JPS5893585A - ガスタービン翼の製造法 - 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】 本発明は高温耐食性に優れた部材、特に高温ガスタービ
ンに使用されるタービン動翼及び静翼のコーティングに
関する。

ガスタービン或はジェットエンジンなどにおいて、高温
に加熱され、且つ腐食性のガスにさらされるところは、
従来、ニッケル（Ｎｉ）基或はコノ（ル）（Ｃｏ）基の
合金が使用されてきた。

に劣る。たとえば前記したガスタービン或はジェットエ
ンジンは、硫黄（Ｓ）、塩素（Ｃ１）、・（ナジウム（
Ｖ）、ナトリウム（Ｎａ）、鉛（Ｐｂ）などを含有する
腐食性、酸化性の燃焼ガス雰囲気中で運転されるため、
Ｎｉ基、ＣＯＯ合金は腐食を受けてしまう。

耐熱超合金の耐食性及び耐酸化性を向上させるためには
、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｔ）などの添加が
有効であるといわれているが、高温強度の低下など゛を
生ずるために、Ｎｉ基、ＣＯ基超超合金添加できるＣ　
ｒ　、　Ａ　ｌの量はおのずから制限を受ける。そあた
め、現状では耐熱超合金を高温腐食から保護するため各
種の表面処理が施されている。

各種表面処理のうち、一般に行われている方法にｋｔ、
ｃｒ、あるいはそれらを主体とじたコーティング元素を
母材表面に拡散滲透させる方法がある。これらは通常、
化学気相蒸着法、バック法。

溶融塩法などで実施される。しかし、これらの方法では
複数のコーティング成分を同時にコーティングすること
は困難でアシ、実用上はせいぜい二成分であるため、よ
υ高温での耐食性が不十分である。また、コーティング
層が脆く、割れ、剥離の問題を生ずる。

一方、それらの欠点を補う方法として耐食性台としては
溶射法、スパッタ法およびクラッド法が一般的である。

耐食性合金としてはＮ１−Ｃｒ−Ａ４−Ｙ合金、Ｎ　１
−Ｃｏ　−Ｃｒ−Ａｔ−Ｙ＋Ｃｏ−Ｃｒ−Ａｌ−Ｙ、Ｎ
５−Ｃｒ＝、８１−ＡｌおよびＦｅ−Ｃｒ−Ａｔ−Ｙな
どがあげられる。

これらの合金を溶射法でコーティングする場合、多孔質
となりまた密着性が悪く１．不活性雰囲気中で行ったと
しても不十分であり、耐食性に悪影響を及ぼす。スパッ
タ法ではコーティング時間が長くまたコーティング層中
の成分変動や厚さの変動を生ずる。一方、クラッド法は
コーティング層のち密化、成分の均一化の点では最も望
ましい方法であるが、薄板や箔にしなければならない。

前記耐食合金はｃｒ、Ａｚが多く一般には脆いため圧延
加工が困難で一般的にはｐｅ−Ｃｒ−Ａｔ−Ｙのみが加
工可能である。しかし、この合金は耐食性の点で劣る。

本発明の目的は、高温耐食性に優れた部材を提供するに
ある。

本発明は、従来の溶解、鍛造法では板もしくは箔になら
ないＮ　ｉ＊　ＣＯＣｒ　　Ａ　Ｚ　　Ｙ合金の適正成
分を選び、かつ溶湯急冷法により製造した箔もしくはア
ルゴンあ、るいはヘリウムなどの不活□ 性ガスによるアトマイズ法−によシ製造した合金粉を熱
間で圧密死後熱間加工で製造した薄板から採取した箔を
熱間ではシつけることを特徴とした高温耐食性に優れた
部材にある。

Ｎｉ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ａｔ−Ｙ合金は一般にはＣｒ１８〜
３０％、　Ａ／１．６〜２０′％、Ｙ０．１〜１％、残
ＣＯ及びＮｉの１糧以上から力る合金である。この合金
は、脆いため通常の溶解、鍛造、圧延法では板や箔にな
らない。本発明では双ロール又は片ロール法を用いた溶
湯急冷法で製造した箔またはアルゴン、ヘリウムなどの
不活性ガスによるアトマイズ法で製造した合金箔を熱間
で圧密死後熱間加工する方法で製造した薄板から採取し
た箔を熱間圧接によってタービン翼にはシつけることを
特徴にしている。特に、本方法により製造されたＣｏ−
Ｃｒ−Ａｔ−Ｙ合金箔はその中でも。

Ｎｉ基合金、Ｃｏ基合金、Ｆｅ基合金に対する接合性が
高温で変形しやすく延性が高いことから良好で高温耐食
性にすぐれた成分範囲を選んでいる。

一方、溶湯急冷法やアトマイズ合金粉を原料とする方法
で製造された箔は結晶粒が非常に微細なため、（イ）高
温プレス法で短時間、低応力で容易に接合できる、（ロ
）靭性が高く可撓性に富むだめ扱いやすい、Ｃウ　　延
性が大きいのでコーティング層にクラックが入りにくい
、に）　ち密組織を゛有し、耐食性にすぐれる、等の多
くの特徴を有する。

実施例１ 第１表（重量％）に示す成分について溶湯を高速回転す
るロール面に注湯する溶湯急冷法により厚さ８０μの箔
を製造した。＆１〜４は本発明材、第１表 又Ａ５は比較材であり従来の溶解−鍛造−圧延法により
８０μの箔としたものである。溶湯急冷法は双ロール法
と片ロール法とを比較したが、表面状況は双ロール法が
両表面において優れていた。

又、タービン動翼及び静翼材として用いられている合金
組織を第２表（重量％）に示す。

第２表 （試験片：１０φ×１００ｔ） 溶湯急冷法により得られた箔を用い、試験片の表面にＨ
ｏｔ　ｌ５ｏｓｔａｔｉｃ　ｐｒｅｓｓｉｎｇ　（ＨＩ
　Ｐ　）法によって熱間圧接した。ＨＩＰは不活性雰囲
気下で１０００〜１２２５Ｃ，０，０１〜０．１Ｋｇ／
ｍ”。

３０分間の条件を選んで行ったが、この範囲内で十分な
接合面が得られることが分った。一方、比較材は同じ接
合面を得るには、同上温度で、約３〜５に９／ＩｏＩ２
．１時間も必要とした。

以上により得たコーテイング材は高温耐食性。

密着性にも優れ、ガスタービン動翼、静翼に適用できる
ことを°確認した。

実施例２ 第１表に記した屋１〜４の合金についてアルゴンガスア
トマイズ法により合金粉末を造った。合金粉末は肉厚約
２１１１Ｉｉの鋼管の中に入れ、真空封入後、約１００
Ｏｒですいこんで圧密化し、９００〜ｘｔ００ｔｌ’に
て熱間加工を施した。この時の最終断面減少率は１／６
〜ｌ／１０で被覆鋼の皮むきを行ない、さらに機械切削
で約１５０μ厚さの箔を採取した。この時の粒径はｍａ
ｘ２μで、はとんど０．５〜１μとなり、可撓性に富ん
でいることが確認できた。箔にした後は、実施例１と同
様にＨＩＰ法により熱間圧接した。結果は実施例１の溶
湯急冷法による箔を熱間圧接したものとはｙ同じである
ことが確認できた。

本発明によれば、従来の溶解・鍛造法では箔にならなか
ったＮｉ、Ｃｏ−Ｃｒ−Ａｔ−Ｙ合金を溶湯急冷法や不
活性雰囲ｉ：、′によるアト〜イズ粉法による合金粉を
原料として得られた箔は結晶粒が微細なため、（イ）高
温プレス法で短時間、低応力で翼に容易に接合できる、
（ロ）靭性が高く可撓性に富むため扱いやすい、ｅ）延
性が大きいのでコーティング層にクラックが入りにくい
、に）ち密組織を有し耐食性にすぐれる、等の多くの特
長を有する。

これらの特長を生かし、ガスタービン用動翼。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、耐熱合金の表面に、Ａ／、５〜２５重量％を含むＮ
   ｉ及びＣＯの１種以上からなる合金箔が拡散接合してい
   ることを特徴とする高温耐食性に優れた部材。　　　　
   　　　　。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記合金箔は溶湯
   急冷法で製造された箔、又は不活性ガスによるアトマイ
   ズ法で製造した００合金粉末を焼＃　：し、塑性加工に
   よって形成された箔である高温耐食性に優れた部材。 ３、耐熱合金の表面に、Ａｔ５〜２５重量％と、Ｃｒ３
   ０重量％重量％及１下ＩＯ重量％以下の１種以上とを含
   むＮｉ及びＣＯの１−以上からなる合金箔が拡散接合し
   ていることを特徴とする高温耐食性に優れた部材。