CN102031995A - 多合金涡轮机转子段、焊接涡轮机转子及其制造方法 - Google Patents

多合金涡轮机转子段、焊接涡轮机转子及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及多合金涡轮机转子段、焊接涡轮机转子及其制造方法。提供了一种制造多合金、多段焊接涡轮机转子(10)的方法(100)，该方法(100)包括，提供(110)具有整体微观结构的锻造多合金转子段，该转子段包括具有第一合金组分(32)的第一合金(30)，和具有第二合金组分(42)的第二合金(40)，在第一端(36)上包括第一合金(30)的第一焊接面，和在相反的第二端(46)上包括第二合金(40)的第二焊接面(44)。该方法(100)还包括，提供(120，130)包括第一合金组分(52)的第一转子段(50)，和包括第二合金组分(62)的第二转子段(60)。该方法(100)还包括，将第一转子段(50)焊接(140)到第一焊接面上(34)，以及将第二转子段(60)焊接(150)到第二焊接面(44)上。

Description

多合金涡轮机转子段、焊接涡轮机转子及其制造方法
技术领域
本发明所公开的主题大体上涉及多合金涡轮机转子，并且更具体地涉及具有多个焊接转子段的多合金涡轮机转子。
背景技术
涡轮机转子的工作温度沿着转子的长度而改变，其中第一级具有最高温度，随后的级一般具有逐渐较低的温度。不同的工况使得选择合适的转子材料和转子的制造变得复杂，因为单一化学组分(chemistry)的整体转子(即并非组件的转子)不能满足涡轮机的低压(LP)段或低压级、中压(IP)段或中压级和高压(HP)段或高压级中每一个的性能要求。例如，涡轮机转子例如用于工业燃气涡轮机的涡轮机转子，其入口区域和排气区域具有不同的材料性能要求。高温入口区域通常要求具有高蠕变断裂强度但仅中等韧性的材料。排气区域，在另一方面，不要求相同级别的高温蠕变强度，但合适材料通常必须具有非常高的韧性，因为在排气区域中使用的更长的涡轮机叶片所产生的更高负载。为了适应转子的性能，并限制更高成本、高温、高强度合金仅应用到转子的需要这些合金的部分，并且在需要这些合金的地方保证高韧性和其它性能，已经利用了各种方法。
由于上面所讨论的原因，通过组装不同化学组分的段而构造的转子被广泛地使用。用于燃气涡轮机和喷气发动机的转子经常通过将一系列的盘和轴一起螺栓连接来构造而成。例如，大型蒸汽涡轮机通常具有螺栓连接的结构，其由容纳在单独的壳或罩中的用来在涡轮机的不同段中使用的单独转子组成。较小的蒸汽涡轮机可使用中跨(mid-span)的联接器将高温部件和低温部件用螺栓连接在一起并处于一个壳中。虽然具有螺栓连接结构的转子被广泛地使用，但是，它们经受着几个缺点，包括，零部件数量增加，组装要求增加，转子组件的长度增加，及与实现转子组件所必需的平衡相关的复杂性增加。
一件式或整体式多合金涡轮机转子已被开发，以在所需要的地方提供高温、高强度合金，例如在转子的HP段和IP段中，并用来在转子的温度较低部分中，例如LP段中，利用成本较低、强度较低、韧性高的合金。虽然整体式多合金转子是已知的，但是，需要用来制造它们以作为大型转子锻件的材料和工艺复杂而且昂贵。而且，替换特定的转子段一般是不可能的，从在涡轮机工作寿命期间的维护成本和简易性的观点来看，这也是不希望的。
也已经提出通过焊接不类似金属合金而制造的多段、多合金转子；然而，由于下面的通常与不类似合金焊接接头相关的一个或多个相关因素，它们的使用被限制了。一个相关因素是由于熔池中很大差异化学组分的混合所产生的高的焊接裂纹敏感性，其导致在宽的温度范围内的凝固，而这又会在焊接中产生相应的宽的熔化点范围。另一个相关因素是某些机制引起的热影响区裂纹，该机制例如，由低熔化温度相而导致的晶间偏析，例如共晶相或应变老化裂纹。还有另一个相关因素是，由于具有很大差异化学组分的合金混合而形成复杂相，使得焊接接头机械性能差，例如拉伸强度，延展性，高周疲劳和低周疲劳，蠕变断裂，断裂韧性，等等。还有另一个相关因素是，由于跨过焊接接头的热膨胀失配导致的高瞬时热应变。另一个相关因素是，由于在焊接接头中的复杂亚稳相，和可导致在焊接接头中形成易碎相的扩散效应，例如各种晶间相，使得在高温工作中具有长期微观结构不稳定性的可能性。而还有另一个相关因素是碳偏析，硼偏析，和在焊接后的热处理期间或在长期使用期间其它元素越过焊接扩散区的偏析。这种偏析是由于焊接金属和母材金属之间的化学组分不同而导致的。这种影响可导致关键性能和裂纹敏感性的劣化。
过去用于不类似合金焊接以形成涡轮机转子的方法涉及到，在一个或两个转子段的接合面上有不同化学组分的熔焊包层(clad layer)的积聚。该包层包括那些具有一致的或不同的合金化学组分的层。在焊接预成型件之前，先对该包层进行热处理和机械加工。该方法昂贵、耗时，并且也可能并不能减轻上面所述的涉及不类似金属焊接的一些相关因素。
虽然已知各种多合金焊接涡轮机转子结构和用来制造它们的方法，但是，所有已知的构造涉及到不类似金属的焊接，并在不同程度上涉及上面所述的相关因素。
因此，希望有能减少或消除与焊接不类似金属相关的相关因素的焊接多合金转子结构和制造它们的方法。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种制造多合金、多段焊接涡轮机转子的方法。该方法包括，提供具有整体结构的锻造多合金转子段，其包括具有第一合金组分的第一合金，和具有第二合金组分的第二合金，在第一端上包括第一合金的第一焊接面，以及在相反的第二端上包括第二合金的第二焊接面。该方法还包括，提供包括第一合金组分的第一转子段，和包括第二合金组分的第二转子段。该方法还包括，将第一转子段焊接到第一焊接面上，以及将第二转子段焊接到第二焊接面上。
根据本发明的另一个方面，提供了多合金、多段焊接涡轮机转子。该转子包括具有整体结构的多合金转子段，其包括具有第一合金组分的第一合金，和具有第二合金组分的第二合金，在第一端上包括第一合金的第一焊接面，和在相反的第二端上包括第二合金的第二焊接面，该整体结构具有锻造的晶粒形态。该转子还包括具有第一合金组分的第一转子段，第一转子段通过第一焊接接头而连接到第一焊接面上。该转子还包括具有第二合金组分的第二转子段，第二转子段通过第二焊接接头而连接到第二焊接面上的第二转子段上。
根据本发明的还有另一个方面，提供了多合金转子段。该多合金转子段具有整体微观结构，其包括具有第一合金组分的第一合金部分，和具有第二合金组分的第二合金部分，在第一端上包括第一合金的第一焊接面，和在相反的第二端上包括第二合金的第二焊接面，该整体结构具有锻造的晶粒形态。
附图说明
本发明的主题在本说明书所附的权利要求中具体地指出并清楚地主张权利。从与附图结合的下述详细描述中，可以清楚了解本发明的前述特征和优点及其它特征和优点，其中：
图1A和图1B是如本文中所公开的，制造多合金、多段焊接涡轮机转子的方法和通过该方法制造的焊接转子的示意图；
图2A显示了如本文中所公开的，用锻造多合金转子段来制造锻造多合金转子的方法的流程图；
图2B显示了如本文中所公开的，制造锻造多合金转子段的方法的流程图；
图3A-3I是如本文中所公开的，制造多合金锻造预成型件和锻造该预成型件以形成多合金转子段的方法的一个示范性实施例的示意图；
图4A-4J是如本文中所公开的，制造多合金锻造预成型件和锻造该预成型件以形成多合金转子段的方法的第二个示范性实施例的示意图；
图5A和图5B是如本文中所公开的，制造多合金、多段焊接涡轮机转子的方法和通过该方法制造的焊接转子的第二个示范性实施例的示意图；
图6A-6F是如本文中所公开的，制造多合金锻造预成型件和锻造该预成型件以形成多合金转子段的方法的第三个示范性实施例的示意图；
图7是如本文中所公开的，制造多合金、多段焊接涡轮机转子的方法和通过该方法制造的焊接转子的第三个示范性实施例的示意图；
图8A-8D是如本文中所公开的，制造多合金锻造预成型件和锻造该预成型件以形成多合金转子段的方法的第四个示范性实施例的示意图；和
图9A-9D是如本文中所公开的，制造多合金锻造预成型件和锻造该预成型件以形成多合金转子段的方法的第五个示范性实施例的示意图
在附图中所采用的命名中，一般地，带下划线的要素是关于方法而采用的。详细描述中根据附图并通过示例的方式，解释了本发明的实施例、优点和特征。
零部件清单
Figure BSA00000303351500051
Figure BSA00000303351500061
Figure BSA00000303351500071
Figure BSA00000303351500081
具体实施方式
公开了示例性的多段、多合金、焊接涡轮机转子结构，和应用示例性的锻造多合金转子段来制造这些转子的方法，以及制造这样的转子段的示例性方法。参见图1A，图1B和图2A，公开了一种制造多合金、多段焊接涡轮机转子10的方法100。方法100包括形成110具有整体结构22的锻造多合金转子段20。多合金转子段20包括，具有第一合金组分32的第一合金30部分和具有第二合金组分42的第二合金40部分。第一合金部分30和第二合金部分40包括在由界面23限定的部分上的整体结构。第一合金30包括在多合金转子段20的第一端36上的第一焊接面34。第二合金40包括在与第一端36相反的第二端46上的第二焊接面44。第一合金组分32与第二合金组分42相比不同。第一合金30和第二合金40可包括任何合适的合金，包括本文中所述的那些。
方法100还包括形成120第一转子段50，其具有第一转子段合金组分52和构造成用来紧接第一焊接面34配置的焊接面54。第一转子段合金组分52和紧接的焊接面54的第一合金组分32基本上是相同的。在图1A和图1B中显示的示例性实施例中，第一转子段合金组分52和紧接的焊接面54的第一合金组分32是相同的，且在该实施例中，组分52在整个第一转子段50上基本上是相同的。
方法100还包括提供130第二转子段60，其具有第二转子段合金组分62和构造成用来紧接第二焊接面44配置的焊接面64。第二转子段合金组分62和紧接的焊接面64的第二合金组分42基本上是相同的。在图1A和图1B中显示的示例性实施例中，第二转子段合金组分62和紧接的焊接面64的第二合金组分42是相同的，且在该实施例中，组分62在整个第二转子段60上基本上是相同的。
方法100还包括，通过在第一焊接面34和焊接面54之间形成焊接接头70，而将第一转子段50焊接140到多合金转子段20上。焊接140可包括用来连接类似金属和合金的任何合适的焊接工艺或方法，尤其是那些适合用来连接各种超合金，包括Ni基，Fe基和Co基超合金或其组合的焊接工艺或方法，以及那些适合用来连接各种等级的钢，包括各种等级的不锈钢的焊接工艺或方法。
方法100还包括，通过在第二焊接面44和焊接面64之间形成焊接接头80，将第二转子段60焊接150到多合金转子段20上。焊接150可包括用来连接类似金属和合金的任何合适的焊接工艺或方法，尤其是那些适合用来连接各种超合金，包括Ni基，Fe基和Co基超合金或其组合的焊接工艺或方法，以及那些适合用来连接各种等级的钢，包括各种等级的不锈钢的焊接工艺或方法。焊接140和焊接150的步骤可应用相同的焊接方法或不同的焊接方法。在一个示例性实施例中，焊接140和焊接150均包括熔焊，包括钨极惰性气体保护焊(TIG)、埋弧焊(SA)、电子束焊(EB)、激光焊或其它熔焊方法，其涉及被焊接的材料在邻近它们之间的界面处的局部回流。
在一个示例性的实施例中，方法100还可包括，在焊接140第一转子段或焊接150第二转子段之前，对锻造多合金转子段20进行机械加工160。机械加工160可被用来从在段20的第一端36和第二端46处的中心部分，例如所示的内凹面，来移除材料。在这些位置移除材料也可与形成和限定第一焊接面34和第二焊接面44一起实现。在这些位置移除材料还可在该中心的内部提供所需要的空间82，并在那里允许在焊接期间充分到达整个焊接面34和44的焊接150，以形成跨过焊接面34和44的焊接接头，且使得不需要形成跨越转子段整个直径的焊接。机械加工160可包括任何合适形式的金属加工，包括用来制备用于焊接的焊接面的工艺，包括CNC加工，磨削，等等。
方法100还可包括，在焊接140第一转子段或焊接150第二转子段之前，对锻造多合金转子段20进行热处理170。热处理可包括需要用来产生第一合金30的性能或第二合金40的性能或它们两者的性能的任何合适的热处理。这可包括完全固溶(过-固溶相线)热处理，部分固溶(次-固溶相线)热处理(即，不让合金微观结构中的一个或另一个完全地再结晶)，时效热处理，相变热处理，等等。任何所提供的热处理170必须考虑对第一合金30和第二合金40两者性能上的影响。热处理170还可包括各种形式的局部热处理，其中，第一合金30和第二合金40采用不同的加热程序和冷却程序，包括不同的最高温度，不同的保持温度，加热速度，冷却速度，等等。
本文中所述的涡轮机转子10结构使用了特定设计的锻造多合金转子段20，其中，在锻件一端处的合金化学组分和冶金特性包括一种合金组分(例如，CrMoV低合金钢)，而锻件的另一端包括与第一种合金组分不同的第二种合金组分(例如，镍基超合金)。该锻造多合金转子段20可通过在每一端与具有相同合金组分的整体合金转子段焊接而有效地连接，从而得到根据既定的焊接工艺而形成的优良的、低风险的类似合金组分焊接。
通过方法100制造的涡轮机转子10可使用整体或局部热处理进行热处理，其中，多合金段20中的一个或多个或整体转子段50，60的热处理条件(例如，温度，时间，加热速度，冷却速度，气氛)，与另一段或某一段(例如多合金段20)中的热处理条件是不同的，以实现转子10中所要求的微观结构和性能，例如，为了提高机械强度、韧性，等等。
一个重要的方面在于，使用特定设计的锻造多合金段20来作为间隔物(spacer)来跨接高温级和相对低温级之间的间隙，高温级使用具有高温强度、抗蠕变能力高和抗裂能力高的材料，相对低温级使用具有更高强度和韧性但抗蠕变能力较低的材料。该间隔物锻件应用允许类似合金焊接接头，其不表现出本文中所述的在具有不类似金属焊接接头的焊接转子中出现的问题，并且其具有下面的优点。第一，类似合金化学组分可使用已形成的没有焊接和热影响区(HAZ)裂纹风险的焊接工艺而焊接在一起，因为类似合金熔池的固化范围比不类似合金熔池的固化范围要窄很多。第二，在类似合金焊接接头中的热膨胀失配较小，这降低了越过接头的热应变，并因而降低了焊接和HAZ裂纹的风险。第三，在类似合金焊接中出现复杂的、不希望有的冶金相的风险较低，并因此具有更好的长期微观结构稳定性。锻造多合金转子段20本身作为转子的工作段起作用，但也作为间隔物或过渡件来作用，其允许沿着转子的长度使用类似合金焊接接头，并且也避免与使用不类似合金焊接接头相关的某些限制和相关因素，包括如本文中所述的可焊性和焊接性能差。第四，此转子段结构通过仅在需要的地方使用高成本的高温合金，使用更小的转子段锻件，而不是使用已知的很昂贵且难以大规模制造的大的整体转子锻件，从而提供了更低的成本和改进的生产能力。本文中所述的转子10的另一个独特的方面在于，能够设计孔和边缘合金的比例和组分，以及合金的轴向差异，以提高不同级的蠕变强度要求。
这些转子10可使用具有合适尺寸和合金组分或化学组分的锻造多合金段20而构建，以提供所要求的机械性能、焊接质量、生产能力(较小的段一般比整体转子具有更大的生产能力)、抗腐蚀能力、总体材料成本(只在需要的地方的一个段20或几个段20中使用高成本合金，而不是对整个转子10都使用高成本合金)，和所要求的焊接接头(使用类似合金焊接而不是不类似合金焊接)。可选择锻造段的化学组分和微观结构，以达到转子级的温度能力和性能要求。可使用本文中所述的任何方法来制造多合金锻造转子段20，其具有可变比例的相邻整体段化学成分。锻造多合金段20的端面中的焊接接头可使用与相邻整体合金转子段类似的合金焊接来制造，该相邻整体合金转子段与转子段20的合金具有基本类似或相同的合金组分。
参见图1A到图9D，可通过任何合适的形成方法来制造锻造多合金转子段20，此方法一般而言在本文中被称为锻造，但可包括锻造以及其它使多合金锻造预成型件塑性变形的方法，例如热轧。例如，大体上参见图1A-1B和图3A-3I，这可包括锻造220特定设计的多合金转子段，该多合金转子段自粉末金属压坯或预成型件形成，其中包含不同比例的至少两种不同合金组分，这些合金组分至少沿着该压坯的纵向轴线轴向地分开，如本文更进一步所述的。该压坯可然后在热等静压机(HIP)中或通过任何合适的粉末压坯固结方法来固结，以形成多合金锻造预成型件，并随后锻造成要求的形式，或者作为一种选择，通过挤压和固结以形成锻造预成型件，随后锻造成要求的形式(图3A-3I)。大体上参见图4A-5B，多合金转子段20的锻造也可包括锻造特定设计的多合金粉末金属压坯，其包含不同比例的至少两种不同合金并径向地分开(例如，在孔和边缘区域中)。该压坯可然后在HIP中或通过任何合适的粉末压坯固结方法来固结，以形成锻造预成型件340并锻造成所要求的形式，或挤压以形成锻造预成型件，随后通过锻造预成型件的锻造以形成锻造多合金转子段20。大体上参见图6A-7，段20的锻造也可包括预成型件的锻造，该预成型件包括多合金ESR或VAR坯料，该多合金ESR或VAR坯料通过ESR或VAR熔化具有预定组分或化学组分梯度的多合金电极来制造。该电极可包括固结的粉末压坯，其通过HIP或其它合适的粉末压坯固结方法形成，或者通过摩擦焊或惯性焊接具有所要求合金组分的预成型件，例如棒，以形成多合金锻造预成型件，随后锻造此预成型件以制造锻造多合金转子段20。大体上参见图8A-8D，段20的锻造也可包括方法700，其锻造预成型件，该预成型件通过在第二合金组分的预成型件上喷射成形第一组分而制造，或者作为一种选择，通过喷射成形具有第一合金组分的预成型件，随后在该预成型件上喷射成形第二合金组分，从而制造多合金锻造预成型件，随后通过HIP以固结所喷射成形的预成型件，并锻造(或轧)此预成型件以形成锻造多合金转子段20。大体上参见图9A-9D，段20的锻造也可包括锻造预成型件的锻造900，该锻造预成型件通过施加第一合金组分的粉末到第二合金组分的预成型件上，例如通过施加一层一种合金组分(例如，通过激光结合的颗粒)到第二合金组分的预成型件的焊接接合面上，随后HIP以固结该粉末层，并形成多合金锻造预成型件，随后通过对锻造预成型件的锻造，以形成锻造多合金转子段20。这些形成多合金锻造预成型件的方法用在如下面进一步所述的形成锻造多合金转子段的方法中。
再参见图1A和图1B，多合金、多段焊接涡轮机转子10具有锻造多合金转子段20，该锻造多合金转子段20具有整体微观结构22和纵向轴线24。如本文中所用的，整体微观结构指多合金转子段20在它们之间的界面23处具有整体微观结构的事实，其特征在于，通过限定各个合金成分的混合，或者作为一种选择，可设计两种合金之间的过渡区域，以提供受控的化学组分中的梯度和微观结构，从而避免局部应变集中。界面23不包括具有这样的微观结构的焊接接头，这种微观结构其特征在于第一合金30和第二合金40之一或两者的熔化和再凝固，且其进一步特征在于对熔化/再凝固而言独特的微观结构中的形态特征，例如与这些过程相关的独特的相，尤其是低熔化温度相，如上面所述。如图1A和图1B中所示，锻造多合金转子段20可设置成包括圆柱形中心26和多个轴向间隔和轴向分开的圆柱形盘27，28，29，其从中心26向外突出。如图1A和图1B中所示，第一合金30部分和第二合金40部分可沿着锻造多合金转子段20轴向地分开。又如图1A和图1B中所示，第一合金30部分和第二合金40部分也可绕纵向轴线24径向地分开。锻造多合金转子段20的这些方面提供了有利的设计灵活性，包括能根据涡轮机转子10的设计和性能要求，在所需要的地方轴向间隔开具有不同合金性能的合金。例如，在转子10的HP段90中，选择用于这段中的第一合金30或第二合金40的合金可能要求高工作温度下的高强度，高温抗氧化性，高温维持时间抗疲劳裂纹能力，高温抗腐蚀和侵蚀能力，等等。同样地，在IP段92中，那里的工作温度一般稍微低一些，可能需要在IP段92的部分中，或者定位在此段的涡轮机盘的最外面部分中，例如突出盘28的最外面部分，保留上面所述的关于HP段的一些或所有高温特性。在转子10的核心部分或中心26中，由于此段中动态负载增加，也可能需要提供更高的韧性。此外，在LP段94中，由于在转子10的此段中低得多的工作温度，对于如上面所述的高温性能的要求可大大降低，使得相对于HP段90和IP段92而言在此段中可能要求具有增强的韧性，这是由于转子10在此段中的动态负载甚至更大，该更大的动态负载与连接在转子10的此段中更大和更重的涡轮机叶片相关。
锻造多合金转子段20具有锻造的微观结构。锻造的微观结构包括锻造的变形特性。
第一合金30和第二合金40是不同的合金组分，其具有不同的合金成分，成分的相对量，不同的相或不同的微观结构形态，或上面的组合。例如，第一合金30或第二合金40中的一种可包括Ni基或Fe基超合金或其组合，而第一合金30或第二合金40中的另一种可包括钢，例如不锈钢。
适合作为第一合金30或第二合金40中的一种用来作为LP段94合金的著名工业用合金包括NiCrMoV型低合金钢，其具有不同数量的镍，铬，钼，钒，化学组分或其它成分，并大体上标示在表1中。适合用来作为IP段92或HP段90的合金包括具有上述类型的增强高温性能的各种合金，例如普通CrMoV低合金钢；具有不同等级的Mo，V，W，Nb，B和N的9-14Cr型不锈钢合金；Fe-Ni合金，或Ni基超合金。适合用于LP段94的合金包括下列项：
表1
Figure BSA00000303351500151
适合用于HP段90和中间段92的合金，相应地，包括下列项：
表2
参见图2B，可通过方法200提供锻造多合金转子段20，其包括：形成210多合金锻造预成型件21，并锻造220该多合金锻造预成型件21以形成锻造多合金转子段20。形成210和锻造220的步骤可根据在图3A-9D中说明的几个示范性实施例来理解，并在下面进一步描述。
参见图3A-3I，在一个示例性实施例中，形成210多合金锻造预成型件21(图3F)可利用方法300，其包括形成310多合金粉末预成型件350(图3E)。多合金粉末预成型件350包括第一部分352和第二部分356，第一部分352包括具有第一合金组分32的第一金属粉末，第二部分356包括具有第二合金组分42的第二金属粉末。方法300还包括固结320粉末预成型件350，以烧结和压实第一合金组分354的粉末并形成第一合金30，及烧结和压实第二合金组分358的粉末并形成第二合金40(图3F)，第一合金30和第二合金40组成多合金锻造预成型件21。
参见图3A，将一层具有第一合金组分32的第一金属粉末放置在合适的容器364，例如金属罐中。该层可具有任何合适的厚度。参见图3B，将第一管366插入到容器364中，以提供第一管366里面的第二合金组分42粉末与第一管366外面的第一合金组分32粉末的分开和放置，以及这些粉末部分的预定尺寸和位置。容器364装入两种合金粉末至第一预定水平368。一旦达到第一预定水平368，第一管366被取出。参见图3C，第二管370被定位在容器364中。在所示的实施例中，第二管370具有比第一管366更大的直径；然而，其中相应的直径尺寸被倒过来的其它实施例也是可能的。第一管366和第二管370均可以容器364的纵向轴线372为中心，使得粉末在容器364内沿轴线对称地定位。容器364再装入两种合金粉末至第二预定水平374。一旦达到第二预定水平374，第二管370被取出。该过程可用任何数量的不同直径的管反复进行，使得在两种粉末的界面处形成所要求数量的台阶。参见图3D，一旦第二管370被取出，容器364再装入第二合金组分42的粉末。一旦容器364装满，盖子376密封地连接到容器364上，且容器364被抽空，例如通过密封管378，并然后如图3E中所示密封，从而形成310多合金粉末预成型件350。参见图3E，抽空的容器364和多合金粉末预成型件350被固结320，通过随时间合适施加热和压力，例如通过在热等静压机(HIP)中加压，以烧结和压实多合金粉末预成型件350到真密度或理论密度。然后容器364可通过任何合适的方法移除，包括化学的或机械的方法，例如机械加工，从而形成210(图2B)如图3F中所示的多合金锻造预成型件21。多合金锻造预成型件21(例如，坯料)具有覆盖台阶状第二合金40的互补的台阶状内部结构的第一合金30。该结构提供了多合金锻造预成型件21中第一合金32和第二合金42的轴向(纵向)和径向分开。
参见图3F和3G，多合金锻造预成型件21然后在合适的锻造压力下被锻造220以形成锻造多合金转子段20，从而发生变形和塑性流动，产生如本文中所述的锻造多合金毛坯390。
锻造220之后，锻造多合金毛坯390接受进一步的精加工操作，以形成转子段20。如将要说明的，该结构提供在第二合金40的各个直径核心上的第一合金30的可变厚度覆盖，其中该覆盖的厚度和核心直径相反地改变。所示的结构还提供基本上全是第二合金的一端，以及基本上全是第一合金的相反端，不过，其它的结构也是可能的。锻造多合金毛坯390下一步将被热处理240以提高性能，例如固溶热处理，部分固溶热处理，时效热处理，等等，如图3H中所示。
参见图3I，锻造多合金毛坯390被机械加工250以形成锻造多合金转子段20，锻造多合金转子段20包含具有如本文中所述特征的第一合金30和第二合金40。锻造多合金转子段20包括沿着纵向轴线24轴向地分开、并也绕纵向轴线24径向地分开的第一合金30和第二合金40。参见图1A和1B，锻造多合金转子段20可根据方法100被用来制造如本文中所述的多段、多合金转子。第一合金30和第二合金40的这种结构可用来提供多合金转子段20，其中，中心26(图1B)基本上或完全地由第二合金40构成，且突出盘27，28，29在盘的周边部分具有不同数量和厚度的第一合金30，其中，厚度(t)沿着转子段20的长度轴向地改变。该结构可被用来，例如，在转子段20的HP段90和端部中放置高温合金，并朝着转子段20的LP段94和相反端而沿着转子的长度减小此合金的厚度。
参见图4A-4J，在第二个示范性实施例中，多合金锻造预成型件21还可通过方法300形成，方法300包括形成310多合金粉末预成型件350。多合金粉末预成型件350包括第一部分352和第二部分356，第一部分352包括具有第一合金组分32的第一金属粉末，第二部分356包括具有第二合金组分42的第二金属粉末。方法300还包括固结320粉末预成型件350，以烧结和压实第一合金组分32的粉末并形成第一合金30，以及烧结和压实第二合金组分42的粉末以形成第二合金40，第一合金30和第二合金40组成多合金锻造预成型件21。
参见图4A，将第一管366插入到容器364中，以提供第一管366里面的第二合金组分42的粉末和管366外面的第一合金组分32的粉末的分开和放置，以及这些粉末部分的预定尺寸和位置。容器364装入两种合金粉末，且第一管366被取出。第一管366可以容器364的纵向轴线372为中心，使得粉末在容器364中沿轴线对称地定位。第一和第二合金粉末沿轴线对称放置的好处在于，一旦粉末被固结，其可保持第一合金和第二合金沿着合成转子段的长度而绕轴线372的转动惯量的旋转平衡。一旦容器364装满，盖子376，例如金属盖子，被密封地连接到容器364上，且使用任何合适的抽空装置，例如通过密封管378，将其抽空，并然后如图4B中所示密封，从而形成310多合金粉末预成型件350。参见图4C，抽空的容器364和多合金粉末预成型件350被固结320，以烧结和压实粉末预成型件350到真密度或理论密度，其通过随时间合适施加热和压力，例如通过在热等静压机(HIP)中加压，以形成多合金锻造预成型件21(图4E)。多合金锻造预成型件21具有包括覆盖在第二合金40圆柱外的第一合金环形环的结构。该结构提供在多合金锻造预成型件21中的第一合金30和第二合金40的径向分开。参见图4D，作为一种选择，多合金锻造预成型件21可通过沿箭头359所示的方向，通过挤压模365在足够的温度下挤压第一合金组分32的粉末和第二合金组分42的粉末来形成，该温度足以固结粉末并形成可用来形成多合金锻造预成型件21的挤出物。
参见图4D-4F，然后在合适的锻造压力下锻造220多合金锻造预成型件21，从而发生变形和塑性流动，产生锻造的微观结构。
锻造220之后，锻造多合金毛坯390接受进一步的精加工操作以形成转子段20，如本文中所述。随着第一合金30和第二合金40被加压，第二合金40的一致的圆柱和第一合金30的环形环向外变形，形成一种合金的向外凸起的层或壳，该层或壳布置在另一合金的整体向外凸出的圆柱上面。如将要说明的，该结构提供覆盖在第二合金40的可变直径核心上的第一合金30的一致厚度的包层，其中，核心的直径从在任一端大致相同的直径增加至在核心的中间区域中具有更大的直径，而包层在核心的周边上保持一致的厚度。锻造多合金毛坯390可选择热处理240以提高性能，例如，固溶热处理，部分固溶热处理，时效热处理，等等，或其组合，如本文中所述并如图4G中所示。参见图4H，且可选择地参见图4I和图4J，锻造多合金毛坯390被机械加工250，以形成具有如本文中所述特征的锻造多合金转子段20。锻造多合金转子段20包括第一合金30和第二合金40，其沿着纵向轴线24径向地分开。锻造多合金转子段20可用来制造如本文中所述的多段、多合金转子10。第一合金和第二合金的这种结构可用来提供多合金转子段20，其中，中心26(图1B)基本上或全部地由第二合金40组成，且一个或多个突出盘在盘的周边部分具有一致厚度的第一合金30，其中，该厚度(t)沿着转子段20的长度而轴向地改变。该结构可用来，例如，在转子段20的HP段和高温端中放置高温合金，并朝着转子段20的LP段和相反(相对较低温度)端沿着转子的长度减小该合金的厚度。如图4I和图4J中所示，机械加工250也可用来从第一端36和第二端46处的段20的中心部分，例如所示的用于此处所述目的的内凹面，而移除材料。锻造多合金转子段20可用来制造如本文中所述的多段、多合金转子10。
参见图5A和图5B，其公开了制造多合金、多段焊接涡轮机转子10的方法400的第二个示例性实施例。方法400包括，提供410多个锻造多合金转子段20.1和20.2，其每一个均具有整体结构22.1和22.2。多合金转子段20.1包括具有第一合金组分32.1的第一合金30.1部分，和具有第二合金组分42.1的第二合金部分40.1。第二合金40.1部分包括在多合金转子段20.1的第一端36.1上的第一焊接面34.1。第二合金40.1包括在与第一端36.1相反的第二端46.1上的第二焊接面44.1。第一合金组分32.1与第二合金组分42.1相比不同，并可包括任何合适的转子合金，包括本文中所述的那些。
多合金转子段20.2包括具有第一合金组分32.2的第一合金30.2部分和具有第二合金组分42.2的第二合金40.2部分。第二合金40.2包括在多合金转子段20.2的第一端36.2上的第一焊接面34.2。第一合金30.2包括在与第一端36.2相反的第二端46.2上的第二焊接面44.2。第一合金组分32.2与第二合金组分42.2相比不同，并可包括任何合适的合金，包括本文中所述的那些。第一合金30.1与第二合金30.2可具有相同的合金组分和微观结构形态，或者任意组合的不同合金组分和微观结构形态；然而，第二合金组分42.1和第二合金组分42.2应当基本上是相同的，以避免在它们之间产生不类似合金焊接接头。参见图5A，即使第二合金组分42.1和第二合金组分42.2应当基本上是相同的，分别在段20.1和段20.2中的第二合金组分42.1和第二合金组分42.2的相对量也可不同。例如，在锻造多合金转子段20.1中，整个中心26.1和突出盘的一部分由第二合金组分42.1形成，而在锻造多合金转子段20.2中，只有中心26.2的一部分且没有突出盘是由第二合金组分42.2形成的。通过至少两个多合金转子段20.1，20.2的组合，第一合金30.1和30.2的厚度(t)可不同(例如图5B)。该结构有利于允许第一合金30.1和第一合金30.2的厚度沿着转子10的长度变化。此外，该结构也还有利于容许第一合金组分32.1与第一合金组分32.2相比而更加不同，同时保持使用类似合金焊接。
方法400还包括，提供420第一转子段50，其具有第一转子段合金组分52，和设置用来紧接第一焊接面34.1配置的焊接面54。第一转子段合金组分52与紧接的焊接面54的第二合金组分42.1基本上是相同的。在图5A和图5B中所示的示范性实施例中，第一转子段合金组分52与紧接的焊接面54的第二合金组分42.1基本上是相同的，且在此实施例中，组分52在整个第一转子段50中基本上是相同的。
方法400还包括，提供430第二转子段60，其具有第二转子段合金组分62，和设置用来紧接第二焊接面44.2配置的焊接面64。第二转子段合金组分62与紧接的焊接面64的第二合金组分42.2基本上是相同的。在图5A和图5B中所示的示范性实施例中，第二转子段合金组分62与紧接的焊接面64的第二合金组分42.2应当基本上是相同的，且在此实施例中，组分62在整个第二转子段60中基本上是相同的。
方法400还包括，将第一转子段50焊接440到锻造多合金转子段20.1上，以顺着第一焊接面34形成类似合金焊接70。焊接440可包括任何合适的用来连接类似金属或合金的焊接工艺或方法，尤其是那些适合用来连接各种超合金，包括Ni基，Fe基和Co基超合金或其组合的焊接工艺或方法，以及那些适合用来连接各种等级的钢，包括各种等级的不锈钢的焊接工艺或方法。
方法400还包括，将第二转子段60焊接450到锻造多合金转子段20.2上，以顺着第二焊接面44.2形成类似合金焊接80。焊接450还可包括任何合适的用来连接类似金属或合金的焊接工艺或方法，尤其是那些适合用来连接各种超合金，包括Ni基或Fe基高温合金或其组合的焊接工艺或方法，以及那些适合用来连接各种等级的钢，包括各种等级的不锈钢的焊接工艺或方法。焊接440和焊接450的步骤可利用相同的焊接方法或不同的焊接方法。在一个示例性实施例中，焊接440和焊接450可包括本文中所述的熔焊的形式。
方法400还包括，通过将第二焊接面44.1焊接到第一焊接面34.2上以形成类似合金焊接75，将第一多合金转子段20.1焊接460到第二多合金转子段20.2上。焊接460还可包括任何合适的用来连接类似的金属或合金的焊接工艺或方法，尤其是那些适合用来连接各种超合金，包括Ni基或Fe基高温合金或其组合的焊接工艺或方法，和那些适合用来连接各种等级的钢，包括各种等级的不锈钢的焊接工艺或方法。焊接440，焊接450和焊接460的步骤可包括本文中所述的熔焊的形式。
本文中所述的涡轮机转子10构造使用特定设计的锻造多合金转子段20，其中，锻件的一端的合金化学组分和冶金特性包括一种合金组分(例如CrMoV低合金钢)，而锻件的另一端包括与第一种合金组分不同的第二种合金组分(例如镍基超合金)。这样的锻造多合金转子段20可在具有整体合金转子段的每一端通过焊接有效地连接，该整体合金转子段具有类似的，或甚至相同的合金组分，从而得到根据既定的最佳焊接工艺而形成的优良的、低风险的类似合金组分焊接。
参见图6A-6F，在另一个示例性实施例中，多合金锻造预成型件21也可通过方法500形成，方法500包括提供510具有电极轴线524的多合金电极512。多合金电极512具有连接到轴向分开的第二电极部分516上的第一电极部分514，第一电极部分514包括具有第一合金组分32的第一合金30，第二电极部分516包括具有第二合金组分42的第二合金40。方法500还包括，熔化520多合金电极512，以形成多合金锻造预成型件21。
参见图6A，可通过连接第一合金的第一电极部分514和第二电极部分516来提供多合金电极512，其中，第一合金的第一电极部分514例如是具有第一合金组分32的第一合金30的圆柱形条或棒，第二电极部分516例如是具有第二合金组分42的第二合金40的圆柱形条或棒。第一合金30和第二合金40的连接可包括任何合适的连接方法，例如，摩擦焊或各种形式的电弧焊。作为一种选择，可通过形成如本文中所述的粉末预成型件来提供多合金电极512，该粉末预成型件包括具有第一合金组分32的第一电极粉末部分，和具有第二合金组分42的第二电极粉末部分；并固结该粉末预成型件以烧结和压实第一合金组分32的第一粉末部分以形成第一合金30，及烧结和压实第二合金组分42的第二粉末部分以形成第二合金40，这些合金一起形成了多合金电极512。在通过图6A所示的实施例中，在图6A所示的第一电极部分514和第二电极部分516之间具有清晰描绘的界面518，例如平面的界面。形成多合金粉末预成型件并固结该粉末预成型件以形成如上所述参见图3A-3F的多合金锻造预成型件的此方法，也可被用来形成多合金电极，例外之处在于，粉末预成型件具有两个明显的轴向分开部分，而不是图3A-3F的台阶状结构。在另一个示例性实施例(未示出)中，粉末预成型件也可包括位于第一电极粉末部分和第二电极粉末部分之间的包括预定合金组分的过渡粉末部分，而不是界面518。在一个示例性实施例中，该预定合金组分可包括作为混合物而得到的组分，其中该混合物是具有第一合金组分32的第一电极粉末和具有第二合金组分42的第二电极粉末的混合物，并且该组分可具有第一合金组分和第二合金组分的其中之一的0-100％重量的范围，而其中另一合金组分的余量是达到100％总和所要求的差额。过渡粉末部分可具有任何预定的合金组分，并可具有任何合适的厚度，且带有第一粉末部分的第一界面和带有第二粉末部分的第二界面可具有任何合适的形状，包括正交平面形状，和所有样式的曲面形状，其中由于本文中所述的原因，绕轴线而轴对称的界面形状是优选的。在固结时，过渡粉末部分被固结，以形成具有预定合金组分的过渡合金。用于第一合金组分32和第二合金组分42的适当合金组分是上面所述的那些。适合用于过渡合金的预定过渡合金组分包括其成分含量介于第一合金组分32和第二合金组分42所述含量中间的那些组分。
参见图6B，方法500还包括，熔化520多合金电极512，以形成多合金锻造预成型件21。熔化520可使用任何合适的方法来执行。合适的方法大体上会保持第一合金组分32和第二合金组分42的区别性。
用来熔化520的合适方法包括，使用铸造技术，优选地是熔化电极重熔技术，例如电渣重熔(ESR)或真空电弧重熔(VAR)和类似的熔化方法。如同常规的ESR或VAR技术那样，图6B显示了悬置在容纳于冷却坩埚532中的熔池528上方的电极512。在熔化期间，熔化的电极512的液滴凝固以产生锻造预成型件21，该锻造预成型件21具有沿着其轴向长度的对应于第一合金30、中间合金536和第二合金40的分立区域。作为一种选择，每种合金的单独部分可被单独地且按顺序地熔化，以形成锻造预成型件21。如图6B中所示的工艺，第一合金30和第二合金40的顺序可与所示的相反。第一合金30、中间合金536和第二合金40具有适合于产生锻造预成型件21的相应HP区域、中间区域和LP区域的长度。锻造预成型件21的中间合金536是第一合金30和第二合金40之间的过渡区域538。无论多合金电极512是否包括上面所述的过渡合金，在熔化过程中，作为第一合金30和第二合金40混合的结果，中间合金536会自然地形成。如果多合金电极512形成为包括过渡合金，中间合金536可被配制为具有受控的中间合金组分540或组分范围，以控制坯料534和锻造预成型件21中的过渡区域538的化学组分梯度(即，其合金组分不同于仅由第一合金30和第二合金40的熔化和混合产生的合金组分)和/或宽度。过渡区域538可具有这样的形状，该形状的轴向边界虽然与熔池528的形状一致，但是，其绕锻造预成型件21的轴线524而可以是一定程度不对称的。
参见图6D，在锻造220时，第一合金30、中间合金536和第二合金40限定了锻造多合金转子段20的相应部分(图6E)，并可如图6E中所示进行热处理。参见图6F，多合金转子段20可被锻造成净形，或最终形状，或接近净形，或接近最终形状(例如图6F)，或被机械加工成所要求的形状，如本文中所述。
参见图7，锻造多合金转子段20可根据本文中所述的方法100，用来制造焊接的多合金、多段转子10。因此，锻造多合金转子段20和由其制造的焊接转子10将中间合金536、过渡区域538和中间合金组分540与其自身锻造的微观结构结合，而不是在第一合金30和第二合金40之间有明显的边界或轮廓。
对于锻造多合金转子段20的不同HP段、IP段和LP段，要求有不同的特性以实现对段20所要求的性能，例如拉伸强度，断裂韧性，蠕变强度，蠕变疲劳，热稳定性，和高的加工能力(可重复性和再现性)，以及成本目标。参见例如图1E，为了实现转子所要求的机械性能，锻造转子段20的多合金化学组分可能是充分地不同的，以要求不同的热处理温度和持续时间，使得在机械加工之前，可能需要局部热处理。为此，具有多个温度区域(未示出)的炉子可用来为转子段锻件20的每个区域90，92和94提供合适的热处理温度。热处理可包括不同的温度，以用于特定合金的固溶处理或奥氏体化处理，以及时效处理或回火处理。不同于固溶温度或奥氏体化温度的差温冷却也被优选地使用。快冷可用来实现全段淬火，以避免有害的沉淀反应，和/或用来提高韧性。慢冷可用来减少热应力，并减少淬火裂纹的风险。适合用于转子段锻件20的特定温度、持续时间、加热速度和冷却速度将取决于所用的材料，并且这样的热处理参数一般在本领域技术人员的能力内。
如上面所述的制造整体多合金转子段20和提供多合金焊接转子10的能力消除了与不类似合金焊接相关的障碍，否则不类似合金焊接可能需要对第一合金和第二合金的分开段进行连接。
参见图8A-8D，在另一个示例性实施例中，多合金锻造预成型件21也可通过方法700形成，方法700包括，在具有第二合金组分42的第二合金40的预成型件714上喷射成形710(图8A)具有第一合金组分32的第一合金30的层712。喷射成形710可通过利用可移动的喷射喷嘴715来执行，或者作为一种选择，通过固定的喷嘴和可移动的工作台或床(未示出)，在其上定位预成型件714，以施加熔化的第一合金30的喷射713。作为一种选择，多个层712，712.1，712.2…712.n可被利用，且它们可具有相同的合金组分，或者具有多个不同的(例如，32，32.1，32.2…32.n)合金组分，从而调整以形成多种不同的合金(例如，30，30.1，30.2…30.n)。此外，第一合金30和第二合金40的角色可以是相反的(未示出)，使得方法700包括，在包括具有第一合金组分32的第一合金30的预成型件上喷射成形具有第二合金组分42的第二合金40的层。例如，层712可以包括施加到预成型件714一部分上的层，该层将成为焊接面。由于层712可具有低于真密度或理论密度的密度，方法700也可包括固结720(图8B)层712。固结可包括任何固结喷射合金层的合适方法，例如使用HIP来固结喷射成形的层，以形成锻造预成型件21。锻造预成型件21可经锻造220(图8C)(或轧制)，以形成锻造多合金转子段20(图8D)。也可对锻造多合金转子段20进行热处理，以提高任何组合的冶金性能、机械性能或化学性能，如本文中所述。
参见图9A-9D，在另一个示范性实施例中，多合金锻造预成型件21也可通过方法900形成，方法900包括，施加910(图9A)，例如通过穿过可移动的喷射喷嘴915喷射具有第一合金组分32的第一合金30的粉末913的一个层912或多个层至具有第二合金组分42的第二合金40的预成型件914上。粉末913的层912可通过使用可移动的激光器917熔化而固结。作为一种选择，预成型件914可以是能移动的，且喷射喷嘴和激光器917中的一个或两者可以是固定的。作为一种选择，可利用多个层912，912.1，912.2…912.n，并且它们可具有相同的合金组分，或者具有多种不同的(例如，32，32.1，32.2…32.N)合金组分，从而调整以形成多种不同的合金(例如，30，30.1，30.2…30.N)。此外，作为一种选择，第一合金30和第二合金40的角色可以是相反的(未示出)，使得方法900包括，在包括具有第一合金组分32的第一合金30的预成型件上喷射成形具有第二合金组分42的第二合金40的层。例如，层912可以包括施加到预成型件914一部分上的层，该层将成为焊接面。由于层912可具有低于真密度或理论密度的密度，方法900也可包括固结920(图9B)层912。固结可包括任何固结熔化粉末颗粒合金层912的合适方法，例如使用HIP来固结喷射成形的层以形成锻造预成型件21。锻造预成型件21可经锻造220(图9C)(或轧制)锻造预成型件21，以形成锻造多合金转子段20(图9D)。也可对锻造多合金转子段20进行热处理，以提高任何组合的冶金性能、机械性能或化学性能，如本文中所述。
虽然已结合仅仅有限数量的实施例详细描述了本发明，但是应当容易懂得，本发明并不局限于所公开的实施例。相反，本发明被修改以可结合在这之前未描述的任何数量的变型、更改、替换或等同的设置，但它们同样在本发明的精神和范围内。另外地，虽然已经描述了本发明的各种实施例，但是应当懂得，本发明的方面可包括仅仅其中一些所述的实施例。因此，本发明并不被视为受到前面描述的限制，但仅受限于所附权利要求的范围。

Claims (10)

1.一种制造多合金、多段焊接涡轮机转子的方法(100)，所述方法(100)包括：
提供(110)具有整体结构的锻造多合金转子段(20)，所述转子段(20)包括具有第一合金组分(32)的第一合金(30)，和具有第二合金组分(42)的第二合金(40)，在第一端(36)上包括所述第一合金(30)的第一焊接面，以及在相反的第二端(46)上包括所述第二合金(40)的第二焊接面(44)；
提供(120，130)包括所述第一合金组分(52)的第一转子段(50)，和包括所述第二合金组分(62)的第二转子段(60)；
将所述第一转子段(50)焊接(140)到所述第一焊接面上(34)；和
将所述第二转子段(60)焊接(150)到所述第二焊接面(44)上。
2.根据权利要求1所述的方法(100)，其特征在于，所述锻造多合金转子段(20)通过方法(200)提供，所述方法(200)包括：
形成(210)多合金锻造预成型件(21)；和
锻造(220)所述多合金锻造预成型件(21)，以形成所述具有整体结构的锻造多合金转子段。
3.根据权利要求2所述的方法(200)，其特征在于，所述多合金锻造预成型件通过下面的方法(300)形成：
形成(310)多合金粉末预成型件(21)，其包括第一部分(352)和第二部分(356)，所述第一部分(352)包括具有所述第一合金组分(32)的粉末，且所述第二部分(356)包括具有所述第二合金组分(42)的粉末；和
固结(320)所述粉末预成型件(21)以烧结和压实所述第一合金组分(32)的粉末并形成所述第一合金(30)，并烧结和压实所述第二合金组分(42)的粉末以形成所述第二合金(40)，所述第一合金(30)和所述第二合金(40)构成所述多合金锻造预成型件(21)。
4.根据权利要求3所述的方法(200)，其特征在于，所述第一合金(30)或所述第二合金(40)中的一个位于另一个的径向内侧。
5.根据权利要求3所述的方法(200)，其特征在于，所述多合金转子段(20)具有纵向轴线(24)，并且所述第一合金(30)和所述第二合金(40)轴向地分开。
6.根据权利要求2所述的方法(200)，其特征在于，所述多合金锻造预成型件通过下面的方法形成：
提供(510)具有电极轴线(524)的多合金电极(512)，将包括所述第一合金组分(32)的第一电极部分(514)连接到包括所述第二合金组分(42)的轴向分开的第二合金部分(516)上；和
熔化(520)所述多合金电极(512)，以形成所述多合金锻造预成型件(21)。
7.根据权利要求6所述的方法(500)，其特征在于，通过形成(310)粉末预成型件来提供所述多合金电极(512)，所述粉末预成型件包括具有所述第一合金组分(32)的第一电极粉末部分(352)，和具有所述第二合金组分(42)的第二电极粉末部分(356)；和
固结(320)所述粉末预成型件(21)，以烧结和压实所述第一合金组分(32)的所述粉末和所述第二合金组分(42)的所述粉末，以形成所述多合金电极(512)。
8.根据权利要求2所述的方法(200)，其特征在于，所述多合金锻造预成型件通过下面的方法(700)形成：
形成第一合金(30)的预成型件；和
在所述预成型件上沉积(710，910)所述第二合金(40)，以形成所述多合金锻造预成型件(21)。
9.一种多合金、多段焊接涡轮机转子(10)，所述转子包括：
具有整体微观结构和纵向轴线(24)的多合金转子段(20)，所述转子段(20)包括具有第一合金组分(32)的第一合金(30)，和具有第二合金组分(42)的第二合金(40)，在第一端(36)上包括所述第一合金(30)的第一焊接面(34)，以及在相反的第二端(46)上包括所述第二合金(40)的第二焊接面(44)，所述整体结构具有锻造的微观结构；
包括所述第一合金组分的第一转子段，所述第一转子段通过第一焊接接头连接到所述第一焊接面上；和
包括所述第二合金组分的第二转子段，所述第二转子段通过第二焊接接头连接到所述第二焊接面上。
10.根据权利要求9所述的涡轮机转子(10)，其特征在于，所述第一合金(30)或所述第二合金(40)中的一个绕所述纵向轴线(24)定位在另一个的径向内侧，或者沿着所述纵向轴线轴向地分开，或者是这二者的组合。
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