DE19526344C1 - Rotor blade for turbo engine - Google Patents

Abstract

The blade consists of directionally solidified metal alloy with columnar structure and long grain boundaries, and has rows of perforations connecting outer blade surface and internal hollow chambers. It also has monocrystal columns in the row area, or is without grain boundaries in this area. The rows consist of laser-cut bores, and extend in longitudinal direction of the blade. The bores act as cooling air bores in front edge and pressure edge areas of the blade.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bauteil mit Hohlräumen, vorzugsweise ein Schaufelblatt für Turbotriebwerke aus gerichtet erstarrten Metallegierungen mit Kolumnarstruktur und langgestreckten Korngrenzen mit Lochreihen, die die äußere Oberfläche des Bauteils mit den Hohlräumen verbinden.The invention relates to a component with cavities, preferably an airfoil for Turbo engines made of directionally solidified metal alloys with columnar structure and elongated grain boundaries with rows of holes that line the outer surface of the component connect the cavities.

Derartige Bauteile werden heute vorzugsweise als Schaufeln für ein Turbotriebwerk verwendet, wobei die Lochreihen unterschiedlichste Aufgaben erfüllen und mit den unterschiedlichsten Verfahren, wie Laserbohren oder elektrochemisches Bohren, einge­ bracht werden. Dabei stören die langgestreckten Korngrenzen insbesondere, wenn der Abstand zwischen den Löchern geringer wird, da Korngrenzendefekte und Korngrenzenausscheidungen Korrosionsrißkeime darstellen, die durch Rißwanderung das Material zwischen den Löchern schwächen, was bei hohen mechanischen und thermischen Belastungen zum vorzeitigen Versagen der Bauteile führen kann und die Lebensdauer eines Turbotriebwerks nachteilig vermindern und damit die Inspektions- und Wartungsintervalle erhöhen kann.Such components are today preferably used as blades for a turbo engine used, the rows of holes perform a wide variety of tasks and with the various processes, such as laser drilling or electrochemical drilling be brought. The elongated grain boundaries interfere especially when the The distance between the holes becomes smaller because of grain boundary defects and Grain boundary deposits represent corrosion crack nuclei which are caused by crack migration Weaken material between the holes, resulting in high mechanical and thermal Stresses can lead to premature component failure and the lifespan of a Reduce turbo engine disadvantageously and thus the inspection and maintenance intervals can increase.

Besonders gravierend wirken sich diese Nachteile beim Einbringen der Lochreihen mittels Lasertechnik aus, zumal bei einem kolumnarkristallisierten Bauteil die Lage der Korngrenzen nicht vorhersehbar ist. Die Lage der langgestreckten Korngrenzen ist das Ergebnis der stochastischen Keimbildungsprozesse an einer Kühlplatte, von der aus die Erstarrungsfront der metallischen Schmelze in einer Formschale für ein Bauteil voranschreitet Ferner ist die Lage der Korngrenzen von der kristallographischen Orientierung der Keime mit Bezug auf die lokal wirksamen Temperaturgradienten abhängig, wodurch eine natürliche Kornselektion erfolgt. Körner mit einer 001-Orientierung parallel zum Temperaturgradienten sind wachstumskinetisch bevorzugt, was dazu führt, daß nur wenige Körner aus einem Starter oder von einer Kühlplatte herauswachsen. These disadvantages have a particularly serious effect when the rows of holes are introduced by means of Laser technology, especially in the case of a columnar crystallized component, the position of the Grain boundaries is unpredictable. That is the location of the elongated grain boundaries Result of the stochastic nucleation processes on a cooling plate from which the Solidification front of the metallic melt in a molded shell for a component Furthermore, the location of the grain boundaries is different from the crystallographic Orientation of the germs with reference to the locally effective temperature gradients dependent, which results in a natural grain selection. Grains with a 001 orientation parallel to the temperature gradient are growth kinetically preferred, which leads to the fact that grow only a few grains out of a starter or from a cooling plate.  

Zwischen den Körnern bilden sich Korngrenzen aus, die das Material schwächen, weshalb der Metallegierungsschmelze für derartige Bauteile Korngrenzenfestiger wie C, B oder Zr zulegiert werden, die sich beim Erstarren der Schmelze bevorzugt an den Korngrenzen ausscheiden und dort den Schmelzpunkt um bis zu 100°C erniedrigen.Grain boundaries form between the grains, which weaken the material, which is why the metal alloy melt for such components grain boundary strengthener such as C, B or Zr are added, which are preferred at the grain boundaries when the melt solidifies excrete and lower the melting point by up to 100 ° C.

Werden beim Laserbohren derartige Korngrenzen getroffen, so führt das besonders bei größeren Wandstärken und Bohrlängen zu Problemen, da einerseits Ablagerungen des laserverdampften Materials bis zu einigen hundert Mikrometern entstehen können, in denen sich Risse bilden und andererseits ein Anschmelzen und ein Aufreißen von Korngrenzen bis zu 100 Mikrometer Tiefe auftreten können. Die Rißbildungen der Ablagerung und der Korngrenzen können sich vereinigen und eine gravierende Schwächung des Bauteils bis hin zum Versagen eines Turbotriebwerks verursachen. Deshalb ist ein kostengünstiges Laserbohren von Bauteilen aus kostengünstig gerichtet erstarrten Materialien mit Kolumnarstruktur ausgeschlossen, insbesondere für dynamisch hochbeanspruchte Laufschaufeln in einem Turbotriebwerk. Hier ist der Fachmann deshalb gezwungen, die wesentlich teureren einkristallinen Materialien einzusetzen, deren Herstellung aus DE 29 49 446 A1 bekannt ist. Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind aufwendiger und liefern erhöhte Ausschußraten.If such grain boundaries are hit during laser drilling, this is particularly the case larger wall thicknesses and drill lengths lead to problems because on the one hand deposits of laser-evaporated material up to a few hundred micrometers in which cracks form and, on the other hand, melting and tearing of grain boundaries depths of up to 100 micrometers can occur. The cracking of the deposit and the Grain boundaries can unite and severely weaken the component cause a turbo engine to fail. That is why it is inexpensive Laser drilling of components from inexpensively directed solidified materials Columnar structure excluded, especially for dynamically stressed Blades in a turbo engine. Here, the specialist is therefore forced to to use much more expensive single-crystal materials, the manufacture of which DE 29 49 446 A1 is known. Such methods and devices are more complex and deliver increased reject rates.

Bei geringen Wandstärken ist beim Laserbohren die Gefahr der Bildung von Ablagerungen geringer, jedoch besteht die Gefahr bei einem Einbringen von engbenachbarten Kühlluftbohrungen, die das dünnere Material vor thermischer Überlastung schützen sollen, daß die beim Laserbohren eingebrachten Korngrenzenrisse in Zusammenwirken mit den engbenachbarten Kühlluftbohrungen das Bauteil schwächen.With thin walls, there is a risk of deposits forming when laser drilling less, but there is a risk of bringing in close neighbors Cooling air holes, which are intended to protect the thinner material from thermal overload, that the grain boundary cracks introduced during laser drilling in cooperation with the neighboring cooling air holes weaken the component.

Aus DE 19 11 049 B2 ist darüber hinaus eine Gasturbinenschaufel und ein Verfahren zu ihrer Herstellung bekannt, wobei die Schaufel aus einem Verbundmaterial aus Keramik und Metallstäben als Vollmaterial besteht und keine Hohlräume aufweist, da die Hohlräume in Form von Bohrungen mit dort hineingewachsenen, metallischen Einkristallen aufgefüllt werden. DE 19 11 049 B2 also discloses a gas turbine blade and a method known their manufacture, the blade made of a composite material made of ceramic and Metal rods as a solid material and has no cavities, since the cavities in Filled in the form of bores with metallic single crystals grown in there will.  

Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Bauteil und ein Verfahren zu seiner Herstellung anzugeben, das trotz kolum­ narer Kristallstruktur und bei langgestreckten Korngrenzen und einem Positionieren von Lochreihen eine Schwächung des Bauteils ausschließt und zuläßt, daß das Bauteil aus kostengünstigem Material besteht und Lochreihen aufweist, die mit einem kosten­ günstigen Verfahren eingebracht werden können.The object of the invention is a generic component and to specify a process for its production that despite kolum crystal structure and with elongated grain boundaries and positioning of rows of holes weakening the component  excludes and allows the component from inexpensive Material consists and rows of holes, which cost favorable procedures can be introduced.

Die Aufgabe wird mittels eines gerichtet erstarrten Bauteils gelöst, das einkristalline Säulen im Bereich der Lochreihen aufweist oder im Bereich der Lochreihen frei von Korngrenzen ist.The task is performed using a directionally solidified component solved, the single-crystalline columns in the area of the rows of holes has or in the area of the hole rows free of grain boundaries is.

Das Einbringen der Lochreihen in einkristalline Säulen ist nicht ohne weiteres naheliegend, da die Lage der Korngrenzen bei herkömmlichen Materialien nicht vorhersehbar ist und die Lage der Lochreihen für Bauteile von Turbotriebwerken sich nach vorausberechneten strömungsmechanisch optimierten Kriterien richtet und nicht entsprechend einer zufälligen Korngrenzen­ struktur eines preiswerten kolumnarerstarrten Materials geändert oder verlagert werden kann. Deshalb wird ein neues Material offenbart, das im Bereich der Lochreihen einkristalline Säulen aufweist, so daß damit die Nachteile im Stand der Technik über­ wunden werden und Korngrenzenrisse und damit verbundene Bauteil­ defekte nicht auftreten können.The introduction of the rows of holes in single-crystalline columns is not obvious because the location of the grain boundaries at conventional materials is unpredictable and the location of the rows of holes for components of turbo engines precalculated fluid mechanically optimized criteria straightens and not according to a random grain boundary structure of an inexpensive columnar solidified material changed or can be relocated. Therefore, a new material discloses the single-crystalline columns in the area of the rows of holes has, so that the disadvantages in the prior art over become wounds and grain boundary cracks and related component Defects cannot occur.

In einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung erstrecken sich die Lochreihen in Längsrichtung des Schaufelblattes. Das hat zunächst strömungsmechanische Gründe, liefert aber auch eine Kompatibilität mit der erfindungsgemäßen einkristallinen Säule im Bereich einer Lochreihe, so daß die einkristalline Säule in voller Länge einer Lochreihe zur Verfügung steht. In a preferred embodiment of the invention extend the rows of holes in the longitudinal direction of the airfoil. That has at first fluid mechanical reasons, but also delivers one Compatibility with the single-crystalline column according to the invention in the area of a row of holes, so that the single-crystalline column in full length of a row of holes is available.  

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen die Lochreihen aus lasergebohrten Bohrungen. Da die Materialien, die in Turbotriebwerken und insbesondere im Strö­ mungskanal zum Einsatz kommen, von derart hoher Festigkeit sind, daß herkömmliche spanabhebende Bohrverfahren nicht eingesetzt werden können, werden Lochreihen aus Feinstbohrungen elektroche­ misch erzeugt, was äußerst kompliziert, zeitaufwendig und ko­ stenintensiv ist aber für das herkömmliche Material ohne Korn­ grenzenfreiheit im Bereich der Lochreihe unumgänglich war. Lasergebohrte Bohrungen sind vorteilhaft schneller und billiger herzustellen, so daß die Erfindung ein preiswertes Material mit preiswerten Bohrungen zur Herstellung des erfindungsgemäßen Bauteils ermöglicht.In a further preferred embodiment of the invention the rows of holes consist of laser-drilled holes. Since the Materials used in turbo engines and especially in the flow channel, are of such high strength, that conventional cutting drilling methods are not used rows of holes can be electrochecked from very fine bores mixed creates what is extremely complicated, time consuming and knockout is extremely intensive for the conventional material without grain Boundary freedom was inevitable in the area of the row of holes. Laser drilled holes are advantageously faster and cheaper manufacture, so that the invention with an inexpensive material inexpensive holes for the production of the invention Component.

Die Aufgabe ein Verfahren zur Herstellung des gattungsgemäßen Bauteils anzugeben wird durch ein Verfahren mit folgenden Ver­ fahrensschritten gelöst:The task of a method for producing the generic Component is specified by a method with the following ver Steps solved:

• a) Präparieren der Gießform mit Fenstern zur Fixierung der Kerne für Hohlräume mittels Querträgern, die in die Fenster eingepaßt werden,a) Prepare the mold with windows to fix the Cores for cavities by means of cross beams in the windows be fitted
• b) Anordnen von Zusatzfenstern für Zusatzquerträger, so daß jeweils zwei eng benachbarte Fenster unter Freilassen enger Schmelz und Kristallisationkanäle zwischen den Querträgern ausgebildet werden, b) arranging additional windows for additional cross members, so that two closely adjacent windows each, leaving the spaces narrower Melting and crystallization channels between the cross beams be formed,  
• c) gerichtetes Erstarren des Gußstücks unter Ausbilden jeweils eines großvolumigen säulenartigen einkristallinen Bereichs in Wachstumsrichtung über den Schmelz- und Kristallisa­ tionskanälen in Bereichen der zu bohrenden Laserbohrloch­ reihen,c) directional solidification of the casting with formation in each case of a large volume columnar single crystal region in the growth direction over the enamel and crystallisa tion channels in areas of the laser borehole to be drilled rows,
• d) Laserbohren von Lochreihen in den einkristallin und damit korngrenzenfrei erstarrten säulenförmigen Bereichen das Bauteils.d) Laser drilling of rows of holes in the single crystal and thus columnar areas solidified without grain boundaries Component.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß ein bereits bestehendes und angewandtes Hilfsmittel zur Fixierung der Posi­ tion des Gußkerns, der für die Herstellung des Hohlraums in einem hohlen Bauteil erforderlich ist, verwendet wird, um diesem eine weitere Funktion zu ermöglichen. Durch Formgebung und Aneinanderrücken eines Querträgers mit einem Zusatzquerträger für den Gußkern werden vorteilhaft schmale Passagen und in einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung sogar gewundene Passagen für die Schmelze geschaffen, die eine bevorzugte Kristallorien­ tierung selektieren, so daß am Ausgang der Passage zwischen den beiden Querbalken eine einkristalline Säule wächst. Um die Vorteile der Erfindung voll zu nutzen, werden die Querträger und Zusatzquerträger bei der gerichteten Erstarrung im unteren Bereich des Bauteils, in dem keine Lochreihen erforderlich sind, so angeordnet, daß ein schmaler Zwischenraum zwischen den Quer­ trägern gerade dort geschaffen wird, wo für eine spätere Loch­ reihe eine einkristalline Säule in der Kolumnarstruktur des Materials wachsen soll.The inventive method has the advantage that a existing and applied aid for fixing the posi tion of the casting core, which is used for the production of the cavity a hollow component is required is used to make this to enable another function. By design and Moving a cross member together with an additional cross member for the casting core is advantageously narrow passages and in one preferred embodiment of the invention even winding passages created for the melt, which is a preferred crystallorie Select the selection so that at the exit of the passage between the a single-crystal column grows in both crossbeams. To the To take full advantage of the invention, the cross members and Additional crossbeam in the directional solidification in the lower Area of the component in which no rows of holes are required, arranged so that a narrow space between the cross girders are created just where for a later hole  row a single crystalline column in the columnar structure of the Material should grow.

Jedoch ist die Erfindung auch unabhängig von der Trag- und Fixierfunktion der Querträger durchführbar, indem im unteren Bereich der Form entsprechend schmale Schmelzpassagen zur Ankei­ mung von einkristallinen Säulen in Bereichen der späteren Loch­ reihen breitgestellt werden.However, the invention is also independent of the carrying and Fixing function of the cross member can be carried out by in the lower Area of the shape corresponding to narrow melt passages to the Ankei of single-crystal columns in areas of the later hole rows are extended.

Vorzugsweise wird das Bauteil als Schaufelblatt einer Rotor­ schaufel verwendet, wobei die lasergebohrten Löcher als Kühl­ luftbohrungen im Vorderkantenbereich und im Druckbereich des Schaufelblattes angeordnet sind. Dieser thermisch hochbelastete Bereich eines Bauteils für Turbotriebwerke wird durch die aus den Lochreihen ausströmende Kühlluft mit einem Kühlfilm ver­ sehen, der das Schaufelblatt schützt.The component is preferably a rotor blade shovel used, the laser drilled holes as cooling air holes in the leading edge area and in the pressure area of the Airfoil are arranged. This is thermally highly stressed The area of a component for turbo engines is characterized by the cooling air flowing out of the rows of holes with a cooling film see that protects the airfoil.

Bei einer weiteren bevorzugten Verwendung wird das Bauteil als Schaufelblatt einer Rotorschaufel eingesetzt, wobei die laserge­ bohrten Löcher zur Beeinflussung der Ablösung der Grenzschicht auf der Saugseite des Schaufelblattes angeordnet sind. In der­ artigen Fällen erhöhen Lochreihen mit aus- oder einströmender Kühlluft vorteilhaft den Wirkungsgrad eines Triebwerks, indem das Schaufelblattprofil aerodynamisch verändert wird.In a further preferred use, the component is used as Blade of a rotor blade used, the laserge drilled holes to influence the detachment of the boundary layer are arranged on the suction side of the airfoil. In the like cases increase rows of holes with outflowing or inflowing Cooling air advantageously increases the efficiency of an engine by the airfoil profile is changed aerodynamically.

Bei einer weiteren bevorzugten Verwendung wird das Bauteil als Schaufelblatt einer Turbinenschaufel eingesetzt, wobei die lasergebohrten Löcher als Ausströmöffnungen eines Kühlfilms zur Steigerung des Wirkungsgrades ausgebildet sind. Der Wirkungsgrad wird hierbei vorteilhaft gesteigert, weil die Turbine mit einer höheren Einlauftemperatur gefahren werden kann.In a further preferred use, the component is used as Blade of a turbine blade used, the laser-drilled holes as outflow openings of a cooling film  Increased efficiency are trained. The efficiency is advantageously increased because the turbine with a higher inlet temperature can be driven.

Die anliegenden Zeichnungen veranschaulichen bevorzugte Aus­ führungsformen der Erfindung.The accompanying drawings illustrate preferred embodiments embodiments of the invention.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Schaufel mit Lochreihe. Fig. 1 shows a blade according to the invention with a row of holes.

Fig. 2 zeigt eine konventionelle Schaufel mit Lochreihe. Fig. 2 shows a conventional blade with row of holes.

Fig. 3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt von einer Lochrei­ he mit engbenachbarten Bohrungen mit herkömmlichem Schaufelmaterial. Fig. 3 shows an enlarged section of a row of holes with closely adjacent holes with conventional blade material.

Fig. 4 zeigt zwei Querbalken mit enger Passage Fig. 4 shows two crossbars with a narrow passage

Fig. 5 zeigt zwei Querbalken mit geschwungener Passage. Fig. 5 shows two crossbars with a curved passage.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Schaufel 1 mit Lochreihe 2. Diese Lochreihe 2 verbindet die Hohlräume im Innern der Schaufel 1 mit der äußeren Umgebung. Derartige Schaufeln 1 werden vor­ zugsweise im Strömungskanal von Turbotriebwerken eingesetzt und bestehen aus gerichtet erstarrten Metallegierungen mit Kolumnar­ struktur und langgestreckten Korngrenzen 3. Das gerichtet erstarrte Bauteil besteht aus einkristallinen Säulen, die von den Korngrenzen 3 umgeben werden, wobei erfindungsgemäß bei dieser Schaufel 1 im Bereich der Lochreihe 2 gezielt keine Korngrenze auftritt. Verhindert wird das durch zwei Fenster 4 und 5. Diese Querträger 6 und 7 erstrecken sich quer durch die Gußform im Bereich unterhalb des Schaufelfußes 8 und tragen den Gußkern, der beim Gießen die Hohlräume des Bauelementes ausfüllt. Fig. 1 shows a blade 1 according to the invention with hole row 2. This row of holes 2 connects the cavities in the interior of the blade 1 with the external environment. Such blades 1 are preferably used in the flow channel of turbo engines and consist of directionally solidified metal alloys with columnar structure and elongated grain boundaries 3 . The directionally solidified component consists of single-crystalline columns, which are surrounded by the grain boundaries 3 , whereby according to the invention, in the area of the row of holes 2, no grain boundary occurs specifically in this blade 1 . This is prevented by two windows 4 and 5 . These cross members 6 and 7 extend across the mold in the area below the blade root 8 and carry the casting core, which fills the cavities of the component during casting.

In dieser Darstellung ist deutlich zu erkennen, daß die Schmelze im Bereich der Fenster 4 und 5 auf eine schmale Passage 9 einge­ engt wird. Nach Abguß der Schmelze in die nicht gezeigte Gieß­ form erstarrt die Schmelze in einer Vorzugsorientierung 001 auf einer Kühlplatte 10 am Fußpunkt des Schaufelfußes. Die Erstarrungsfront schreitet unter dem Einfluß eines vertikalen Temperaturgradienten nach oben zu fort und muß dabei die in den Fenstern 4 und 5 steckenden Querbalken überwinden, wobei in der schmalen Passage 9 extrem günstige Wachstumsbedingungen für die Vorzugsorientierung 001 vorherrschen, so daß am oberen Ende 11 dieser Passage, die in Fig. 4 vergrößert gezeigt wird, nur noch ein Kristall der Vorzugsrichtung übrigbleibt, so daß dar­ über eine vollkommen einkristalline Säule wächst, in die an­ schließend eine Lochreihe mittels Laserbohrung in einem korn­ grenzenfreien Bereich eingebracht werden kann. Die Passage 9 zwischen den Querbalken 6 und 7 bzw. zwischen den Fenstern 4 und 5, die sich bilden, sobald nach der Erstarrung der Schmelze die Querbalken 6 und 7 herausgezogen sind, wird derart positioniert, daß die einkristalline Säule 12 sich genau in dem Bereich bil­ det, in dem später die Lochreihe 2 eingebracht wird.In this illustration it can be clearly seen that the melt in the area of windows 4 and 5 is narrowed to a narrow passage 9 . After the melt has been poured into the casting mold (not shown), the melt solidifies in a preferred orientation 001 on a cooling plate 10 at the base of the blade root. The solidification front proceeds upwards under the influence of a vertical temperature gradient and has to overcome the crossbeams in windows 4 and 5 , whereby in the narrow passage 9 extremely favorable growth conditions for the preferred orientation 001 prevail, so that at the upper end 11 of this passage , which is shown enlarged in Fig. 4, only one crystal of the preferred direction remains, so that it grows over a completely single-crystalline column, into which a row of holes can subsequently be introduced by means of laser drilling in a grain-free area. The passage 9 between the crossbeams 6 and 7 or between the windows 4 and 5 , which form as soon as the crossbeams 6 and 7 are pulled out after the solidification of the melt, is positioned such that the single-crystalline column 12 is exactly in the area bil det, in which the row of holes 2 is introduced later.

Eine stärkere Selektion der Vorzugsorientierung wird erreicht, wenn die Passage geschwungen ist, wie es Fig. 5 zeigt. Dazu müssen lediglich die Querschnitte der Querbalken mit mindestens einer gekrümmten Seitenfläche ausgebildet werden und die Quer­ balken 6 und 7 auf einen kleinen Zwischenraum verengt werden.A stronger selection of the preferred orientation is achieved when the passage is curved, as shown in FIG. 5. To do this, only the cross sections of the crossbars must be formed with at least one curved side surface and the crossbars 6 and 7 narrowed to a small space.

Fig. 2 zeigt eine konventionelle Schaufel 20 mit Lochreihe 22 aus dem betriebsinternen Stand der Technik, die beliebig gewachsene kolumnare Korngrenzen 3 aufweist. Fig. 3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt mit einer Lochreihe 22. Durch das Einbringen der Löcher 22 an Korngrenzen, wie es der Ausschnitt B mit Fig. 3 zeigt, entstehen von jedem Loch ausge­ hend Mikrorisse 23, die bis zu 100 Mikrometer lang sein können, entlang der Korngrenzen. Wenn der Zentrumsabstand zwischen zwei Löchern 1 mm beträgt, und der Bohrungsdurchmesser 0,8 mm ist, dann kann das Bauteil entlang der Korngrenze 3 unter geringer Belastung aufreißen und die Schaufel versagen werden. FIG. 2 shows a conventional blade 20 with a row of holes 22 from the in-house prior art, which has columnar grain boundaries 3 that have grown as desired. Fig. 3 shows an enlarged section of a hole row 22. By introducing the holes 22 at grain boundaries, as shown in section B with FIG. 3, micro-cracks 23 , which can be up to 100 micrometers long, arise from each hole along the grain boundaries. If the center distance between two holes is 1 mm and the bore diameter is 0.8 mm, then the component can tear open along the grain boundary 3 under low load and the blade can fail.

Claims (7)

1. Bauteil mit Hohlräumen, vorzugsweise ein Schaufelblatt für Turbotriebwerke aus gerichtet erstarrten Metallegierungen mit Kolumnarstruktur und langgestreckten Klusteranhäufungen oder langgestreckten Korngrenzen mit Lochreihen, die die äußere Oberfläche des Bauteils mit den Hohlräumen verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß das gerichtet erstarrte Bauteil einkristalline Säulen im Bereich der Lochreihen aufweist oder im Bereich der Lochreihen frei von Korngrenzen ist.1. Component with cavities, preferably a blade for turbo engines made of directionally solidified metal alloys with columnar structure and elongated cluster clusters or elongated grain boundaries with rows of holes that connect the outer surface of the component with the cavities, characterized in that the directionally solidified component in the area of the single-crystal columns Has rows of holes or is free of grain boundaries in the area of the rows of holes. 2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochreihen sich in Längsrichtung des Schaufelblattes erstrecken.2. Component according to claim 1, characterized in that the Row of holes in the longitudinal direction of the airfoil extend. 3. Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochreihen aus lasergebohrten Bohrungen bestehen. 3. Component according to claim 1 or 2, characterized in that the rows of holes consist of laser-drilled holes.   4. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils mit Hohlräumen, vorzugsweise eines Schaufelblattes für Turbotriebwerke aus gerichtet erstarrten Metallegierungen mit Kolumnarstruktur und langgestreckten Korngrenzen mit Lochreihen, die die äußere Oberfläche des Bauteils mit den Hohlräumen verbinden, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschrit­ te:

• a) Präparieren der Gießform mit Fenstern zur Fixierung der Kerne für Hohlräume mittels Querträgern, die in die Fenster eingepaßt werden,
• b) Anordnen von Zusatzfenstern, so daß jeweils zwei eng benachbarte Fenster unter freilassen enger Schmelz- und Kristallisationkanäle zwischen den Fenstern aus­ gebildet werden bzw. Verwenden geeigneter keramischer Kerne zur Herstellung von Wachsmodellen beim Einsatz des Wachsausschmelzverfahrens,
• c) gerichtetes Erstarren des Gußstücks unter Ausbilden jeweils eines großvolumigen säulenartigen einkristal­ linen Bereichs in Wachstumsrichtung über den Schmelz- und Kristallisationskanälen in Bereichen der zu boh­ renden Laserbohrlochreihen,
• d) Laserbohren von Lochreihen in den einkristallin und damit korngrenzenfrei erstarrten säulenförmigen Bereichen das Bauteils.

4. A method for producing a component with cavities, preferably a blade for turbo engines made of directionally solidified metal alloys with columnar structure and elongated grain boundaries with rows of holes that connect the outer surface of the component with the cavities, characterized by the following process steps:

• a) preparing the casting mold with windows for fixing the cores for cavities by means of cross members which are fitted into the windows,
• b) arranging additional windows, so that two closely adjacent windows are formed between the windows with free, narrow melting and crystallization channels, or using suitable ceramic cores for the production of wax models when using the lost wax process,
• c) directional solidification of the casting, each forming a large-volume columnar single-crystal area in the growth direction above the melting and crystallization channels in areas of the rows of laser boreholes to be drilled,
• d) Laser drilling of rows of holes in the single-crystalline and thus grain boundary-free solidified columnar areas of the component.

5. Verwendung des Bauteils nach den Ansprüchen 1 bis 3 als Schaufelblatt einer Rotorschau­ fel, wobei die lasergebohrten Löcher als Kühlluftbohrungen im Vorderkantenbereich und im Druckbereich des Schaufel­ blattes angeordnet sind.5. Use of the component according to claims 1 to 3 as an airfoil of a rotor show fel, the laser drilled holes as cooling air holes in the leading edge area and in the pressure area of the blade Leaf are arranged. 6. Verwendung des Bauteils nach den Ansprüchen 1 bis 3 als Schaufelblatt einer Rotorschau­ fel, wobei die lasergebohrten Löcher zur Beeinflussung der Ablösung der Grenzschicht auf der Saugseite des Schaufel­ blattes angeordnet sind.6. Use of the component according to claims 1 to 3 as an airfoil of a rotor show fel, the laser-drilled holes to influence the Detachment of the boundary layer on the suction side of the blade Leaf are arranged. 7. Verwendung des Bauteils nach den Ansprüchen 1 bis 3 als Schaufelblatt einer Turbinenschaufel, wobei die lasergebohrten Löcher als Ausströmöffnungen eines Kühlfilms zur Steigerung des Wirkungsgrades ausgebildet sind.7. Use of the component according to claims 1 to 3 as an airfoil Turbine blade, the laser-drilled holes as Outflow openings of a cooling film to increase the Efficiency are trained.