JPH04501538A - 超耐熱合金の損傷を補修する方法 - 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】 超耐熱合金の損傷を補修する方法 本出願は１９８７年１０月１６日出願ノＵ、　Ｓ、　Ｓ、Ｎ１０９．４８７の一 部継続出願である。

発明の背景 １、　発明の分野 本発明は、一般に、高温エンジン構成要素における穴及び溝穴の充填並びに損傷 表面領域の補修及びリフォームに有用なケイ素を含有しない金属合金粉末混合物 に関する。特に、本発明は、使用中に損傷した、現在は補修不可能と考えられて いる数多くの構成要素を補修する能力を有する新規な金属合金混合物に関する。

また、この金属合金粉末混合物は新たな部品の製造及び／又は側板なし羽根チッ プ等の浸食又は損傷された表面領域のり７オームのためにも使用可能である。本 発明の合金粉末混合物は、大きな穴、溝穴及び広間隙継目を充填するため、又は 延出した表面領域をリフォームするための新規な方法において使用されるが、こ の方法は、以前の充填技術又は補修技術又はろう付は技術にょシ発生されるのよ シ実質的に高い再融解温度（すなわち、固相線温度）で金属被覆物を形成する。

高温と、通常はそれに関する腐食作用の双方の組合せに耐えることができる材料 を構造物用途に使用することは、特に、たとえばタービンエンジン構成要素など の航空機での高温使用において徐々にその重要を増している。ステンレス鋼や、 二ツ’Ｉｋ系超耐熱合金等のいわゆる超耐熱合金は、高温で高い強度対重量比、 耐腐食性等の必要条件に適合することが可能であるために採用されている。しか しながら、とわらの材料の有効利用に対する最大の障害は、使用中に損傷した構 成要素の補修が困難なことであった。

一般的には、公知のろう付り用溶加材はタービンエンジンの高温構成要素に使用 されているよう４高温超耐熱合金の比較的大きな穴、溝穴及び広間隙継目並びに その他の様々な種類の欠陥を充填するのに使用するために必要である所望の特性 を有していない。さらに、公知の合金粉末及び混合物は羽根のチップのような高 温超耐熱合金体の表面領域を再生又はリフォームするには全く不十分であるため 、そのような用途に向いていない。その結果、これらの種類の欠陥を生じるエン ジン等の超耐熱合金体は効率を失い、高価でちることが多い部品を廃棄処分しな ければならない。これらの問題点と欠点に加え、従来のろう付は用溶加材は良好 な湿潤と、非常に限定された流量と、溶加拐が構成要素の内部通路して流入する ことなく欠陥が補修されるように欠陥を架橋する能力とを同時に示さない。これ は、ろう付は用溶加材は毛管作用を弁して空間に流入するものとして製造すなわ ち、溶加材が処理温度又は使用温度で液化し、結合すべき継目境界面に引込まれ ることから期待される。さらに、公知のろう付は用充填剤組成は上述の所望の特 性を有していないと共に、すぐれた耐高温性と、すぐれた耐食性の双方を示すこ とができず、適正に塗布されても、タービンエンジンの苛酷な環境の中では残存 できない。従って、高温超耐熱合金体の表面領域を補修及び／又は再生するため に使用することができる適正な金属合金混合物と、これらの目的のためにこれら の混合物を使用する技術との必要性は大きい。

従来より、ろう付は用溶加材組成によって高温超耐熱合金の修理が試みられてき たが、米国特許第４．３８１，９４４号、第４，３７９，１２１号、第４，３９ ４，３４７号、第４．４．４２，９６８号、第４，４４４，３５３号及び第４， ４７８．６３８号にもいくつかが開示されているこれらの材料は上述の理由によ り有効ではないことがわかっている。

５ｒｎｉｔｈ、　Ｊｒ、他の米国特許第４，３８１，９４４号及び第４．４７８ ，６３８号は、真空条件の下で、約２１２４　”Ｆ以上から約２２５０下１メ下 の処理温度で、ただし先に存在している真鍮ろうの再融解温度は越えない温度で 融解して、超耐熱合金体の細い亀裂に流入するよう、に成分を調合された合金粉 末混合物に関する。これは従来のろう付は又ははんだ付けに類似しており、超耐 熱合金体及び／又はその上の超耐熱合金被覆膜を損傷する可能性がある高い処理 温度の使用を必要とし、処理中に、合金粉末は超耐熱合金体上でその形状と位置 を保つことができないので、流出又は流入なしに、羽根チップのリフォーム等の 表面リフォームを行ったり、大きな亀裂を充填及び橋絡したりすることは不可能 である。

発明の概要 本発明は、本質的に約１４重量パーセントから約１６重量パーセントのクロムと 、約２．５重量パーセントのホウ素と、残部のニッケルとから構成される重量の 大部分を占める第１の低融点超耐熱合金粉末組成と、約１１重量パーセントから １５重量パーセントのコバルトと、約３．０重量パーセントから１０重量パーセ ントのタングステンと、約３．５重量バーセントから１０重量パーセントのタン タルと、約３５重量パーセントから４．５重量パーセントのチタンと、約３重量 パーセントから４重量パーセントのアルミニウムと、約１．０重量パーセントか ら２．５重量パーセントのモリブデンと、約０．１重量パーセントから３．０重 量パーセントのハフニウムと、約０．３０重量バーセントマでの炭素と、約０． ０３重量パーセントカラ０．２５重量パーセントのジルコニウムと、約ｏ、ｏｏ ｓｌ量パーセントから０．０２５２５重量パーセントウ素と、残部のニッケル、 すなわち、約３８重量パーセントから６７重量パーセントのニッケルトを含有す るのが好ｔ　Ｌ、い重量の第２位の部分を占める第２の高融点超副熱合金粉末組 成とから成るケイ素を含有しない金属超耐熱合金粉末組成の新規な混合物に関す る。ケイ素を含有しない金属超耐熱合金粉末組成は、第２の高融点超耐熱合金の 重量バーセンチ〜ジ含有量より少ないごく少ない重量の粉末状ニック′ルを任意 に含むこともできる。

粉末組成は、総じて、約１８００’Ｆ以上ではあるが約２０００下以下の融点、 すなわち液相線温度を有する約５５重量パーセントから９０重量パーセントの第 １の低融点超耐熱合金と、約２２００下以上ではあるが約２３００下以下の融点 を有する約１０重量パーセントから４０重量パーセントの第２の高融点超耐熱合 金と、約Ｏ重量パーセントから２０重量パーセントの粉末状ニッケルとから成る のが好ましい。

粉末組成は約２０００”Ｆ以上ではあるが約２１００下以下で、好ましくは約２ ０５０７の処理温度を有し、この温度において、低融点合金は融解し、高融点合 金を湿潤して、高い粘度と、高い表面張力を有する流動しない半固体のパテ状組 成を形成する。これらの臨界特性があるため、補修すべき超耐熱合金体、又はそ の上の超耐熱合金被覆膜を損傷しない２０００　”Ｆから２１００下の相対的に 低い温度で組成を処理することができる。さらに、これらの臨界特性によって、 組成は、処理中の隣接する表面領域に流れることなく処理前に合金体に塗布され た通りの形状と位置を保つことができるので、組成は表面の大きな穴又は道筋に 沿って開いた亀裂を架橋することができると共に、侵食、腐食又は亀裂により失 なわれるか、又はタービン羽根の摩耗したチップのように補修すべき超耐熱合金 体にその他の理由により失なわれるに至った物体の一部分を再生するために塗布 され且つ処理されたときの塗布形状をほぼ保持することができる。これらの理由 によシ、本発明の組成は、超耐熱合金体の細い道筋のはつきりしない亀裂の中に は処理中に流入しないので、そのよう力亀裂を補修又は充填するには不十分であ る。本発明の組成によりそのような細い亀裂を補修するためには、細い亀裂の道 筋を定めて、道筋のついた領域をその領域からの流出又はそこへの流入なしに充 填し且つ架橋するために処理中に形状と位置をほぼ保つパテとして組成をその領 域に直接塗布することができるようにしなければならない。

発明の詳細な説明 共にエンジンの動作に起因する熱疲労亀裂及び／又は表面劣化を有するガスター ビンエンジンのニッケル系合金構成要素、たとえばノズルを補修するための技術 が開発されつつある。表面劣化は酸化、熱腐食又は侵食等の数多くの理由の結果 となりうる。

劣化を補修する際、通常は、まず損傷領域を研削して望ましくない材料の全てを 除去すると共に、洗浄後、比較的きれいな表面を残す。次に、研削領域を溶加剤 スラリで直接充填し、その後、特定の温度サイクルによシ真空処理する。主金属 が高レベルのチタン及び／又はアルミニウムを含有する場合、真空処理に先立っ て研削領域をニッケルめっきするのが好ましい。既存のろう付は継目と、補修す べき構成要素の保護表面被覆膜、たとえばアルミニウム化Ｊ・ツケルの損傷を避 けるために、液相線温度が相対的に低い溶加材を採用ｉ１１、ている。上述の補 修用技術を従来使用する場合には、溶加材被覆物の固相線温度、すなわち再融解 温度は元の溶加材の固相線ど同じであった。このため、以前の方法では、溶加材 の固相線温度以下の動作温度を有Ｊ−る構成要素しか補修できなかった。この問 題を克服するために、すなわち、既存のろう付は継目及び保護被覆膜に対して損 傷を引起こすであろう温度以下に溶着温度を保ちつつ、被覆物の固相線温度を上 昇させるために、新規な粉末金属混合物と、その混合物を使用する方法とが開発 されており、ここに説明され且つ本発明の基礎を成°す。

さらに、本発明は、側板なしタービン羽根のチツブ等の延出した表面部分が腐食 又は侵食されるか、あるいはその他の理由により摩耗し７たことによって以前に は廃棄処分せざるをえなかつ１７１ｃ超耐熱合金体又は構成要素を補修又は再生 することを初めて可能にする。これは、超耐熱合金体の欠落しまた表面延出部に 代わるものを形成するためυζ超耐熱合金体上に延長部として成形することがで きると共に、熱処理中、流動又は流出もなく成形された形状を保持して、所望の 最終形状に機械加工ｔにとができると共に、必要があれば、約２０００Ｆまでの 使用温度での再利用に向けて超耐熱合金体を回復するために被覆することができ る一体の超耐熱合金体延長部を形成するパテ状半固体コンシスナンシーとなるよ うに成分を調合することができる本発明の合金粉末混合物により可能になる。

本発明によれば、ここに説明される新規な溶加材粉末混合物を使用して適切ない かなる超耐熱合金の金属体をも充填して良い。そのような充填は真空処理技術に より実施されるのが好ま１７い。適切な金属体は、たとえば、中でも特にタービ ンエンジンの構成要素に通常使用されるニッケル系超耐熱合金を含む。本発明の 溶加材混合物を使用して適切などのような耐温度超耐熱合金体を補修しても良い が、ニッケル系超耐熱合金で特に良い結果が得られる。

本発明の基礎を成すケイ素を含有し、ない金属粉末混合物は、（ｉ）ケイ素を含 有せず、融点降下剤として約２．５重食パーセントから３．２重食パーセントの ホウ素を含有する前述の相対的に融点の低い粉末状ニッケル系合金と、ｃｉｉ） 約２２００下以上で融解する前述のケイ素を含有しない粉末状ニッケル系合金と 、任意の成分としてのｃｉｉｉ）粉末状ニッケルとから成る。

一般に、金属混合物は約５５重食パーセントから約９０重食パーセントの低融点 合金と、約１０重食パーセントから約４０重食パーセントの高融別合金と、０重 食パーセントから約２０重食パーセントのニッケルとから成る。混合物は約６０ 重食パーセントから約８５重食パーセントの低融点合金と、約１５重食パーセン トから約４０重食パーセントの高融点合金と、０重食パーセントから約１５重食 パーセントのニッケルとから成るのがより好ましい。混合物は約６３重食パーセ ントから約８２重食パーセントの低融点合金と、約１８重食パーセントから約３ ７重食パーセントの高温合金と、０重食パーセントから約１２重食パーセントの ニッケルとかう成るのが一層好ましい。混合物は（１）約６８重食パーセントか ら約７２重食パーセントの低融点合金と、約１８重食パーセントから約２２重食 パーセントの高温合金と、約８１景パーセントから約１２重食パーセントのニッ ケルとから成るか、もしくは（１１）約６３重食パーセントから約６７重量バー センＩ・の低融点合金と、約３３重食パーセントから約３７重食パーセントの高 温合金とから成るのが最も好ましい。

ここで使用される低融点合金は、約１８００下以上ではあるが約２０００”Ｆ以 下であり且つ使用されるべき約２０００°〜２１００″Ｆの処理温度以下である 液相線温度を有するようなニック゛ル系合金である。液相線温度は約１９２５″ Ｆ′から約１９７５　？の範囲にあるのが好まし、い。さらに、合金はケイ素を 実質的に含有していてはならない。合金は融点降下剤として臨界量のホウ素を含 有し、約１４重食パーセントから約１６重１パーセント、最も好ましくは約１５ 重食パーセントのクロムと、約１６重１パーセントカラ約３．２ｍ！、ベー七ン ト、仰も好まし、くは約２，８重食パーセントのホウ素ど、残部のニッケル、最 も好ｔしく　Ｉｄ　約８２．２　重ｉバーヒントのニッケルとから成る。

ここで有用である好ましし）ケイ孝を１有しない高融点合成は、米国特許第３， ８０７，９９３−ｑに開示される９、、−ツケル糸合＄：であり、これン」、約 ２２００下で融！　−ｔ−る１、？、−のよ）〃合金は先に開示１−た組成を有 し、ニッケルト、アルミー；ラムと、ホウ素と、炭素と、り１．１人ト、コバル トと、八つニウムと、モリブデンと、２ルコｒ−ラムと、タンタルと、チタンと 、タングステ゛・・とを含有する。七のような市販の合金の例には粉末形態のＣ ｌ０Ｉ　が含まれる。高温合金は約１２．２チから約１３１のクロムと、約８． ５％から約９．５％のコバルトと、約３．８５％から約４．５％のタンタルと、 約３．８５％から約４，５チのタングステンと、約３、８５　％から約４１５％ のチタンと、約３．２％から約３．６％のアルミニウムと、約１．７チから約２ ．１％のモリブデンと、約０．７５％から約１．０５％のハフニウムと、約０． ０７１６から約０．１％の炭素と、約０゜０３％カラ約０．１４％のジルコニウ ムト、　約ｏ、０１チから約０．０２％のホウ素と、残部のニッケルとから成る のが最も好ましく、尚、全てのパーセントは重量パーセントである。

本発明の金属粉末混合物は、処理後、示差熱分析により測定したとき、少なくと も１９５０　？、好ましくは少なくとも２０００下の固相線温度を有していなけ ればならない。さらに、混合物は約２０００下、好ましくは２０５０？の温度で 処理されることが可能でなければならない。また、混合物は処理温度まで加熱さ れたときに流動してはならない。すなわち、混合物は溶着された形状又は位置か ら流出しないような十分に高い粘度と表面張力を有していなければならない。処 理温度は、高融点合金粉末と接触するようになった液体低融点合金の合金作用に より高融点合金が均質な混合物を形成できる温度であるという意味で、低融点合 金の融点以上ではあるが、高融点合金の融点以下であるように選択される。さら に、金属混合物は、偏析を最小限に抑える。好ましくは回避するために、同様の 粒径の粒子を使用して製造されるべきである。粒径は−２００及び＋３２５Ｕ、 　Ｓメツシュであるのが好ましい。

処理後の本発明の金属混合物は、高温超耐熱合金に通常使用される被覆方法によ って被覆されても良い。これらの金属は、適正に被覆されると、タービンエンジ ンの苛酷な環境で残存する。補修すべき卑金属の性質にもよるが、金属混合物を 塗布する前に、補修又は積層を必要とする領域にニッケルの非常に薄い層をめっ きしても良い。補修されるべきニッケル系金属体が、たとえば、高濃度のアルミ ニウム及びチタンを含有する場合、このニッケル被覆ｍｔ最初に塗布すると特に 有利である。

特定の部品の表面領域を補修及び／又はリフォームするために上述の金属混合物 を利用するに当たっては、下記の順序の工程に従うのが好ましい：１、　まず、 既存のろう付は継目、被覆膜及び材料を損傷せずに補修すべき構成要素が許容で きる最高の温度を確定する。使用すべき溶着温度、すなわち処理温度はこの最高 温度又はそれに近い温度である。

２、　使用すべき許容温度以下の液相線を有する低融点合金を選択する。

３　使用すべき許容温度以上の融点を有する高温合金を選択する。

４、　任意に、選択（１，た合金をニッケル粉末と所望の割合で均一に混合する 。

＆　パテ状で成形自在の組成を形成するためＫ。

工程４０金属粉末混合物を従来のろう伺けで使用されているような有機結合剤と 均一に混合する。

６、必要があれば、穴又は溝穴を形成するために損傷領塘に経路をつけ、再生の ために表面領域を洗浄する。

７、　工程５の半固体金属混合物を使用ｊ７て、補修すべき穴、溝穴又は領域を 完全に直接充填及び／又は補修すべき表面領域に延長部として成形塊を付着させ る。補修すべき構成要素の化学的組成に基づいて、ニッケルの予備めっきが必要 になることがある。さらに、溶着に先立って構成要素は適正に洗浄されなければ ならないが、フッ化物イオン等の貫入物質を使用して過度な洗浄努力をする必要 はない。

８、　構成要素を真空炉内、もしくは不活性ガス炉又は水素ガス炉内に配置する 。

９、　構成要素を処理温度まで加熱し、この温度を約１０分間保持する。次に、 適切な化学的均質化が達成されるまで、この温度又はそれより低い温度で加熱し 続ける。利用する特定の金属混合物によつ−Ｃ１これは、通常、数時間以上を要 する。

１０、１１１成要索の熱処理条件及び被覆条件に基づいて、必要に応じて、溶解 、析出熱処理及び再被覆を実施する。

本発明により規定されるような金属混合物組成の溶着を実施する間、熱壁しトル ト炉及び冷壁放射遮蔽管の双方を使用して良い。しかしながら、冷壁炉は固有の いくつかの利点を有するためにはるかに広く使用されている。

真空技術を採用する場合、真空ボンピングシステムは状態調節されたチャンバを たとえば１０−３Ｔｏｒｒのような適度の真空に約１時間で真空排気することが できるものどすべきである。補修すべき工作物の内部の温度分布は適度に均一（ すなわち、約＋１０下以内）であるべきである。

以下の非限定的実施例により本発明をさらに説明するが、実施例中１．特に指定 のない限り、全ての部及びパーセンテージは重量に関する。

実施例Ｉ エンジンの動作中に損傷したタービン翼に通常見られる摩滅亀裂及び侵食佃域を シミュレートするために、厚さ０７１００インチのニッケル系合金試料に直径０ ．２０　インチまでの穴をあけた。溶加材粉末混合物を有機結合剤と混合し、こ れらの穴に塗布した。

溶加材混合物は、公称では、６５％の低融点合金と、１０チの純ニッケルと、２ ５チの２１００下以上で融解する合金とから成るものであった。低融点合金はＢ ２．８１．Ｃｒ１５％及びＮｉ８２．２チの公称組成を有していた。高融点合金 は、Ｃ０９０９％、　Ｃｒ　１２．６％　、　Ｃｏ　９．．０９６　、　Ｍｏ　 １．９　％　、　Ｗ４．．３％、Ｔａ４．３％。

Ｔｉ　４．０％　、　Ａｔ３．４％　、　Ｈｆ　Ｏ，９チ、　Ｂ　Ｏ，０１５ｓ 。

ＺｒＯ，０６’ｌ及び残部の；ツタルという公称組成を有するＣ１０１　でちる 。試料の全て２同一・の溶着、／均質化処理サイクル：　０．５　ｘ　ｉ　ＯＴ ｏｖｒ　ノｌｉｋ大圧力の真空中で２０５０下を１０分間、続いて、０．５Ｘ１ ０　）ル　の最大圧力の真空中で１９２５下を２０時間の下に置いた。

被覆物に一ついて示差熱分析を実施した。元の低融点合金単独のときの固相線と 液相線の双方に共通する１９３０アに対して、被覆物については１９８３？の同 相線と、２０２０下の液相線が得られた。被覆物に関して目視検査２ｇ４光浸透 探傷試験、Ｘ線検査及び金属顕微鏡検査を実施した。すぐれた安定度と表面特性 が得られた。結果は、溶加剤が処理中に補修すべき穴から流出１７．ないように 上分に高い粘度と表面張力を有することを示１．た。

実施例■及び■ Ｂｉ、、９％、Ｃｒ１５％及びＮｉ８３．ｌチから成る低融点合金（実施例■） と、Ｂ　３．５％　、　Ｃｒ　１５％及びＮｉ８１．．５％から成る低融点合金 （実施例■）とを使用する２つの異なる配合物によって実施例１の基本方法を繰 返した。公称組成と、ＤＴＡの結果は次の通シであった。

組成　実施例 低融点合金　７５　７０ 高融点合金　２５　２０ ニッケル　５　１０ ＤＴＡの結果　下　１９７７　１９７０実施例Ｈの組成を２１２５７で１０分間 、続いて１９２５下で２０時間処理した。実施例■の組成を２０００下で６時間 、続いて１９００下で１０時間処理した。

実施例■ 金属混合物が、公称で、３５％の高温合金と、Ｂ２．８％、Ｃｒ１５％及びＮｉ ８２．２％　から構成される６５％の低融点合金とから成る点を除いて、実施例 Ｉの基本方法を繰返した。試料を２０５０下で１０時間処理した。

実施例■ 金属混合物が、公称で、３５％の高温合金と、Ｂ２．８％＋　Ｃｒ　１５　％及 びＮｉ８２．２％から構成される６５チの低融点合金とから成る点を除いて、実 施例Ｉの基本方法を繰返した。試料を２０５０″Ｆで１゜分間、続いて１９２５ 下で２０時間処理した。試料はすぐれた安定度を示し、ＤＴＡは２０１４下　の 固相線温度を示した。

比較例Ａ 下記の第１表に記載されるような様々な金属混合物配合及び熱サイクルに関して 実施例Ｉ〜■の基本方法を繰返した。いずれの場合も、安定した被覆物が生成さ れたが、ＤＴＡはそれぞれのものの固相線が低すぎて本発明には有用でないこと を測定した。

第１表 比較例Ａの結果 低融点合金　１００　７５　７０　７０２高融点合金　−１５３ｏ２０３ １０分間処理の温度、”Ｆ　２１２５２０００２０００２０００続いて１０２５ ７で ２０時間 固相線、下　１９４６１９３０１９３１１９２０１、　合金はＢｌ、９％、Ｃｒ １５％　、Ｎｉ　８３．１％から成るものであった。

２　合金はＢ３．５％＋　Ｃｒ　１５％、Ｎｉ８１．５％から成るものであった 。

３、　合金一実施例Ｉと同じ（Ｃ１０１）４、　Ｃｒ　２１．５％、Ｍｏ９．０ ％、ｃｂ＋　Ｔａ　３．６５％　。

Ｎｉ６５．８５チから成る合金６２５ 以下の第２表に記載するような様々な金属混合物に関して実施例■〜■の基本方 法を繰返した。

それぞれの試料を２０００下又は２０５０下で１０分間処理し、次に冷却させた 。その後、全ての試料を目視評価したが、第２表に記載したように全てが不安定 であることがわかった。従って、均質化のための延長加熱を実施しなかった。こ れらの結果は、指定の混合物のみが所望の結果をもたらすことがわかった。

５、実施例■の低融点合金−７５多孔度過剰Ｃｌ０Ｉ　−２５ ６、実施例■の低融点合金−７５湿潤、架橋及び結Ｎ　１−Ｃｒ−Ａｔ−’ｆ　 −２５合不良、多孔度過剰 ７、実施例■の低融点合金−６５ ＣＩＯＩ　−３５ ８、実施例■の低融点合金−５０＃　＃　＃　ＩＩＣ１０１−５０ ９、実施例■の低融点合金　−７０湿潤なしＨａｓｔｅｌｌｏｙ　Ｘ　−３０ １０、実施例■の低融点合金　−７０湿潤／結合及び架Ｉｎｃｏｎｅｌ　７１８ 　−２０　橋不良ニッケル　−１０ １１、実施例■の低融点合金　−７Ｑ　Ｉ　＃　＃　＃Ｎ１−Ｃｒ（８０−２０ ）　−２０ Ｈａｓｔｅｌｌｏ）’　Ｘ １２、実施例■の低融点合金　−７５ｚ　ｙ　＃　＃）１ａｓｔｅｌｌｏｙ　Ｘ 　−２５ １３、実施例■の低融点合金　−７０多孔慶大Ｉｎｃｏｎｅｌ　−２０ ニツケル　−１０ １４実施例■の低融点合金　−６５多孔慶大。

Ｃ１０１−３５不安定 １５、実施例■の低融点合金　−６５不安定Ｈａｓｔｅｌｌｏ）’　Ｘ　−３５ １６、実施例■の低融点合金　−６５不安定Ｈａｓｔｅｌｌｏ７　Ｘ　−２５ ニツケル　−１０ 上記の実施例に本発明の系の特定の成分を規定しているが、適切にすれば上に指 定　た他の典型的材料のいずれかを実施例で代用しても良い。さらに、本出願に おいては様々な特定の事項を示したが、本発明の開示を読めば多数の変形及び派 生物は当業者には明白であろう。これらの全ては本発明に包含されるものとする 。

国際調査報告

Claims (27)

【特許請求の範囲】
1. １．（ｉ）本質的に約１４重量パーセントから１６重量パーセントのクロムと、 約２．５重量パーセントから３．２重量パーセントのホウ素と、残部のニツケル とから構成され、約１８００°Ｆ以上で約２０００°Ｆ以下の液相線を有する重 量の主要部分を占める第１の低融点ニツケル系超耐熱合金粉末組成と、（ｉｉ） 約３８重量パーセントから６７重量パーセントのニツケルと、約１１パーセント から１５重量パーセントのコバルトと、３重量パーセントから１０重量パーセン トのタングステンと、３．５重量パーセントから１０重量パーセントのタンタル と、それぞれ約５．０重量パーセント未満の量のチタニウム，アルミニウム，モ リブデン及びハフニウムと、それぞれ約０．５重量パーセント未満の量の炭素及 びジルコニウムと、約０．０００５重量パーセントから０．０２５重量パーセン トのホウ素とから構成され、約２２００°Ｆ以上で約２３００°Ｆ以下の液相線 を有する重量の少ない部分を占める第２の高融点ニツケル系超耐熱合金粉末組成 と；（ｉｉｉ）前記高融点組成（ｉｉ）の量より少ない重量のごく少量を占める 任意選択のニツケル粉末とから成り、（ａ）約２０００°Ｆと２１００°Ｆとの 間の温度で処理されることができる半固体で形状を保持し、実質的にケイ素を含 有しない金属合金粉末混合物を、超耐熱合金体の穴、溝穴又は広間隙継目損傷部 に直接塗布するか、もしくは羽根チツプ等のそのような合金体の損傷，欠落又は 摩耗した表面延長部を再生する工程と（ｂ）低融点粉末（ｉ）を融触させ、高融 点粉末（ｉｉ）及び、もし存在していれば、ニツケル粉末（ｉｉｉ）と合金化し て、少なくとも約１９５０°Ｆの固相線温度を有する半固体で粘度と表面張力が 高く、形状を保持する組成を形成するために、前記塗布された金属粉末混合物を 約２０００°Ｆと２１００°Ｆとの間の処理温度に十分な時間加熱する工程と、 （ｃ）穴，溝穴及び広間隙継目を充填し且つ架橋すると共に、補修されるべき超 耐熱合金体上で処理前と処理後とでほぼ同じ形状を保持する安定化し、孔のない 被覆物を形成するために、前記処理された組成を冷却する工程とから成る損傷し た超耐熱合金体を補修する方法。
2. ２．工程（ｂ）の後、アセンブリは前記処理温度で又はそれ以下で、前記金属混 合物の化学的均質化を起こさせる時間だけ加熱され続ける請求の範囲第１項記載 の方法。
3. ３．工程（ｂ）は真空の下で実施される請求の範囲第１項記載の方法。
4. ４．工程（ｂ）は不活性雰囲気又は水素雰囲気の下で実施される請求の範囲第１ 項記載の方法。
5. ５．前記金属混合物は有機結合剤を含む請求の範囲第１項記載の方法。
6. ６．金属混合物は、重量にして、約５５パーセントから約９０パーセントの低融 点合金（ｉ）と、約２０パーセントから約４０パーセントの高融点合金（ｉｉ） と、０パーセントから約２０パーセントのニツケルとから成る請求の範囲第１項 記載の方法。
7. ７．金属混合物は、重量にして、約６０パーセントから約８５パーセントの低融 点合金と、約１０パーセントから約４０パーセントの高融点合金（ｉｉ）と、０ パーセントから約１５パーセントのニツケルとから成る請求の範囲第１項記載の 方法。
8. ８．金属混合物は、重量にして、約６３パーセントから約８２パーセントの低融 点合金（ｉ）と、約１８パーセントから３７パーセントの高融点合金（ｉｉ）と 、０パーセントから約１２パーセントのニツケルとから成る請求の範囲第１項記 載の方法。
9. ９．低融点合金は約２．８重量のホウ素を含有する請求の範囲第１項記載の方法 。
10. １０．低融点合金は約１９２５°Ｆから約１９７５°Ｆの固相線温度を有する請 求の範囲第１項記載の方法。
11. １１．低融点合金は、重量にして、約１５パーセントのクロムと、約２．８パー セントのホウ素と、残部のニツケルとから成る請求の範囲第１項記載の方法。
12. １２．高融点合金（ｉｉ）は、重量にして、約１２．２％から約１３．０％のク ロムと、約８．５％から約９．５％のコバルトと、約３．８５％から約４．５０ ％のタングステンと、約３．８５％から約４．５０％のタンタルと、約３．８５ ％から約４．１５％のチタニウムと、約３．２％から約３．６％のアルミニウム と、約１．７０％から約２．１０％のモリブデンと、約０．７５％から約１．０ ５％のハフニウムと、約０．０７％から約０．０２％の炭素と、約０．０３％か ら約０．１４％のジルコニウムと、約０．０１％から約０．０２％のホウ素と、 残部のニツケルとから成る請求の範囲第１１項記載の方法。
13. １３．補修すべき超耐熱合金はニツケル系である請求の範囲第１項記載の方法。
14. １４．最初に、合金体の補修すべき領域をニツケルの薄い層で被覆する工程を含 む請求の範囲第１３項記載の方法。
15. １５．金層混合物は、重量にして、約７０％の請求の範囲第１１項記載の低融点 合金と、約２０％の請求の範囲第１２項記載の高融点合金と、約１０％のニツケ ルとから成る請求の範囲第１項記載の方法。
16. １６．金属混合物は、重量にして、約６５％の請求の範囲第１１項記載の低融点 合金と、約２５％の請求の範囲第１２項記載の高融点合金と、約１０％のニツケ ルとから成る請求の範囲第１項記載の方法。
17. １７．金属混合物は、重量にして、約７５％の請求の範囲第１１項記載の低融点 合金と、約２０％の請求の範囲第１２項記載の高融点合金と、約５％のニツケル とから成る請求の範囲第１項記載の方法。
18. １８．金属混合物は、重量にして、約８０％の請求の範囲第１１項記載の低融点 合金と、約２０％の請求の範囲第１２項記載の高融点合金とから成る請求の範囲 第１項記載の方法。
19. １９．金属混合物は、重量にして、約６５％の請求の範囲第１１項記載の低融点 合金と、約３５％の請求の範囲第１２項記載の高融点合金とから成る請求の範囲 第１８項記載の方法。
20. ２０．溶着した混合物の固相線温度は少なくとも２０００°Ｆであり、溶着温度 は少なくとも２０５０°Ｆである請求の範囲第１項記載の方法。
21. ２１．既存のろう付け継目及びその上の被覆膜に損傷を引起こさずに高温超耐熱 合金構成要素の損傷を補傷する方法において、 （ａ）既存のろう付け継目及び被覆膜を損傷せずに構成要素により許容されるこ とができる最高温度を確定する工程と； （ｂ）１８００°Ｆ以上で約２０００°Ｆ以下の液相線温度を有し且つ本質的に 請求の範囲第１項記載の粉末（ｉ）から構成される実質的にケイ素を含有しない 粉末状ニツケル系低融点合金を選択する工程と；（ｃ）２１００°Ｆ以上の融点 を有し且つ本質的に請求の範囲第１項記載の粉末（ｉｉ）から構成される実質的 にケイ素を含有しない粉末状ニツケル系高融点合金を選択する工程と； （ｄ）合金粉末（ｉ）及び（ｉｉ）を任意にニツケル粉末と所望の割合で均一に 混合する工程と；（ｅ）半固体の形状を保持する組成を形成するために、（ｄ） の金属粉末混合物を有機結合剤と均一に混合する工程と； （ｆ）必要であれば、穴，溝穴又は広間隙継目もしくは受入れ表面を形成するた めに損傷の道筋を開く工程と； （ｇ）補修すべき損傷を（ｅ）の混合物で直接充填するか又は再生する工程と； （ｈ）構成要素を炉内に配置する工程と；（ｉ）構成要素を約２０００°Ｆの温 度に約１０分間加熱し、次に、化学的均質化が得られるまで熱を加え続ける工程 とから成る方法。
22. ２２．補修された損傷はその後の使用中に少なくとも１９５０°Ｆの温度に耐え る請求の範囲第２１項記載の方法。
23. ２３．（ｉ）における加熱は少なくとも２０５０°Ｆまでであり、補修された損 傷はその後の使用中の少なくとも２０００°Ｆの温度に耐える請求の範囲第２１ 項記載の方法。
24. ２４．低融点合金は約８パーセントのクロムと、約２．８重量パーセントのホウ 素と、残部のニツケルとから成る請求の範囲第１５項記載の方法。
25. ２５．工程（ｃ）の高融点合金は請求の範囲第１２項に規定されるようなもので ある請求の範囲第２１項記載の方法。
26. ２６．炉は真空炉である請求の範囲第２１項記載の方法。
27. ２７．補修すべき超耐熱合金ニツケル系であり、工程（ｆ）の前に補修すべき領 域にニツケルの薄い層がめつきされる請求の範囲第２１項記載の方法。