関用羽根
の製造方法に関する。

更に本発明は、羽根板、羽根基部及びカバープレート又
はカバーバンドから成り、カバープレート又はカバーバ
ンドを羽根板の上端部に固定した回転熱機関用羽根に関
する。

先行技術 回転熱機関（蒸気タービジ及びガスタービン）の案内及
び回′転羽根輪のカバープレート及びカバーバンドは流
れ条件（空気力学）と熱効率（熱力学）の改善のために
役立つ。またカバープレート又はカバーバンドは固有振
動数を変え、減衰を高めることによって、特にロータの
振動挙動を改善しなければならない。機関の製作におい
て、羽根の上端部へのカバープレート又はカバーバンド
の多数の固定法が知られている。蒸気タービンではしば
しば羽根上端部の端面にリベット締めしたカバーバンド
が見られる。カバープレートは中実素材を機械加工し又
は鋳造により製造することもできる。この点についてと
りわけ次の文献を引用することができる。

一ワルター・トラウペル（Ｗａｉｔｅｒ　Ｔｒａｕｐｅ
ｌ）　、熱タービン機関、２巻制御挙動、強度及び動的
問題・シュプリンガー出版社（Ｓｐｒｉｎｇｅｒ　Ｖｅ
ｒｌａｇ）１９６０年 一ト■、ペターマン（Ｉｌ、　Ｐｅｔｅｒｍａｎｎ）　
、タービン機関の構造と部品、シュプリンガー出版社１
９６０−フリッッ・ディーラエル（Ｆｒｉｔｚ　Ｄｉｅ
Ｌｚｅｌ）、蒸気タービン・ゲオルク・リーバ−マン出
版社（Ｇｅｏｒｇ　Ｌｉｅｂｅｒｍａｎｎ　Ｖｅｒｌａ
ｇ）　１９５０年−フリック・ディーラエル、蒸気ター
ビン、計算、構造、カール・ハウザー出版社（Ｃａｒｌ
　ＩｌａｕｓｅｒＶｅｒｌａｇ）　１９８．０年 −Ｃ，ツィテマン（Ｃ，Ｚｉｔｅｍａｎｎ）、蒸気ター
ビン・シュプリンガー出版社１９５５年 酷使されるガスタービン用の羽根材料として、最近酸化
物分散硬化ニッケル地スーパーアロイが提案された。こ
れは慣用の鋳造及び鍛錬スーパーアロイに比して高い使
用温度を許すからである。

高温で極めて良好な強度（高い長時間破壊強度）を得る
ために、粗大な結晶子が羽根の軸方向に差向けられて長
く伸びたこの合金から成る部品が使用される。製造の過
程で一般に加工品（半製品又は完成品）は帯域焼なまし
工程を経なければならない。種々の理由（熱力学、結晶
化の法則）から粗粒状態のこの種の羽根材料の横断面寸
法は限られている。従って羽根の寸法も制限される。と
ころがカバープレートの面積は通常、当該の羽根板の横
断面の倍数であるから、成る寸法からはもはや羽根板と
カバープレートを１つの個片から一体に作ることができ
ない。従って酸化物分散硬化スーパーアロイを効果的に
一般に使用しようとするときは、一方では羽根板に、他
方ではカバープレートに分割する必要が生じる。

一般的機械製作においてくさび、ボルト、線条等を用い
た、部品の多数の強制拘束的結合が知られている。しば
しば上記の部品は単にロッキングとして使用される。ガ
スタービン製作では羽根材料として酸化物分散硬化スー
パーアロイの使用の傾向が増大していることが認められ
る。そこでこの分野で使用に耐える構造を改良すること
が要求される。

発明の説明 本発明の目的とするところは、羽根板、羽根基部及びカ
バープレート又はカバーバンドから成る、回転機関用羽
根を示し、かつカバープレート又はカバーバンドを羽根
板上端部に固定して行なう製造方法を示すことであり、
また最高可能な設計の自由と相互に最適に適応する材料
の選択を機械製造業者に提供しようとするものである。

このことは特に縦に方向づけられた粗大な柱状晶の状態
の酸化物分散硬化スーパーアロイを羽根板に使用する場
合に当てはまる。なぜならこの材料は限られた横断面寸
法でしか市販されないからである。場合によってはカバ
ープレートを交換可能（解体可能）に固定しなければな
らない。本方法は、熱機関の製作において実際に現れる
すべての条件に、なるべく材料にかかわりなく適用でき
なければならない。

冒頭に述べた方法において羽根板の上端部にその輪郭に
似た合くぎ状肩部を設け、肩部の外周面に、半径方向に
起立する羽根縦軸に対して垂直の平面で半円形横断面の
溝を設け、カバープレートに肩部の輪郭に対応する凹陥
部を設け、その内周面に肩部の溝と同じ直径の半円形横
断面の溝を穿設し、更にこうして準備した上記の部材を
羽根の縦軸の方向に組合わせて、溝で完全な円形の通路
を形成し、この通路に前端が尖った少くとも１本の裸線
を差込み及び／又は引込み、カバープレートの短辺側に
突出する線端を切断することによって、上記の目的が達
成される。

更に冒頭に述に述べた羽根において、羽根板の上端部が
外周面の全周に走る外側半円形溝を備えた合くぎ状肩部
を有し、カバープレート又はカバーハンドが全周に走る
内側半円形溝を備えた、羽根板の肩部に対応する凹陥部
を有し、こうして上記の溝によって形成された円形横断
面の通路を単数個又は複数個の折曲げた締まりばめ耐熱
線条片で埋め、羽根板の上端部とカバープレート又はカ
バーバンドの間に純機械的固着を生ぜしめることによっ
て、上記の目的が達成される。

発明の実施態様 図により詳述する下記の実施例に基づいて、本発明を説
明する。

第１図にガスタービンの案内羽根用カバープレートの正
面図又は軸方向断面図（タービンの縦軸とタービン羽根
の縦軸に関する）を示す。５はニッケル地スーパーアロ
イのカバープレートである。

なお、原則として非分散硬化鍛錬又は鋳造合金を使用す
ることができる。カバープレート５は内側端面に丸み付
きの肩部６を有する。内側端面ば更にカバープレート５
の主平面に垂直の盲孔状凹陥部７を有する。この凹陥部
７の輪郭は、上端部の羽根輪郭に似ているがそれより小
さい翼形の形状をなす。また凹陥部７は内周面に、はと
んど全周に周回する、線条１０の収容のための半円形溝
８を有する。

第２図は第１図のカバープレート５の輪郭（周方向断面
図）を示す。溝８は翼形の狭い端部で終わり、続いて同
様のわん曲をほぼ保ちながら線条１０の導入のための２
個の穴９に「接線方向」に移行する。線条１０は、延性
があり焼入可能な、又は元来硬質の又は硬化し得る耐熱
合金から成る。

線条１０の前端は円錐形に尖っており、丸みが付けであ
る。矢印は線条１０をカバープレート１０の穴９に導入
する方向を示す。

第３図に羽根板上端部の正面図（タービンの縦軸及びタ
ービン羽根の縦軸に関する軸方向断面図）を示す。その
上に線条の輪の同様の断面図を示す。

２は、一部を正面図、一部を断面図で示した羽根。

板上端部である。１１は羽根板上端部２の合くぎ状の肩
部である。この肩部１１は一場合によっては組立用の小
さな隙間があるが一正確にカバープレート５の凹陥部７
の翼形の形状寸法を有する（７の雌形に正対応）。肩部
１１の外周面は周囲に線条１０の収容のための半円形溝
１２を有する。

線条１０をその上に線輪の形で示す。

第４図は第３図に準拠したブレードの頂端部の（タービ
ンロータの半径方向に見た平面図）輪郭を示す、参照番
号は第３図のそれらと正しく対応する。

第５図はガスタービン羽根の羽根板全体の輪郭（半径方
向平面図）を示す。１１は上端部の肩部（金くぎ状体）
の輪郭、１２は周囲の溝、２は上端部の羽根板の輪郭、
１３は下端部の輪郭である。

第６図に全タービン羽根（カバープレートと羽根板）の
平面図と一部の軸方向断面図を示す。羽根板１は上端部
２、下端部３及び固定溝付き羽根基部４を有し、縦向き
の粗大な柱状晶を有する酸化物分散硬化ニッケル地スー
パーアロイから成る。

５は溝８及び１２を介して線条１０により羽根板の肩部
１１に固定されたカバープレートであって、幾何学的に
正確に上端部２に接続する、丸みのある肩部６を有する
。

第７図は線条の先端を差込んだカバープレートの周方向
断面図を示す。図は、一方の穴９を経てカバープレート
５の溝８に線条１０を導入し始めたところを示す。相手
片（羽根板１の合くぎ状体１１）はこの場合、図示の便
宜上省略した。

第８図に１本の線条で固定したカバープレートと羽根板
上端部を示す。羽根板上端部の肩部１１とカバープレー
ト５の溝によって形成される円形横断面の空胴に線条１
０を挿入して締付けた。

第９図は２本の線条で固定するタイプのカバープレート
及び羽根板上端部の周方向断面図を示す。

カバープレート５は合計４個の穴９を有し、それぞれの
穴が肩部の翼形に接続する。この場合線条１０は自硬性
又は既に焼入れした合金から成ることができる。なぜな
ら貫通する曲率半径が比較的−線径に比して−大きいか
らである。矢印は線条尖端の導入方向を示す。

第１０図は軸方向に組合わせた加工品部材即ち羽根板と
カバープレートへの全直径の線条の差し通し又は引き通
しの周方向断面図を示す。力六−プレート５と羽根板上
端部の肩部１１が断面図で示されている。線条１０を５
と１１の間にある溝に差込み、差込装置（スリーブ）１
４−ハンマー打撃で表す−と引張装置（クランプ）１５
で先送りする。線条１０の直径は溝の直径にほぼ相当す
る。送り方向を矢印で表す。

第１１図に直径が変化する線条の挿入とその後の引抜き
の周方向断面図を示す。線条ＩＯの最初の部分は、カバ
ープレート５の溝８又は肩部１１の溝１２の半径に相当
する直径を有する。５及び１１を嵌合する前にこの部分
を穴９から５に挿入する。線条１０は第２の部に軽微な
テーパを有し、溝８又は１２の全直径に至るまでこのテ
ーパが伸張する。５と１１を軸方向に嵌合した上で、線
条１０を矢印方向に更に引張ると、やがて全直径の最後
の部分が溝８及び１２から成る通路の全長に接するよう
になる。

第１２図は、溝の半径の線条前端部を予め挿入した上で
羽根板１の上端部の肩部１１　（合くぎ状体）の上にカ
バープレート５をはめることを、羽根のＡ−Ａ縦断面図
（第１１図を参照）で示す。

溝の半径の線条ＩＯがカバープレート５の溝８に挿入さ
れている。図は、溝８と溝１２が重ね合わされるまで、
カバープレート５の凹陥部７　（盲孔）を肩部１１の上
にかぶせる瞬間をとらえたものである。

第１３図に縦方向の種々の線条形状を示す。図は自明で
ある。小文字は下記を意味する。

ａ：平滑、直線状 ｂ：波形 Ｃ：刻み付き ｄ：切欠き付き ｅ：くびれた 実施例１ 第１．　２．　３．　５．　６．７．　８．　１０図を
参照。

酸化物分散硬化ニッケル地スーパーアロイを機械加工し
てガスタービン案内羽根用羽根板１を作った。材料は帯
域焼なましした再結晶粗粒状の幅１０００、厚さ３０鶴
の長方形横断面の角柱状半製品の形であった。縦向き柱
状晶は平均して長さ１５龍、幅５１ｍ、厚さ２．５１１
であった。商品名ＭＡ６０００で表示されるｌＮＣ０の
材料の組成は次の通りであった。

Ｃｒ　　＝　　１５．０重量％ Ａｌ　＝　　４．５重量％ Ｔｉ　　＝　　２．５重量％ Ｍｏ　　＝　　４．０重量％ Ｔａ　　＝　　２．０重量％ Ｚｒ　　＝　　０．２５重量％ ａ　　＝　　ｏ、ｏｔ重量％ Ｃ＝　　０．０５重量％ Ｙ、０．　　＝　　残量 翼形輪郭の羽根板ｌの寸法は次の通りであった。

全長（基部を含む）＝　　１８５龍 最大幅　　　　　　＝　９５鶴 最大厚さ　　　　　＝　２２龍 輪郭の高さ　　　　＝　２７龍 羽根板ｌの上端部２の外周面に機械加工により段差を付
けた。肩部１１は羽根の軸方向に高さ１２ｍｍであり、
翼形輪郭を有し、上端に直径２．５鶴の周方向半円形溝
１２があった。

肩部１１（金くぎ状体）の翼形輪郭の寸法は次の通りで
あった。　　　　　　　′ 幅　　　　　　　　　　　　　　　　　＝　　　　５８
　層重最大厚さ　　　＝　１７鰭 輪郭の高さ　　＝　２０鵬■ 非分散硬化ニッケル地鋳物用スーパーアロイでカバープ
レート５を鋳込んだ。Ｉ　ＮＣＯの商品名ｌＮ７３８の
合金の組成は次の通りであった。

Ｃｒ　　＝　　１６．０重量％ Ｃｏ　　＝　　８．５重量％ Ｍｏ　　＝　　１．７５重量％ 讐　＝２．６重量％ Ｔａ　　＝　　１．７５重量％ Ｎｂ　　＝　　０．９重量％ Ａｎ　　＝　　３．４重量％ Ｔｉ　　＝　　３．４重量％ Ｚｒ　　＝　　０．１重量％ Ｂ　　＝　　０．０１重量％ Ｃ＝０．１１重量％ Ｎｉ　　＝　　残量 機械加工後のカバープレート５の寸法は次の通りであっ
た。

長さく軸方向）　　　　＝　　７０ｍ 幅（接線方向）　　　＝　６０龍 全高（半径方向）＝１４ｍｍ カバープレート５に機械加工により深さ１２１１の翼形
盲孔の形の凹陥部７を穿設した。凹陥部７同じ高さに直
径２．５龍の２個の穴を設けた。　　次に耐熱鍛錬合金
の直径２．５鰭の平滑な直線状線条１０の一方の端部を
円錐形に尖らせ、尖端に丸みを付けた。耐熱非焼入性ニ
ッケル地スーパーアロイは延性状態で使用し、Ｉ　Ｎ　
ＣＯの商品名ｌＮ６２５を有し、組成は次の通りであっ
た。

Ｃｒ　　＝　　２１．５重量％ Ｍｏ　　＝　　９．０重量％ Ｎｂ　　＝　　３．６重量％ Ａ／　　＝　　０．２重量％ Ｔｉ　　＝　　０．２重量％ Ｆｅ　　＝　　２．５重量％ Ｍｎ　　＝　　０．２重量％ Ｓｉ　　＝　　０．２重量％ ｃ　　＝　　ｏ、ｏｓ重量％ Ｎｉ　　＝　　残量 羽根板ｌの上端部２とカバープレート５を軸方向に嵌合
した。次に鋼スリーブから成り、その端面で軸方向にハ
ンマー打撃を行う差込装置１４により、線条１０を穴９
から溝８及び１２が形成する通路に導入し、カバープレ
ート５の当該の短辺側高さで切断した。

室温で羽根板１の軸方向の破断試験は破壊時の破断力が
約３０００ＯＮであることを明らかにした。その場合カ
バープレート５は定着部から引き　、裂かれなかった。

破壊はむしろ羽根板１の［１１（合くぎ状体）で起こり
、その端面側端部でせん断応力が酸化物分散硬化ニッケ
ル地柱状品スーパーアロイに許容される限界値を超えた
。

実施例２ 第１．３，５．６，９．１０図を参照。

実施例１に基づき酸化物分散硬化ニッケル地スーパーア
ロイで実施例１と同じ寸法、同じ組成（ＭＡ６０００）
の羽根板を作った。同じことが肩部１１　（合くぎ状体
）の寸法にも当てはまる。

非分散硬化ニッケル地鍛錬スーパーアロイの棒材（半製
品）から円板を切取り、機械加工して、実施例１と同じ
寸法のカバープレート５を作った。

商品名Ｎｉｍｏｎｉｃ　８０　Ａの合金の組成は次の通
りであった。

Ｃｒ　　＝　　１９．５重量％ ＡＪ　　＝　　１．４重量％ Ｔｉ　　＝　　２．４重量％ Ｚｒ　　＝　　０．０６重量％ Ｍｎ　　＝　　０．３０重重景 Ｓｉ　　＝　　０．３０重重景 Ｂ　　＝　　０．００３重間％ Ｃ＝　　０．０６重量％ Ｎｉ　　＝　　残量 カバープレート５に実施例１と同様に、溝８を有する凹
陥部７を穿設した（形状：翼形）。溝８への接続として
、カバープレート５の２つの短辺に各々２個の穴９を形
成した。

次に耐熱鍛錬合金の直径２．５　ｕの、僅かに波形の線
条１０（第１３図の”ｂ“）のそれぞれ一方の端部を尖
らせ、尖端に丸みを付けた。使用したニッケル地スーパ
ーアロイは自硬状態で使用した。

このスーパーアロイは商品名Ｎｉｍｏｎｉｃ９０であり
、組成は次の通りであった。

Ｃｒ　　−１９，５重量％ Ｃｏ　　＝　　１６．５重量％ Ａｎ　　＝　　１．４５重量％ Ｔｉ　　＝　　　２．４５量％ Ｚｒ　　＝　　０．０６重量％ Ｍｎ　　＝　　０．３０重量％ Ｓｉ　　＝　　０．３０重量％ Ｂ　　＝　　０．００３重量％ Ｃ＝０．０７重量％ Ｎｉ　　−残量 カバープレート５と羽根板上端部２を軸方向に嵌合した
。次に線条１０を溝８及び１２で形成された通路に差込
み、切断した。

室温で破断試験を行った。破壊荷重は丁度３０００ＯＮ
であった。羽根板材料のせん断強さを超えたために始ま
った破壊は、羽根板１の肩部１１の内部で起こった。

実施例３ 第１．　３．　５．　６．　１１．　１２図を参照。

酸化物分散硬化ニッケル地スーパーアロイで機械加工に
よりガスタービン案内羽根用羽根板１を作った。材料は
帯域焼なましした再結晶粗粒状態の幅１２０鶴、厚さ３
２ｔｍの長方形横断面の角柱状半製品の形のものであっ
た。縦向きの柱状晶は平均して長さ１３ｍｍ、幅６１■
、厚さ３１であった。

材料の組成は次の通りであった。

Ｃｒ　　＝　　２０．０重量％ Ａｆ　　＝　　６．０重量％ Ｍｏ　　＝　　２．０重量％ Ｗ　　＝　３．５重量％ Ｚｒ　　＝　　０．１９重重景 Ｂ＝０．０１重量％ Ｃ＝　　０．０１ｆｆｉ量％ ＹｔＯａ　　＝　　１．１重量％ Ｎｉ　　＝　　残量 翼形の羽根板１の寸法は次の通りであった。

全長（基部を含む）　　＝　　２００ａｓ最大幅　　　
　　　　＝　　１００１ 最大厚さ　　　　　　＝　２４Ｒ 輪郭の高さ　　　　　＝　３０１鵬 羽根板１の上端部２の外周面に機械加工して段差を付け
た。肩部１１は羽根の軸方向に高さ１３鶴であり、翼形
輪郭を有し、上端に直径２鶴の周方向半円形溝１２があ
った。肩部１．１　　（合くぎ状体）の翼形の寸法は次
の通りであった。

幅　　　　　　　　　　＝　　６５鶴 最大厚さ　　　　　＝１９ｍｓ 輪郭の高さ　　　　＝　２３鶴 ニッケル地鍛錬スーパーアロイの板材からカバープレー
ト５を切取った。商品名ＨａｓｔｅｌｌｏｙＸの合金の
組成は次の通りであった。

Ｃｒ　　＝　　２２．０重量％ Ｃｏ　　＝　　１．５量％ Ｍｏ　　＝　　９．０重量％ Ｗ＝０．６重量％ Ｆｅ　　＝　　１８．５重量％ Ｍｎ　　−０，５０重量％ Ｓｉ　　−０，５０重量％ Ｃ＝０．１０重重景 Ｎｉ　　＝　　残量 機械加工のカバープレート５の寸法は次の通りであった
。

長さく軸方向）　　　＝７２ｍｍ 幅（接線方向）　　＝　６５鶴 全高（半径方向）　＝　１６鶴 カバープレート５に機械加工して深さ１３ｍｍの翼形盲
孔の形の凹陥部７を穿設した。その内周面に直接２１ｍ
の半円形横断面の周方向溝８を切削し、実に同じ直径の
２個の穴９を設けた。

次に、最初の部分が羽根板ｌの上端部２の周囲に相当す
る長さにわたって１＋＋＋ａ（＝溝８の半径）の直径を
有するように、直径が変化する平滑を直線状の線条１０
を準備した。これに僅かなテーバの部分が続き、残余は
２龍の全直径を有した。線条１０は、実施例２で示した
組成の、商品名８０Ａの焼入可能なニッケル地鍛錬スー
パーアロイから成っていた。まず溶体化処理してから焼
入れした延性状態で使用しな、直径が変化するこの線条
１０の直径１　＋＋ｎ＋の部分を穴９からカバープレー
ト５の凹陥部７の溝８に挿入し、カバープレート５を羽
根板１の上端部２の肩部１１（金くぎ状体）の上に軸方
向にかぶせた。次に、全直径の線条１０が溝８及び１２
から成る通路に来るまで、線条１０を矢印方向（第１１
図）に更に引き入れた。

次に線条１０の張り出した端部を切断した。最後に線条
ＩＯを１０２０℃で８時間及び７００℃で１６時間焼戻
しく時効処理）シソ硬化した。

場合によっては、特別の時効を取止めてもよい。

最初の使用時間の過程で羽根の最大許容使用温度に到達
することにより、時効処理が自動的に行われるのである
。

°実施例４ 第１．３，５，６，１１．１２図を参照。

酸化物分散硬化ニッケル地スーパーアロイで機械加工し
てガスタービン案内羽根用羽根板１を作った。材料は、
帯域焼なましした再結晶粗粒状態の幅１００龍、厚さ３
２ｍｍの長方形横断面の角柱状半製品の形のものであっ
た。縦向きの柱状晶は平均して長さ２２１■、幅７鶴、
厚さ３ｍｌであった。

材料の組成は次の通りであった。

Ｃｒ　　＝　　１７．０重量％ ＡＩ！＝　　６．０重量％ Ｍｏ　　＝　　２．０重量％ 匈　＝３．５重量％ Ｔａ　　＝　　２．０重量％ Ｚｒ　　＝　　０．１５重量％ Ｂ＝０．０１重量％ Ｃ＝　　０．０５重量％ ｙ、ｏ、　　＝　　１．１重量％ Ｎｉ　　−残量 翼形の羽根板１の寸法は次の通りであった。

全長（基部を含む）　＝　　１９０龍 最大幅　　　　　　　−９ｏ鰭 最大厚さ　　　　　　＝２６ｍｓ 輪郭の高さ　　　　　”３０ｓ＋ｅ 羽根板ｌの上端部２の外周面に機械加工して段差を付け
た。肩部１１は羽根の軸方向に高さ１４龍であり、翼形
輪郭を有し、上端に直径３１の周方向半円形溝１２があ
る。肩部１１（合くぎ状体）の翼形の寸法は次の通りで
あった。

幅　　　　　　　　　　−５５鰭 最大厚さ　　　　　＝　　２０ｍｍ 輪郭の高さ　　　　＝２４１ｍ 非分散硬化ニッケル地鋳造用スーパーアロイでカバープ
レート５を鋳込んだ、ｌＮＣ０の商品名ｌＮ９３９の合
金の組成は次の通りであった。

Ｃｒ　　−２２，４重量％ Ｃｏ　　−１９，０重量％ Ｔａ　　＝　　１．４重量％ Ｎｂ　　＝　　１．０重量％ ＡＩ　　＝　　１．９重量％ Ｔｉ　　＝　　３．７重量％ Ｚｒ　　＝　　０．１重世％ Ｃ＝０．１５重重景 Ｎｉ　　＝　　残量 機械加工の後のカバープレート５の寸法は次の通りであ
った。

長さく軸方向）　　　−６８ｍｍ 幅（接線方向）　　＝　５８鶴 全高（半径方向）　　＝　　１８ｇｎ カバープレート５に機械加工により深さ１４鶴の翼形盲
孔の形の凹陥部７を穿設した。その内周面に直接３１ｎ
の半円形横断面の周方向溝を切り、更に同じ直径の２個
の穴９を設けた。

次に、直径が変化する線条１０を実施例３に示したのと
同様に準備した。更に３龍の全直径の、線条１０の最後
の部分を、羽根板１の上端部２の周囲に相当する長さに
わたって、第１３ｅ図のように周期的に絞った。線条１
０は、組成を実施例２で示した商品名Ｎｉｍｏｎｉｃ９
０の焼入可能なニッケル地鍛錬合金から成っていた。ま
ず溶体化処理してから焼入れした延性状態で使用した。

線条１０を１０５０℃で２時間焼なまし、次に水で急冷
した。その後の手順は、実施例３に示したのと全く同じ
であった。最後に線条を熱処理により硬化した。熱処理
は１０８０℃で８時間の焼なまし、続いて空冷、そして
７００℃で１６時間焼なまし、続いて再び空冷であった
。

破断試験は破壊時に羽根の軸方向に約３００００　Ｎの
力をもたらした。羽根板ｌは定着部からもぎ取られない
で、柱状晶の粒界沿いに軸方向にせん断された。

本発明は実施例に限るものでない。原則として本方法は
任意の種類の熱機関、例えば蒸気及びガスタービン、タ
ービン圧縮機その他のための、任意の材料組合せから成
る羽根の製造に適する。しかしながら主な応用分野は、
酷使されるガスタービンの羽根板ｌの材料として酸化物
分散硬化ニッケル地スーパーアロイ及び適当なフェライ
ト鉄地合金である。単数個又は複数個の部分から成る線
条１０の材料としてニッケル合金の形の耐熱自硬性材料
、焼入可能な又は既に焼入れしたニッケル地スーパーア
ロイ（鍛錬用合金）及び熱処理可能な鉄合金（例えばマ
ルテンサイト鋼）が考えられる。この場合、溶体化処理
して急冷した延性組織状態の焼入可能な線条１０を、連
結される部材１及び５の溝８及び１２から成る通路に挿
入する。

線条１０は摩擦力によって保持するか、又は更に溶接、
はんだ付け、据込み、かしめ又は折返しにより羽根板１
かカバープレート５に固定又は確保することができる。

カバープレート５又はカバーバンドの材料として非分散
硬化ニッケル地鋳造又は鍛錬合書各耐食性フェライト鋼
を使用することが好ましい。溝８及び１２によって形成
される単一の通路の代わりに複数個のこの種の通路を設
けることもできる。それによって伝達力が羽根の軸方向
に分配される。線条１０の横断面を円形でなくて正方形
、長方形又は卵形にすることもできる。

構造上及び／又は材料技術上の理由から羽根基部１を羽
根板１と一体の単体として構成しないか又は構成するこ
とができないときは、通常羽根板ｌとハウジング又はロ
ータ胴体の間に別個の基部片が必要である。この基部片
は羽根板１と異なる材料から成ることが好ましい。上記
の羽根板ｌ用酸化物分散硬化ニッケル地スーパーアロイ
の場合を参照。上述の基部片はカバープレート５と全く
同様に、線条１０で羽根板ｌに固定することができる。

【図面の簡単な説明】

面図）、第３図はガスタービン羽根の羽根板上端部の正
面図（軸方向断面図）と線輪の断面図、第４図は羽根板
上端部の平面図（半径方向平面図）第５図はガスタービ
ン羽根の全羽根板の平面図（半径方向平面図）、第６図
は線条で固定したガスタービン羽根のカバープレート及
び羽根板の正面図及び一部軸方向断面図、第７図は線条
を差込んだカバープレートの周方向断面図、第８図は１
本の線条で固定したカバープレート及び羽根板上端部の
周方向断面図、第９図は２本の線条で固定したカバープ
レート及び羽根板上端部の周方向断面図、第１０図は全
直径の線条の差通し／引込みの周方向断面図、第１１図
は直径が変化する線条の挿入及びその後の引通しの周方
向断面図、第１２図は羽根の縦断面図で示した、手直径
の線条前端部の挿入の後の羽根板上端部へのカバープレ
ートのはめ込みの図、第１３図は種々の線条形状の縦方
向の図を示す。 １・−羽根板 ２−羽根板上端部 ４−羽根基部 ５−カバープレート ７−カバープレートの凹陥部 ８−・凹陥部内周面の溝 １〇−線条 １１−・−羽根板上端部の肩部 １２−・−羽根板肩部の外周面の溝 ＦＩＧ　Ｉ ＦＩＧ、２ １０−−−ｃ：ズエ＝：：＝っ ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、６ ＦＩＧ、１２ ＦＩＧ　１３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）カバープレート（５）又はカバーバンドを羽根板（
   １）の上端部（２）に固定して行う、羽根板（１）、羽
   根基部（４）及びカバープレート（５）又はカバーバン
   ドから成る回転熱機関用羽根の製造方法において、上端
   部（２）にその輪郭に似た合くぎ状肩部（１１）を設け
   、肩部（１１）の外周面に、半径方向に起立する羽根縦
   軸に対して垂直の平面で半円形横断面の溝（１２）を設
   け、カバープレート（５）に肩部（１１）の輪郭に対応
   する凹陥部（７）を設け、その内周面に肩部（１１）の
   溝（１２）と同じ直径の半円形横断面の溝（８）を穿設
   し、更にこうして準備した上記の部材（１；５）を羽根
   の縦軸の方向に組合わせて、溝（８；１２）で完全な円
   形横断面の通路を形成し、この通路に前端が尖った少く
   とも１本の裸線（１０）を差込み及び／又は引込み、カ
   バープレート（５）の短辺側に突出する線端を切断する
   ことを特徴とする方法。 ２）羽根板（１）とカバープレート（５）の間に溝（８
   、１２）によって形成される通路に、耐熱自硬性材料の
   線条（１０）を差込むことを特徴とする、請求項１記載
   の方法。 ３）羽根板（１）とカバープレート（５）の間に溝（８
   、１２）によって形成される通路に、溶体化処理し焼入
   れした焼入可能な延性材料の線条（１０）を差込み、続
   いて熱処理により析出硬化させることを特徴とする、請
   求項１記載の方法。 ４）線条（１０）が平滑な直線状表面を有することを特
   徴とする、請求項１記載の方法。 ５）線条（１０）が波形、刻み付き、切欠きのある又は
   くびれた表面を有することを特徴とする、請求項１記載
   の方法。 ６）線条（１０）を更に溶接、はんだ付け、据込み、折
   返し又はかしめにより羽根板（１）及び／又はカバープ
   レート（５）に固定又は確保することを特徴とする、請
   求項１記載の方法。 ７）羽根板（１）に酸化物分散硬化ニッケル地スーパー
   アロイ、カバープレート（５）にニッケル地鋳造又は鍛
   錬スーパーアロイ、線条（１０）にニッケル地鍛錬スー
   パーアロイを使用することを特徴とする、請求項１記載
   の方法。 ８）羽根板（１）に酸化物分散硬化フェライト鉄地合金
   、カバープレート（５）に耐食性フェライト鋼、線条（
   １０）に熱処理可能なマルテンサイト鋼を使用すること
   を特徴とする、請求項１記載の方法。 ９）羽根板（１）、羽根基部（４）及びカバープレート
   （５）又はカバーバンドから成り、カバープレート又は
   カバーバンドを羽根板（１）の上端部（２）に固定した
   回転熱機関用羽根において、羽根板（１）の上端部（２
   ）が外周面の全周に走る外側半円形溝（１２）を備えた
   合くぎ状肩部（１１）を有し、カバープレート（５）又
   はカバーバンドが全周に走る内側半円形溝（８）を備え
   た、羽根板（１）の肩部（１１）に対する凹陥部（７）
   を有し、こうして上記の溝（８、１２）によって形成さ
   れた円形横断面の通路を単数個又は複数個の折曲げた締
   まりばめ耐熱線条片（１０）で埋め、羽根板（１）の上
   端部（２）とカバープレート（５）又はカバーバンドの
   間に純機械的固着を生ぜしめたことを特徴とする羽根。 １０）線条（１０）が平滑な表面を有することを特徴と
   する、請求項９記載の羽根。 １１）線条（１０）が波形、刻み付き、切欠きのある又
   はくびれた表面を有することを特徴とする、請求項９記
   載の羽根。 １２）カバープレート（５）又はカバーバンドを羽根板
   （１）から解体することができるように、線条（１０）
   が補助固定無しで羽根板（１）の上端部（２）又はカバ
   ープレート（５）又はカバーバンドに摩擦力だけで保持
   されることを特徴とする、請求項９記載の羽根。 １３）線条（１０）を更に溶接又ははんだ継手又は据込
   み、締付け又は折曲げにより羽根板（１）の上端部（２
   ）又はカバープレート（５）又はカバーバンドに保持し
   たことを特徴とする、請求項９記載の羽根。 １４）羽根板（１）が酸化物分散硬化ニッケル地スーパ
   ーアロイ、カバープレート（５）又はカバーバンドがニ
   ッケル地鋳造又は鍛錬スーパーアロイ、線条（１０）が
   ニッケル地鍛錬スーパーアロイから成ることを特徴とす
   る、請求項９記載の羽根。 １５）羽根板（１）及び羽根基部（４）が酸化物分散硬
   化フェライト鉄地合金、カバープレート（５）又はカバ
   ーバンドが耐食性フェライト鋼、線条（１０）が熱処理
   可能なマルテンサイト鋼から成ることを特徴とする、請
   求項９記載の羽根。