KR0185206B1 - 가스터빈 및 가스터빈 블레이드와 이 가스터빈 블레이드의 제조방법 - Google Patents

Abstract

강력한 가스터빈이 압축기; 연소라이너; 단일단 또는 복수단의 터빈블레이드; 이 터빈블레이드에 대응하여 있는 터빈노즐을 포함한다.

터빈블레이드는 터빈디스크에 고정되는 도브테일을 구비하고 180㎜ 이상의 전체 길이를 가지며, 단결정인 γ 상을 갖는 단결정의 Ni기 합금으로 만들어진다. 작동가스온도는 1400℃ 이상이고, 초단블레이드의 금속온도는 사용응력하에서 1000℃이상이다.

Description

가스터빈 및 가스 터빈 블레이드와 이 가스 터빈 블레이드의 제조방법

제1도는 본 발명의 한 실시예에 따른 터빈회전익의 사시도.

제2도는 제1도에 나타낸 터빈회전익의 제조방법을 나타내는 것으로, 주형의 종단면도.

제3도는 본 발명의 다른 실시예의 터빈회전익을 나타내는 정면도.

제4도는 제3도에 나타낸 터빈회전익의 다른 제조방법을 나타내는 것으로, 주형의 종단면도.

제5도는 제4도에 나타낸 주형의 평면도.

제6도는 제4도에 나타낸 주형에 비교하는 주형의 평면도.

제7도는 본 발명에 따른 가스터빈의 회전부분을 나타내는 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 주형 8 : 익부

9 : 생크 10 : 도브테일

11 : 돌기 12 : 바이패스 주형

본 발명은 가스터빈 및 수평으로 신장하는 돌기를 갖는 강력한 가스터빈 블레이드와 가스터빈 블레이드의 제조방법에 관한 것이다.

주로 Ni기 초합금이 발전용 가스터빈의 회전익의 재료로써 지금까지 사용되었다. 가스터빈의 열효율을 향상시키기 위해 가스온도는 매년 상승되었다. 이런 가스온도의 상승을 극복하기 위하여 복잡한 냉각구명을 갖는 종래의 주조익이 사용되었다.

단결정익이 항공기용 제트엔진의 회전익으로써 이미 사용되었다.

단결정익을 주조하기 위한 합금은 이들이 결정입계를 갖지 않는다는 가정으로 개발되고, 이에 따라 이들은 B, Zr, Hf와 같은 결정입계 강화 원소를 함유하지 않는다. 이런 이유 때문에 단결정합금의 입계는 약하다. 적어도 주물의 일부는 주물이 사용되기 전에 단결정화되어야 한다. 가스터빈 회전익으로서 단결정익을 사용하기 위하여 주물전체가 단결정화 되어야 한다.

대부분의 단결정 주물은 일본 특허 공개 제51-41851호 및 제1-26796호에 기재된 단일방향성 응고과정으로 제조된다. 이 과정은 주물이 가열로에서 하측으로 당겨지고 하단에서 상단까지 점차 응고되는 것이다.

항공기용 제트엔진의 회전익은 길이가 대략 10㎝이고 샤프트의 단면적이 최대로 10㎠이다. 회전익의 본체에서 수평으로 신장하는 플랫폼의 크기는 작다. 전체 회전익이 이런 소형이므로 상기 단일 방향성 응고과정을 통하여 익형상 주물을 응고함으로서 제조될 수 있다.

그러나 발전용 가스터빈의 회전익은 항공기용 제트엔진의 것보다 크다. 발전용 가스터빈의 회전익에서 길이는 작아도 14∼16㎝이상이고 생크의 단면적은 15㎠이상이다. 따라서 이것을 단결정구조로 제조하는 것은 어렵다. 생크의 측면으로부터 신장하는 플랫폼과 시일부와 같이 주물이 응고되는 방향으로부터 수평으로 돌출하는 부분들이 있다. 주물이 종래의 단일방향성 응고과정으로 응고되는 때에도 전체 주물은 단결정될 수 없다. 단결정될 수 없는 이유는 다음과 같다. 주물이 응고될 때 수평으로 돌출하는 부분은 주물의 외주부터 응고하기 시작한다. 수평으로 돌출하는 부분은 주물의 다른 부분과 관계가 없기 때문에 다른 부분과는 다른 결정방위를 갖게 될 것이다. 주물의 이 부분과 다른 부분이 더 응고되어 이들의 결정이 서로 접하게 될 때 접촉면은 결정업계로 형성되어서 단결정이 성장되지 않는다.

따라서 단결정 구조로 발전용 가스터빈에 이용하기 위한 대형의 터빈 블레이드를 형성하는 것은 불가능하다.

본 발명의 목적은 열과 응력에 대하여 내열피로강도가 우수하고 인장강도 및 크리이프강도가 우수한 대형의 단결정 터빈블레이드를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 이런 터빈블레이드의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 큰 열효율을 갖는 강력한 가스터빈을 제공하는 것이다.

상기 목적들을 달성하기 위하여 본 발명은 디스크에 고정되는 부분으로 되는 도브테일(dovetail)과; 도브테일에 연결되어 이 도브테일의 측면에 일체로 형성되는 하나 이상의 돌기를 갖는 섕크와; 이 섕크에 연결되는 익부로 이루어지는 가스터빈 블레이드를 제공하며, 여기서 가스터빈 블레이드는 단결정 구조로 형성되는 γ상에 γ'상이 사실상 석출되는 Ni기 합금으로 만들어진다.

터빈블레이드의 섕크에 제공된 돌기들은 익이 회전하는 표면을 따라 양표면에 제공되는 단일단 또는 복수단의 시일부로 될 수 있다. 시일부의 모서리는 익을 향하여 구부러진다. 섕크에 있는 돌기는 익이 회전하는 표면과 교차하는 양표면에 제공된 하나의 플렛폼이다. 돌기를 구비하는 섕크는 단면적이 15㎠이상이다. 도브테일과 돌기를 포함하는 익부 및 섕크는 Ni기 합금으로 만들어지며, 여기서 γ'상이 γ상의 단결정기지에 석출된다. 가스터빈 블레이드는 전체길이가 긴 방향에서 180㎜이상이다. 익부의 중량은 가스터빈 블레이드의 전체중량의 30%이하이며 특히 20∼30%이다.

또한 본 발명은 디스크에 고정된 부분으로 되는 도브테일과; 이 도브테일에 연결되어 도브테일의 측면에 일체로 형성되는 돌기를 구비하는 섕크와; 이 섕크에 연결되는 익부를 포함하는 가스터빈 블레이드의 제조방법을 제공하고, 이 제조방법은 도브테일과 섕크 그리고 익부에 대응하는 메인주형으로 돌기에 대응하는 바이패스주형을 연결하는 단계와, 메인주형과 바이패스주형내의 Ni기 합금의 용융금속을 한 방향에서 등속도로 점차 응고시킴으로써 단결정 구조로 주조하는 단계로 이루어진다.

더욱이 본 발명은 디스크에 고정된 부분으로 되는 도브테일과; 이 도브테일에 연결되어 도브테일의 측면에 일체로 형성되는 하나 이상의 돌기를 구비하는 섕크와: 이 섕크에 연결되는 익부로 이루어지는 가스터빈 블레이드를 제공하고, 여기서 가스터빈 블레이드는 익부의 모서리에서 도브테일까지 단일 방향성 응고과정으로 응고되며, γ상이 단결정 Ni기 합금으로 만들어진다.

본 발명은 압축기와; 연소라이너와 ; 180㎜이상의 전체길이를 가지며 터빈 디스크에 고정된 도브테일을 구비하고 단결정의 γ상을 갖는 단결정 Ni기 합금으로 만들어지는 단일단 또는 복수단의 터빈 블레이드와; 이 터빈 블레이드에 대응하여 제공되는 터빈 노즐로 이루어지는 강력한 가스터빈을 제공하고, 여기서 작동 가스온도는 1400℃이상이며첫째 블레이드의 금속온도는 사용응력하에서 1000℃이상이다.

가스터빈 블레이드를 한 방향으로 응고시키기 위하여 돌기에 형성된 바이패스를 갖는 주형은 도브테일과 섕크 및 익부에 사용된 다른 주형과 별도로 사용된다. 본 발명에 따라 가스터빈 블레이드의 제조방법은 복잡한 형상과 단결정구조를 갖는 대형의 가스터빈 블레이드를 제조할 수 있다.

본 발명의 터빈블레이드가 블레이드의 단면적을 15㎠이상으로 형성하여 돌기를 갖는 대형 블레이드라고 할지라도 단결정구조로 만들어지기 때문에 다결정입계를 갖는 다결정으로 만든 블레이드보다 강도는 더 크다.

바람직하게 Ni기 합금이 본 발명의 터빈블레이드에 사용되며, 합금은 중량으로 0.15%이하 바람직하게는 불순물로써 0.02%의 C; 0.03% 이하 바람직하게는 불순물로써 함유되는 정도의 Si; 2.0% 이하의 Mn; 5∼14%의 Cr; 1~7%의 Al ;1∼5%의 Ti; 2.0% 이하의 Nb; 2∼15%의 W; 5% 이하의 Mo; 12% 이하 바람직하게는 2∼10%의 Ta; 10% 이하의 Co; 0.2% 이하의 Hf; 3.0% 이하의 Re; 0.02% 이하의 B를 포함한다. 표 1은 합금에서 원소의 중량 퍼센트를 나타내는 상기 Ni기 합금을 표시한다.

바람직하게 Co기 합금이 본 발명에 사용될 수 있다. 이 합금은 중량으로 0.2∼0.6% C; 0.5% 이하의 Si; 2% 이하의 Mn; 20∼30%의 Cr; 20% 이하의 Ni; 5% 이하의 Mo; 2∼15%의 W; 5% 이하의 Nb; 0.5% 이하의 Ti; 0.5% 이하의 Al; 5% 이하의 Fe; 0.02% 이하의 B; 0.5% 이하의 Zr; 5% 이하의 Ta; 나머지 Co를 포함한다. 표 2는 합금에서 원소의 중량퍼센트를 나타내는 것으로 고정익으로 되는 터빈노즐에 사용되는 상기 Co기 합금을 표시한다.

본 발명의 가스터빈은 대형이며 작동가스온도가 초기 단계에서 1400℃ 이상으로 증가하기 때문에 효율이 상승된다.

응고가 진행되는 방향에 관하여 수평으로 돌출하는 부분에서 결정방위는 주조와 같은 결정방위로 될 수 있도록 된다. 따라서 대형의 단결정 회전익을 효율적으로 제조하는 것이 가능하다.

본 발명의 단결정 회전익의 특성이 고온에서 우수하기 때문에 블레이드의 수명은 연장되고 연료가스온도의 증가에 의해 야기되는 가스터빈의 열효율은 34%로 증가된다.

[실시예 1]

제1도는 본 발명에 따른 발전용 가스터빈의 회전익의 사시도이다. 제2도는 회전익의 제조방법을 표시하는 종단면도이다. 이 방법은 본 발명의 주형을 회전익의 제조에 사용한 것이다.

제2도에 도시된 바와 같이 먼저 알루미나로 만든 쉘주형(2)은 수냉동 칠(chill)(1)에 고정되고 Ni기 합금의 용융온도 이상으로 가열되는 주형 가열히터(3)내에 위치된다. 다음에 용해된 합금이 주형(2)으로 부어지고 난 후에 수냉동칠(1)이 아래로 당겨져 합금이 단일 방향성 응고과정으로 응고된다. 합금이 이렇게 응고된 때 많은 결정들은 주형(2)의 하단에서 스타터(4)에 먼저 형성되고 다음에 합금이 아직 응고되고 있는 동안 360 회전할 수 있는 셀렉터(5)에서 하나의 단결정으로 형성된다. 단결정은 확대부(6)에서 크게 된다. 합금은 응고되어 주물본체(7)로 형성되고, 주물본체는 내부에 형성되는 냉각구멍을 갖는 익부(8), 익부(8)상에 있는 섕크(9), 이 섕크(9)상에 있는 크리스마스트리 형상의 도브테일(10)로 구성된다(이들 성분 8, 9, 10은 제1도에서 상측을 아래에 하여 도시된다).

익부(8)를 향하여 단부가 구부러지는 시일부 또는 돌기(11)는 도브테일(10)에서 돌출한다. 제2도에 도시된 바와 같이 터빈블레이드는 터빈회전익의 익부(8)로부터 제1도에 도시된 섕크(9)와 도브테일(10)로 주조된다.

이 실시예에서 주조본체(7)와 다른 바이패스주형(12)은 확대부(6)의 지점에서 시일부 또는 돌기(11)부터 제공한다. 바이패스 주형(12)의 제공으로 터빈의 전체 회전익이 단결정화 된다. 제1도에 도시된 터빈회전익은 각기 숫자 13, 14, 15로 가리킨 바와 같이 대략 180㎜ 높이와 40㎜ 폭과 100㎜ 길이로 된다. 익부(8)의 높이는 대략 90㎜이고 중량은 전체 터빈회전익의 중량의 약 30%이다. 시일부 또는 돌기(11)가 형성되는 섕크(9)의 단면적은 40㎠이다. 각 시일부(11)는 대략 15㎜연장한다.

주형히터(3)는 주물본체(7)가 당져져 완전히 응고될 때까지 고온으로 유지된다. 상기 언급된 주조과정은 진공중에서 행해진다. 단결정으로 만들어진 터빈회전익이 주조된 후 2∼10시간 동안 1300∼1350℃의 온도에서 진공으로 용해 열처리 된다. 합금을 응고함으로써 형성되는 공융 γ'상이 γ상으로 변환된다. 터빈회전익은 다음에 4∼15시간 동안 980∼1080℃의 온도에서 10∼25시간 동안 800∼900℃의 온도에서 시효처리 된다. 3∼5㎛의 평균크기를 각각 갖는 뿔형상의 γ'상은 γ상에서 석출된다.

표 3은 단결정익을 주조하는 조건을 표시한다.

표 4는 본 발명의 방법으로 제조되는 단결정익의 수율과 종래 방법으로 제조되는 단결정익의 수율사이의 비교를 표시한다.

터빈회전익은 플랫폼의 상부에서 수축되고, 길고 얇은 덴드라이트(dendrite)의 1차 성장이 플랫폼의 하부에서 발견된다.

표 2에 도시된 바와 같이 본 발명은 종래 방법으로 제조될 수 없는 대형의 단결정익을 제조할 수 있게 한다. 본 실시예에서 최대의 강도와 연성을 필요로 하는 터빈회전익의 익부가 먼저 응고되기 때문에 회전익이 주형과 접하는 시간은 단축된다. 변동이 없고 결점을 거의 갖지 않는 원소를 함유하는 합금으로 만들어진 터빈회전익을 얻을 수 있고, 그 결과 필요한 특성을 갖는 터빈회전익이 제조될 수 있다. 익부를 응고시키는 데에 대략 1시간이 걸리고, 다른 성분과 도브테일을 마지막으로 응고시키는 데에는 대략 2시간이 소요된다. 합금에 있는 원소들이 변하고 특히 Cr이 크게 변한다.

그러나 본 실시예에 기재된 바와 같이 8.5중량% 특히 10중량%이상인 대량의 Cr이 합금에 함유된다면 이건은 거의 변하지 않고 터빈회전익에 사용되는 데에 매우 효과적이다. 이와 대조적으로 8.5중량% 이하의 Cr은 크게 변한다.

터빈회전익을 형성하는 데에 사용된 주형과는 달리 바이패스주형(12)은 셀랙터 방법에서 셀렉터(5)의 상부, 종부(seed)방법에서 시드의 상부, 시일부 또는 돌기(11)의 하부의 위치에 제공될 수 있다. 그러나 단결정이 주조된 후 바이패스주형(12)은 제거되어야 하고, 따라서 바람직하게 바이패스주형(12)은 제2도에 도시된 확대부(6)에 제공되어야 하며, 여기는 셀렉터(5) 또는 시드의 상부이고 익부(8)의 하부이다.

회전익은 다음의 이유로 익부(8)로부터 도브테일(10)까지 응고된다.

가스터빈회전익의 익부(8)는 회전익의 필수적인 부분이고 고온 및 고응력하에 있게 된다. 따라서 어떤 다른 부품에 비하여 보다 적은 결점과 보다 향상된 품질을 가져야 한다. 익부(8)는 먼저 응고되어서 고온에서 유지되는 시간이 단축된다. 원소들이 거의 변하지 않도록 하기 위하여 이런 주조는 가스터빈의 회전익을 제조하는 데에 적절하다. 많은 냉각구멍은 익부(8)로부터 도브테일(10)까지 설치되어 있고 냉매에 의해 부품들을 냉각하는 데에 이용된다. 냉각구멍용 코어가 주형으로 이용된다. 합금이 응고되는 속도는 응고될 주물의 크기에 따라 1∼50㎝/h에서 행해진다. 익부(8)는 섕크(9)와 도브테일(10)보다 빨리 응고될 수 있다.

가스터빈의 회전익의 제조방법이 기술되었지만 단결정이 상기 언급된 바와 같이 동일한 방법으로 고정익에 대해 사용될 수 있다.

[실시예 2]

실시예 1에 있는 회전익의 것과 사실상 같은 형상을 갖는 회전익이 No. 2의 합금을 이용하여 주조된다. 실시예 1에서와 같은 동일한 주조조건과 단일방향성 응고과정에서 실시예 2에서 사용된다. 블레이드의 크기는 160㎜, 익부의 크기는 70㎜, 섕크와 도브테일은 각각 90㎜의 크기이다.

제3도는 이 회전익의 정면도이다. 회전익이 넓은 플렛폼(17)을 갖기 때문에 단일방향성 응고과정으로 응고될 때에도 새로운 결정이 플랫폼(17)에 형성되어 단결정이 성장되지 않는다. 이 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 회전익을 제조하는 방법을 적용한다. 제4도에 도시된 바와 같이 플랫폼(17)의 모서리에 가까운 부분은 주물본체(7)를 형성하기 위한 주형과 같은 것으로 바이패스주형(12)에 의해 셀렉터(5)의 상부의 부분에 연결된다. 이런 연결로 단결정이 성장할 수 있게 된다. 바이패스주형(12)은 두께가 1㎜이고 폭이 20㎜이다. 제4도는 회전익의 단면형상을 도시하고, 제5도는 익부(8)의 상부로부터 보는 바와 같이 종래 방법으로 새로운 결정이 어떻게 성장하는가를 도시하고, 제6도는 익부(8)의 상부로부터 보는 바와 같이 본 발명에서 새로운 결정이 어떻게 해서 성장하지 않는가를 도시한다.

제6도에서 18은 결정입계를 가리키고, 19는 새로운 결정을 가리킨다. 본 발명으로 새로운 결정성장 대신에 단결정이 성장할 수 있게 된다.

[실시예 3]

제7도는 가스터빈의 회전부분을 도시하는 부분 단면도이다. 도면에서 본 발명의 실시예 1에서 얻어지는 것으로 단결정을 만드는 No. 2의 Ni기 합금은 초단의 터빈블레이드(20)에 사용된다. 이 실시예에서 터빈디스크(21)는 2단을 갖는다. 초단은 가스흐름의 상류에 배치되는 반면에 내부에 형성된 중심구멍(22)을 구비하는 2단째는 가스흐름의 하류에 배치된다. 12%의 Cr을 함유하는 마르텐사이트계의 내열강은 압축기디스크(23), 디스턴트피스(24), 터빈스페이서(25), 터빈스텍킹볼트(26), 압축기 스택킹볼트(27)의 최종단에 사용된다. 2단째의 터빈블레이드(2), 터빈노즐(28), 연소기(29)의 라이너(30), 압축기블레이드(31), 압축기노즐(32), 다이어프램(33), 슈라우드(34)는 합금으로 만든다. 이들 합금에 함유된 원소들은 표 5에 표시된다. 초단의 터빈노즐(28)과 터빈블레이드(20)는 단결정주조로 만들어진다.

초단에서 터빈노즐(28)은 No.13의 합금으로 만들고 터빈블레이드에서와 같은 방식으로 각 익부에 하나의 세그먼트로 구성된다. 터빈 노즐(28)은 원주상에 배치되고 블레이드의 익부와 사실상 동등한 길이와 다이어프램을 구비한다. 인용번호 35는 터빈스태브샤프트를 가리키고 36은 압축기 스태브샤프트를 가리킨다. 본 실시예에서 사용된 압축기는 17단을 갖는다. 표 5중에서 터빈블레이드, 터빈노즐, 슈라우드 세그먼트(1), 다이어프램은 가스흐름의 상류에 있는 초단에서 사용되고, 슈라우드세그먼트(2)는 2단째에서 사용된다.

본 실시예에서 Al, Cr등을 함유하는 고농도합금으로 만들어지거나 또는 산화물을 함유하는 혼합물로 만들어지는 층은 베이스재질로 내산화성 및 내식성을 갖는 합금에서보다 높은 온도에서 내산화성 및 내식성의 피복층으로 사용될 수 있다.

결정은 그 방위가 원심력이 가해지는 방향에서 [001]로 되도록 형성될 수 있다. 고강도를 갖는 블레이드는 결정을 이런 방식으로 형성함으로써 얻을 수 있다.

이렇게 구성된 가스터빈에 따라 50㎿ 정도의 전기를 발전할 때 초단에서 터빈노즐의 입구에서 가스온도는 1500℃ 정도로 높이 올라갈 수 있고, 초단에 있는 블레이드에서 금속온도는 1000℃정도로 높이 올라갈 수 있다. 이에 따라 34%의 열효율을 얻을 수 있다. 상기 언급된 바와 같이 열에 의해 야기되는 결점을 거의 갖지 않고 큰 크리이프 파괴강도를 갖는 내열강은 터빈디스크, 디스턴트피스, 스페이서, 압축기디스크의 최종단, 스택킹볼트에 사용된다. 고온에서 강도를 갖는 합금은 터빈블레이드에 사용되며; 고온에서 강도와 연성을 갖는 합금은 터빈노즐에 사용되고; 고온에서 큰 피로성능과 강도를 갖는 합금은 연소기의 라이너에 사용된다. 따라서 종래 기술보다 여러 관점에서 큰 신뢰성을 갖는 가스터빈을 얻는 것이 가능하게 된다.

Claims (15)

1. 디스크에 고정되는 부분인 도브 테일부(10)와, 이 도브 테일부(10)에 연결되어 그 측면에 일체로 돌출되어 설치된 단수 또는 복수의 돌기(11)를 구비한 섕크부(9)와, 이 섕크부(9)에 이어지는 블레이드(8)를 구비한 가스 터빈 블레이드에 있어서, 상기 가스 터빈은 Ni를 주성분으로 하며, 실질적으로 γ상(相) 중에 γ'상이 석출한 Ni기 합금으로 이루어지고, 상기 γ 상이 단결정 조직으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가스 터빈 블레이드.
2. 제1항에 있어서, 섕크부(9)에 설치된 돌기(11)는 블레이드(8)의 회전면을 따라 양 측면에 설치된 일단 또는 복수단의 시일부인 것을 특징으로 하는 가스 터빈 블레이드.
3. 제1항에 있어서, 상기 돌기(11)가 설치되어 있는 부분의 섕크부(9)는 그 단면적이 15㎠ 이상인 것을 특징으로 하는 가스 터빈 블레이드.
4. 제1항에 있어서, 상기 블레이드(8)는 상기 블레이드 끝단으로부터 상기 도브 테일부를 향하여 한 방향으로 응고되어 있고 γ 상이 단결정인 Ni기 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스 터빈 블레이드.
5. 제1항에 있어서, 상기 블레이드(8)의 중량은 전체 중량의 30% 이하인 것을 특징으로 하는 가스 터빈 블레이드.
6. 제1항에 있어서, 상기 Ni기 합금은 중량으로 C 0.15% 이하, Cr 5 내지 14%, Al 1 내지 7%, Ti 1 내지 5%, W 2 내지 15%, Nb 2.0 이하, Mo 5% 이하, Ta 12% 이하, Co 10% 이하, Hf 0.2% 이하, Re 3.0% 이하, B 0.02% 이하, Si 0.03% 이하, Mn 2.0% 이하, 나머지 부분이 Ni인 Ni기 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스 터빈 블레이드.
7. 디스크에 고정되는 부분인 도브 테일부(10)와, 이 도브 테일부(10)에 연결되어 그 측면에 일체로 돌출되어 설치된 단수 또는 복수의 돌기(11)를 구비한 섕크부(9)에 연결되는 블레이드(8)를 구비한 가스 터빈 블레이드의 제조방법에 있어서, 상기 블레이드(8), 섕크부(9) 및 도브 테일부(10)에 상당하는 메인 주형(7)에 대하여 상기 돌기에 상당하는 바이패스 주형(12)을 상기 메인 주형(7)과 연통시키는 단계와, 상기 메인 주형(7)과 바이패스 주형(12) 내의 Ni기 합금의 용탕을 동일 속도로 한 방향으로 점차 응고시켜 단결정 조직으로 주조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈 블레이드의 제조방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 주조단계 후에 용체화 처리를 행하고 이어서 시효처리하는 열처리 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 터빈 블레이드의 제조방법.
9. 제7항에 있어서, 상기 블레이드(8)는 상기 블레이드 끝단으로부터 상기 도브 테일부(10)를 향하여 한 방향으로 응고되어 있고 γ 상이 단결정인 Ni기 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스 터빈 블레이드의 제조방법.
10. 제7항에 있어서, 상기 Ni기 합금은 중량으로 C 0.15% 이하, Cr 5 내지 14%, Al 1 내지 7%, Ti 1 내지 5%, W 2 내지 15%, Nb 2.0% 이하, Mo 5% 이하, Ta 12% 이하, Co 10% 이하, Hf 0.2% 이하, Re 3.0% 이하, B 0.02% 이하, Si 0.03% 이하, Mn 0.2% 이하, 나머지 부분이 Ni인 Ni기 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스 터빈 블레이드의 제조방법.
11. 압축기와, 연소기(29), 터빈 디스크(21)에 도브 테일부가 고정된 단단(單段) 또는 복수단의 터빈 블레이드(20)와, 상기 블레이드에 대응하여 설치된 터빈 노즐(28)을 구비한 발전용 가스 터빈에 있어서, 작동용 가스온도가 1400℃ 이상이고, 초단 블레이드(20)의 메탈 온도는 사용응력하에서 1000℃ 이상이며, 터빈 블레이드는 그 전체 길이가 160㎜ 이상이고 γ 상이 단결정인 단결정 Ni기 합금으로 이루어지는 발전용 가스 터빈.
12. 제11항에 있어서, 상기 Ni기 합금은 중량으로 C 0.15% 이하, Cr 5 내지 14%, Al 1 내지 7%, Ti 1 내지 5%, W 2 내지 15%, Nb 2.0% 이하, No 5% 이하, Ta 12% 이하, Co 10% 이하, Hf 0.2% 이하, Re 3.0% 이하, B 0.02% 이하, Si 0.03% 이하, Mn 2.0% 이하, 나머지 부분이 Ni인 Ni기 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발전용 가스 터빈.
13. 제11항에 있어서, 상기 블레이드(20)는 상기 블레이드 끝단으로부터 상기 도브 테일부를 향하여 한 방향으로 응고되어 있고 γ 상이 단결정인 Ni기 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발전용 가스 터빈.
14. 제11항에 있어서, 상기 터빈 노즐(28)의 초단이 Co기 단결정 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발전용 가스 터빈.
15. 제14항에 있어서, 상기 터빈 노즐(28)의 초단은 한 쌍의 다이아프램(33) 사이에 블레이드를 가지며, 또한 상기 다이아프램(33) 사이의 블레이드 길이가 70㎜ 이상인 Co기 단결정 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발전용 가스 터빈.