(57)【要約】【課題】運用により材料劣化・損傷等が生じたガスタービン静翼を対象として、翼面に生じた非開口クラックを含むき裂を完全に削り除去する必要なく能率よく、かつ高品質のものとして再生処理できるようにする。【解決手段】ガスタービン静翼のき裂２が発生している表面部位の酸化層をき裂が一部残存する形で削り、この削り部内に静翼の基材１と同等材からなる基材同等材３と、この基材同等材よりも低融点のロウ材４とを充填し、不活性ガスによる加圧下での熱処理により、ロウ材を溶融させてき裂部位への拡散ロウ付けを行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービン静翼のき裂が発生している表面部位の酸化層を前記き裂が一部残存する形で削り、この削り部内に前記静翼の基材と同等材からなる基材同等材と、この基材同等材よりも低融点のロウ材とを充填し、不活性ガスによる加圧下での熱処理により、前記ロウ材を溶融させて前記き裂部位への拡散ロウ付けを行うことを特徴とするガスタービン静翼の再生処理方法。
【請求項２】
前記静翼の翼部き裂長さの総和が翼弦長の長さ以上になった場合に、翼表面の酸化層は削るが、き裂は一部残存させた形で完全に削ることはしない状態で、その上から全体を覆うようにしてき裂を完全に補修する請求項１記載のガスタービン静翼の再生処理方法。
【請求項３】
前記静翼の表面酸化層を除去した後の補修として、前記ロウ材と前記基材同等材との混合材料を使用した不活性ガス中の加圧下でロウ付けを行い、その後溶体化と時効熱処理とを施す請求項１記載のガスタービン静翼の再生処理方法。
【請求項４】
前記加圧処理の条件は９５ＭＰａ以上、200ＭＰａ以下とし、前記熱処理の温度条件は基材が局所溶解を生じる温度または共晶の炭化物で形成されるセル構造が崩壊する温度以下とする請求項３記載のガスタービン静翼の再生処理方法。
【請求項５】
前記熱処理の温度は１１００℃以上、１３００℃以下とする請求項４記載のガスタービン静翼の再生処理方法。
【請求項６】
前記基材同等材の組成は重量％で、Crが20〜35%、Niが５〜60%、Feが0.5〜2%、Wが5〜10%、Cが0.1〜0.5%、Bが0.005〜2%、残Coであり、前記ロウ材の組成は重量％で、Crが10〜40%、Niが8.5〜70%、Feが0.5〜2%、Wが9%以下（０％を含む）、Cが0.001〜0.6% Bが0.01〜3.5%、Siが1.0〜11%、Mnが2%以下（０％を含まない）、残Coである請求項１記載のガスタービン静翼の再生処理方法。
【請求項７】
前記基材同等材の組成は重量％で、Crが5〜35%、Niが５〜75%、Feが2%以下（０％を含む）、Wが12%以下（０％を含まない）、Cが0.6%以下（０％を含まない）、Bが1%以下（０％を含む）、Hfが2%以下（０％を含む）、Tiが6%以下（０％を含まない）、Nbが3%以下（０％を含まない）、Reが5%以下（０％を含む）、Moが5%以下（０％を含む）、Taが8%以下（０％を含まない）、Alが65%以下（０％を含まない）、Zrが0.7%以下（０％を含む）、残Co（５〜６５%）であり、前記ロウ材の組成は重量％で、Crが10〜40%、Niが8.5〜70%、Feが0.5〜2%、Wが9%以下（０％を含む）、Cが0.001〜0.6%、Bが0.01〜3.5%、Siが1.0〜11%、Mnが2%以下（０％を含まない）、残Coである請求項１記載のガスタービン静翼の再生処理方法。
【請求項８】
前記静翼基材同等材と前記ロウ材とは、粉末の混合層として充填し、前記静翼の表層側と基材側の一層で前記ロウ材の割合が大きく、かつこれらの中間層で前記基材同等材の割合を大きくした三層構造とし、または前記中間層の割合まで段階的に、もしくは傾斜的に変化させ、前記中間層から最外層または基材側層に向って前記ロウ材の割合が大きくなるようにする請求項１記載のガスタービン静翼の再生処理方法。
【請求項９】
請求項１ないし７のいずれかに記載した方法によって再生処理されたガスタービン静翼。
【請求項１０】
請求項８記載のガスタービン静翼を使用したガスタービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転により材料劣化、損傷等を受けたガスタービン静翼を再生処理するための方法に係り、特に運転時の起動停止に伴う熱疲労による損傷、クリープ損傷、疲労損傷、高温下に曝されることによる熱劣化、酸化、腐食、エロージョン、または飛来異物との衝突による損傷等を受けたガスタービンの静翼を再生させるためのガスタービン静翼の再生処理方法および本処理を施したガスタービン静翼、同静翼を使用したガスタービンに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンの高温部品、特にタービンの入口に当たる初段静翼は、最も高温の燃焼ガスに晒され、起動停止時の熱応力による熱疲労に主として起因するき裂が不可避的に多数発生する。また、ガスタービン静翼は、クリープ損傷、疲労損傷、高温下に曝されることによる熱劣化、酸化、腐食、エロージョン、または飛来異物との衝突による損傷等も受ける。このため、初段静翼等には長年、耐熱性および補修性に優れたCo基合金が用いられてきた。
【０００３】
従来、このようなき裂や、酸化エロージョン、摩耗等の損傷が生じた場合、ガスタービン静翼の損傷個所に対し、き裂の全部を削り（はつり）、TIG溶接等を施して溶接補修静翼とし、継続した使用が行われている。
【０００４】
しかし、ガスタービンの高温化が図られるにつれて補修量が増し、これらの補修の際に受ける溶接時の熱影響及び残留応力除去のため、その変形量はその後の変形修正では修正が困難なまでに至っている。
【０００５】
従来、このような事情のもとで、ガスタービン静翼の基材組成と類似な材料にSi，B等の融点降下材を添加したロウ材と基材組成材とをある配合比で混合し、基材の融点以下の熱処理により、き裂部の充填あるいは減肉部の肉盛を行う拡散ロウ付け補修方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
また、HIP処理を用いた機械的性質の改良法として、運転により生じたクリープボイドを消滅させることを意図した、合金部品の機械的性質の改良法が提案されている（例えば特許文献２参照）。
【０００７】
また、これと同様の方法によって、運転により劣化した組織を回復させるガスタービン部品の劣化・損傷回復処理方法および本処理を施したガスタービン部品に関する技術も提案されている（例えば特許文献３参照）。
【０００８】
さらに、ホイールと、それに植え込む動翼との突合せ部の溶接処理時に生じる溶接欠陥を、HIP処理によって消滅させる溶接処理方法も提案されている（例えば特許文献４参照）。
【特許文献１】米国特許第５３２０６９０号明細書
【特許文献２】特開昭５７−２０７１６３号公報
【特許文献３】特開平１１−３３５８０２号公報
【特許文献４】特開昭５７−６２８８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、起動停止時の熱応力または熱疲労に起因するき裂は、不可避的に多数発生することから、従来行われていたように、き裂部を削り、TIGにより溶接補修を行う補修法法では溶接補修量が多くなり、補修の際に受ける溶接時の熱影響および残留応力除去のため変形量が多く、その後の作業では変形修正を行うことが困難になってきている。
【００１０】
また、上述したように、Si，B等の融点降下材を添加したロウ材と基材組成材とをある配合比で混合し、基材の融点以下の熱処理により、き裂部の充填または減肉部の肉盛を行う拡散ロウ付けによる従来の補修方法では、融点降下材の偏析あるいは完全に基材を溶融することなく接合していることから、接合界面強度が得られない。このため、特にガスタービン静翼の基材並みの疲労強度あるいは延性を得ることはできなかった。
【００１１】
また、他のいずれの従来技術においても、運転時に発生したき裂表面の酸化皮膜を簡易的に除去することができないことから、許容き裂サイズ以上のき裂を、非開口クラックを含めて完全に削り、除去する補修を行っていた。このため、その削りに多くの労力、ひいては高コストを要していた。
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、運用により材料劣化・損傷等が生じたガスタービン静翼を対象として、翼面に生じた非開口クラックを含むき裂を完全に削り除去する必要なく能率よく、かつ高品質のものとして再生処理することができ、しかも熱影響および残留応力除去のため変形量が少なく余分な変形修正の必要もないガスタービン静翼の再生処理方法、同方法により再生されたガスタービン静翼および同静翼を使用したガスタービンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
発明者においては、ガスタービンの高温化が図られるにつれて補修量が増し、これらの補修の際に受ける溶接時の熱影響及び残留応力のため、その変形量がその後の変形修正では修正が困難なまでに至っている点を克服するために、多くの試験、研究を行った。
【００１４】
この結果、補修対象となるガスタービン静翼の熱影響及び残留応力の増大の原因の一つが、き裂等が発生している静翼の酸化部分の削り（はつり）量が多大である点に着目した。
【００１５】
すなわち、ガスタービンの静翼については、定期点検等の際に翼部き裂長さの総和が翼弦長の長さ以上になった場合を修復時点と捉え、許容き裂サイズ以上で補正対象となるき裂の酸化層を、表面が閉じた状態の非開口クラックを含むて全てのき裂を完全に除去するまで削り、溶接補修を行っており、この多量の削り作業により作業時間を費やしている。加えて、溶接補修量も増え、補修時の変形を来たしていた。
【００１６】
この原因は、静翼に発生するき裂部分の内部表面の酸化膜が薄いにも拘わらず、この酸化膜まで全て削り加工によって除去する作業を必須としていたことにある。
【００１７】
これに対し、発明者の検討によれば、不活性ガスによる加圧下で拡散ロウ付けのための熱処理を行う際に、ロウ材の自浄作用、すなわち酸化皮膜を基材から溶出除去する作用を強化することにより、き裂内部表面の酸化皮膜の薄いものを、削ることなくロウ付け補修が可能となることが判明した。
【００１８】
また、ロウ材に含まれる珪素（Ｓｉ）、硼素（Ｂ）等の融点降下成分の残留は一般的に強度低下要因となるが、この融点降下成分の基材への拡散を促進することで、ロウ材に残留する融点降下成分量を低減させ、ロウ材への強度低下要因を取り除くことが可能となることも判明した。
【００１９】
さらに、き裂の基材内先端までロウ材が、確実に浸透するようにし、融点降下成分の基材への拡散を熱処理によって、より確実に促進させることが可能となることも判明した。
【００２０】
本発明は、以上の３点の機能、すなわち拡散ロウ付けを用いた溶接補修時の局所入熱による熱変形あるいは溶接時の残留応力による変形の減少、ロウ材による自浄作用の強化の際の基材削り量の減少による工数の低減、融点を降下させた材料層の基材側と表面側に設けた仮熱処理による補修部の封入をその後の加圧によるき裂中へ浸透拡散させることによる強度改善という機能を実現させ、上記目的を達成するものである。
【００２１】
本発明では基本的に、ガスタービン静翼のき裂が発生している表面部位の酸化層を前記き裂が一部残存する形で削り、この削り部内に前記静翼の基材と同等材からなる基材同等材と、この基材同等材よりも低融点のロウ材とを充填し、不活性ガスによる加圧下での熱処理により、前記ロウ材を溶融させて前記き裂部位への拡散ロウ付けを行うことを特徴とするガスタービン静翼の再生処理方法を提供する。
【００２２】
この場合、前記静翼の翼部き裂長さの総和が翼弦長の長さ以上になった場合に、翼表面の酸化層は削るが、き裂は一部残存させた形で完全に削ることはしない状態で、その上から全体を覆うようにしてき裂を完全に補修することが望ましい。
【００２３】
また、前記加圧下の熱処理として、溶体化処理と時効熱処理とを施すことにより、補修時の変形を生じさせることなく補修する。すなわち、前記静翼の表面酸化層を除去した後の補修として、前記ロウ材と前記基材同等材との混合材料を使用した不活性ガス中の加圧下でロウ付けを行い、その後溶体化と時効熱処理を施すことにより、溶接補修時の変形を生じさせることなく補修する。
【００２４】
ここで、前記加圧処理の条件は９５ＭＰａ以上、200ＭＰａ以下とする。また、前記熱処理の温度条件は基材が局所溶解を生じる温度または共晶の炭化物で形成されるセル構造が崩壊する温度以下とする。具体的には、前記熱処理の温度は１１００℃以上、１３００℃以下とする。なお、より望ましくは、前記加圧下で行う加熱温度は、１１５０〜１２６０℃である。更に最も望ましくは、１１５０〜１２１０℃である。
【００２５】
また、前記基材同等材の組成は重量％で、Crが20〜35%、Niが５〜60%、Feが0.5〜2%、Wが5〜10%、Cが0.1〜0.5%、Bが0.005〜2%、残Coであり、前記ロウ材の組成は重量％で、Crが10〜40%、Niが8.5〜70%、Feが0.5〜2%、Wが9%以下（０％を含む）、Cが0.001〜0.6%、Bが0.01〜3.5%、Siが1.0〜11%、Mnが2%以下（０％を含まない）、残Coとする。
【００２６】
一方、前記ロウ材の組成は重量％で、Crが10〜40%、Niが8.5〜70%、Feが0.5〜2%、Wが9%以下（０％を含む）、Cが0.001〜0.6%、Bが0.01〜3.5%、Siが1.0〜11%、Mnが2%以下（０％を含まない）、残Coとする。
【００２７】
また、前記基材同等材の他の組成は重量％で、Crが5〜35%、Niが５〜75%、Feが2%以下（０％を含む）、Wが12%以下（０％を含まない）、Cが0.6%以下（０％を含まない）、Bが1%以下（０％を含む）、Hfが2%以下（０％を含む）、Tiが6%以下（０％を含まない）、Nbが3%以下（０％を含まない）、Reが5%以下（０％を含む）、Moが5%以下（０％を含む）、Taが8%以下（０％を含まない）、Alが65%以下（０％を含まない）、Zrが0.7%以下（０％を含む）、残Co（５〜６５%）であり、前記ロウ材の組成は重量％で、Crが10〜40%、Niが8.5〜70%、Feが0.5〜2%、Wが9%以下（０％を含む）、Cが0.001〜0.6%、Bが0.01〜3.5%、Siが1.0〜11%、Mnが2%以下（０％を含まない）、残Coとする。
【００２８】
さらに、前記静翼基材同等材と前記ロウ材とは、粉末の混合層として充填し、前記静翼の表層側と基材側の一層で前記ロウ材の割合が大きく、かつこれらの中間層で前記基材同等材の割合を大きくした三層構造とし、または前記中間層の割合まで段階的に、もしくは傾斜的に変化させ、前記中間層から最外層または基材側層に向って前記ロウ材の割合が大きくなるようにする。
【００２９】
本発明の方法により、新翼と同等の機能が発揮できる補修されたガスタービン静翼が提供される。また、このガスタービン静翼を使用したガスタービンが提供される。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、ガスタービン静翼の翼面に生じた非開口クラックを完全に削り除去することなく、拡散ロウ付けを用いて完全補修する。この際、不活性ガスによる加圧下で拡散ロウ付けのための熱処理を行い、ロウ材の自浄作用を強化することができ、き裂表面の酸化皮膜の薄いものは削らずにロウ付け補修を可能にすることができる。また、融点降下材の基材への拡散を促進し、強度低下要因を取り除くことができる。さらに、き裂の先端までロウ材が浸透するようにすることができ、上記３点の機能を発揮することができる。
【００３１】
これにより材料劣化・損傷等が生じたガスタービン静翼を対象として、翼面に生じた非開口クラックを含むき裂を完全に削り除去する必要なく能率よく、かつ高品質のものとして再生処理することができ、しかも溶接補修あるいは残留応力による変形量が少なく余分な変形修正の必要もないガスタービン静翼の再生処理方法、同方法により再生されたガスタービン静翼および同静翼を使用したガスタービンを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００３３】
図１は本実施形態によるガスタービン静翼の再生処理方法を示す説明図であり、図２はその手順を示す工程図である。
【００３４】
図１（ａ）および図２に示すように、本実施形態では、ガスタービン静翼におけるＮｉ基合金の基材１の補修部を、グラインダーなどで削る（Ｓ１０１）。この場合、ガスタービン静翼のき裂が発生している表面部位の酸化層を、き裂２が一部残存する形で削る。すなわち、この静翼の翼表面の酸化層は削るが、削り部１ａには、き裂２を一部残存させた形とし、完全に削ることはしない。すなわち、非貫通のき裂に関しては、表層部を一律に削り、それより深いき裂に関しては残した状態で、ロウ材の自浄作用と、加圧下で行うことによるその作用の強化とき裂先端までのロウ材の充填を可能にしている。なお、この再生処理対象翼として設定する静翼は、例えば定期点検等の際に、静翼の翼部き裂長さの総和が翼弦長の長さ以上になった場合とする。
【００３５】
次に、図１（ｂ）および図２に示すように、補修材として、削り部１ａ内に静翼の基材１と同等材からなる基材同等材（粉末）３と、これよりも低融点のロウ材（粉末）４とを充填する（Ｓ１０２）。
【００３６】
本実施形態では、静翼の基材１として、Co基超合金FSX414（商品名）を用いており、補修材としての基材同等材３には、重量％で、Crが20〜35%、Niが５〜60%、Feが0.5〜2%、Wが5〜10%、Cが0.1〜0.5%、Bが0.005〜2%、残Coのものを適用している。下記の表１には、基材１の組成、および基材同等材３の組成の一例を示している。
【表１】
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【００３７】
なお、本実施形態では上記以外の静翼基材、例えばIn939（商品名）、GTD222（商品名）等に対応する基材同等材についても適用することができる。例えばこれらの材料組成は、重量％で、Crが5〜35%、Niが５〜75%、Feが2%以下（０％を含む）、Wが12%以下（０％を含まない）、Cが0.6%以下（０％を含まない）、Bが1%以下（０％を含む）、Hfが2%以下（０％を含む）、Tiが6%以下（０％を含まない）、Nbが3%以下（０％を含まない）、Reが5%以下（０％を含む）、Moが5%以下（０％を含む）、Taが8%以下（０％を含まない）、Alが65%以下（０％を含まない）、Zrが0.7%以下（０％を含む）、残Co（５〜６５%）である。
【００３８】
また、ロウ材４には、重量％で、Crが10〜40%、Niが8.5〜70%、Feが0.5〜2%、Wが9%以下（０％を含む）、Cが0.001〜0.6%、Bが0.01〜3.5%、Siが1.0〜11%、Mnが2%以下（０％を含まない）、残Coの組成を有するものを適用している。このロウ材の組成の一例を、上記表１の下欄に示している。すなわち、ロウ材４は、ホウ素（Ｂ）、およびケイ素（Ｓｉ）を数％添加して溶融温度を低下させた粉末である。
【００３９】
ここで、基材同等材３とロウ材４とは、基材１の表層側（図１の上側）と基材側（図１の下側）の一層は、ロウ材４の割合が中間層に比べて大きく、中間層は基材同等材３の割合を両側の層より大きくした三層構造、または中間層の割合まで段階的に、もしくは傾斜的に変化させ中間層から最外層または基材側層に行くに従いロウ材４の割合が大きくなるようにする。
【００４０】
補修材充填後には、Ａｒガス等の不活性ガスによる加圧下での熱処理により、ロウ材４を溶融させて、き裂２部位への拡散ロウ付けを行う。例えば図１（ｃ）および図２に示すように、補修材が充填された基材１を例えばＨＩＰ炉内に設置し（Ｓ１０３）加圧下で加熱する（Ｓ１０４）。加熱温度は、溶融温度を低下させたロウ材４の粉末が溶融し、かつ基材同等材３の粉末が溶融しない温度に設定する。
【００４１】
具体的には、加圧下の熱処理後、溶体化処理と時効熱処理とを施すことにより、補修時の変形を生じさせることなく補修する。ここで、加圧処理の条件は100ＭＰａ以上、200ＭＰａ以下とする。また、熱処理の温度条件は局所溶解を生じる温度または共晶の炭化物で形成されるセル構造が崩壊する温度以下とする。具体的には、前記熱処理の温度は１１００℃以上、１３００℃以下とする。
【００４２】
このような条件で３０分〜数時間程度保持した後、室温まで冷却して補修材を溶融凝固させ（Ｓ１０５）、ＨＩＰ炉から取り出す。そして、最後に、補修部の凹凸をグラインダーなどで平滑に仕上げた後（Ｓ１０６）、真空処理炉にて溶体化（Ｓ１０７）と時効の熱処理（Ｓ１０８）とを施し、補修を終了する。
【００４３】
以下、具体的な実施例について説明する。
【００４４】
下記の表２は、本実施形態による加圧処理の際における圧力と自浄作用の関係を示している。
【表２】
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【００４５】
この表２に、実施例１〜５として示すように、処理温度１１００℃以上で、圧力９５ＭＰａ以上の処理を施した場合には、試料の酸化皮膜厚さが未処理状態において０．８ｍｍ厚であったものが、０．００２ｍｍ厚以下となったのに対し、未処理状態の試料である比較例１、９０ＭＰａの加圧をした比較例２、および処理温度９００℃の比較例３の場合には、試料の酸化皮膜厚さが０．７５ｍｍ厚以上であり、自浄作用が得られないことが認められた。これにより、本発明による自浄作用について、処理温度１１００℃以上，圧力９５０ＭＰａ以上の条件においてその効果が顕著に認められた。
【００４６】
次に、下記の表３は、本発明の実施例５〜７および比較例４、５について、処理後の引張り試験結果を示している。
【表３】
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【００４７】
この表３は、実機翼より切り出した素材を用い、表面を削りロウ付け補修を行い、1150℃1000ＭＰａでの処理（HIP）を行った後、通常の熱処理である1150℃2時間の溶体化処理と、980℃４時間の時効処理を行ったもの（実施例６〜８）について、常温における引張り試験結果を比較材（比較例４、５）と共に示している。実施例６〜８の場合は、削り量およびき裂の残存量の如何にかかわらず、基材並みの強度が得られていた。
【００４８】
下記の表４は、60000時間実機運転に供した静翼に対して従来のき裂を削りTIG補修にて補修したもの（比較例６）と、本実施形態により、き裂の補修に際してき裂部を1mm表面を削った後、一律にき裂を加圧下でロウ付け補修したもの（実施例９，１０）との変形量をドロップチェック（変形量試験）にて計測した結果を示している。
【表４】
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【００４９】
この表４に示すように、比較例６のものは変形量が４．２ｍｍであるのに対し、実施例９，１０のものは、変形量が０．２〜０．３ｍｍと極めて小さいことが認められた。本手法では、貫通き裂部に関してはき裂を塞ぐ程度にTIGにて補修を行うのみで局部的な入熱を基材に与えないことから、変形は処理前後でほとんど認められなかった。
【００５０】
下記の表５は、基材同等材粉末とロウ材の混合比率を変化させた中間層の緻密度、き裂への補修材の充填度、および中間層部を中心に採取した試験片による引張り試験結果を示している。
【表５】
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【００５１】
この表５に示すように、HIP処理の前に1210℃で10分間の仮熱処理を施し最外層を溶解し、その後のHIP処理時最外層がき裂補修部を封じ込め加圧効果が得られるようにした後、HIP処理およびその後の、1150℃4ｈ、980℃4ｈの溶体化熱処理と時効熱処理を施し、その後の組織観察および機械試験に供した。
【００５２】
この結果、本実施形態のように、最外層および基材側の層のロウ材の含有比率を上げ、中間部は基材相当組成の粉末含有量を上げたもの（実施例１１〜１５）は、緻密度、充填度、強度、延性とも、最外層および基材側の層のロウ材の含有比率を上げず、中間部は基材相当組成の粉末含有量を上げないもの（比較例７〜１１）に比べて優れることが確認できた。
【００５３】
次に、下記の表６は、本実施形態による組織観察および補修部の引張試験結果を示すもので、処理温度と圧力による基材およびロウ付け部の組織およびき裂への充填状況を評価した結果を示している。
【表６】
2006046147.tif 000008
【００５４】
ここでは、補修材を補修部最外層部と溝底に基材相当組成材とロウ材の比が５０％、５０％、中間層は８０％：２０％の混合比となるシート材を挿入し、HIP処理の前に1210℃で10分間の仮熱処理を施し最外層を溶解した後、下記処理温度にてHIP処理を行った。その後、1150℃4ｈ、980℃4ｈの溶体化熱処理と時効熱処理を施し、その後の組織観察および機械試験を行った。
【００５５】
この結果、1100℃以下（比較例１２）では、き裂への補修材の充填は十分には得られず、また、補修部の組織はロウ材と基材相当組成材が完全に合金化した組織を呈しておらず十分な強度および延性が得られなかった。
【００５６】
これに対して、1100℃以上（実施例１６，１７）では補修部の組織およびき裂への充填度のいずれも改善が認められており、強度および延性ともほぼ基材並みの特性が得られていた。1150℃以上（実施例１８，１９）では、更に改善が認められており、ほぼ基材と同等の特性が得られていた。
【００５７】
しかし、1210℃以上（実施例２０）では、基材側の鋳造時に形成された炭化物によるセル構造が一部炭化物が固溶することにより崩れ始める兆候が認められており、1260℃以上（実施例２１〜２３）では部分的な崩壊と特性の低下の兆候が認められ、1300℃以上（比較例１３）ではセル構造の崩壊が明瞭に認められるようになり、顕著な特性の低下が認められた。
【００５８】
図３は、本実施形態による加圧処理を施した試料により、補修界面における元素分析結果を行った結果を示すグラフである。
【００５９】
この図３において、横軸には補修材側から基材側に向う距離（ｍｍ）を示し、縦軸にはロウ材の元素、特にＣｒ、および融点降下に効果のあるＢ，Ｓｉについて、それぞれ従来処理の場合（実線）と本実施形態による処理の場合（破線）とを示している。
【００６０】
この図３に示すように、再生処理を実施した後、ロウ付け部と基材との界面領域において、ＢおよびＳｉの含有量が従来処理の場合に比して本実施形態処理の場合には大幅に低減することが確認された。すなわち、ロウ材の融点降下に効果のあるＢおよびＳｉは、処理後には基材側に分散浸透し、その結果ロウ付け部と基材との界面領域の溶融温度が高まる。したがって、処理済みの静翼再使用時には、ロウ付け部の耐熱効果が向上し、高温下運転時における強度が高まり、十分な耐用効果が発揮されるものである。すなわち、本実施形態により、ロウ材の元素、特に融点降下に効果のあるＢ，Ｓｉ等の元素の偏析が大幅に改善されることが確認された。なお、補修界面においてはＣｒ含有量も同様に低減していた。
【００６１】
図４〜図７は、本実施形態により、Ｂ，Ｓｉ等の元素の偏析改善された状況を示す顕微鏡写真である。
【００６２】
図４〜図７は、本実施形態による熱処理温度がそれぞれ１１９０℃、１２１０℃、１２５０℃、１３００℃の場合を順に示している。各図において陰影で示されるＢ，Ｓｉ等の元素の偏析が、処理温度の高化に連れて減少していることが明確に確認できた。
【００６３】
この結果、本実施形態によれば、拡散ロウ付けを用いて完全補修する際に、不活性ガスによる加圧下で拡散ロウ付けのための熱処理を行うことにより、ロウ材の自浄作用を強化することができ、き裂表面の酸化皮膜の薄いものは削らずにロウ付け補修を可能にすることができ、しかも融点降下材の基材への拡散を促進し、強度低下要因を取り除くことができ、さらにき裂先端までロウ材が浸透するようにすることができる等の機能が発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本発明の実施形態による再生処理プロセスの説明図。
【図２】本発明の実施形態による再生処理手順を示すフロー図。
【図３】本発明の実施形態による圧力と自浄作用の関係を示すグラフ。
【図４】本発明の実施形態を示す顕微鏡写真。
【図５】本発明の実施形態を示す顕微鏡写真。
【図６】本発明の実施形態を示す顕微鏡写真。
【図７】本発明の実施形態を示す顕微鏡写真。
【符号の説明】
【００６５】
１  基材１
１ａ  削り部
２  き裂
３  基材同等材（粉末）
４  ロウ材（粉末）
【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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