圧粉体ロータ鍛造プリフォーム並びに鍛造圧粉体タービンロータ及びその製造方法
【課題】圧粉体ロータ鍛造プリフォーム並びに鍛造圧粉体タービンロータ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】タービンロータ（１０）ディスク用の鍛造プリフォーム（２００）を開示する。本プリフォーム（２００）は、約５０００ポンド以上の質量を有する超合金材料（８）の本体を含み、超合金材料（８）は、ほぼ均質な粒子形態及び１０以下のＡＳＴＭ平均粒径を有する。鍛造タービンロータ（１０）ディスクも開示する。本ディスクは、約５０００ポンド以上の質量を有する超合金材料のほぼ円筒形ディスクを含み、超合金材料（８）は、ほぼ均質な粒子形態及び１０以下のＡＳＴＭ平均粒径を有する。タービンロータの製造方法（１００）も開示する。本方法（１００）は、超合金粉末材料を準備するステップ（１１０）と、超合金粉末材料を圧縮成形して（１２０）タービンロータディスク用の鍛造プリフォームを形成するステップとを含む。
【解決手段】タービンロータ（１０）ディスク用の鍛造プリフォーム（２００）を開示する。本プリフォーム（２００）は、約５０００ポンド以上の質量を有する超合金材料（８）の本体を含み、超合金材料（８）は、ほぼ均質な粒子形態及び１０以下のＡＳＴＭ平均粒径を有する。鍛造タービンロータ（１０）ディスクも開示する。本ディスクは、約５０００ポンド以上の質量を有する超合金材料のほぼ円筒形ディスクを含み、超合金材料（８）は、ほぼ均質な粒子形態及び１０以下のＡＳＴＭ平均粒径を有する。タービンロータの製造方法（１００）も開示する。本方法（１００）は、超合金粉末材料を準備するステップ（１１０）と、超合金粉末材料を圧縮成形して（１２０）タービンロータディスク用の鍛造プリフォームを形成するステップとを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示した主題は、鍛造タービンロータ及びその製造方法に関し、より具体的には、鍛造圧粉体タービンロータ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近では、産業用ガスタービンで使用されるロータのロータディスクセクションは、鋳造されかつ鍛造される。これらのディスクを製造するために、様々な超合金材料の大きいインゴットが、真空誘導溶解（ＶＩＭ）、エレクトロスラグ再溶解（ＥＳＲ）又は真空アーク再溶解（ＶＡＲ）を含む様々な鋳造法を使用して形成される。これらのインゴットは、３０〜３６インチの直径及び２２０００〜３５０００ポンドの重量のオーダとすることができる。溶解及び鋳造プロセスの制御、特に鋳造インゴットでの偏析を抑制するために実施する制御がきわめて重要である。
【０００３】
鋳造インゴットは、据込み鍛造によって鍛造されかつビレット化されて、ロータディスクセクションの最終鍛造のためのプリフォーム又はビレットを形成する。ビレット化プロセスは一般的に、鍛造プリフォームを形成するために最大約１５ステップを含む複数ステップを必要とする。鍛造プリフォームは一般的に、約ＡＳＴＭ０〜４の比較的粗い粒径を有する。ビレットは一般的に、超音波検査のような非破壊方法によっては容易に検査可能でない。また、ビレットの上面及び底面は一般的に、不要な廃材となる部分を切取られる。
【０００４】
鍛造ロータセクションへのビレットの最終鍛造は、所望のロータセクションの寸法によって一般的に決まるプレス寸法を備えた大型の鍛造プレスを必要とする。より高い出力及び効率を達成するためには産業用ガスタービンの寸法が増大するので、これらの鍛造品は、約７５０００トンの能力を有するプレスを含む非常に大型の鍛造プレスを必要とする可能性がある。そのような大型のプレスは一般的に、それらの大きな寸法並びにそれらを稼動させるのに必要な関連する設備及び電力等のために、製造しかつ作動させるのが非常に高価である。
【０００５】
鍛造ステップの数は、特に低ひずみ速度での恒温鍛造を使用するような成形作業を実行するのに必要な高温における長時間の間に発生する可能性がある異常粒径成長（ＡＧＧ）の故に、きわめて重要である。鍛造プロセスの間におけるＡＧＧは、ミクロ組織における変動、特に鍛造品の直径及び厚さを通しての平均粒径の異常変動を生じさせるおそれがある。加えて、大型のロータセクションは、鍛造後におけるより多くの材料の除去を必然的に伴う大きな鍛造エンベロープを必要とし、このことは次に、鍛造のコストを上昇させる。
【０００６】
鋳造及び鍛造プロセスを注意深く制御することにより、約８の平均ＡＳＴＭ粒径を有する大きい鋳造及び鍛造（鋳鍛造）ロータセクションを製造することが可能である。その寸法及び関連する熱質量によりその領域内に発生する、ロータセクション鍛造品のボア領域における降伏強度及び伸びは一般的に、比較的に緩やかに冷却することによって制限される。鋳鍛造ロータセクションは一般的に、鍛造品の直径及び厚さを通して不均一な炭化物の分布を有しており、より高い炭化物の量が、中心又はボア領域がそれから該ロータセクションが形成されるインゴットの最も緩やかな冷却部分であるという事実により、この中心又はボア領域内に生じる。鍛造品は、中心部分が中実である状態で鍛造され、かつその後該鍛造品の中心部分から材料を除去することによって、ボアが形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第６１５８１０２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、向上した機械的及び冶金学的特性を有するタービンロータ並びに関連するタービンディスクを提供すると同時に、それらを製造する改善された方法を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの態様によると、タービンロータディスク用の鍛造プリフォームを開示する。本プリフォームは、約５０００ポンド以上の質量を有する超合金材料の本体を含み、超合金材料は、ほぼ均質な粒子形態及び１０以下のＡＳＴＭ平均粒径を有する。
【００１０】
本発明の別の態様によると、タービンロータディスクを開示する。本タービンロータディスクは、約５０００ポンド以上の質量を有する超合金材料のほぼ円筒形ディスクを含み、超合金材料は、ほぼ均質な粒子形態及び１０以下のＡＳＴＭ平均粒径を有する。
【００１１】
本発明のさらに別の態様によると、タービンロータディスクの製造方法を開示する。本方法は、超合金粉末材料を準備するステップを含む。本方法は、超合金粉末材料を圧縮成形してタービンロータディスク用の鍛造プリフォームを形成するステップを含み、プリフォームは、約５０００ポンド以上の質量を有する超合金材料の本体を含み、超合金材料は、ほぼ均質な粒子形態及び１０以下のＡＳＴＭ平均粒径を有する。
【００１２】
これらの及びその他の利点並びに特徴は、図面と関連させて行った以下の説明から一層明らかになるであろう。
【００１３】
本発明と見なされる主題は、本明細書と共に提出した特許請求の範囲において具体的に指摘しかつ明確に特許請求している。本発明の前述の及びその他の特徴並びに利点は、添付図面と関連させて行った以下の説明から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本明細書に開示したタービン及び複数のタービンホイールの例示的な実施形態の前面部分断面斜視図。
【図２Ａ】本明細書に開示したタービンホイールの製造方法の例示的な実施形態の概略図。
【図２Ｂ】本明細書に開示したタービンホイールの製造方法の例示的な実施形態の概略図。
【図２Ｃ】本明細書に開示したタービンホイールの製造方法によって製造したタービンホイールの例示的な実施形態の概略図。
【図３】本明細書に開示したタービンホイールの製造方法の例示的な実施形態のフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
詳細な説明では、図面を参照しながら実施例によって、本発明の実施形態をその利点及び特徴と共に説明する。
【００１６】
図１〜図３を参照すると、産業用ガスタービン１のタービンロータ１０で使用するための鍛造タービンロータホイール６を開示している。
【００１７】
図１を参照すると、その全体を参照符号１０で表したガスタービンロータの一部分を図示している。ロータ１０は、後方ボアチューブ組立体１２と、前方の後方シャフトディスク１６を有する後方シャフト１４と、複数のディスク又はホイール６とを含み、複数のホイール６は、スペーサ２６、２８及び３０を含む複数のスペーサ７によって互いに軸方向に間隔を置いて配置されたロータホイール１８、２０、２２及び２４を含む。この図示した例示的な実施形態では、ロータ１０は、その各々がホイール６及びスペーサ７を備えた４つの段を含み、第一段のみを部分的に示している。ホイールの外側リムは、図示していないがタービンバケットを取付けるように構成され、一方、スペーサの外側リムは、これも図示していないが関連するノズルに半径方向に対向して位置している。この図示した例示的な実施形態では、その一部を図１に示す最新のガスタービン設計は、それぞれ蒸気供給及び戻りチューブ３１及び３２を有する蒸気冷却式４段タービンを含む。チューブ３１及び３２は、ロータ１０の周りで円周方向に間隔を置いて配置されかつ該ロータ１０の軸方向に延び、それぞれ半径方向蒸気供給及び戻りチューブ３４及び３６と連通している。蒸気はボアチューブ組立体１２を通して半径方向チューブ３４に供給することができ、戻り使用済み冷却蒸気は半径方向チューブ３６からボアチューブ組立体１２に供給される。ホイール、スペーサ及び後方シャフトディスクのスタックは、従来型のロータ構造におけるのと同様に図示したボルトＢによって互いにボルト止めされる。従って、ボルト孔（Ｂ．Ｈ．）は、ホイール及びスペーサの各々を軸方向に貫通し、組立て後にロータ内に挿入されかつホイール、スペーサ及び後方シャフトディスクを貫通する開口部３３との精密許容差嵌合を必要とする蒸気チューブ３１及び３２から半径方向内側の部位における円周方向に間隔を置いた位置において互いに軸方向整列する。
【００１８】
図１及び図２を参照すると、ロータディスク又はホイール６は各々、本明細書に説明するような従来型の鍛造方法を使用して鍛造することができる鍛造圧粉体を含む。ロータホイール６は各々、超合金材料８のほぼ円筒形ディスクを含む。ホイールは、ホイール１８、２０、２２及び２４の構成のようなあらゆる好適な寸法及び構成のものとすることができる。大型の産業用ガスタービンで使用するためのロータホイール６は、約５０００ポンド以上の質量を有し、より具体的には約１６０００ポンド以上の質量を有することができ、さらにより具体的には約５０００ポンド〜約１６０００ポンドである質量を有することができる。
【００１９】
ロータホイール６は、高温（耐熱）超合金材料８で形成することができる。様々な鉄基、鉄ニッケル基、ニッケル基又はコバルト基超合金を、より具体的には合金６２５（ＵＮＳ Ｎ０６６２５）、合金７０６（ＵＮＳ Ｎ００９７０６）、合金７１８（ＵＮＳ Ｎ００７７１８）又は合金７２５（ＵＮＳ Ｎ００７７２５）及びそれらの合金の派生物を含むあらゆる好適な耐熱合金を使用することができる。ロータホイール６は、ほぼ均質の、単一モードの、等軸のかつ鍛造したままのミクロ組織及び粒子形態を備えたほぼ均質な鍛造したままのミクロ組織及び粒子形態を有し、異常粒径成長（ＡＧＧ）がない状態を示す。より具体的には、鍛造したままのロータは、約１０以下のＡＳＴＭ Ｅ１１２又はＥ１３８２平均粒径、さらにより具体的には、約１０〜約１６のＡＳＴＭ粒径を有する。タービンロータホイール又はディスク６は、理論密度の約９９．９％である密度を有する鍛造したままの圧粉体を含む。例えばホイール１８、２０、２２及び２４を含むロータホイール６は、各々同じ超合金材料で形成することができ、或いはその各々は、異なる超合金材料のあらゆる組合せで形成することができることが分かるであろう。
【００２０】
本明細書に開示したタービンロータホイール６は、向上したミクロ組織均質性を有し、このミクロ組織均質性は、例えば図２に示す直径ｄ及び厚さｔを通しての超合金材料８の伸び、降伏強度及び最大引張強度の均一性の向上を含む機械的特性における均質性の向上をもたらす。従って、ロータホイール６は、直径ｄ及び厚さｔを通しての並びに該ロータホイール６内のその他の方向において該ロータホイール６全体にわたり異方性かつほぼ同じである超合金材料８の伸び、降伏強度及び最大引張強度を有することができる。例えば、１つの例示的な実施形態では、ロータホイール６は、中心ボア９及び外側端縁部１１を有し、超合金材料は伸び、降伏強度及び最大引張強度を有しこれらの特性は中心ボア９から外側端縁部１１までほぼ同じである。１つの具体的な実施形態では、ロータホイール６は、合金７０６で形成され、かつその伸びは少なくとも約１７％、その降伏強度は約１４２ｋｓｉその最大引張強度は少なくとも約１８０ｋｓｉであった。別の実施形態では、本明細書に説明する超合金材料の圧粉体鍛造ロータディスクの伸び、降伏強度及び最大引張強度は、同様に構成した同一の超合金材料の鋳鍛造ロータの伸び、降伏強度及び最大引張強度に優り約１０％〜約１００％ほど向上した。図２Ａ〜図２Ｃ及び図３を参照すると、タービンロータホイール６は、方法１００によって形成することができ、方法１００は、図示していないが超合金粉末材料を準備するステップ１１０と、超合金粉末材料を圧縮成形して１２０、図２Ａに示すタービンロータディスク用の焼結圧粉体鍛造プリフォーム２００を形成するステップとを含む。方法１００は、図２Ｂに示す鍛造プリフォーム２００を鍛造して１３０、図２Ｃに示すタービンロータホイール６を形成するステップを含むことができる。
【００２１】
超合金粉末材料を準備するステップ１１０は、真空溶解を使用して約−１５０メッシュの粉末粒径を有する鉄基、鉄ニッケル基、ニッケル基又はコバルト基超合金の複数の粉末粒子を形成するステップ１１２を含むことができる。形成ステップ１１２において使用される真空溶解法は、ＥＳＲ、ＶＡＲ又はＶＩＭを使用して超合金材料を溶解するステップを含むことができる。溶融超合金材料は次に、霧化させて、凝固させると超合金粉末粒子を含む溶融液滴を形成することができる。霧化は、アルゴン雰囲気のような不活性ガス雰囲気内で実行される。ＶＩＭは、方法１００に必要な大量の超合金粉末材料を準備するステップ１１０に適している。例えば、ＶＩＭは、約５０００ポンド〜約８０００ポンド又はそれ以上の粉末のバッチを一括形成するために使用することができる。超合金粉末粒子は、ほぼ均質なミクロ組織を有し、かつ具体的には合金成分の偏析をほぼ全く示さない。形成ステップ１１２に続いて、準備ステップ１１０は、粉末粒子を分離して１１４、約−１５０メッシュの寸法のような所定の粉末粒径を得るステップを含むことができる。分離ステップ１１４は、様々な篩の組合せの使用を含む、寸法によって粉末粒子を分離するあらゆる好適な方法を含むことができる。分離ステップ１１４は、圧縮成形ステップ１２０の準備として、図示していないが容器又は缶内に粉末粒子を装填するステップ１１６を含むことができる。缶は、あらゆる好適な材料を含むことができ、かつ様々な品質の鋼を含みさらに様々な品質のステンレス鋼を含む様々な金属を含むことができる。容器又は缶内に粉末粒子を装填するステップ１１６に続いて、準備ステップ１１０は、容器を脱ガスし／密封して１１８、粉末粒子に吸着され又はその他の状態で該粉末粒子と関連する水分或いは他の揮発性混入物質を除去するステップを含むことができる。脱ガスステップ１１８は、粉末粒子及び容器を加熱して水分又は他の揮発性成分を蒸発させることによって、実行することができる。この加熱温度及び時間は、揮発性混入物質の除去を保証するように選択することができる。缶及び粉末が脱ガスされて所定の混入物質のレベルを達成しかつ真空脱気すると、容器は、溶接などによって密封されて、所望の汚染レベル及び分圧を含む条件を維持する。形成ステップ１１２、分離ステップ１１４、装填ステップ１１６及び脱ガスし／密封するステップ１１８を含む粉末の全ての取扱いステップを含む準備するステップ１１０は、乾燥したアルゴンのような不活性ガス雰囲気内で又は真空条件下で実行することが望ましい。
【００２２】
超合金材料の粉末粒子を収容した密封容器には次に、圧縮成形ステップ１２０を施して、焼結圧粉体鍛造プリフォーム２００を形成することができる。準備された超合金材料粉末の量は、所望の寸法の鍛造プリフォーム２００を製造するのに充分なものとなる。例示的な実施形態では、粉末及び得られた鍛造プリフォーム２００は、約５０００ポンド超の質量、別の実施形態では約１６０００ポンド以下の質量、より具合的には約５０００ポンド超約１６０００ポンド以下の質量を有することができる。圧縮成形ステップ１２０は、粉末粒子を焼結及び圧密化しかつ鍛造プリフォーム２００を形成するあらゆる好適な方法を含むことができる。例示的な実施形態では、圧縮成形ステップ１２０は、鍛造プリフォーム２００を形成するのに十分な温度、圧力及び時間で熱間等静圧圧縮成形するステップ１２２を含むことができる。圧粉体鍛造プリフォーム２００は、図２Ａに仮線で示すような従来型のほぼ円筒形鍛造ビレット２００の形状を含む或いは同様に図２Ａに示すようなニアネットシェイプホイールプリフォームを含むあらゆる好適な形状を含むことができるのが有利である。例示的な実施形態では、鍛造プリフォーム２００は、約５０００ポンド以上の質量を有する超合金材料８’の本体２０２を含み、超合金材料は、ほぼ均質な粒子形態及び１０以下のＡＳＴＭ平均粒径を有する。鍛造プリフォーム２００は、ほぼ均一な、単一モードの、等軸のかつ鍛造したままの粒子形態を備えたほぼ均質の、単一モードの、等軸のかつ鍛造したままのミクロ組織及び粒子形態を有し、異常粒径成長（ＡＧＧ）が存在しなくて該プリフォームはＡＧＧがなくなることを示す。鍛造プリフォーム２００には、それらの直径にわたるそれらの厚さを通しての炭化物偏析がない。
【００２３】
方法１００は、図２Ｂに示す鍛造プリフォーム２００を鍛造して１３０、図２Ｃに示すタービンロータホイール６を形成するステップを含む。鍛造プリフォーム２００は、約５０００ポンド〜約１６０００ポンド又はそれ以上の質量を有することができる。鍛造ステップ１３０は、本明細書で説明するのと同等の寸法のロータホイール６を形成するために従来型の鋳造ビレットの鍛造で使用する約３５〜約５０キロトンの能力よりも小さい最大鍛造荷重９２能力を有する鍛造プレス９０及び鍛造金型９４を使用して実行することができる。圧粉体鍛造プリフォーム２００は、複数の鍛造ステップを使用する場合における各鍛造ステップ時を含む鍛造時にひずみ速度を制御することによって、従来型の高ひずみ速度鍛造方法を使用して実行することができる。これは、一般的に低ひずみ速度恒温鍛造方法の使用を必要とする鋳造超合金の鍛造に比較して非常に有利である。ＮｉＣｒＭｏＶタイプ低合金鋼並びにニッケル基及び鉄ニッケル基超合金を含む様々な超合金を含むロータホイールを製造するのに使用される従来型の鋳造耐熱合金は、優れた高温強度及び耐クリープ性に合わせて開発された。これらの合金の鋳造インゴットは、従来型の高ひずみ速度鍛造方法によって処理するのは非常に困難である。一般的により大きな量の合金成分を含み最大の高温強度及び耐クリープ性を有する本明細書で説明した超合金は、さらに一層温度及びひずみ速度感受性があり、従って従来型の高ひずみ速度鍛造方法（例えば、０．０１／秒又はそれ以上高速である）を使用して処理するのはさらに一層困難である。従って、鋳造インゴットの鍛造は一般的に、鍛造後熱処理時におけるＡＧＧを含む異常粒状組織の発生拡大を回避するために、低ひずみ速度、超塑性かつ恒温鍛造条件の使用を必要とする。恒温鍛造で使用するひずみ速度は、鍛造品の断熱昇温を減少させかつ該鍛造品内部における超塑性材料挙動を維持するために低いものとなっている。使用するひずみ速度は、約０．０１／秒よりも小さくかつ約０．００１／秒までの速度を含むことができる。恒温鍛造時には、ひずみ速度はより低く鍛造時間はより長くなるようにするが、鍛造金型が鍛造プリフォームと同じ温度に加熱されると言う事実により、従来型の鍛造におけるのと同様に金型冷却は生じない。
【００２４】
鍛造ステップ１３０の間における鍛造プリフォーム２００の鍛造温度は、選択した超合金材料８におけるサブソルバス鍛造温度を含むことができる。鍛造ステップ１３０は、単一鍛造ステップとして又は複数鍛造ステップとして実行することができる。
【００２５】
方法１００は、ロータホイール６のミクロ組織及び機械的特性を高めるために、鍛造後熱処理１４０、或いは溶体化熱処理、安定化熱処理及び析出硬化熱処理の様々な組合せを含む複数熱処理を含むことができる。圧粉体鍛造プリフォームを鍛造ステップ１３０は、該鍛造ステップ１３０の間及び鍛造後熱処理１４０の間の両方における超合金材料８のミクロ組織の残留ひずみの発生拡大及びＡＧＧの問題を回避して、得られたディスク又はホイール６の鍛造したままのミクロ組織がほぼＡＧＧがなくなる。鍛造したままのミクロ組織は、鍛造したままのディスクの直径にわたる（例えば、約７〜約４０インチ）厚さを通しての炭化物偏析がない。
【００２６】
限られた数の実施形態に関してのみ本発明を詳細に説明してきたが、本発明がそのような開示した実施形態に限定されるものではないことは、容易に理解される筈である。むしろ、本発明は、これまで説明していないが本発明の技術思想及び技術的範囲に相応するあらゆる数の変形、変更、置換え又は均等な構成を組込むように改良することができる。さらに、本発明の様々な実施形態について説明してきたが、本発明の態様は説明した実施形態の一部のみを含むことができることを理解されたい。従って、本発明は、上記の説明によって限定されるものと見なすべきではなく、本発明は、特許請求の範囲の技術的範囲によってのみ限定される。
【符号の説明】
【００２７】
６ ロータホイール
７ スペーサ
８ 超合金
９ 中心ボア
１０ ロータ
１１ 外側端縁部
１２ ボアチューブ組立体
１４ 後方シャフト
１６ 後方シャフトディスク
１８ ホイール
２０ ホイール
２２ ホイール
２４ ホイール
２６ スペーサ
２８ スペーサ
３０ スペーサ
３１ 戻りチューブ
３２ 戻りチューブ
３３ 開口部
３４ チューブ
３６ チューブ
９０ 鍛造プレス
９４ 鍛造金型
１００ 方法
１１０ 超合金粉末材料を準備するステップ
１１２ 複数の粉末粒子を形成するステップ
１１４ 粉末粒子を分離するステップ
１１６ 粉末粒子を装填するステップ
１１８ 粉末粒子を容器又は缶内に密封するステップ
１２０ 圧縮成形して焼結圧粉体鍛造プリフォームを形成するステップ
１２２ 鍛造プリフォームを形成するのに充分な温度、圧力及び時間で圧縮成形するステップ
１３０ 鍛造プリフォームを鍛造ステップ
１４０ 熱処理
２００ 鍛造プリフォーム
２０２ 本体
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示した主題は、鍛造タービンロータ及びその製造方法に関し、より具体的には、鍛造圧粉体タービンロータ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近では、産業用ガスタービンで使用されるロータのロータディスクセクションは、鋳造されかつ鍛造される。これらのディスクを製造するために、様々な超合金材料の大きいインゴットが、真空誘導溶解（ＶＩＭ）、エレクトロスラグ再溶解（ＥＳＲ）又は真空アーク再溶解（ＶＡＲ）を含む様々な鋳造法を使用して形成される。これらのインゴットは、３０〜３６インチの直径及び２２０００〜３５０００ポンドの重量のオーダとすることができる。溶解及び鋳造プロセスの制御、特に鋳造インゴットでの偏析を抑制するために実施する制御がきわめて重要である。
【０００３】
鋳造インゴットは、据込み鍛造によって鍛造されかつビレット化されて、ロータディスクセクションの最終鍛造のためのプリフォーム又はビレットを形成する。ビレット化プロセスは一般的に、鍛造プリフォームを形成するために最大約１５ステップを含む複数ステップを必要とする。鍛造プリフォームは一般的に、約ＡＳＴＭ０〜４の比較的粗い粒径を有する。ビレットは一般的に、超音波検査のような非破壊方法によっては容易に検査可能でない。また、ビレットの上面及び底面は一般的に、不要な廃材となる部分を切取られる。
【０００４】
鍛造ロータセクションへのビレットの最終鍛造は、所望のロータセクションの寸法によって一般的に決まるプレス寸法を備えた大型の鍛造プレスを必要とする。より高い出力及び効率を達成するためには産業用ガスタービンの寸法が増大するので、これらの鍛造品は、約７５０００トンの能力を有するプレスを含む非常に大型の鍛造プレスを必要とする可能性がある。そのような大型のプレスは一般的に、それらの大きな寸法並びにそれらを稼動させるのに必要な関連する設備及び電力等のために、製造しかつ作動させるのが非常に高価である。
【０００５】
鍛造ステップの数は、特に低ひずみ速度での恒温鍛造を使用するような成形作業を実行するのに必要な高温における長時間の間に発生する可能性がある異常粒径成長（ＡＧＧ）の故に、きわめて重要である。鍛造プロセスの間におけるＡＧＧは、ミクロ組織における変動、特に鍛造品の直径及び厚さを通しての平均粒径の異常変動を生じさせるおそれがある。加えて、大型のロータセクションは、鍛造後におけるより多くの材料の除去を必然的に伴う大きな鍛造エンベロープを必要とし、このことは次に、鍛造のコストを上昇させる。
【０００６】
鋳造及び鍛造プロセスを注意深く制御することにより、約８の平均ＡＳＴＭ粒径を有する大きい鋳造及び鍛造（鋳鍛造）ロータセクションを製造することが可能である。その寸法及び関連する熱質量によりその領域内に発生する、ロータセクション鍛造品のボア領域における降伏強度及び伸びは一般的に、比較的に緩やかに冷却することによって制限される。鋳鍛造ロータセクションは一般的に、鍛造品の直径及び厚さを通して不均一な炭化物の分布を有しており、より高い炭化物の量が、中心又はボア領域がそれから該ロータセクションが形成されるインゴットの最も緩やかな冷却部分であるという事実により、この中心又はボア領域内に生じる。鍛造品は、中心部分が中実である状態で鍛造され、かつその後該鍛造品の中心部分から材料を除去することによって、ボアが形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第６１５８１０２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、向上した機械的及び冶金学的特性を有するタービンロータ並びに関連するタービンディスクを提供すると同時に、それらを製造する改善された方法を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの態様によると、タービンロータディスク用の鍛造プリフォームを開示する。本プリフォームは、約５０００ポンド以上の質量を有する超合金材料の本体を含み、超合金材料は、ほぼ均質な粒子形態及び１０以下のＡＳＴＭ平均粒径を有する。
【００１０】
本発明の別の態様によると、タービンロータディスクを開示する。本タービンロータディスクは、約５０００ポンド以上の質量を有する超合金材料のほぼ円筒形ディスクを含み、超合金材料は、ほぼ均質な粒子形態及び１０以下のＡＳＴＭ平均粒径を有する。
【００１１】
本発明のさらに別の態様によると、タービンロータディスクの製造方法を開示する。本方法は、超合金粉末材料を準備するステップを含む。本方法は、超合金粉末材料を圧縮成形してタービンロータディスク用の鍛造プリフォームを形成するステップを含み、プリフォームは、約５０００ポンド以上の質量を有する超合金材料の本体を含み、超合金材料は、ほぼ均質な粒子形態及び１０以下のＡＳＴＭ平均粒径を有する。
【００１２】
これらの及びその他の利点並びに特徴は、図面と関連させて行った以下の説明から一層明らかになるであろう。
【００１３】
本発明と見なされる主題は、本明細書と共に提出した特許請求の範囲において具体的に指摘しかつ明確に特許請求している。本発明の前述の及びその他の特徴並びに利点は、添付図面と関連させて行った以下の説明から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本明細書に開示したタービン及び複数のタービンホイールの例示的な実施形態の前面部分断面斜視図。
【図２Ａ】本明細書に開示したタービンホイールの製造方法の例示的な実施形態の概略図。
【図２Ｂ】本明細書に開示したタービンホイールの製造方法の例示的な実施形態の概略図。
【図２Ｃ】本明細書に開示したタービンホイールの製造方法によって製造したタービンホイールの例示的な実施形態の概略図。
【図３】本明細書に開示したタービンホイールの製造方法の例示的な実施形態のフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
詳細な説明では、図面を参照しながら実施例によって、本発明の実施形態をその利点及び特徴と共に説明する。
【００１６】
図１〜図３を参照すると、産業用ガスタービン１のタービンロータ１０で使用するための鍛造タービンロータホイール６を開示している。
【００１７】
図１を参照すると、その全体を参照符号１０で表したガスタービンロータの一部分を図示している。ロータ１０は、後方ボアチューブ組立体１２と、前方の後方シャフトディスク１６を有する後方シャフト１４と、複数のディスク又はホイール６とを含み、複数のホイール６は、スペーサ２６、２８及び３０を含む複数のスペーサ７によって互いに軸方向に間隔を置いて配置されたロータホイール１８、２０、２２及び２４を含む。この図示した例示的な実施形態では、ロータ１０は、その各々がホイール６及びスペーサ７を備えた４つの段を含み、第一段のみを部分的に示している。ホイールの外側リムは、図示していないがタービンバケットを取付けるように構成され、一方、スペーサの外側リムは、これも図示していないが関連するノズルに半径方向に対向して位置している。この図示した例示的な実施形態では、その一部を図１に示す最新のガスタービン設計は、それぞれ蒸気供給及び戻りチューブ３１及び３２を有する蒸気冷却式４段タービンを含む。チューブ３１及び３２は、ロータ１０の周りで円周方向に間隔を置いて配置されかつ該ロータ１０の軸方向に延び、それぞれ半径方向蒸気供給及び戻りチューブ３４及び３６と連通している。蒸気はボアチューブ組立体１２を通して半径方向チューブ３４に供給することができ、戻り使用済み冷却蒸気は半径方向チューブ３６からボアチューブ組立体１２に供給される。ホイール、スペーサ及び後方シャフトディスクのスタックは、従来型のロータ構造におけるのと同様に図示したボルトＢによって互いにボルト止めされる。従って、ボルト孔（Ｂ．Ｈ．）は、ホイール及びスペーサの各々を軸方向に貫通し、組立て後にロータ内に挿入されかつホイール、スペーサ及び後方シャフトディスクを貫通する開口部３３との精密許容差嵌合を必要とする蒸気チューブ３１及び３２から半径方向内側の部位における円周方向に間隔を置いた位置において互いに軸方向整列する。
【００１８】
図１及び図２を参照すると、ロータディスク又はホイール６は各々、本明細書に説明するような従来型の鍛造方法を使用して鍛造することができる鍛造圧粉体を含む。ロータホイール６は各々、超合金材料８のほぼ円筒形ディスクを含む。ホイールは、ホイール１８、２０、２２及び２４の構成のようなあらゆる好適な寸法及び構成のものとすることができる。大型の産業用ガスタービンで使用するためのロータホイール６は、約５０００ポンド以上の質量を有し、より具体的には約１６０００ポンド以上の質量を有することができ、さらにより具体的には約５０００ポンド〜約１６０００ポンドである質量を有することができる。
【００１９】
ロータホイール６は、高温（耐熱）超合金材料８で形成することができる。様々な鉄基、鉄ニッケル基、ニッケル基又はコバルト基超合金を、より具体的には合金６２５（ＵＮＳ Ｎ０６６２５）、合金７０６（ＵＮＳ Ｎ００９７０６）、合金７１８（ＵＮＳ Ｎ００７７１８）又は合金７２５（ＵＮＳ Ｎ００７７２５）及びそれらの合金の派生物を含むあらゆる好適な耐熱合金を使用することができる。ロータホイール６は、ほぼ均質の、単一モードの、等軸のかつ鍛造したままのミクロ組織及び粒子形態を備えたほぼ均質な鍛造したままのミクロ組織及び粒子形態を有し、異常粒径成長（ＡＧＧ）がない状態を示す。より具体的には、鍛造したままのロータは、約１０以下のＡＳＴＭ Ｅ１１２又はＥ１３８２平均粒径、さらにより具体的には、約１０〜約１６のＡＳＴＭ粒径を有する。タービンロータホイール又はディスク６は、理論密度の約９９．９％である密度を有する鍛造したままの圧粉体を含む。例えばホイール１８、２０、２２及び２４を含むロータホイール６は、各々同じ超合金材料で形成することができ、或いはその各々は、異なる超合金材料のあらゆる組合せで形成することができることが分かるであろう。
【００２０】
本明細書に開示したタービンロータホイール６は、向上したミクロ組織均質性を有し、このミクロ組織均質性は、例えば図２に示す直径ｄ及び厚さｔを通しての超合金材料８の伸び、降伏強度及び最大引張強度の均一性の向上を含む機械的特性における均質性の向上をもたらす。従って、ロータホイール６は、直径ｄ及び厚さｔを通しての並びに該ロータホイール６内のその他の方向において該ロータホイール６全体にわたり異方性かつほぼ同じである超合金材料８の伸び、降伏強度及び最大引張強度を有することができる。例えば、１つの例示的な実施形態では、ロータホイール６は、中心ボア９及び外側端縁部１１を有し、超合金材料は伸び、降伏強度及び最大引張強度を有しこれらの特性は中心ボア９から外側端縁部１１までほぼ同じである。１つの具体的な実施形態では、ロータホイール６は、合金７０６で形成され、かつその伸びは少なくとも約１７％、その降伏強度は約１４２ｋｓｉその最大引張強度は少なくとも約１８０ｋｓｉであった。別の実施形態では、本明細書に説明する超合金材料の圧粉体鍛造ロータディスクの伸び、降伏強度及び最大引張強度は、同様に構成した同一の超合金材料の鋳鍛造ロータの伸び、降伏強度及び最大引張強度に優り約１０％〜約１００％ほど向上した。図２Ａ〜図２Ｃ及び図３を参照すると、タービンロータホイール６は、方法１００によって形成することができ、方法１００は、図示していないが超合金粉末材料を準備するステップ１１０と、超合金粉末材料を圧縮成形して１２０、図２Ａに示すタービンロータディスク用の焼結圧粉体鍛造プリフォーム２００を形成するステップとを含む。方法１００は、図２Ｂに示す鍛造プリフォーム２００を鍛造して１３０、図２Ｃに示すタービンロータホイール６を形成するステップを含むことができる。
【００２１】
超合金粉末材料を準備するステップ１１０は、真空溶解を使用して約−１５０メッシュの粉末粒径を有する鉄基、鉄ニッケル基、ニッケル基又はコバルト基超合金の複数の粉末粒子を形成するステップ１１２を含むことができる。形成ステップ１１２において使用される真空溶解法は、ＥＳＲ、ＶＡＲ又はＶＩＭを使用して超合金材料を溶解するステップを含むことができる。溶融超合金材料は次に、霧化させて、凝固させると超合金粉末粒子を含む溶融液滴を形成することができる。霧化は、アルゴン雰囲気のような不活性ガス雰囲気内で実行される。ＶＩＭは、方法１００に必要な大量の超合金粉末材料を準備するステップ１１０に適している。例えば、ＶＩＭは、約５０００ポンド〜約８０００ポンド又はそれ以上の粉末のバッチを一括形成するために使用することができる。超合金粉末粒子は、ほぼ均質なミクロ組織を有し、かつ具体的には合金成分の偏析をほぼ全く示さない。形成ステップ１１２に続いて、準備ステップ１１０は、粉末粒子を分離して１１４、約−１５０メッシュの寸法のような所定の粉末粒径を得るステップを含むことができる。分離ステップ１１４は、様々な篩の組合せの使用を含む、寸法によって粉末粒子を分離するあらゆる好適な方法を含むことができる。分離ステップ１１４は、圧縮成形ステップ１２０の準備として、図示していないが容器又は缶内に粉末粒子を装填するステップ１１６を含むことができる。缶は、あらゆる好適な材料を含むことができ、かつ様々な品質の鋼を含みさらに様々な品質のステンレス鋼を含む様々な金属を含むことができる。容器又は缶内に粉末粒子を装填するステップ１１６に続いて、準備ステップ１１０は、容器を脱ガスし／密封して１１８、粉末粒子に吸着され又はその他の状態で該粉末粒子と関連する水分或いは他の揮発性混入物質を除去するステップを含むことができる。脱ガスステップ１１８は、粉末粒子及び容器を加熱して水分又は他の揮発性成分を蒸発させることによって、実行することができる。この加熱温度及び時間は、揮発性混入物質の除去を保証するように選択することができる。缶及び粉末が脱ガスされて所定の混入物質のレベルを達成しかつ真空脱気すると、容器は、溶接などによって密封されて、所望の汚染レベル及び分圧を含む条件を維持する。形成ステップ１１２、分離ステップ１１４、装填ステップ１１６及び脱ガスし／密封するステップ１１８を含む粉末の全ての取扱いステップを含む準備するステップ１１０は、乾燥したアルゴンのような不活性ガス雰囲気内で又は真空条件下で実行することが望ましい。
【００２２】
超合金材料の粉末粒子を収容した密封容器には次に、圧縮成形ステップ１２０を施して、焼結圧粉体鍛造プリフォーム２００を形成することができる。準備された超合金材料粉末の量は、所望の寸法の鍛造プリフォーム２００を製造するのに充分なものとなる。例示的な実施形態では、粉末及び得られた鍛造プリフォーム２００は、約５０００ポンド超の質量、別の実施形態では約１６０００ポンド以下の質量、より具合的には約５０００ポンド超約１６０００ポンド以下の質量を有することができる。圧縮成形ステップ１２０は、粉末粒子を焼結及び圧密化しかつ鍛造プリフォーム２００を形成するあらゆる好適な方法を含むことができる。例示的な実施形態では、圧縮成形ステップ１２０は、鍛造プリフォーム２００を形成するのに十分な温度、圧力及び時間で熱間等静圧圧縮成形するステップ１２２を含むことができる。圧粉体鍛造プリフォーム２００は、図２Ａに仮線で示すような従来型のほぼ円筒形鍛造ビレット２００の形状を含む或いは同様に図２Ａに示すようなニアネットシェイプホイールプリフォームを含むあらゆる好適な形状を含むことができるのが有利である。例示的な実施形態では、鍛造プリフォーム２００は、約５０００ポンド以上の質量を有する超合金材料８’の本体２０２を含み、超合金材料は、ほぼ均質な粒子形態及び１０以下のＡＳＴＭ平均粒径を有する。鍛造プリフォーム２００は、ほぼ均一な、単一モードの、等軸のかつ鍛造したままの粒子形態を備えたほぼ均質の、単一モードの、等軸のかつ鍛造したままのミクロ組織及び粒子形態を有し、異常粒径成長（ＡＧＧ）が存在しなくて該プリフォームはＡＧＧがなくなることを示す。鍛造プリフォーム２００には、それらの直径にわたるそれらの厚さを通しての炭化物偏析がない。
【００２３】
方法１００は、図２Ｂに示す鍛造プリフォーム２００を鍛造して１３０、図２Ｃに示すタービンロータホイール６を形成するステップを含む。鍛造プリフォーム２００は、約５０００ポンド〜約１６０００ポンド又はそれ以上の質量を有することができる。鍛造ステップ１３０は、本明細書で説明するのと同等の寸法のロータホイール６を形成するために従来型の鋳造ビレットの鍛造で使用する約３５〜約５０キロトンの能力よりも小さい最大鍛造荷重９２能力を有する鍛造プレス９０及び鍛造金型９４を使用して実行することができる。圧粉体鍛造プリフォーム２００は、複数の鍛造ステップを使用する場合における各鍛造ステップ時を含む鍛造時にひずみ速度を制御することによって、従来型の高ひずみ速度鍛造方法を使用して実行することができる。これは、一般的に低ひずみ速度恒温鍛造方法の使用を必要とする鋳造超合金の鍛造に比較して非常に有利である。ＮｉＣｒＭｏＶタイプ低合金鋼並びにニッケル基及び鉄ニッケル基超合金を含む様々な超合金を含むロータホイールを製造するのに使用される従来型の鋳造耐熱合金は、優れた高温強度及び耐クリープ性に合わせて開発された。これらの合金の鋳造インゴットは、従来型の高ひずみ速度鍛造方法によって処理するのは非常に困難である。一般的により大きな量の合金成分を含み最大の高温強度及び耐クリープ性を有する本明細書で説明した超合金は、さらに一層温度及びひずみ速度感受性があり、従って従来型の高ひずみ速度鍛造方法（例えば、０．０１／秒又はそれ以上高速である）を使用して処理するのはさらに一層困難である。従って、鋳造インゴットの鍛造は一般的に、鍛造後熱処理時におけるＡＧＧを含む異常粒状組織の発生拡大を回避するために、低ひずみ速度、超塑性かつ恒温鍛造条件の使用を必要とする。恒温鍛造で使用するひずみ速度は、鍛造品の断熱昇温を減少させかつ該鍛造品内部における超塑性材料挙動を維持するために低いものとなっている。使用するひずみ速度は、約０．０１／秒よりも小さくかつ約０．００１／秒までの速度を含むことができる。恒温鍛造時には、ひずみ速度はより低く鍛造時間はより長くなるようにするが、鍛造金型が鍛造プリフォームと同じ温度に加熱されると言う事実により、従来型の鍛造におけるのと同様に金型冷却は生じない。
【００２４】
鍛造ステップ１３０の間における鍛造プリフォーム２００の鍛造温度は、選択した超合金材料８におけるサブソルバス鍛造温度を含むことができる。鍛造ステップ１３０は、単一鍛造ステップとして又は複数鍛造ステップとして実行することができる。
【００２５】
方法１００は、ロータホイール６のミクロ組織及び機械的特性を高めるために、鍛造後熱処理１４０、或いは溶体化熱処理、安定化熱処理及び析出硬化熱処理の様々な組合せを含む複数熱処理を含むことができる。圧粉体鍛造プリフォームを鍛造ステップ１３０は、該鍛造ステップ１３０の間及び鍛造後熱処理１４０の間の両方における超合金材料８のミクロ組織の残留ひずみの発生拡大及びＡＧＧの問題を回避して、得られたディスク又はホイール６の鍛造したままのミクロ組織がほぼＡＧＧがなくなる。鍛造したままのミクロ組織は、鍛造したままのディスクの直径にわたる（例えば、約７〜約４０インチ）厚さを通しての炭化物偏析がない。
【００２６】
限られた数の実施形態に関してのみ本発明を詳細に説明してきたが、本発明がそのような開示した実施形態に限定されるものではないことは、容易に理解される筈である。むしろ、本発明は、これまで説明していないが本発明の技術思想及び技術的範囲に相応するあらゆる数の変形、変更、置換え又は均等な構成を組込むように改良することができる。さらに、本発明の様々な実施形態について説明してきたが、本発明の態様は説明した実施形態の一部のみを含むことができることを理解されたい。従って、本発明は、上記の説明によって限定されるものと見なすべきではなく、本発明は、特許請求の範囲の技術的範囲によってのみ限定される。
【符号の説明】
【００２７】
６ ロータホイール
７ スペーサ
８ 超合金
９ 中心ボア
１０ ロータ
１１ 外側端縁部
１２ ボアチューブ組立体
１４ 後方シャフト
１６ 後方シャフトディスク
１８ ホイール
２０ ホイール
２２ ホイール
２４ ホイール
２６ スペーサ
２８ スペーサ
３０ スペーサ
３１ 戻りチューブ
３２ 戻りチューブ
３３ 開口部
３４ チューブ
３６ チューブ
９０ 鍛造プレス
９４ 鍛造金型
１００ 方法
１１０ 超合金粉末材料を準備するステップ
１１２ 複数の粉末粒子を形成するステップ
１１４ 粉末粒子を分離するステップ
１１６ 粉末粒子を装填するステップ
１１８ 粉末粒子を容器又は缶内に密封するステップ
１２０ 圧縮成形して焼結圧粉体鍛造プリフォームを形成するステップ
１２２ 鍛造プリフォームを形成するのに充分な温度、圧力及び時間で圧縮成形するステップ
１３０ 鍛造プリフォームを鍛造ステップ
１４０ 熱処理
２００ 鍛造プリフォーム
２０２ 本体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンロータ（１０）ディスク用の鍛造プリフォーム（２００）であって、約５０００ポンド以上の質量を有する超合金材料（８）の本体（２０２）を含み、前記超合金材料（８）がほぼ均質な粒子形態及び１０以下のＡＳＴＭ平均粒径を有する、タービンロータ（１０）ディスク用の鍛造プリフォーム（２００）。
【請求項２】
鍛造タービンロータ（１０）ディスクであって、約５０００ポンド以上の質量を有する超合金材料（８）のほぼ円筒形ディスクを含み、前記超合金材料（８）がほぼ均質な粒子形態及び１０以下のＡＳＴＭ平均粒径を有する、タービンロータ（１０）ディスク。
【請求項３】
前記超合金材料（８）が、鉄基、鉄ニッケル基、ニッケル基又はコバルト基超合金を含む、請求項２記載のタービンロータ（１０）ディスク。
【請求項４】
前記ＡＳＴＭ平均粒径が約１０〜約１６である、請求項２記載のタービンロータ（１０）ディスク。
【請求項５】
該ディスクが中心ボア（９）及び外側端縁部（１１）を有し、前記超合金材料（８）が伸び及び降伏強度を有していて、その伸び及び降伏強度が前記中心ボア（９）から前記外側端縁部（１１）までほぼ同じである、請求項２記載のタービンロータ（１０）ディスク。
【請求項６】
タービンロータの製造方法（１００）であって、
超合金粉末材料を準備するステップ（１１０）と、
前記超合金粉末材料を圧縮成形して（１２０）タービンロータディスク用の焼結圧粉体鍛造プリフォームを形成するステップと
を含むタービンロータの製造方法（１００）。
【請求項７】
前記鍛造プリフォーム（１３０）を鍛造して、タービンロータディスクを形成するステップをさらに含む、請求項６記載のタービンロータの製造方法（１００）。
【請求項８】
前記超合金粉末材料を準備するステップ（１１０）が、真空成形法を使用して約−１５０メッシュの粉末粒径を有する鉄基、鉄ニッケル基、ニッケル基又はコバルト基超合金の粉末を形成するステップを含む、請求項６記載のタービンロータの製造方法（１００）。
【請求項９】
前記圧縮成形するステップが、前記鍛造プリフォームを熱間等静圧圧縮成形するステップを含む、請求項６記載のタービンロータの製造方法（１００）。
【請求項１０】
前記鍛造ステップが、サブソルバス温度及び制御ひずみ速度で鍛造ステップを含む、請求項７記載のタービンロータの製造方法（１００）。
【請求項１】
タービンロータ（１０）ディスク用の鍛造プリフォーム（２００）であって、約５０００ポンド以上の質量を有する超合金材料（８）の本体（２０２）を含み、前記超合金材料（８）がほぼ均質な粒子形態及び１０以下のＡＳＴＭ平均粒径を有する、タービンロータ（１０）ディスク用の鍛造プリフォーム（２００）。
【請求項２】
鍛造タービンロータ（１０）ディスクであって、約５０００ポンド以上の質量を有する超合金材料（８）のほぼ円筒形ディスクを含み、前記超合金材料（８）がほぼ均質な粒子形態及び１０以下のＡＳＴＭ平均粒径を有する、タービンロータ（１０）ディスク。
【請求項３】
前記超合金材料（８）が、鉄基、鉄ニッケル基、ニッケル基又はコバルト基超合金を含む、請求項２記載のタービンロータ（１０）ディスク。
【請求項４】
前記ＡＳＴＭ平均粒径が約１０〜約１６である、請求項２記載のタービンロータ（１０）ディスク。
【請求項５】
該ディスクが中心ボア（９）及び外側端縁部（１１）を有し、前記超合金材料（８）が伸び及び降伏強度を有していて、その伸び及び降伏強度が前記中心ボア（９）から前記外側端縁部（１１）までほぼ同じである、請求項２記載のタービンロータ（１０）ディスク。
【請求項６】
タービンロータの製造方法（１００）であって、
超合金粉末材料を準備するステップ（１１０）と、
前記超合金粉末材料を圧縮成形して（１２０）タービンロータディスク用の焼結圧粉体鍛造プリフォームを形成するステップと
を含むタービンロータの製造方法（１００）。
【請求項７】
前記鍛造プリフォーム（１３０）を鍛造して、タービンロータディスクを形成するステップをさらに含む、請求項６記載のタービンロータの製造方法（１００）。
【請求項８】
前記超合金粉末材料を準備するステップ（１１０）が、真空成形法を使用して約−１５０メッシュの粉末粒径を有する鉄基、鉄ニッケル基、ニッケル基又はコバルト基超合金の粉末を形成するステップを含む、請求項６記載のタービンロータの製造方法（１００）。
【請求項９】
前記圧縮成形するステップが、前記鍛造プリフォームを熱間等静圧圧縮成形するステップを含む、請求項６記載のタービンロータの製造方法（１００）。
【請求項１０】
前記鍛造ステップが、サブソルバス温度及び制御ひずみ速度で鍛造ステップを含む、請求項７記載のタービンロータの製造方法（１００）。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−５１０２９（Ｐ２０１２−５１０２９Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８４１９９（Ｐ２０１１−１８４１９９）
【出願日】平成２３年８月２６日（２０１１．８．２６）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２６日（２０１１．８．２６）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【Ｆターム（参考）】
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