Ｎｉ基単結晶超合金材の再生方法
【課題】 マトリックス中に針状の有害析出物が析出したＮｉ基単結晶超合金材を再生する方法を提供するものである。
【解決手段】 本発明に係るＮｉ基単結晶超合金材の再生方法は、マトリックス中に有害析出物が析出したＮｉ基単結晶超合金材１０に、有害析出物の分解温度以上、かつ、Ｎｉ基単結晶超合金材の部分溶融温度以下の温度範囲で熱処理を施し（stepＡ）、有害析出物を分解させるものである。
【解決手段】 本発明に係るＮｉ基単結晶超合金材の再生方法は、マトリックス中に有害析出物が析出したＮｉ基単結晶超合金材１０に、有害析出物の分解温度以上、かつ、Ｎｉ基単結晶超合金材の部分溶融温度以下の温度範囲で熱処理を施し（stepＡ）、有害析出物を分解させるものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マトリックス中に有害析出物が析出したＮｉ基単結晶超合金材を再生する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ジェットエンジンやガスタービンエンジンのタービンブレードなどの部品の構成材として、一般的にＮｉ基合金が用いられている。このＮｉ基合金で構成されるタービンブレードを、高温、高応力下で長時間使用すると、γ′相（Ｎｉ3Ａｌ）が粗大化してしまい、強度特性が劣化するという問題があった。
【０００３】
そこで、強度特性が劣化したタービンブレードの強度再生を図る方法が、以下に示すように提案されている。
【０００４】
(1) Ｎｉ基合金鋳物で構成されるタービンブレードに対して、その合金のγ′相が完全に溶解する温度より若干高く、合金のデンドライトの溶融温度より低い温度で溶体化処理を施す。その後、1100〜1150℃で保持して１次γ′相を析出させる半溶体化処理を施し、次いで、１次γ′相より小さい２次γ′相を析出させる時効処理を施す（特許文献１参照）。
【０００５】
(2) Ｎｉ基超耐熱結晶合金材料に、溶体化処理及び時効処理を施す。溶体化処理は、例えば、1345℃×0.5ｈであり、時効処理は、例えば、1080℃×5ｈ→空冷→870℃×20ｈ→空冷という２段時効である（特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−８０４５５号公報
【特許文献２】特開平９−７８２１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、近年、タービンブレードにおいては、耐熱温度の向上が求められており、Ｎｉ基単結晶超合金で構成したタービンブレードが使用され始めている。
【０００８】
このタービンブレードを、高温、高応力下で長時間使用すると、マトリックス中にTCP（Topologically Close-Packed）相と呼ばれる針状（又は板状、塊状）の有害析出物が析出することが知られている。タービンブレードのマトリックス中にTCP相が析出すると、タービンブレードのクリープ寿命が低下する。このため、マトリックス中にTCP相が析出したタービンブレードの、クリープ寿命を回復させる方法が求められている。
【０００９】
しかしながら、(1)，(2)のいずれの方法を用いても、TCP相析出タービンブレードのTCP相を消失させることはできず、TCP相が析出したタービンブレードについては、新品材と交換する以外に方法がないというのが現状であった。
【００１０】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、マトリックス中に有害析出物が析出したＮｉ基単結晶超合金材を再生する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成すべく本発明に係るＮｉ基単結晶超合金材の再生方法は、マトリックス中に有害析出物が析出したＮｉ基単結晶超合金材を再生する方法において、上記Ｎｉ基単結晶超合金材に、上記有害析出物の分解温度以上、かつ、Ｎｉ基単結晶超合金材の部分溶融温度以下の温度範囲で熱処理を施し、有害析出物を分解させるものである。
【００１２】
熱処理は、有害析出物の分解温度が、主にＮｉ3Ａｌで構成されるγ′相の再析出温度よりも低いＮｉ基単結晶超合金材に施される。ここで、熱処理を、γ′相の再析出温度以上、かつ、Ｎｉ基単結晶超合金材の部分溶融温度以下の温度範囲で行うことが好ましい。
【００１３】
また、熱処理は、有害析出物の分解温度が、Ｎｉ3Ａｌで構成されるγ′相の再析出温度よりも高いＮｉ基単結晶超合金材に施される。
【００１４】
一方、本発明に係るＮｉ基単結晶超合金材は、上述した再生方法を用い、マトリックス中に析出していた有害析出物を分解させたものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、マトリックス中に有害析出物が析出したＮｉ基単結晶超合金材のクリープ寿命を再生、回復させることができるという優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好適一実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１７】
本発明の好適一実施の形態に係るＮｉ基単結晶超合金材の再生方法は、高温、高応力下で長時間使用（経時使用）され、マトリックス中に針状（又は板状、塊状）のTCP相（有害析出物）が析出したＮｉ基単結晶超合金材を対象とするものである。このマトリックスの結晶組織は、母相であるγ相内に、微細なγ′相（Ｎｉ3Ａｌ）が格子状に析出した２相組織である。
【００１８】
ここで、Ｎｉ基単結晶超合金材の構成材は、ジェットエンジンやガスタービンエンジンのタービンブレード用材料として慣用的に用いられているものが全て適用可能であり、特に限定するものではない。具体的には、Al-Ta-W-Co-Cr-Mo-Hf-Re-Ni系合金、Al-Ta-W-Co-Cr-Mo-Hf-Re-Ru-Ni系合金が挙げられ、例えば、第２世代Ｎｉ基単結晶超合金（TMS-82+、ReneN5（いずれも登録商標））、第３世代Ｎｉ基単結晶超合金（TMS-75、CMSX-10（いずれも登録商標））、第４世代Ｎｉ基単結晶超合金（TMS-138（登録商標））などが挙げられる。
【００１９】
図１に示すように、先ず、マトリックス中に針状のTCP相が析出したＮｉ基単結晶超合金材１０を準備する。このＮｉ基単結晶超合金材１０は、クリープ破壊の起点となるTCP相が析出しているため、クリープ寿命が著しく低下している。
【００２０】
そこで、このＮｉ基単結晶超合金材１０のクリープ寿命を再生、回復すべく、Ｎｉ基単結晶超合金材１０に、TCP相の分解（又は固溶）温度以上、かつ、Ｎｉ基単結晶超合金材の部分溶融温度以下の温度範囲で熱処理を施す（stepＡ）。この熱処理は、図２に示すように、温度Ｔ０（＝常温）から温度Ｔ１まで昇温した後、温度Ｔ１で一定時間（ｔ２−ｔ１）保持し、その後、冷却して温度Ｔ０まで戻すという一連の工程を含む。
【００２１】
Ｎｉ基単結晶超合金材１０は、TCP相の分解温度（ＴTCP相）が、Ｎｉ3Ａｌで構成されるγ′相の再析出温度（Ｔγ'相）より低いものと、高いものとがある。図３に、TCP相の分解温度がγ′相の再析出温度より低い場合（ＴTCP相＜Ｔγ'相）の例を挙げて説明する。図３に示すように、TCP相の分解温度（＝Ｔ31）未満で熱処理を行った場合、当然ながらTCP相は分解せず、熱処理によるTCP相の分解効果が見込めない。また、Ｎｉ基単結晶超合金材１０の部分溶融温度（＝Ｔ33）を超えて熱処理を行った場合、Ｎｉ基単結晶超合金材１０自体が部分溶融してしまい、形状を保つことができなくなるため、使用不可能となってしまう。
【００２２】
これに対して、Ｔ31〜Ｔ32の温度範囲（領域３１）で熱処理を行うと、熱処理の結果、マトリックス中に析出していたTCP相が分解して（γ＋γ′）相に変態し、消失する。一方、Ｔ32〜Ｔ33の温度範囲（領域３２）で熱処理を行うと、熱処理の結果、TCP相が分解すると共に、γ′相の再析出が生じる。これによって、マトリックス中に析出していたTCP相が消失すると共に、γ′相が更に均一、微細化（例えば、1μｍ未満に微細化）される。
【００２３】
以上より、ＴTCP相＜Ｔγ'相のＮｉ基単結晶超合金材１０には、領域３１，３２、好ましくは領域３２で熱処理が施される。また、熱処理温度及び熱処理時間は、Ｎｉ基単結晶超合金材１０の種類に応じて、適宜決定されるものであり、特に限定するものではない。例えば、熱処理温度は、1200〜1400℃、好ましくは1230〜1380℃とされ、また、熱処理時間は、5ｈ以上、好ましくは12〜48ｈ、より好ましくは20〜30ｈとされる。この熱処理条件において、熱処理温度が高温の場合、熱処理時間は短く、逆に、熱処理温度が低温の場合、熱処理時間は長くされる。
【００２４】
熱処理後のＮｉ基単結晶超合金材に、適宜時効処理を施し（stepＢ）、TCP相が分解されたＮｉ基単結晶超合金材１５が得られる。この時効処理は、Ｎｉ基単結晶超合金材１０の種類に応じて、加熱パターンが適宜決定される。例えば、加熱パターンとしては、１次時効のみ、１次時効＋２次時効、又は１次時効＋２次時効＋３次時効などが挙げられる。
【００２５】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
【００２６】
ＴTCP相＜Ｔγ'のＮｉ基単結晶超合金材１０に、図３に示した領域３１で熱処理を施すと、マトリックス中に析出していたTCP相が分解して（γ＋γ′）相に変態し、消失する。TCP相は、クリープ破壊の起点となるものであるため、TCP相が消失することにより、Ｎｉ基単結晶超合金材１５のクリープ寿命の低下が回避される。
【００２７】
すなわち、本実施の形態に係るＮｉ基単結晶超合金材の再生方法は、マトリックス中に針状のTCP相が析出したＮｉ基単結晶超合金材１０に対して、領域３１の温度範囲で熱処理を施すことにより、TCP相が分解されたＮｉ基単結晶超合金材１５を得ることができる。このＮｉ基単結晶超合金材１５のクリープ寿命は、新品のＮｉ基単結晶超合金材とほぼ同等のレベルまで再生、回復されている。
【００２８】
一方、ＴTCP相＜Ｔγ'のＮｉ基単結晶超合金材１０に、図３に示した領域３２で熱処理を施すと、TCP相が分解、消失すると共に、γ′相の再析出（再結晶）が生じる。TCP相は、クリープ破壊の起点となるものであるため、TCP相が消失することにより、Ｎｉ基単結晶超合金材１５のクリープ寿命の低下が回避される。また、γ′相が再析出することにより、マトリックスの結晶組織が更に均一、微細化される。その結果、マトリックス自体の強度向上、延いてはＮｉ基単結晶超合金材１５自体の強度向上がなされ、クリープ寿命自体が向上する。
【００２９】
すなわち、本実施の形態に係るＮｉ基単結晶超合金材の再生方法は、マトリックス中に針状のTCP相が析出したＮｉ基単結晶超合金材１０に対して、領域３２の温度範囲で熱処理を施すことにより、TCP相が分解し、かつ、γ′相が再析出したＮｉ基単結晶超合金材１５を得ることができる。このＮｉ基単結晶超合金材１５のクリープ寿命は、新品のＮｉ基単結晶超合金材と同等（又はほぼ同等）のレベルまで再生、回復されている。
【００３０】
その結果、Ｎｉ基単結晶超合金材のマトリックス中に針状のTCP相が析出したとしても、本実施の形態に係るＮｉ基単結晶超合金材の再生方法を適用することで、そのクリープ寿命を、新品のＮｉ基単結晶超合金材と同等のレベルまで再生、回復させることができる。ここで、本実施の形態に係るＮｉ基単結晶超合金材は、主にタービンブレードとして使用されるものであり、その製品コストは一般的に非常に高い。本実施の形態に係るＮｉ基単結晶超合金材の再生方法は、経時使用に伴い、TCP相が析出したＮｉ基単結晶超合金材を、新品と交換することなく、そのクリープ寿命を再生、回復させることができるため、大幅にコストダウンを図ることができる。
【００３１】
また、従来、経時使用に伴い、TCP相が析出したＮｉ基単結晶超合金材は、主に廃棄処分とされていたが、本実施の形態に係るＮｉ基単結晶超合金材の再生方法を適用することで再生が可能となるため、廃棄コストの低減も図ることができる。つまり、本実施の形態に係るＮｉ基単結晶超合金材の再生方法は、ゴミの減量化に優れた環境に優しい方法でもある。
【００３２】
次に、本発明の他の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００３３】
前実施の形態に係るＮｉ基単結晶超合金材の再生方法は、TCP相の分解温度（ＴTCP相）が、Ｎｉ3Ａｌで構成されるγ′相の再析出温度（Ｔγ'相）より低いもの（ＴTCP相＜Ｔγ'相）に関するものであった。
【００３４】
これに対して、本実施の形態に係るＮｉ基単結晶超合金材の再生方法は、TCP相の分解温度（ＴTCP相）が、Ｎｉ3Ａｌで構成されるγ′相の再析出温度（Ｔγ'相）より高いもの（ＴTCP相＞Ｔγ'相）に関するものである。
【００３５】
具体的には、前実施の形態に係る再生方法と同様に、先ず、マトリックス中に針状のTCP相が析出したＮｉ基単結晶超合金材１０を準備する。このＮｉ基単結晶超合金材１０のクリープ寿命を再生、回復すべく、Ｎｉ基単結晶超合金材１０に、TCP相の分解温度以上、かつ、Ｎｉ基単結晶超合金材の部分溶融温度以下の温度範囲で熱処理を施す。
【００３６】
図４に示すように、γ′相の再析出温度（＝Ｔ41）未満で熱処理を行った場合、当然ながらγ′相は再析出せず、熱処理によるγ′相の再析出効果が見込めない。また、Ｎｉ基単結晶超合金材１０の部分溶融温度（＝Ｔ43）を超えて熱処理を行った場合、Ｎｉ基単結晶超合金材１０自体が部分溶融してしまい、形状を保つことができなくなるため、熱処理不可能となってしまう。一方、Ｔ41〜Ｔ42の温度範囲（領域４１）で熱処理を行うと、熱処理の結果、γ′相の再析出（再結晶）が生じる。これによって、マトリックス中のγ′相が更に均一、微細化される。この熱処理では、マトリックス自体の強度向上により、クリープ寿命自体をある程度向上させることができる。しかし、Ｎｉ基単結晶超合金材１０の、TCP相によるクリープ寿命の低下は、回避することができない。
【００３７】
これに対して、Ｔ42〜Ｔ43の温度範囲（領域４２）で熱処理を行うと、熱処理の結果、γ′相が再析出すると共に、マトリックス中に析出していたTCP相が分解して（γ＋γ′）相に変態し、消失する。
【００３８】
以上より、ＴTCP相＞Ｔγ'相のＮｉ基単結晶超合金材１０には、領域４２で熱処理が施される。また、熱処理温度及び熱処理時間は、Ｎｉ基単結晶超合金材１０の種類に応じて、適宜決定されるものであり、特に限定するものではない。例えば、熱処理温度は、1300〜1400℃、好ましくは1320〜1380℃とされ、また、熱処理時間は、5ｈ以上、好ましくは12〜48ｈ、より好ましくは20〜30ｈとされる。この熱処理条件において、熱処理温度が高温の場合、熱処理時間は短く、逆に、熱処理温度が低温の場合、熱処理時間は長くされる。
【００３９】
熱処理後のＮｉ基単結晶超合金材には、適宜時効処理が施され、これによって、TCP相が分解されたＮｉ基単結晶超合金材１５が得られる（図１参照）。
【００４０】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
【００４１】
ＴTCP相＞Ｔγ'のＮｉ基単結晶超合金材１０に、図４に示した領域４２で熱処理を施すと、γ′相の再析出（再結晶）が生じると共に、TCP相が分解、消失する。γ′相が再析出することにより、マトリックスの結晶組織が更に均一、微細化される。その結果、マトリックス自体の強度向上、延いてはＮｉ基単結晶超合金材１５自体の強度向上がなされ、クリープ寿命自体が向上する。また、TCP相は、クリープ破壊の起点となるものであるため、TCP相が消失することにより、Ｎｉ基単結晶超合金材１５のクリープ寿命の低下が回避される。
【００４２】
つまり、本実施の形態に係るＮｉ基単結晶超合金材の再生方法においても、前実施の形態に係るＮｉ基単結晶超合金材の再生方法における領域３２（図３参照）で熱処理した場合と、同様の作用効果が得られる。
【００４３】
以上、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、他にも種々のものが想定されることは言うまでもない。
【００４４】
次に、本発明について、実施例に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００４５】
TMS-138（5.9Al-5.9Ta-5.9W-5.8Co-2.9Cr-2.9Mo-0.1Hf-4.9Re-2.0Ru-Ni(Bal.)；ｗｔ％）を用い、Ｎｉ基単結晶超合金材（試験材）を３つ作製した。各試験材を用い、1100℃×200ｈというプロファイルで模擬運転を行い、マトリックス中に針状のTCP相を析出させた（TCP相析出材）。
【００４６】
各TCP相析出材に、それぞれ1200℃×24ｈ、1250℃×24ｈ、1300℃×24ｈの熱処理を施した（試験材１ａ〜１ｃ）。熱処理後の各試験材１ａ〜１ｃにおけるTCP相の変態の程度を観察した。
【００４７】
その結果、図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、1200℃×24ｈの熱処理を施した試験材１ａにおいては、マトリックス中に依然として針状のTCP相（図５（ｂ）中、矢印で図示）が析出したままであり、TCP相の変態はほぼ全く観察されなかった。また、図５（ａ）、図５（ｂ）中、白色模様で示される母相であるγ相内に、黒色模様で示されるγ′相が格子状に析出しているが、これらのγ′相は数μｍ程度と粗大であった。
【００４８】
これに対して、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、1250℃×24ｈの熱処理を施した試験材１ｂにおいては、マトリックス中のTCP相の一部が分解して、（γ＋γ′）相に変態、分解していた（図６（ｂ）中、矢印で図示）。また、図６（ａ）、図６（ｂ）中、白色模様で示されるγ相内に、黒色模様で示される微細な（1μｍ未満の）γ′相が、不均一ながら格子状に析出し始めている様子が観察された。
【００４９】
また、図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように、1300℃×24ｈの熱処理を施した試験材１ｃにおいては、マトリックス中のTCP相がほぼ完全に分解しており、TCP相はほぼ全く観察されなかった。また、図７（ａ）、図７（ｂ）中、白色模様で示されるγ相内に、黒色模様で示される微細な（1μｍ未満の）γ′相が、均一に、かつ、格子状に再析出している様子が観察された。
【００５０】
以上より、TCP相が析出したTMS-138材に対して、本発明に係るＮｉ基単結晶超合金材の再生方法を適用する際、1250℃×24ｈの熱処理を施すと、TCP相の分解のみが生じ、1300℃×24ｈの熱処理を施すと、TCP相の分解及びγ′相の再析出が生じることが確認できた。
【実施例２】
【００５１】
［実施例１］における試験材、TCP相析出材、試験材１ａ〜１ｃに対して、1100℃、137MPaの条件でクリープ試験を行った。歪みが0.01の時の経過時間（クリープ変形量が1％の時のクリープ寿命）の評価を行った。
【００５２】
図８中、○印で示す試験材（新品材）は、クリープ寿命が約400ｈであった。これに対して、図８中、□印で示す模擬運転後のTCP相析出材は、クリープ寿命が約80ｈであり、試験材のクリープ寿命と比べると約80％も低下していた。
【００５３】
TCP相析出材に1200℃×24ｈの熱処理を施してなる試験材１ａ（図８中、△印で図示）は、クリープ寿命が約100ｈ強しかなく、熱処理によるクリープ寿命の再生、回復効果は殆ど得られなかった。
【００５４】
これに対して、TCP相析出材に1250℃×24ｈの熱処理を施してなる試験材１ｂ（図８中、黒丸印で図示）は、クリープ寿命が約240ｈであり、TCP相析出材のクリープ寿命と比べると約３倍に回復していた。また、TCP相析出材に1300℃×24ｈの熱処理を施してなる試験材１ｃ（図８中、◇印で図示）は、クリープ寿命が約300ｈであり、TCP相析出材のクリープ寿命と比べると約４倍弱に回復していた。
【００５５】
以上より、TCP相が析出したTMS-138材に対して、本発明に係るＮｉ基単結晶超合金材の再生方法を適用することで、そのクリープ寿命を大幅に再生、回復させることができることが確認できた。また、TCP相を分解させただけの試験材１ｂより、TCP相を分解させると共にγ′相を再析出させた試験材１ｃの方が、クリープ寿命がより再生、回復されることが確認できた。
【実施例３】
【００５６】
CMSX-10（5.7Al-8.4Ta-5.5W-3.3Co-2.3Cr-0.4Mo-0.3Ti-0.1Nb-0.03Hf-6.3Re-Ni(Bal.)；ｗｔ％）を用い、Ｎｉ基単結晶超合金材（試験材）を２つ作製した。各試験材を用い、1200℃×24ｈというプロファイルで模擬運転を行い、マトリックス中に針状のTCP相を析出させた（TCP相析出材）。
【００５７】
各TCP相析出材に、それぞれ1300℃×24ｈ→ガスファン冷却(GFC)、1350℃×24ｈ→ガスファン冷却を施した（試験材３ａ，３ｂ）。熱処理後の各試験材３ａ，３ｂにおけるTCP相の変態の程度を観察した。
【００５８】
その結果、図９（ａ）、図９（ｂ）に示すように、1300℃×24ｈの熱処理を施した試験材３ａにおいては、マトリックス中に依然として針状のTCP相（図９（ａ）、図９（ｂ）中、９１で図示）が析出したままであり、TCP相の変態はほぼ全く観察されなかった。しかし、図９（ａ）、図９（ｂ）中、白色模様で示されるγ相内に、黒色模様で示される微細な（1μｍ未満の）γ′相が、不均一ながら格子状に析出し始めている様子が観察された。
【００５９】
また、図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示すように、1350℃×24ｈの熱処理を施した試験材３ｂにおいては、マトリックス中のTCP相が完全に分解して、（γ＋γ′）相に変態、分解しており（図１０（ｂ）中、１０１で図示）、TCP相はほぼ全く観察されなかった。また、図１０（ａ）、図１０（ｂ）中、白色模様で示されるγ相内に、黒色模様で示される微細な（1μｍ未満の）γ′相が、均一に、かつ、格子状に再析出している様子が観察された。
【００６０】
以上より、TCP相が析出したCMSX-10材に対して、本発明に係るＮｉ基単結晶超合金材の再生方法を適用する際、1300℃×24ｈの熱処理を施すと、γ′相の再析出のみが生じ、1350℃×24ｈの熱処理を施すと、TCP相の分解及びγ′相の再析出が生じることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の好適一実施の形態に係るＮｉ基単結晶超合金材の再生方法のフローを示す図である。
【図２】図１における熱処理のプロファイルを示す図である。
【図３】熱処理時におけるTCP相の分解温度（ＴTCP相）とγ′相の再析出温度（Ｔγ'相）との関係を示す図であり、ＴTCP相＜Ｔγ'相である。
【図４】熱処理時におけるTCP相の分解温度（ＴTCP相）とγ′相の再析出温度（Ｔγ'相）との関係を示す図であり、ＴTCP相＞Ｔγ'相である。
【図５】［実施例１］における試験材１ａの、結晶組織観察図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）の部分拡大図である。
【図６】［実施例１］における試験材１ｂの、結晶組織鏡観察図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）の部分拡大図である。
【図７】［実施例１］における試験材１ｃの、結晶組織鏡観察図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）の部分拡大図である。
【図８】［実施例２］における試験材、TCP相析出材、試験材１ａ〜１ｃの、クリープ試験結果を示す図である。図８中の横軸は時間、縦軸は歪みを示している。
【図９】［実施例３］における試験材３ａの、結晶組織鏡観察図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）の部分拡大図である。
【図１０】［実施例３］における試験材３ｂの、結晶組織観察図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の部分拡大図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０ TCP相（有害析出物）が析出したＮｉ基単結晶超合金材
stepＡ 熱処理
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マトリックス中に有害析出物が析出したＮｉ基単結晶超合金材を再生する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ジェットエンジンやガスタービンエンジンのタービンブレードなどの部品の構成材として、一般的にＮｉ基合金が用いられている。このＮｉ基合金で構成されるタービンブレードを、高温、高応力下で長時間使用すると、γ′相（Ｎｉ3Ａｌ）が粗大化してしまい、強度特性が劣化するという問題があった。
【０００３】
そこで、強度特性が劣化したタービンブレードの強度再生を図る方法が、以下に示すように提案されている。
【０００４】
(1) Ｎｉ基合金鋳物で構成されるタービンブレードに対して、その合金のγ′相が完全に溶解する温度より若干高く、合金のデンドライトの溶融温度より低い温度で溶体化処理を施す。その後、1100〜1150℃で保持して１次γ′相を析出させる半溶体化処理を施し、次いで、１次γ′相より小さい２次γ′相を析出させる時効処理を施す（特許文献１参照）。
【０００５】
(2) Ｎｉ基超耐熱結晶合金材料に、溶体化処理及び時効処理を施す。溶体化処理は、例えば、1345℃×0.5ｈであり、時効処理は、例えば、1080℃×5ｈ→空冷→870℃×20ｈ→空冷という２段時効である（特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−８０４５５号公報
【特許文献２】特開平９−７８２１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、近年、タービンブレードにおいては、耐熱温度の向上が求められており、Ｎｉ基単結晶超合金で構成したタービンブレードが使用され始めている。
【０００８】
このタービンブレードを、高温、高応力下で長時間使用すると、マトリックス中にTCP（Topologically Close-Packed）相と呼ばれる針状（又は板状、塊状）の有害析出物が析出することが知られている。タービンブレードのマトリックス中にTCP相が析出すると、タービンブレードのクリープ寿命が低下する。このため、マトリックス中にTCP相が析出したタービンブレードの、クリープ寿命を回復させる方法が求められている。
【０００９】
しかしながら、(1)，(2)のいずれの方法を用いても、TCP相析出タービンブレードのTCP相を消失させることはできず、TCP相が析出したタービンブレードについては、新品材と交換する以外に方法がないというのが現状であった。
【００１０】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、マトリックス中に有害析出物が析出したＮｉ基単結晶超合金材を再生する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成すべく本発明に係るＮｉ基単結晶超合金材の再生方法は、マトリックス中に有害析出物が析出したＮｉ基単結晶超合金材を再生する方法において、上記Ｎｉ基単結晶超合金材に、上記有害析出物の分解温度以上、かつ、Ｎｉ基単結晶超合金材の部分溶融温度以下の温度範囲で熱処理を施し、有害析出物を分解させるものである。
【００１２】
熱処理は、有害析出物の分解温度が、主にＮｉ3Ａｌで構成されるγ′相の再析出温度よりも低いＮｉ基単結晶超合金材に施される。ここで、熱処理を、γ′相の再析出温度以上、かつ、Ｎｉ基単結晶超合金材の部分溶融温度以下の温度範囲で行うことが好ましい。
【００１３】
また、熱処理は、有害析出物の分解温度が、Ｎｉ3Ａｌで構成されるγ′相の再析出温度よりも高いＮｉ基単結晶超合金材に施される。
【００１４】
一方、本発明に係るＮｉ基単結晶超合金材は、上述した再生方法を用い、マトリックス中に析出していた有害析出物を分解させたものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、マトリックス中に有害析出物が析出したＮｉ基単結晶超合金材のクリープ寿命を再生、回復させることができるという優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好適一実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１７】
本発明の好適一実施の形態に係るＮｉ基単結晶超合金材の再生方法は、高温、高応力下で長時間使用（経時使用）され、マトリックス中に針状（又は板状、塊状）のTCP相（有害析出物）が析出したＮｉ基単結晶超合金材を対象とするものである。このマトリックスの結晶組織は、母相であるγ相内に、微細なγ′相（Ｎｉ3Ａｌ）が格子状に析出した２相組織である。
【００１８】
ここで、Ｎｉ基単結晶超合金材の構成材は、ジェットエンジンやガスタービンエンジンのタービンブレード用材料として慣用的に用いられているものが全て適用可能であり、特に限定するものではない。具体的には、Al-Ta-W-Co-Cr-Mo-Hf-Re-Ni系合金、Al-Ta-W-Co-Cr-Mo-Hf-Re-Ru-Ni系合金が挙げられ、例えば、第２世代Ｎｉ基単結晶超合金（TMS-82+、ReneN5（いずれも登録商標））、第３世代Ｎｉ基単結晶超合金（TMS-75、CMSX-10（いずれも登録商標））、第４世代Ｎｉ基単結晶超合金（TMS-138（登録商標））などが挙げられる。
【００１９】
図１に示すように、先ず、マトリックス中に針状のTCP相が析出したＮｉ基単結晶超合金材１０を準備する。このＮｉ基単結晶超合金材１０は、クリープ破壊の起点となるTCP相が析出しているため、クリープ寿命が著しく低下している。
【００２０】
そこで、このＮｉ基単結晶超合金材１０のクリープ寿命を再生、回復すべく、Ｎｉ基単結晶超合金材１０に、TCP相の分解（又は固溶）温度以上、かつ、Ｎｉ基単結晶超合金材の部分溶融温度以下の温度範囲で熱処理を施す（stepＡ）。この熱処理は、図２に示すように、温度Ｔ０（＝常温）から温度Ｔ１まで昇温した後、温度Ｔ１で一定時間（ｔ２−ｔ１）保持し、その後、冷却して温度Ｔ０まで戻すという一連の工程を含む。
【００２１】
Ｎｉ基単結晶超合金材１０は、TCP相の分解温度（ＴTCP相）が、Ｎｉ3Ａｌで構成されるγ′相の再析出温度（Ｔγ'相）より低いものと、高いものとがある。図３に、TCP相の分解温度がγ′相の再析出温度より低い場合（ＴTCP相＜Ｔγ'相）の例を挙げて説明する。図３に示すように、TCP相の分解温度（＝Ｔ31）未満で熱処理を行った場合、当然ながらTCP相は分解せず、熱処理によるTCP相の分解効果が見込めない。また、Ｎｉ基単結晶超合金材１０の部分溶融温度（＝Ｔ33）を超えて熱処理を行った場合、Ｎｉ基単結晶超合金材１０自体が部分溶融してしまい、形状を保つことができなくなるため、使用不可能となってしまう。
【００２２】
これに対して、Ｔ31〜Ｔ32の温度範囲（領域３１）で熱処理を行うと、熱処理の結果、マトリックス中に析出していたTCP相が分解して（γ＋γ′）相に変態し、消失する。一方、Ｔ32〜Ｔ33の温度範囲（領域３２）で熱処理を行うと、熱処理の結果、TCP相が分解すると共に、γ′相の再析出が生じる。これによって、マトリックス中に析出していたTCP相が消失すると共に、γ′相が更に均一、微細化（例えば、1μｍ未満に微細化）される。
【００２３】
以上より、ＴTCP相＜Ｔγ'相のＮｉ基単結晶超合金材１０には、領域３１，３２、好ましくは領域３２で熱処理が施される。また、熱処理温度及び熱処理時間は、Ｎｉ基単結晶超合金材１０の種類に応じて、適宜決定されるものであり、特に限定するものではない。例えば、熱処理温度は、1200〜1400℃、好ましくは1230〜1380℃とされ、また、熱処理時間は、5ｈ以上、好ましくは12〜48ｈ、より好ましくは20〜30ｈとされる。この熱処理条件において、熱処理温度が高温の場合、熱処理時間は短く、逆に、熱処理温度が低温の場合、熱処理時間は長くされる。
【００２４】
熱処理後のＮｉ基単結晶超合金材に、適宜時効処理を施し（stepＢ）、TCP相が分解されたＮｉ基単結晶超合金材１５が得られる。この時効処理は、Ｎｉ基単結晶超合金材１０の種類に応じて、加熱パターンが適宜決定される。例えば、加熱パターンとしては、１次時効のみ、１次時効＋２次時効、又は１次時効＋２次時効＋３次時効などが挙げられる。
【００２５】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
【００２６】
ＴTCP相＜Ｔγ'のＮｉ基単結晶超合金材１０に、図３に示した領域３１で熱処理を施すと、マトリックス中に析出していたTCP相が分解して（γ＋γ′）相に変態し、消失する。TCP相は、クリープ破壊の起点となるものであるため、TCP相が消失することにより、Ｎｉ基単結晶超合金材１５のクリープ寿命の低下が回避される。
【００２７】
すなわち、本実施の形態に係るＮｉ基単結晶超合金材の再生方法は、マトリックス中に針状のTCP相が析出したＮｉ基単結晶超合金材１０に対して、領域３１の温度範囲で熱処理を施すことにより、TCP相が分解されたＮｉ基単結晶超合金材１５を得ることができる。このＮｉ基単結晶超合金材１５のクリープ寿命は、新品のＮｉ基単結晶超合金材とほぼ同等のレベルまで再生、回復されている。
【００２８】
一方、ＴTCP相＜Ｔγ'のＮｉ基単結晶超合金材１０に、図３に示した領域３２で熱処理を施すと、TCP相が分解、消失すると共に、γ′相の再析出（再結晶）が生じる。TCP相は、クリープ破壊の起点となるものであるため、TCP相が消失することにより、Ｎｉ基単結晶超合金材１５のクリープ寿命の低下が回避される。また、γ′相が再析出することにより、マトリックスの結晶組織が更に均一、微細化される。その結果、マトリックス自体の強度向上、延いてはＮｉ基単結晶超合金材１５自体の強度向上がなされ、クリープ寿命自体が向上する。
【００２９】
すなわち、本実施の形態に係るＮｉ基単結晶超合金材の再生方法は、マトリックス中に針状のTCP相が析出したＮｉ基単結晶超合金材１０に対して、領域３２の温度範囲で熱処理を施すことにより、TCP相が分解し、かつ、γ′相が再析出したＮｉ基単結晶超合金材１５を得ることができる。このＮｉ基単結晶超合金材１５のクリープ寿命は、新品のＮｉ基単結晶超合金材と同等（又はほぼ同等）のレベルまで再生、回復されている。
【００３０】
その結果、Ｎｉ基単結晶超合金材のマトリックス中に針状のTCP相が析出したとしても、本実施の形態に係るＮｉ基単結晶超合金材の再生方法を適用することで、そのクリープ寿命を、新品のＮｉ基単結晶超合金材と同等のレベルまで再生、回復させることができる。ここで、本実施の形態に係るＮｉ基単結晶超合金材は、主にタービンブレードとして使用されるものであり、その製品コストは一般的に非常に高い。本実施の形態に係るＮｉ基単結晶超合金材の再生方法は、経時使用に伴い、TCP相が析出したＮｉ基単結晶超合金材を、新品と交換することなく、そのクリープ寿命を再生、回復させることができるため、大幅にコストダウンを図ることができる。
【００３１】
また、従来、経時使用に伴い、TCP相が析出したＮｉ基単結晶超合金材は、主に廃棄処分とされていたが、本実施の形態に係るＮｉ基単結晶超合金材の再生方法を適用することで再生が可能となるため、廃棄コストの低減も図ることができる。つまり、本実施の形態に係るＮｉ基単結晶超合金材の再生方法は、ゴミの減量化に優れた環境に優しい方法でもある。
【００３２】
次に、本発明の他の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００３３】
前実施の形態に係るＮｉ基単結晶超合金材の再生方法は、TCP相の分解温度（ＴTCP相）が、Ｎｉ3Ａｌで構成されるγ′相の再析出温度（Ｔγ'相）より低いもの（ＴTCP相＜Ｔγ'相）に関するものであった。
【００３４】
これに対して、本実施の形態に係るＮｉ基単結晶超合金材の再生方法は、TCP相の分解温度（ＴTCP相）が、Ｎｉ3Ａｌで構成されるγ′相の再析出温度（Ｔγ'相）より高いもの（ＴTCP相＞Ｔγ'相）に関するものである。
【００３５】
具体的には、前実施の形態に係る再生方法と同様に、先ず、マトリックス中に針状のTCP相が析出したＮｉ基単結晶超合金材１０を準備する。このＮｉ基単結晶超合金材１０のクリープ寿命を再生、回復すべく、Ｎｉ基単結晶超合金材１０に、TCP相の分解温度以上、かつ、Ｎｉ基単結晶超合金材の部分溶融温度以下の温度範囲で熱処理を施す。
【００３６】
図４に示すように、γ′相の再析出温度（＝Ｔ41）未満で熱処理を行った場合、当然ながらγ′相は再析出せず、熱処理によるγ′相の再析出効果が見込めない。また、Ｎｉ基単結晶超合金材１０の部分溶融温度（＝Ｔ43）を超えて熱処理を行った場合、Ｎｉ基単結晶超合金材１０自体が部分溶融してしまい、形状を保つことができなくなるため、熱処理不可能となってしまう。一方、Ｔ41〜Ｔ42の温度範囲（領域４１）で熱処理を行うと、熱処理の結果、γ′相の再析出（再結晶）が生じる。これによって、マトリックス中のγ′相が更に均一、微細化される。この熱処理では、マトリックス自体の強度向上により、クリープ寿命自体をある程度向上させることができる。しかし、Ｎｉ基単結晶超合金材１０の、TCP相によるクリープ寿命の低下は、回避することができない。
【００３７】
これに対して、Ｔ42〜Ｔ43の温度範囲（領域４２）で熱処理を行うと、熱処理の結果、γ′相が再析出すると共に、マトリックス中に析出していたTCP相が分解して（γ＋γ′）相に変態し、消失する。
【００３８】
以上より、ＴTCP相＞Ｔγ'相のＮｉ基単結晶超合金材１０には、領域４２で熱処理が施される。また、熱処理温度及び熱処理時間は、Ｎｉ基単結晶超合金材１０の種類に応じて、適宜決定されるものであり、特に限定するものではない。例えば、熱処理温度は、1300〜1400℃、好ましくは1320〜1380℃とされ、また、熱処理時間は、5ｈ以上、好ましくは12〜48ｈ、より好ましくは20〜30ｈとされる。この熱処理条件において、熱処理温度が高温の場合、熱処理時間は短く、逆に、熱処理温度が低温の場合、熱処理時間は長くされる。
【００３９】
熱処理後のＮｉ基単結晶超合金材には、適宜時効処理が施され、これによって、TCP相が分解されたＮｉ基単結晶超合金材１５が得られる（図１参照）。
【００４０】
次に、本実施の形態の作用を説明する。
【００４１】
ＴTCP相＞Ｔγ'のＮｉ基単結晶超合金材１０に、図４に示した領域４２で熱処理を施すと、γ′相の再析出（再結晶）が生じると共に、TCP相が分解、消失する。γ′相が再析出することにより、マトリックスの結晶組織が更に均一、微細化される。その結果、マトリックス自体の強度向上、延いてはＮｉ基単結晶超合金材１５自体の強度向上がなされ、クリープ寿命自体が向上する。また、TCP相は、クリープ破壊の起点となるものであるため、TCP相が消失することにより、Ｎｉ基単結晶超合金材１５のクリープ寿命の低下が回避される。
【００４２】
つまり、本実施の形態に係るＮｉ基単結晶超合金材の再生方法においても、前実施の形態に係るＮｉ基単結晶超合金材の再生方法における領域３２（図３参照）で熱処理した場合と、同様の作用効果が得られる。
【００４３】
以上、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、他にも種々のものが想定されることは言うまでもない。
【００４４】
次に、本発明について、実施例に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００４５】
TMS-138（5.9Al-5.9Ta-5.9W-5.8Co-2.9Cr-2.9Mo-0.1Hf-4.9Re-2.0Ru-Ni(Bal.)；ｗｔ％）を用い、Ｎｉ基単結晶超合金材（試験材）を３つ作製した。各試験材を用い、1100℃×200ｈというプロファイルで模擬運転を行い、マトリックス中に針状のTCP相を析出させた（TCP相析出材）。
【００４６】
各TCP相析出材に、それぞれ1200℃×24ｈ、1250℃×24ｈ、1300℃×24ｈの熱処理を施した（試験材１ａ〜１ｃ）。熱処理後の各試験材１ａ〜１ｃにおけるTCP相の変態の程度を観察した。
【００４７】
その結果、図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、1200℃×24ｈの熱処理を施した試験材１ａにおいては、マトリックス中に依然として針状のTCP相（図５（ｂ）中、矢印で図示）が析出したままであり、TCP相の変態はほぼ全く観察されなかった。また、図５（ａ）、図５（ｂ）中、白色模様で示される母相であるγ相内に、黒色模様で示されるγ′相が格子状に析出しているが、これらのγ′相は数μｍ程度と粗大であった。
【００４８】
これに対して、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、1250℃×24ｈの熱処理を施した試験材１ｂにおいては、マトリックス中のTCP相の一部が分解して、（γ＋γ′）相に変態、分解していた（図６（ｂ）中、矢印で図示）。また、図６（ａ）、図６（ｂ）中、白色模様で示されるγ相内に、黒色模様で示される微細な（1μｍ未満の）γ′相が、不均一ながら格子状に析出し始めている様子が観察された。
【００４９】
また、図７（ａ）、図７（ｂ）に示すように、1300℃×24ｈの熱処理を施した試験材１ｃにおいては、マトリックス中のTCP相がほぼ完全に分解しており、TCP相はほぼ全く観察されなかった。また、図７（ａ）、図７（ｂ）中、白色模様で示されるγ相内に、黒色模様で示される微細な（1μｍ未満の）γ′相が、均一に、かつ、格子状に再析出している様子が観察された。
【００５０】
以上より、TCP相が析出したTMS-138材に対して、本発明に係るＮｉ基単結晶超合金材の再生方法を適用する際、1250℃×24ｈの熱処理を施すと、TCP相の分解のみが生じ、1300℃×24ｈの熱処理を施すと、TCP相の分解及びγ′相の再析出が生じることが確認できた。
【実施例２】
【００５１】
［実施例１］における試験材、TCP相析出材、試験材１ａ〜１ｃに対して、1100℃、137MPaの条件でクリープ試験を行った。歪みが0.01の時の経過時間（クリープ変形量が1％の時のクリープ寿命）の評価を行った。
【００５２】
図８中、○印で示す試験材（新品材）は、クリープ寿命が約400ｈであった。これに対して、図８中、□印で示す模擬運転後のTCP相析出材は、クリープ寿命が約80ｈであり、試験材のクリープ寿命と比べると約80％も低下していた。
【００５３】
TCP相析出材に1200℃×24ｈの熱処理を施してなる試験材１ａ（図８中、△印で図示）は、クリープ寿命が約100ｈ強しかなく、熱処理によるクリープ寿命の再生、回復効果は殆ど得られなかった。
【００５４】
これに対して、TCP相析出材に1250℃×24ｈの熱処理を施してなる試験材１ｂ（図８中、黒丸印で図示）は、クリープ寿命が約240ｈであり、TCP相析出材のクリープ寿命と比べると約３倍に回復していた。また、TCP相析出材に1300℃×24ｈの熱処理を施してなる試験材１ｃ（図８中、◇印で図示）は、クリープ寿命が約300ｈであり、TCP相析出材のクリープ寿命と比べると約４倍弱に回復していた。
【００５５】
以上より、TCP相が析出したTMS-138材に対して、本発明に係るＮｉ基単結晶超合金材の再生方法を適用することで、そのクリープ寿命を大幅に再生、回復させることができることが確認できた。また、TCP相を分解させただけの試験材１ｂより、TCP相を分解させると共にγ′相を再析出させた試験材１ｃの方が、クリープ寿命がより再生、回復されることが確認できた。
【実施例３】
【００５６】
CMSX-10（5.7Al-8.4Ta-5.5W-3.3Co-2.3Cr-0.4Mo-0.3Ti-0.1Nb-0.03Hf-6.3Re-Ni(Bal.)；ｗｔ％）を用い、Ｎｉ基単結晶超合金材（試験材）を２つ作製した。各試験材を用い、1200℃×24ｈというプロファイルで模擬運転を行い、マトリックス中に針状のTCP相を析出させた（TCP相析出材）。
【００５７】
各TCP相析出材に、それぞれ1300℃×24ｈ→ガスファン冷却(GFC)、1350℃×24ｈ→ガスファン冷却を施した（試験材３ａ，３ｂ）。熱処理後の各試験材３ａ，３ｂにおけるTCP相の変態の程度を観察した。
【００５８】
その結果、図９（ａ）、図９（ｂ）に示すように、1300℃×24ｈの熱処理を施した試験材３ａにおいては、マトリックス中に依然として針状のTCP相（図９（ａ）、図９（ｂ）中、９１で図示）が析出したままであり、TCP相の変態はほぼ全く観察されなかった。しかし、図９（ａ）、図９（ｂ）中、白色模様で示されるγ相内に、黒色模様で示される微細な（1μｍ未満の）γ′相が、不均一ながら格子状に析出し始めている様子が観察された。
【００５９】
また、図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示すように、1350℃×24ｈの熱処理を施した試験材３ｂにおいては、マトリックス中のTCP相が完全に分解して、（γ＋γ′）相に変態、分解しており（図１０（ｂ）中、１０１で図示）、TCP相はほぼ全く観察されなかった。また、図１０（ａ）、図１０（ｂ）中、白色模様で示されるγ相内に、黒色模様で示される微細な（1μｍ未満の）γ′相が、均一に、かつ、格子状に再析出している様子が観察された。
【００６０】
以上より、TCP相が析出したCMSX-10材に対して、本発明に係るＮｉ基単結晶超合金材の再生方法を適用する際、1300℃×24ｈの熱処理を施すと、γ′相の再析出のみが生じ、1350℃×24ｈの熱処理を施すと、TCP相の分解及びγ′相の再析出が生じることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の好適一実施の形態に係るＮｉ基単結晶超合金材の再生方法のフローを示す図である。
【図２】図１における熱処理のプロファイルを示す図である。
【図３】熱処理時におけるTCP相の分解温度（ＴTCP相）とγ′相の再析出温度（Ｔγ'相）との関係を示す図であり、ＴTCP相＜Ｔγ'相である。
【図４】熱処理時におけるTCP相の分解温度（ＴTCP相）とγ′相の再析出温度（Ｔγ'相）との関係を示す図であり、ＴTCP相＞Ｔγ'相である。
【図５】［実施例１］における試験材１ａの、結晶組織観察図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）の部分拡大図である。
【図６】［実施例１］における試験材１ｂの、結晶組織鏡観察図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）の部分拡大図である。
【図７】［実施例１］における試験材１ｃの、結晶組織鏡観察図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）の部分拡大図である。
【図８】［実施例２］における試験材、TCP相析出材、試験材１ａ〜１ｃの、クリープ試験結果を示す図である。図８中の横軸は時間、縦軸は歪みを示している。
【図９】［実施例３］における試験材３ａの、結晶組織鏡観察図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）の部分拡大図である。
【図１０】［実施例３］における試験材３ｂの、結晶組織観察図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の部分拡大図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０ TCP相（有害析出物）が析出したＮｉ基単結晶超合金材
stepＡ 熱処理
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリックス中に有害析出物が析出したＮｉ基単結晶超合金材を再生する方法において、上記Ｎｉ基単結晶超合金材に、上記有害析出物の分解温度以上、かつ、Ｎｉ基単結晶超合金材の部分溶融温度以下の温度範囲で熱処理を施し、有害析出物を分解させることを特徴とするＮｉ基単結晶超合金材の再生方法。
【請求項２】
上記有害析出物の分解温度が、主にＮｉ3Ａｌで構成されるγ′相の再析出温度よりも低い上記Ｎｉ基単結晶超合金材に、上記熱処理を施す請求項１記載のＮｉ基単結晶超合金材の再生方法。
【請求項３】
上記熱処理を、上記γ′相の再析出温度以上、かつ、Ｎｉ基単結晶超合金材の部分溶融温度以下の温度範囲で行う請求項２記載のＮｉ基単結晶超合金材の再生方法。
【請求項４】
上記有害析出物の分解温度が、Ｎｉ3Ａｌで構成されるγ′相の再析出温度よりも高い上記Ｎｉ基単結晶超合金材に、上記熱処理を施す請求項１記載のＮｉ基単結晶超合金材の再生方法。
【請求項５】
請求項１から４いずれかに記載の再生方法を用い、マトリックス中に析出していた有害析出物を分解させたことを特徴とするＮｉ基単結晶超合金材。
【請求項１】
マトリックス中に有害析出物が析出したＮｉ基単結晶超合金材を再生する方法において、上記Ｎｉ基単結晶超合金材に、上記有害析出物の分解温度以上、かつ、Ｎｉ基単結晶超合金材の部分溶融温度以下の温度範囲で熱処理を施し、有害析出物を分解させることを特徴とするＮｉ基単結晶超合金材の再生方法。
【請求項２】
上記有害析出物の分解温度が、主にＮｉ3Ａｌで構成されるγ′相の再析出温度よりも低い上記Ｎｉ基単結晶超合金材に、上記熱処理を施す請求項１記載のＮｉ基単結晶超合金材の再生方法。
【請求項３】
上記熱処理を、上記γ′相の再析出温度以上、かつ、Ｎｉ基単結晶超合金材の部分溶融温度以下の温度範囲で行う請求項２記載のＮｉ基単結晶超合金材の再生方法。
【請求項４】
上記有害析出物の分解温度が、Ｎｉ3Ａｌで構成されるγ′相の再析出温度よりも高い上記Ｎｉ基単結晶超合金材に、上記熱処理を施す請求項１記載のＮｉ基単結晶超合金材の再生方法。
【請求項５】
請求項１から４いずれかに記載の再生方法を用い、マトリックス中に析出していた有害析出物を分解させたことを特徴とするＮｉ基単結晶超合金材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−５７１１５（Ｐ２００６−５７１１５Ａ）
【公開日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２３７２２０（Ｐ２００４−２３７２２０）
【出願日】平成１６年８月１７日（２００４．８．１７）
【出願人】（０００００００９９）石川島播磨重工業株式会社 (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月１７日（２００４．８．１７）
【出願人】（０００００００９９）石川島播磨重工業株式会社 (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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