JPS63302102A - タ−ビン翼の製造方法 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はチタン合金からなるタービン翼の製造方法に関
する。

（従来の技術） 蒸気タービンの最終段落の翼においては、蒸気中のドレ
ン（水滴）の衝突により、翼の前縁が浸食され、翼形状
が変化することによりタービン性能が低下することが知
られている。そこで、従来の１２Ｃｔ４１などのフェラ
イト系ステンレス鋼からなるタービン翼では、ＣＯ基会
合金製浸食防止片を溶融溶接、あるいはろう付にて取り
付け、局部的に防食機能を高めることが行われ”Ｃいる
。

第６図にこのような浸食防止片による翼の前縁を保護す
る場合の典型的なものを示す。翼１の前縁は適当な長さ
削り取られ、ここに浸食防止片２の裏面が当接され、両
者が溶融溶接により一体化されている。なお、符号３は
溶接部を示している。

（発明が解決しようとする問題点） 近年、蒸気タービンの性能向上を目的として軽　　−量
かつ比強度の高いチタン合金をタービン翼として使用す
る研究が盛んであり、実用化されるのも間近になりつつ
ある。チタン合金は耐食性には優れるものの、衝撃を伴
う浸食に対しては劣るという性質がある。

一方、チタン合金は脆い金属間化合物を形成しやすい性
質があり、Ｃｏ基合金との溶融溶接が困難である。この
ため浸食防止片としては、チタン合金との溶融溶接が可
能で、かつ硬度の高いβ型のチタン合金が用いられてい
るが、しかし、このβ型のチタン合金の耐食性は、　Ｃ
ｏ基合金に比べ１／３程度で浸食防止片としては充分と
はいえない。

また、チタン合金に高い防食機能を与える方法として耐
食性の優れた金属炭化物や金属窒化物を高エネルギービ
ームにて照射し融合一体化する方法がある。しかしなが
ら、これらの材料は高硬度材料であるため皮膜厚さを大
きくすると、溶融時の残留応力により割れが生じ、皮膜
厚さを増すことができない、したがって、長期間使用し
た場合に浸食が進んで翼母材に欠損が生じ、効率の低下
を免れなくなる心配がある。

そこで、本発明の目的は上記のような従来技術の問題を
解消し、耐食性の優れた材料をチタン合金製の翼母材に
一体的に結合す゛ることのできるタービン翼の製造方法
を提供することにある。

【発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明によるタービン翼の製造方法はチタン合金材料を
用いて翼前縁に倣って適当な長さに延ばされ、かつ両端
に基部から立ち上がる折り曲げ部を備えた接合片を形成
し、次いでこの接合片に対し基部と内縁が、また折曲げ
部と両側縁がそれぞれ接すると共に、外縁が外に向かっ
て開放されるように形成された浸食防止片を拡散接合に
より固着し、さらに接合片の基部裏面をチタン合金製の
タービン翼の前轍に溶融溶接して浸食防止片とタービン
翼とを一体的に接合するようにしたことを特徴とするも
のである。

（作　用） 本発明によれば、Ｃｏ基合金、金属炭化物、金属窒化物
などの浸食性価れた材料を用いて製作された浸食防止片
をチタン合金からなる接合片に同相状態にて拡散接合し
、その後浸食防止片としてタービン翼に一体化するよう
にしているので、拡散接合時の処理温度は、チタン合金
の変態温度にとられれることなく施工することができ、
浸食防止片とチタン合金との接合は容易でかつ、接合温
度が高くとれるため、密着性を高めることが可能である
。

また、処理温度を高くできることから、上記の耐食性の
優れた高融点材料を付与することが可能である。

また、直接浸食防止片を翼母材に接合しないため、ター
ビン翼の強度構成部材である植込部に熱的な悪影響を及
ぼすことがない。また、接散接合時、浸食防止片の大き
さが比較的小さいため、加圧飼御が容易で、温度分布も
均一に保つことができ、熱間等方圧加圧（ＨＩＰ）を用
いた。拡散接合も行える利点がある。

そ−、この浸食防止片を翼母材に取り付ける際には接合
片がチタン合金製のためチタン合金同士の溶接となり、
通常用いられる溶融溶接、たとえば電子ビーム溶接を適
用することができる。この際接合片が接散接合時の加熱
により変質してぃたとしでも、溶接前に浸食防止片のみ
を熱処理にて回復させることが可能であり、翼母材との
溶接性に問題を生じることはない。

（第１実施例） 第１図はＣｏ−３０％Ｃｒ−４％Ｖ−１，２％ＣのＣｏ
基合金により形成された浸食防止片１１をＴｉ−６％Ａ
Ｑ−４％Ｖのチタン合金からなる接合片１２へ高温等方
圧加圧処理を用いて拡散接合したものを示している。な
お符号１２ａは基部、符号１２ｂは折り曲げ部を示して
いる。この拡散接合時の処理温度は９００℃、保持時間
は２，５Ｈｒ、加圧力は１００ＭＰａ、（アルゴンガス
を用いた圧力）である。拡散接合部の引張強度について
は１２Ｃｒ製のタービン翼において、Ｃｏ基合金をろう
付にて取り付けた場合に比べ、充分高い値である。

第２図は、この接合片１２の基部１２ａをＴｉ−６％Ａ
Ｑ−４％Ｖからなるタービン翼１３に電子ビーム溶接に
て固着し、一体化させた状態を示している。

この場合、溶接部は浸食防＋ｈ片１１の接合部との間に
少なくとも２ｍ以上間隔を保つよう配慮され、電子ビー
ム溶接の熱影響により、接合部が溶融しないようにして
いる。なお、符号Ｉ４は溶接部を示している。

なお、第３図は浸食防止片１１を一体結合したタービン
翼１３の全体を示している。

（第２実施例） 第４図は防食材料としてＴｉＣの粉末材１５を用い、こ
れをＴｉ−６％ＡＱ−４％Ｖからなる接合片１６上に載
せて炭素鋼からなる容器１７に包み、前記実施例同様高
温等方圧加圧処理を用いて焼結し、拡散接合される浸食
防止片１８の構成を示している。

すなわち、焼結されて容器１７内で接合片１６と一体化
された浸食防止片１８がその後容器１７を削ることによ
り取り出され、さらに翼前縁に倣つ形状に仕上げられて
後、第５図に示されるように電子ビーム溶接により溶融
されてタービン翼Ｉ３と一体化されるものである。なお
、符号１９は溶接部を示している。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明はチタン合金材料を用いて翼
前縁に倣って適当な長さに延ばされ、かつ両端に基部か
ら立ち上がる折り曲げ部を備え接合片を形成し、次いで
この接合片に対し基部と内縁が、また折り曲げと両側縁
がそれぞれ接すると共に、外縁が外に向って開放される
ように形成された浸食防止片を拡散接合により固着し、
さらに接合片の基部裏面をチタン合金製のタービン翼の
前縁に溶融溶接して浸食防止片とタービン翼とを一体的
に結合するようにしているので、たとえばＧｏ基合金か
らなる浸食防止片をチタン合金製のタービン翼に所望の
取付強度を保持して取付けることができる。

したがって１本発明によれば、チタン合金からなるター
ビン翼の前縁における浸食事故が防止されるという優れ
た効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る浸食防止片の一実施例を示す斜視
図、第２図はタービン翼の前縁に本発明による浸食防止
片を結合した状態を示す斜視図。 第３図はタービン翼の全体を示す構成図、第４図および
第５図は他の実施例を示す斜視図、第６図は従来接待に
よる浸食防止片を前縁に備えたタービン翼の一例を示す
斜視図である。 １１、１８・・・浸食防止片 １２、１６・・・接合片 １３・・・タービン翼 １５・・・粉末材 １７・・・容器 代理人　弁理士　　則　近　憲　佑 同　　　　　第子丸　　　健 ／′２６ 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　チタン合金材料を用いて翼前縁に倣って適当な長さに
   延ばされ、かつ両端に基部から立ち上がる折り曲げ部を
   備えた接合片を形成し、次いでこの接合片に対し前記基
   部と内縁が、また前記折り曲げ部と両側縁がそれぞれ接
   すると共に、外縁が外に向かって開放されるように形成
   された浸食防止片を拡散接合により固着し、さらに前記
   接合片の基部裏面をチタン合金製のタービン翼の前縁に
   溶融溶接して該浸食防止片とタービン翼とを一体的に接
   合するようにしたことを特徴とするタービン翼の製造方
   法。