DE2122353A1 - Gasturbinenschaufel - Google Patents

Gasturbinenschaufel

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

BST 030
Brown, Boveri - Sulzer Turbomaschinen AG, Zürich Gasturbinenschaufel
Es sind Gasturbinenschaufeln bekannt, die durch gerichtet erstarrte eutektische Fasern verstärkt werden. Sie tesitzen den Nachteil, dass sie nur eine geringe Zähigkeit auf v/eisen. Während^ eine geringe Zähigkeit im Schaufelblatt keine wesentliehen Nachteile zur Folge hat, ergibt sich indessen im Schaufelfuss der schwerwiegende Nachteil, dass dieser sich im Bereich der Verbindung mit Rotor nur ungenügend verformen kann.
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Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Gasturbiiienschaufel, deren Schaufelblatt in bekannter Weise durch eutektische Fasern verstärkt ist, die aber im Schaufelfuss über eine ausreichende Zähigkeit verfügt.
Erfindungsgemäss wird dieser Zv/eck dadurch erreicht, dass die Gasturbinenschaufel aus einer eutektischen Legierung besteht, dass die in der Grundmasse eingelagerten Kristalle im Schaufelblatt als zum Schaufelblatt längsparallele Fasern ausgebildet sind, die sich bis in den Schaufelfuss erstrecken, wobei der. Schaufelfuss ein ungerichtetes Gefüge aufweist.
Anhand der beiliegenden schematischen Zeichnung wird die Er-, findung beispielsweise erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Gasturbinenschaufel im Schnitt und Fig. 2 eine Vorrichtung zur Herstellung einer in Fig. 1 darff gestellten Gasturbinenschaufel.
Fig. 1 zeigteine Gasturbinenschaufel I7die ein Schaufelblatt 2 und einen Schaufelfuss 3 umfasst. Die Gasturbinenschaufel 1 besteht aus einer eutektischen Legierung wobei das Schaufelblatt einer gerichteten Erstarrung unterworfen wurde. Die in
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incl als langs-
der Grundmasse 4 eingebetteten Kristalle sind als längsparallele Fasern 5 ausgebildet, die sich vom äusseren Ende des Schaufelblattes 2 bis in den Schaufelfuss 3 hineinerstrecken. Eine derartige Gasturbinenschaufel wird wie folgt hergestellt.
In eine Präzisionsgussform 6 aus Korund wird die Schmelze einer pseudobinären eutektischen Legierung Co. Cr —Cr„ Co C„ gegossen, die 56,1% Kobalt, 40% Chrom und 2,4% Kohlenstoff enthält. Die Präzisionsgussform 6 wird in einen Graphitsus— zeptor 7 gebracht, der mittels einer Heizspirale 8 induktiv beheizbar ist. Die Präzisionsgussform 6 wird dabei soweit in den Graphitsuszeptor 7 eingeschoben, dass sich das Schaufelblatt 2 und das oberste Viertel des Schaufelfusses 3 im Graphitsuszeptor 7 befinden, während der untere Teil des Schaufelfusses 3 aus diesem herausragt. Der Graphitsuszeptor 7 wird auf eine Temperatur zwischen 1400 und 1600° C erhitzt und auf dieser Temperatur gehalten. Da die Schmelztemperatur der Legierung 1310° C beträgt, wird die das Schaufelblatt 2 bildende Schmelze im überhitzten schmelzflüssigen Zustand gehalten, während der Schaufelfuss 3 erstarrt. Nach,der Erstarrung des Schaufelfusses 3 wird der Graphitsuszeptor 7 in Richtung des eingezeichnete Pfeiles achsial zur Präzisionsgussform 6 nach oben bewegt, wobei die Geschwindigkeit zwischen 5 und 50 cm/Std. betragen kann. Hierdurch erstarrt die Schmelze im oberen Viertel des Schaufelfusses 3 und alsdann im Schaufelblatt 2 wobei sich die Erstarrungsfront vom
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INSPECTED
Schaufelfuss 3 zum oberen Ende des Schaufelblattes 2 bewegt. Sobald die Präzisionsgussform 6 ganz aus dem Graphitsuszeptor herausgezogen und die Schmelze erstarrt ist, kann die Gasturbinenschaufel der Form entnommen werden.
Als weitere geeignete Legierungen kommen in Betracht:
Nb-Nb2C Ta-Ta2C
Ni-Ni Nb Ni-Ni Ti NiAl-Cr Co-TiC Ni-TaC ■ Co-VC
Ni3Al-Ni3Nb Ni3Al-Ni3Ta
Col-xCrx-TaC Co-TaC
3O982W0U6

Claims (1)

  1. P atentansprü ehe
    IJ Gasturbinenschaufel umfassend ein Schaufelblatt und einen Schaufelfuss, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasturbinenschaufel aus einer eutektischen Legierung besteht, dass die in der Grundmasse eingelagerten Kristalle im Schaufelblatt als zum Schaufelblatt längsparallele Fasern ausgebildet sind), die sich bis in den Schaufelfuss erstrecken, wobei der Schaufelfuss ein ungerichtetes Gefüge aufweist.
    ι 2. Gasturbinenschaufel nach'Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer Co-Cr-C Legierung besteht.
    3· Gasturbinenschaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer Nb-NbpC Legierung besteht.
    1I. Gasturbinenschaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer Ta-Ta2C Legierung besteht.
    5. Gasturbinenschaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer Ni-Ni^Mb Legierung besteht.
    6. Gasturbinenschaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer Ni-Ni-Ti Legierung besteht.
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    7. Gasturbinenschaufel nach Anspruch 1, dadurch dass sie aus einer NiAl-Cr Legierung besteht.
    8. Gasturbinenschaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer Co-TiC Legierung besteht.
    9. Gasturbinenschaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer Ni-TaC Legierung besteht.
    fe 10. Gasturbinenschaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer Co-VC Legierung besteht.
    11. Gasturbinenschaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer Ni-Al-Ni^Nb Legierung besteht.
    12. Gasturbinenschaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer Ni-Al-Ni^Ta Legierung besteht.
    13· Gasturbinenschaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer Co1 Cr -TaC Legierung besteht.
    14. Gasturbinenschaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer Co-TaC Legierung besteht.
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    15. Gasturbinenschaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer Ni Cr-TaC Legierung besteht.
    _1_ ™X X
    Brown Boveri - Sulzer Turbomaschinen AG
    Zürich
    309824/0U5
DE19712122353 1971-04-08 1971-05-06 Gasturbinenschaufel Expired DE2122353C3 (de)

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DE2122353B2 DE2122353B2 (de) 1974-02-14
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Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
EHJ Ceased/non-payment of the annual fee