JP2017136641A - 鋳造方法及び物品 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】溶融した第1の材料108を、分配する鋳型に投入し、第1の結晶粒組織の生成に適した第1の条件に付し、物品100の第1の領域102を形成し、第1の材料とは組成的に異なる、溶融した第2の材料110を鋳型に投入し、物品の第2の領域104を形成する方法。第2の材料の第1の部分と、第1の材料の第2の部分を混合して、ハイブリッド材料112を形成。第2の材料の第2の部分を、第1の結晶粒組織と異なる第2の結晶粒組織を生成するのに適した第2の条件に付し、物品の第2の領域を形成する。第1の領域及び第2の領域は、ハイブリッド領域106をその間に形成した、単一の連続的な物品で一体成形する製造方法。
【選択図】図1
Description
[実施態様1]
物品(100)を形成するための鋳造方法であって、
第1の材料(108)を鋳型(200)に投入する工程であって、第1の材料(108)が溶融状態で投入され、鋳型(200)が物品(100)の第1の領域(102)を形成するために第1の材料(108)を優先的に分配するように配列及び配置されている、工程と、
第1の材料(108)を、第1の結晶粒組織を生成させるのに適した第1の条件に付す工程と、
第1の結晶粒組織を第1の材料(108)の第1の部分(300)から生成させ、第1の材料(108)の第2の部分(302)を溶融状態で維持すると同時に物品(100)の第1の領域(102)を形成する工程と、
第2の材料(110)を鋳型(200)に投入して物品(100)の第2の領域(104)を形成する工程であって、第2の材料(110)が溶融状態で投入され、第2の材料(110)が、第1の材料(108)とは組成的に異なる、工程と、
第2の材料(110)の第1の部分(500)と第1の材料(108)の第2の部分(302)を混合することによってハイブリッド材料(112)を形成する工程と、
第2の材料(110)の第2の部分(502)を第2の結晶粒組織を生成させるのに適した第2の条件に付す工程であって、第2の結晶粒組織が、第1の結晶粒組織とは異なっている、工程と、
第2の結晶粒組織を第2の材料(110)の第2の部分(502)から生成させ、物品(100)の第2の領域(104)を形成する工程であって、第1の領域(102)及び第2の領域(104)が、ハイブリッド材料(112)から形成され、第1の領域(102)と第2の領域(104)との間に配置されたハイブリッド領域(106)を備えた単一の連続的な物品(100)として一体成形されている、工程と
を含む、鋳造方法。
[実施態様2]
第1の材料(108)及び第2の材料(110)を投入することに、1以上の難溶接(HTW)合金を投入することを含む、実施態様1に記載の鋳造方法。
[実施態様3]
第1の材料(108)及び第2の材料(110)の少なくとも1つを投入することに、Rene108及びGTD262を投入することを含む、実施態様2に記載の鋳造方法。
[実施態様4]
第1の領域(102)及び第2の領域(104)を形成することに、応力低減領域を形成することを含む、実施態様1に記載の鋳造方法。
[実施態様5]
第1の結晶粒組織及び第2の結晶粒組織を生成させることに、一方向凝固結晶粒組織及び等軸結晶粒組織を生成することを含む、実施態様1に記載の鋳造方法。
[実施態様6]
物品(100)を形成することに、タービン部品(114)を形成することを含む、実施態様1に記載の鋳造方法。
[実施態様7]
タービン部品(114)を形成することに、ノズル(ベーン)及びバケット(ブレード)の少なくとも1つを形成することを含む、実施態様6に記載の鋳造方法。
[実施態様8]
タービン部品(114)を形成するための鋳造方法であって、
第1の材料(108)を鋳型(200)に投入する工程であって、第1の材料(108)が溶融状態で投入され、鋳型(200)がタービン部品(114)の第1の領域(102)を形成するために第1の材料(108)を優先的に分配するように配列及び配置されている、工程と、
第1の材料(108)を、一方向凝固結晶粒組織を生成させるのに適した第1の条件に付す工程と、
一方向凝固結晶粒組織を第1の材料(108)の第1の部分(300)から生成させ、第1の材料(108)の第2の部分(302)を溶融状態で維持する一方でタービン部品(114)の第1の領域(102)を形成する工程と、
第2の材料(110)を鋳型(200)に投入してタービン部品(114)の応力低減領域を形成する工程であって、第2の材料(110)が溶融状態で投入され、第2の材料(110)が、第1の材料(108)とは組成的に異なる、工程と、
第2の材料(110)の第1の部分(500)と第1の材料(108)の第2の部分(302)を混合することによってハイブリッド材料(112)を形成する工程と、
第2の材料(110)の第2の部分(502)を等軸結晶粒組織を生成させるのに適した第2の条件に付す工程と、
等軸結晶粒組織を第2の材料(110)の第2の部分(502)から生成させ、タービン部品(114)の応力低減領域を形成する工程であって、第1の領域(102)及び応力低減領域が、ハイブリッド材料(112)から形成され、第1の領域(102)と応力低減領域との間に配置されたハイブリッド領域(106)を備えた単一の連続的な物品(100)として一体成形されている、工程と
を含む、鋳造方法。
[実施態様9]
第1の材料(108)及び第2の材料(110)の少なくとも1つを投入することに、1以上の難溶接(HTW)合金を投入することを含む、実施態様8に記載の鋳造方法。
[実施態様10]
第1の材料(108)を投入することに、Rene 108、GTD 111、GTD 444、Rene N2、及びInconel 738の1種以上を投入することを含む、実施態様9に記載の鋳造方法。
[実施態様11]
第2の材料(110)を投入することに、GTD 262、GTD 222、及びGTD 241の1種以上を投入することを含む、実施態様9に記載の鋳造方法。
[実施態様12]
タービン部品(114)を形成することに、ノズル(ベーン)及びバケット(ブレード)の少なくとも1つを形成することを含む、実施態様8に記載の鋳造方法。
[実施態様13]
第1の領域(102)を形成することに、ノズル(ベーン)又はバケット(ブレード)の外壁(116)及びノズル(ベーン)又はバケット(ブレード)の外壁(116)に隣接するノズル(ベーン)又はバケット(ブレード)の前縁(118)を形成することを含む、実施態様12に記載の鋳造方法。
[実施態様14]
一方向凝固結晶粒組織を有する第1の材料(108)からタービン部品(114)の第1の領域(102)を形成することにより、等軸結晶粒組織を有する第1の材料(108)から形成された相当する第1の領域(102)と比較して、運転条件下で割れ感受性の低下した性質を伸ばす、実施態様8に記載の鋳造方法。
[実施態様15]
割れ感受性の低下した性質を伸ばすことに、耐クリープ性を増加させること、耐疲労性を増加させること、タービン部品(114)の動作寿命を増加させることの少なくとも1つを含む、実施態様14に記載の鋳造方法。
[実施態様16]
物品(100)であって、
一方向凝固結晶粒組織を有する第1の材料(108)を含む第1の領域(102)と、
等軸結晶粒組織を有する第2の材料(110)を含む第2の領域(104)であって、第2の材料(110)が第1の材料(108)とは組成的に異なる、第2の領域(104)と、
第1の領域(102)と第2の領域(104)との間に配置されたハイブリッド領域(106)であって、ハイブリッド領域(106)がハイブリッド材料(112)を含み、ハイブリッド材料(112)が混合された第1の材料(108)及び第2の材料(110)を含む、ハイブリッド領域(106)とを含み、
第1の領域(102)、第2の領域(104)及びハイブリッド領域(106)が、単一の連続的な物品(100)として一体成形され、
第1の材料(108)及び第2の材料(110)の少なくとも1つが、難溶接(HTW)合金からなる群から選択される、物品(100)。
[実施態様17]
第1の材料(108)が、Rene 108、GTD 111、GTD 444、Rene N2、及びInconel 738の1種以上からなる群から選択され、第2の材料(110)が、GTD 262、GTD 222、及びGTD 241の1種以上からなる群から選択される、実施態様16に記載の物品(100)。
[実施態様18]
物品(100)がタービン部品(114)である、実施態様16に記載の物品(100)。
[実施態様19]
第2の領域(104)が応力低減領域であり、一方向凝固結晶粒組織を有する第1の領域(102)の第1の材料(108)が、等軸結晶粒組織を有する第1の材料(108)から形成された相当する第1の領域(102)と比較して、運転条件下で割れ感受性の低下した性質を含む、実施態様16に記載の物品(100)。
[実施態様20]
物品(100)が体積を含み、第1の領域(102)が物品(100)の体積の約60%以下をなす、実施態様16に記載の物品(100)。
102 第1の領域
104 第2の領域
106 ハイブリッド領域
108 第1の材料
110 第2の材料
112 ハイブリッド材料
114 タービン部品
116 外壁
118 前縁
200 鋳型
202 炉
204 冷却プレート
300 第1の材料の第1の部分
302 第1の材料の第2の部分
500 第2の材料の第1の部分
502 第2の材料の第2の部分
Claims (10)
- 物品(100)を形成するための鋳造方法であって、
第1の材料(108)を鋳型(200)に投入する工程であって、第1の材料(108)が溶融状態で投入され、鋳型(200)が物品(100)の第1の領域(102)を形成するために第1の材料(108)を優先的に分配するように配列及び配置されている、工程と、
第1の材料(108)を、第1の結晶粒組織を生成させるのに適した第1の条件に付す工程と、
第1の結晶粒組織を第1の材料(108)の第1の部分(300)から生成させ、第1の材料(108)の第2の部分(302)を溶融状態で維持すると同時に物品(100)の第1の領域(102)を形成する工程と、
第2の材料(110)を鋳型(200)に投入して物品(100)の第2の領域(104)を形成する工程であって、第2の材料(110)が溶融状態で投入され、第2の材料(110)が、第1の材料(108)とは組成的に異なる、工程と、
第2の材料(110)の第1の部分(500)と第1の材料(108)の第2の部分(302)を混合することによってハイブリッド材料(112)を形成する工程と、
第2の材料(110)の第2の部分(502)を第2の結晶粒組織を生成させるのに適した第2の条件に付す工程であって、第2の結晶粒組織が、第1の結晶粒組織とは異なっている、工程と、
第2の結晶粒組織を第2の材料(110)の第2の部分(502)から生成させ、物品(100)の第2の領域(104)を形成する工程であって、第1の領域(102)及び第2の領域(104)が、ハイブリッド材料(112)から形成され、第1の領域(102)と第2の領域(104)との間に配置されたハイブリッド領域(106)を備えた単一の連続的な物品(100)として一体成形されている、工程と
を含む、鋳造方法。 - 第1の材料(108)及び第2の材料(110)を投入することに、1以上の難溶接(HTW)合金を投入することを含む、請求項1に記載の鋳造方法。
- 第1の材料(108)及び第2の材料(110)の少なくとも1つを投入することに、Rene108及びGTD262を投入することを含む、請求項2に記載の鋳造方法。
- 第1の結晶粒組織及び第2の結晶粒組織を生成させることに、一方向凝固結晶粒組織及び等軸結晶粒組織を生成することを含む、請求項1に記載の鋳造方法。
- タービン部品(114)を形成するための鋳造方法であって、
第1の材料(108)を鋳型(200)に投入する工程であって、第1の材料(108)が溶融状態で投入され、鋳型(200)がタービン部品(114)の第1の領域(102)を形成するために第1の材料(108)を優先的に分配するように配列及び配置されている、工程と、
第1の材料(108)を、一方向凝固結晶粒組織を生成させるのに適した第1の条件に付す工程と、
一方向凝固結晶粒組織を第1の材料(108)の第1の部分(300)から生成させ、第1の材料(108)の第2の部分(302)を溶融状態で維持する一方でタービン部品(114)の第1の領域(102)を形成する工程と、
第2の材料(110)を鋳型(200)に投入してタービン部品(114)の応力低減領域を形成する工程であって、第2の材料(110)が溶融状態で投入され、第2の材料(110)が、第1の材料(108)とは組成的に異なる、工程と、
第2の材料(110)の第1の部分(500)と第1の材料(108)の第2の部分(302)を混合することによってハイブリッド材料(112)を形成する工程と、
第2の材料(110)の第2の部分(502)を等軸結晶粒組織を生成させるのに適した第2の条件に付す工程と、
等軸結晶粒組織を第2の材料(110)の第2の部分(502)から生成させ、タービン部品(114)の応力低減領域を形成する工程であって、第1の領域(102)及び応力低減領域が、ハイブリッド材料(112)から形成され、第1の領域(102)と応力低減領域との間に配置されたハイブリッド領域(106)を備えた単一の連続的な物品(100)として一体成形されている、工程と
を含む、鋳造方法。 - 第1の材料(108)を投入することが、Rene 108、GTD 111、GTD 444、Rene N2、及びInconel 738の1種以上を投入することを含む、請求項5に記載の鋳造方法。
- 第2の材料(110)を投入することに、GTD 262、GTD 222、及びGTD 241の1種以上を投入することを含む、請求項5に記載の鋳造方法。
- 物品(100)であって、
一方向凝固結晶粒組織を有する第1の材料(108)を含む第1の領域(102)と、
等軸結晶粒組織を有する第2の材料(110)を含む第2の領域(104)であって、第2の材料(110)が第1の材料(108)とは組成的に異なる、第2の領域(104)と、
第1の領域(102)と第2の領域(104)との間に配置されたハイブリッド領域(106)であって、ハイブリッド領域(106)がハイブリッド材料(112)を含み、ハイブリッド材料(112)が混合された第1の材料(108)及び第2の材料(110)を含む、ハイブリッド領域(106)とを含み、
第1の領域(102)、第2の領域(104)及びハイブリッド領域(106)が、単一の連続的な物品(100)として一体成形され、
第1の材料(108)及び第2の材料(110)の少なくとも1つが、難溶接(HTW)合金からなる群から選択される、物品(100)。 - 第1の材料(108)が、Rene 108、GTD 111、GTD 444、Rene N2、及びInconel 738の1種以上からなる群から選択され、第2の材料(110)が、GTD 262、GTD 222、及びGTD 241の1種以上からなる群から選択される、請求項8に記載の物品(100)。
- 物品(100)が体積を含み、第1の領域(102)が物品(100)の体積の約60%以下をなす、請求項8に記載の物品(100)。
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