(57)【要約】  方向性凝固超合金は、熱処理が再結晶を生じるので、しばしば熱処理できない。熱処理中に揺動式に形成される本発明に係る温度推移によって、析出物の溶解と析出との経過を繰り返すことによって機械的応力が低減されるので、熱処理時の再結晶は避けることができる。本方法はγ’析出物を有するニッケル基超合金に応用することができる。周期的熱処理後、温度を完全溶解熱処理温度に等しい温度またはそれより高い温度に調整し、その温度に保つことができる。同様に、完全溶解熱処理温度より上で揺動運動を行うことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶解温度（ＴSOLV）以上で少なくとも部分的に素材マトリックス内で溶解することのできる溶解可能な析出物を有する素材用の熱処理方法であって、この素材が少なくとも一時的に溶解温度（ＴSOLV）より上で熱処理されるものにおいて、熱処理の温度推移（Ｔ（ｔ））が少なくとも一時的に、振り子状に変動（揺動）推移する方法。
【請求項２】
温度推移（Ｔ（ｔ））の揺動運動が溶解温度（ＴSOLV）より下で既に始まり、少なくとも一時的に溶解温度（ＴSOLV）より上で持続する請求項１記載の方法。
【請求項３】
温度推移（Ｔ（ｔ））の揺動運動が溶解温度（ＴSOLV）より上ではじめて始まる請求項１記載の方法。
【請求項４】
マトリックス内で析出物を完全に溶解する完全溶解熱処理温度（ＴLG）があり、温度（Ｔ）が温度（ＴSOLV）と温度（ＴLG）との間で往復的に揺動する請求項１、２または３記載の方法。
【請求項５】
温度推移（Ｔ（ｔ））が温度（ＴLG）と、温度（ＴSOLV）より上の温度との間で往復的に揺動する請求項４記載の方法。
【請求項６】
温度推移（Ｔ（ｔ））が温度（ＴLG）および温度（ＴSOLV）より下で往復揺動する請求項４記載の方法。
【請求項７】
温度（Ｔ）が温度（ＴLG）より下、温度（ＴSOLV）より上で揺動する請求項４記載の方法。
【請求項８】
マトリックス内で析出物を完全に溶解する完全溶解熱処理温度（ＴLG）があり、温度（Ｔ）が完全溶解熱処理温度（ＴLG）と、溶解温度（ＴSOLV）より下の温度（Ｔ）との間で往復揺動する請求項１、２または３記載の方法。
【請求項９】
マトリックス内で析出物を完全に溶解する完全溶解熱処理温度（ＴLG）があり、温度が温度（ＴLG）を下回る温度に至るまで上昇し、次のステップにおいてこの完全溶解熱処理温度（ＴLG）に至るまで揺動上昇する請求項１、２または３記載の方法。
【請求項１０】
熱処理温度（Ｔ）が、当初、溶解温度（ＴSOLV）を下回る温度に至るまで上昇し、次に揺動上昇する請求項１、２または９記載の方法。
【請求項１１】
熱処理温度が少なくとも溶解温度（ＴSOLV）に至るまで上昇し、次に揺動上昇する請求項１、３または９記載の方法。
【請求項１２】
温度（Ｔ）が、当初、溶解温度（ＴSOLV）より上の温度から溶解温度（ＴSOLV）以下へと１回または複数回揺動する請求項１、２、３、９、１０または１１記載の方法。
【請求項１３】
温度（Ｔ）が溶解温度（ＴSOLV）より上の温度から溶解温度（ＴSOLV）以下へと揺動しない請求項１、２、３、９、１０または１１記載の方法。
【請求項１４】
揺動運動が温度推移（Ｔ（ｔ））中の２つの局所極大によって規定されており、揺動する温度推移（Ｔ（ｔ））が少なくとも２つ、特に少なくとも３つの揺動運動を有する請求項１から１３のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１５】
温度（Ｔ）の揺動運動が少なくとも１時間持続する請求項１から１４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１６】
温度推移（Ｔ（ｔ））の揺動運動が正弦波状に形成されている請求項１から１５のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１７】
温度推移（Ｔ（ｔ））の揺動運動が三角形状に推移する請求項１から１６のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１８】
特定時点（ｔ３）以降に温度（Ｔ）が一定して完全溶解熱処理温度（ＴLG）に調整される請求項１から１７のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１９】
温度（Ｔ）が少なくとも１時間（１ｈ）、完全溶解熱処理温度（ＴLG）に留まる請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
熱処理前に素材の複数の金属元素の減少が特にふっ化物イオンクリーニングによって行われる請求項１から１９のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２１】
析出物がニッケル基超合金のγ’相である請求項１記載の方法。
【請求項２２】
完全溶解熱処理温度（ＴLG）を上まわらない請求項１、５、８、９、１８または１９記載の方法。
【請求項２３】
特定時点（ｔ３）以降に温度（Ｔ）が完全溶解熱処理温度（ＴLG）に達する請求項１から２２のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２４】
特定時点（ｔ３）以降に温度（Ｔ）が完全溶解熱処理温度（ＴLG）を上まわり、特に持続的に上まわる請求項１から２３のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２５】
特定時点（ｔ３）以降に温度（Ｔ）が一定して完全溶解熱処理温度（ＴLG）を超える温度に調整される請求項１から２４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２６】
揺動運動のとき温度が完全溶解熱処理温度（ＴLG）に達する請求項１から２５のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２７】
温度（Ｔ）が少なくとも一時的に揺動上昇する請求項１から２６のいずれか１つに記載の方法。
【請求項２８】
温度（Ｔ）の揺動上昇後に少なくとも温度が温度≧完全溶解熱処理温度（ＴLG）となるように調整される請求項２７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、析出物を有する素材の熱処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特にタービン翼または燃料室ライナ等のガスタービン部材用に使用されるニッケル基超合金はγ’相を有し、この相は修正の枠内で、すなわち補修中に、原材料特性を再び実現するためにいわゆるγ’溶解熱処理が施される。これは、方向性凝固ニッケル基超合金を有する部材では困難なしには可能でない。例えば動翼付根領域等の機械的に変形された表面の場合、γ’溶解熱処理により部材表面でγ’相の再結晶が生じる。方向性凝固ニッケル基超合金は、従来のニッケル基超合金とは異なり、粒界を安定させる元素を持たないかまたは僅かに有するだけであるので、再結晶によって部材表面に生成される粒再形成は許容できない材料弱化である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そこで本発明の課題は上記問題を解決することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、析出物を溶解し、析出物を析出させ、再び溶解し析出させることによって、再結晶が現れることのないように機械的応力が低減される請求項１に記載の熱処理方法によって解決される。
【０００５】
従属請求項に列挙された他の有利な措置は有利な仕方で互いに任意に組合せることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明に係る熱処理は特にニッケル基超合金に対して行われる。このようなＤＸまたはＳＸニッケル基超合金（図１３）は特にタービン翼１２０、１３０（図１４、図１５）、タービン用燃焼室要素１５５（図１６）、特にガスタービン１００（図１４）用に使用される。この熱処理は飛行機タービン構成部品（特に翼）でも行うことができる。
【０００７】
例示的に説明されるのはγ’相を有するニッケル基超合金の熱処理方法、つまりγ’溶解熱処理である。熱処理前にフッ化物イオンクリーニング（ＦＩＣ）も行うことができ、このクリーニングは一方で酸化物の亀裂をクリーニングするのに利用することができ、しかし特に部材表面の周りで基材の素材の複数の金属元素、特に超合金等のアルミニウムおよび／またはチタンを減少するのにも利用することができる。というのもこれら両方の元素はγ’形成材であるからである。部材表面領域で超合金等のγ’相を貧化すると、機械的負荷によって表面に発生する固有応力が減少する。この応力の減少によって粒再形成（再結晶）の駆動力が低下する。このために必要なＦＩＣクリーニングは有利には１０００℃前後の温度においてＨＦ／Ｈ2混合物で行われる。析出物（ここではγ’）を完全に溶解するための先行技術によるγ’溶解熱処理は超合金用にγ’完全溶解熱処理温度ＴLGを有し、この温度は次式で計算される：ＴLG＝１２９９．３１５＋３．９８７Ｗ−３．６２４Ｔａ＋２．４２４Ｒｕ＋０．９５８Ｒｅ−６．３６２Ｃｒ−４．９４３Ｔｉ−２．６０２Ａｌ−２．４１５Ｃｏ−２．２２４Ｍｏ。
【０００８】
以下では時間的溶解熱処理温度推移Ｔ（ｔ）に言及する。図には温度推移Ｔ（ｔ）が時間ｔにわたってプロットされており、温度ＴLGは上で述べた完全溶解熱処理温度である。溶解温度ＴSOLVは材料固有の温度であり、この温度以降にはじめて析出物は溶解できるが、しかし析出物の完全溶解には過度の長い時間を要する。
【０００９】
有利には少なくとも１時間である持続時間ｔ１は温度ＴSOLVを初めて上まわってから時点ｔ３に至るまでの時間であり、この時点以降に温度Ｔは有利には一定して完全溶解熱処理温度ＴLGに留まる。完全溶解熱処理温度に留まる時間は有利には少なくとも１時間（１ｈ）である。
【００１０】
図１では温度Ｔの振り子状の変動推移（以下、揺動運動という。）は、温度ＴSOLVよりも下で既に始まり、次に恒常的に揺動して（上昇する破線参照）、温度ＴLGにまで上昇する。
【００１１】
温度Ｔは温度ＴSOLVを上まわった後、温度ＴSOLVを揺動運動によって下まわることがある（図１では該当しない）。有利には特定時点ｔ３以降、温度Ｔは一定して完全溶解熱処理温度ＴLGに留まり、この温度に有利には少なくとも１時間留まる。
【００１２】
図１には温度推移の４つの局所極大を認めることができる。すなわち、４つの揺動運動が存在する。しかし５つ以上の揺動運動を生成することもできる。
【００１３】
図２では温度推移が図１におけると類似した推移であるが、しかし揺動運動は温度ＴSOLVより上で初めて始まる。有利には、揺動運動が温度ＴSOLVを下まわることはない。有利には特定時点ｔ３以降に温度Ｔは一定して完全溶解熱処理温度ＴLGに留まり、有利にはこの温度に少なくとも１時間留まる。図２には３つの局所極大を認めることができ、ここでは３つの揺動運動が存在する。
【００１４】
図３では温度Ｔが温度ＴSOLVを越えて（揺動することなく）上昇し、ここでは例えば１回、再び温度ＴSOLV以下に低下し、次に揺動して温度ＴLGにまで上昇する。有利には特定時点ｔ３以降に温度Ｔは一定して完全溶解熱処理温度ＴLGに留まり、有利にはこの温度に少なくとも１時間留まる。図３には３つの局所極大を認めることができ、ここでは３つの揺動運動が存在する。
【００１５】
図１、図２、図３による温度Ｔの恒常的に上昇する揺動運動（破線参照）において温度は温度ＴSOLVより上の温度から温度ＴSOLV以下に１回または複数回揺動することがある。
【００１６】
図４では温度Ｔは温度ＴSOLVを越えて溶解熱処理温度ＴLGにまで（揺動することなく）上昇し、これら２つの温度ＴLG、ＴSOLVの間を往復揺動する。
【００１７】
揺動する温度推移Ｔ（ｔ）は次に、水平に延びる破線に認められるように有利には一様に推移する。有利には特定時点ｔ３以降に温度Ｔは一定して完全溶解熱処理温度ＴLGに留まり、有利にはこの温度に少なくとも１時間留まる。図４には２つの揺動運動が示してある。しかし３つ以上の揺動運動を行うことができる。
【００１８】
図５では温度Ｔが完全溶解熱処理温度ＴLGに至るまでも（揺動することなく）上昇し、次に低下し、但し温度ＴSOLVに達することはない（差ΔＴ＞０）。揺動する温度推移Ｔ（
ｔ）は次に、水平に延びる破線に認められるように有利には一様に推移する。有利には特定時点ｔ３以降に温度Ｔは一定して完全溶解熱処理温度ＴLGに留まり、有利にはこの温度に少なくとも１時間留まる。図５には３つの局所極大を認めることができ、ここでは３つの揺動運動が存在する。
【００１９】
図６では温度Ｔは温度ＴSOLVを越えて温度ＴLGを下回る温度にまで（揺動することなく）上昇し、次にこれら２つの値の間で往復揺動する。揺動する温度推移Ｔ（ｔ）は次に、水平に延びる破線に認められるように有利には一様に推移する。有利には特定時点ｔ３以降に温度Ｔは一定して完全溶解熱処理温度ＴLGに留まり、有利にはこの温度に少なくとも１時間留まる。図６には２つの揺動運動が示してある。しかし３つ以上の揺動運動を行うこともできる。
【００２０】
図７では温度Ｔは温度ＴSOLVを越えて温度ＴLGを下回る温度にまで（揺動することなく）上昇し、温度ＴLGを下回るこの温度と温度ＴSOLVより上の温度との間で往復揺動する。揺動する温度推移Ｔ（ｔ）は次に、水平に延びる破線に認められるように有利には一様に推移する。有利には特定時点ｔ３以降に温度Ｔは一定して完全溶解熱処理温度ＴLGに留まり、有利にはこの温度に少なくとも１時間留まる。図７には３つの局所極大を認めることができ、ここでは３つの揺動運動が存在する。
【００２１】
図４、図６とは異なり、図８、図９では温度Ｔが温度ＴSOLV以下にも振れる。図８では温度が毎回、完全溶解熱処理温度ＴLGの最大値に達するのに対して、図９では温度推移の最大値はＴSOLVより上、但し完全溶解熱処理温度ＴLGを下回る温度に達する。図８、図９において有利には特定時点ｔ３以降に温度Ｔは一定して完全溶解熱処理温度ＴLGに留まり、有利にはこの温度に少なくとも１時間留まる。図８には２つの揺動運動が示してある。しかし３つ以上の揺動運動を行うこともできる。図９には２つの揺動運動が示してある。しかし３つ以上の揺動運動を行うこともできる。
【００２２】
図１０では温度Ｔは温度ＴSOLVを越えて（揺動することなく）上昇し、この値と低い値（≧ＴSOLV）との間で往復揺動する。揺動する温度推移Ｔ（ｔ）は次に、水平に延びる破線に認められるように有利には一様に推移する。次に温度は特定時点ｔ２後に特に振り子状に揺動して完全溶解熱処理温度ＴLGに上昇する。有利には特定時点ｔ３以降に温度Ｔは一定して完全溶解熱処理温度ＴLGに留まり、有利にはこの温度に少なくとも１時間留まる。図１０には４つの局所極大があり、４つの揺動運動が存在する。しかし５つ以上の揺動運動を行うこともできる。
【００２３】
図１２には本発明に係る揺動する温度推移Ｔ（ｔ）の他の実施例が示してある。温度Ｔが変動する温度平均値は、ここでは段階的に上昇し、時点ｔ３以降に温度は一定して温度ＴLGに調整される。
【００２４】
当初、温度Ｔは温度ＴSOLV前後で振れ、次に高い温度に上昇し、有利には温度ＴSOLVをもはや下まわることがなく揺動し、再び第３ステップまたは次のステップにおいてさらに上昇する。ここでは最大温度ＴLGに達するか、または温度ＴLGとの間隔が存在する。有利には特定時点ｔ３以降に温度Ｔは一定して完全溶解熱処理温度ＴLGに留まり、有利にはこの温度に少なくとも１時間留まる。
【００２５】
図１〜図１２では揺動運動が有利には波状または正弦波状に示してあるだけであるが、三角形状（図１１）、長方形状（図示せず）または別の態様に形成しておくこともできる。
【００２６】
同様に、温度Ｔは揺動運動のとき揺動運動によって温度ＴLGに到達し、またはこれを１回、あるいは複数回上まわることができる。
【００２７】
揺動運動終了後、温度を完全溶解熱処理温度ＴLGに等しいかまたはそれより高い温度に調整し、特に少なくとも１時間この温度に保つことができる。
【００２８】
最後に特定時点ｔ３に温度が完全溶解熱処理温度ＴLGよりも高く調整されるとき、有利には完全溶解熱処理温度ＴLGよりも上で揺動運動を行うことができる。
【００２９】
温度を完全溶解熱処理温度に調整するとき、意図することなく上まわることを除き、完全溶解熱処理温度を上まわらないことも有利である。
【００３０】
温度が揺動上昇することも有利である。図１、図２、図３、図１０における温度Ｔの揺動上昇は少なくとも一時的に起き、特に少なくとも温度ＴSolvを上まわるときに起きる。特に、温度Ｔの揺動上昇に、温度≧完全溶解熱処理温度ＴLGでの保持時間が続く。温度の揺動上昇は上昇する破線に認めることができ、揺動運動の極大の温度は先行する極大の温度よりも高くなっている。同様に、極小、つまり揺動運動の谷は同じでなく、時間ｔと共に上昇する。
【００３１】
図１３は、本発明に係る方法で処理することのできるニッケル基ＤＳまたはＳＸ超合金のリストを示す。素材ＩＮ６２０３ＤＳでは温度ＴSOLVが１１００℃、温度ＴLGが１１５０℃である。素材ＩＮ７９２ＤＳでは温度ＴSOLVが１１４０℃、温度ＴLGが１２３０℃である。素材ＰＷＡ１４８３ＳＸは、１１５０℃の温度ＴSOLVと１２５０℃の温度ＴLGとを有する。
【００３２】
図１４は例示的にガスタービン１００を縦部分断面図で示す。ガスタービン１００が内部に、軸１０１を備えて回転軸線１０２の周りで回転可能に支承されるロータ１０３を有し、このロータはタービンロータとも称される。ロータ１０３に沿って順次続くのは吸込ケーシング１０４、圧縮機１０５、同軸状に配置される複数のバーナ１０７を備えた例えば円環状の燃焼室１１０、特に環状燃焼室、タービン１０８、そして排気ケーシング１０９である。環状燃焼室１１０は、例えば環状の高温ガス通路１１１と連通している。そこでは例えば前後に接続される４つのタービン段１１２がタービン１０８を形成する。各タービン段１１２は例えば２つの翼輪で形成されている。作動媒体１１３の流れ方向に見て高温ガス通路１１１内で静翼列１１５に続くのは、動翼１２０で形成される列１２５である。
【００３３】
静翼１３０がステータ１４３の内部ケーシング１３８に固定されているのに対して、列１２５の動翼１２０は例えばタービンディスク１３３によってロータ１０３に取付けられている。ロータ１０３に発電機または作業機械（図示せず）が連結されている。
【００３４】
ガスタービン１００の運転中、圧縮機１０５によって吸込ケーシング１０４を通して空気１３５が吸い込まれて圧縮される。圧縮機１０５のタービン側末端で供給される圧縮空気はバーナ１０７へと送られ、そこで燃焼材と混合される。次にこの混合物は燃焼室１１０内で燃焼されて作動媒体１１３を形成する。そこから作動媒体１１３は高温ガス通路１１１に沿って静翼１３０および動翼１２０を通流する。動翼１２０で作動媒体１１３が膨張して衝撃を伝達し、動翼１２０がロータ１０３を駆動し、ロータはロータに連結された作業機械を駆動する。
【００３５】
高温作動媒体１１３に曝された部材は、ガスタービン１００の運転中熱負荷を受ける。作動媒体１１３の流れ方向に見て第１タービン段１１２の静翼１３０と動翼１２０は、環状燃焼室１１０に内張りされる遮熱要素と並んで、最も強く熱負荷を受ける。そこに存在する温度に耐えるために翼は冷却材によって冷却することができる。同様に、部材の基材は配向構造を有することができる。すなわち、基材は単結晶（ＳＸ構造）であるか、または縦配向粒子（ＤＳ構造）のみを有する。部材用、特にタービン翼１２０、１３０および燃焼室１１０の部材用の材料として使用されるのは例えば鉄基、ニッケル基またはコバルト基超合金である。そのような超合金が例えばＥＰ１２０４７７６Ｂ１、ＥＰ１３０６４５４、ＥＰ１３１９７２９Ａ１、ＷＯ９９／６７４３５またはＷＯ００／４４９４９により公知である。これらの明細書は合金の化学組成に関して本開示の一部である。
【００３６】
静翼１３０はタービン１０８の内部ケーシング１３８に向き合う静翼付根（ここには図示せず）と静翼付根とは反対側の静翼端とを有する。静翼端はロータ１０３に向き合い、ステータ１４３の固定リング１４０に固定されている。
【００３７】
図１５は、縦軸線１２１に沿って延びた流体機械の動翼１２０または静翼１３０を斜視図で示す。
【００３８】
この流体機械は飛行機のガスタービン、発電のための発電所のガスタービン、蒸気タービンまたは圧縮機とすることができる。
【００３９】
翼１２０、１３０は長手軸線１２１に沿って順次、固定部４００、これに隣接する翼プラットホーム４０３、翼板４０６、そして翼端４１５を有する。静翼１３０としての翼１３０はその翼端４１５に他のプラットホーム（図示せず）を有することができる。
【００４０】
固定部４００に形成された翼付根１８３は動翼１２０、１３０を軸またはディスクに固定するのに役立つ（図示せず）。翼付根１８３は例えばＴ字形に形成されている。他に、クリスマスツリー形またはダブテール形付根としての形成が可能である。翼１２０、１３０は、翼板４０６を通流する媒体用に前縁４０９と後縁４１２とを有する。
【００４１】
従来の翼１２０、１３０では、翼１２０、１３０のすべての部分４００、４０３、４０６において例えば中実金属素材、特に超合金が使用される。そのような超合金が例えば欧州特許第１２０４７７６号明細書、欧州特許出願公開第１３０６４５４号明細書、欧州特許出願公開第１３１９７２９号明細書、国際公開第９９／６７４３５号パンフレットまたは国際公開第００／４４９４９号パンフレットにより公知である。これらの明細書は合金の化学組成に関して本開示の一部である。その際、翼１２０、１３０は鋳造法によって、また方向性凝固によって、鍛造法によって、フライス加工法によって、またはそれらの組合せによって作製しておくことができる。単数または複数の単結晶構造を有する工作物は、運転時に高い機械的、熱的および／または化学的負荷に曝される機械用の部材として利用される。このような単結晶工作物の作製は例えば溶融体から方向性凝固によって行われる。問題となる鋳造法では、液状金属合金が単結晶構造へと、すなわち単結晶工作物へと凝固され、または方向性凝固される。樹枝状結晶が熱流に沿って整列し、柱状結晶質粒状構造（柱状。すなわち、工作物の全長にわたって延びる粒子。ここでは、一般的用語法に従って方向性凝固と称される。）または単結晶構造のいずれかを形成する。すなわち、工作物全体が単一の結晶から成る。この方法では、球状（多結晶）凝固への移行を避けねばならない。というのも、非方向性成長によって不可避的に横方向および縦方向粒界が生じ、これが、方向性凝固部材または単結晶部材の良好な特性を無にするからである。一般に方向性凝固組織とは、粒界を有しないかまたはせいぜい小角粒界を有する単結晶を意味し、また縦方向に延びる粒界を有するが横方向粒界を持たない柱状結晶構造も意味している。後者の結晶構造は方向性凝固組織（directionally solidified structures）とも称される。このような方法が米国特許第６０２４７９２号明細書、欧州特許出願公開第０８９２０９０号明細書により公知である。これらの明細書は凝固法に関して本開示の一部である。
【００４２】
同様に、翼１２０、１３０は腐食または酸化に備えた被覆を有することができる（例えば、ＭＣｒＡｌＸ；Ｍは鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）の群のうち少なくとも１つの元素、Ｘは活性元素、イットリウム（Ｙ）および／またはケイ素および／または少なくとも１つの希土類元素、もしくはハフニウム（Ｈｆ）である）。このような合金は欧州特許第０４８６４８９号明細書、欧州特許第０７８６０１７号明細書、欧州特許第０４１２３９７号明細書または欧州特許出願公開第１３０６４５４号明細書により公知であり、これらは合金の化学組成に関して本開示の一部となるものである。その密度は有利には理論密度の９５％である。保護する酸化アルミニウム層（ＴＧＯ＝熱成長酸化物層）がＭＣｒＡｌＸ層上に（中間層としてまたは最外層として）生成する。
【００４３】
ＭＣｒＡｌＸ上にさらに１つの断熱層を設けておくことができ、この断熱層は有利には最外層であり、例えばＺｒＯ2、Ｙ2Ｏ3‐ＺｒＯ2から成る。すなわち断熱層は酸化イットリウムおよび／または酸化カルシウムおよび／または酸化マグネシウムによって部分的にも、または完全にも安定化されていない。この断熱層がＭＣｒＡｌＸ層全体を覆う。例えば電子ビーム蒸着（ＥＢ‐ＰＶＤ）等の好適な被覆法によって断熱層内に柱状粒子が生成される。別の被覆法、例えば大気プラズマ溶射（ＡＰＳ）、ＬＰＰＳ、ＶＰＳまたはＣＶＤが考えられる。断熱層は耐熱衝撃性を改善するために多孔質、マイクロクラックまたはマクロクラックのある粒子を有することができる。つまり断熱層は有利にはＭＣｒＡｌＸ層よりも多孔質である。
【００４４】
翼１２０、１３０は中空または中実に実施しておくことができる。翼１２０、１３０が冷却されねばならない場合、翼は中空であり、場合によってはなお膜冷却孔４１８（破線で示唆）を有する。
【００４５】
図１６はガスタービン１００の燃焼室１１０を示す。燃焼室１１０は例えばいわゆる環状燃焼室として形成されており、周方向で回転軸線１０２の周りに配置される多数のバーナ１０７が共通の燃焼室空間１５４に通じて火炎１５６を生成する。このため燃焼室１１０はその全体が環状構造体として形成され、回転軸線１０２の周りに配置されている。
【００４６】
相対的に高い効率を達成するために燃焼室１１０は作動媒体Ｍの比較的高い約１０００℃〜１６００℃の温度用に設計されている。材料にとって不都合なこれらの動作パラメータの場合でも比較的長い運転時間を可能とするために、燃焼室壁１５３は作動媒体Ｍに向き合うその側に、遮熱要素１５５で形成される内張りを備えている。
【００４７】
それに加えて、燃焼室１１０の内部の高い温度のゆえに、遮熱要素１５５用もしくはその保持要素用に冷却システムを設けておくことができる。その場合、遮熱要素１５５は例えば中空であり、場合によっては、燃焼室空間１５４に開口する冷却孔（図示せず）をなお有する。
【００４８】
合金製の各遮熱要素１５５は作動媒体側に特別耐熱性の保護層（ＭＣｒＡｌＸ層および／またはセラミック被覆）を装備しており、または耐熱材料（中実セラミック煉瓦）から作製されている。これらの保護層はタービン翼と類似させることができ、つまり例えばＭＣｒＡｌＸを意味する：Ｍは鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）の群のうち少なくとも１つの元素、Ｘは活性元素、イットリウム（Ｙ）および／またはケイ素および／または少なくとも１つの希土類元素、もしくはハフニウム（Ｈｆ）である。このような合金は欧州特許第０４８６４８９号明細書、欧州特許第０７８６０１７号明細書、欧州特許第０４１２３９７号明細書または欧州特許出願公開第１３０６４５４号明細書により公知であり、これらは合金の化学組成に関して本開示の一部となるものである。
【００４９】
ＭＣｒＡｌＸ上に例えばセラミック断熱層をなお設けておくことができる。このセラミック断熱層は例えばＺｒＯ2、Ｙ2Ｏ3‐ＺｒＯ2から成る。すなわち断熱層は酸化イットリウムおよび／または酸化カルシウムおよび／または酸化マグネシウムによって部分的にも、または完全にも安定化されていない。例えば電子ビーム蒸着（ＥＢ‐ＰＶＤ）等の好適な被覆法によって断熱層内に柱状粒子が生成される。別の被覆法、例えば気中プラズマ溶射（ＡＰＳ）、ＬＰＰＳ、ＶＰＳまたはＣＶＤが考えられる。断熱層は耐熱衝撃性を改善するために多孔質、マイクロクラックまたはマクロクラックのある粒子を有することができる。
【００５０】
再加工（補修）とは、タービン翼１２０、１３０、遮熱要素１５５が、それらの利用後に場合によっては保護層を（例えばサンドブラストによって）取り除かれねばならないことを意味する。その後、腐食層および／または酸化層もしくは腐食生成物および／または酸化生成物の除去が行われる。溶解熱処理の際、本発明による方法が使用される。場合によってはなおタービン翼１２０、１３０または遮熱要素１５５のクラックも修理される。その後、タービン翼１２０、１３０、遮熱要素１５５の再被覆と、タービン翼１２０、１３０または遮熱要素１５５の再利用が行われる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係る熱処理方法の温度推移の実施例を示す。
【図２】本発明に係る熱処理方法の温度推移の実施例を示す。
【図３】本発明に係る熱処理方法の温度推移の実施例を示す。
【図４】本発明に係る熱処理方法の温度推移の実施例を示す。
【図５】本発明に係る熱処理方法の温度推移の実施例を示す。
【図６】本発明に係る熱処理方法の温度推移の実施例を示す。
【図７】本発明に係る熱処理方法の温度推移の実施例を示す。
【図８】本発明に係る熱処理方法の温度推移の実施例を示す。
【図９】本発明に係る熱処理方法の温度推移の実施例を示す。
【図１０】本発明に係る熱処理方法の温度推移の実施例を示す。
【図１１】本発明に係る熱処理方法の温度推移の実施例を示す。
【図１２】本発明に係る熱処理方法の温度推移の実施例を示す。
【図１３】超合金のリストを示す。
【図１４】ガスタービンを示す。
【図１５】タービン翼を斜視図で示す。
【図１６】燃焼室を斜視図で示す。
【符号の説明】
【００５２】
Ｔ  温度
ｔ  時間
ＴLG  完全溶解熱処理温度
ＴSOLV  溶解温度
Ｔ（ｔ）  温度推移
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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