(57)【要約】【課題】回転軸を有するハイブリッド部材の形成方法が提供される。【解決手段】回転軸を有するハイブリッド部材の形成方法は、第１接合面及び第１平均結晶粒度を有する第１基体を形成し、第２接合面及び第１平均結晶粒度とは相違する第２平均結晶粒度を有する第２基体を形成し、第１基体と第２基体とを第１及び第２接合面の接合部で一体的にイナーシャ溶接して第１及び第２基体間に固体ジョイントを形成することを包含する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１接合面を備える第１基体を形成し、前記第１基体は第１平均結晶粒度を有し、
第２接合面を有する第２基体を形成し、前記第２基体は、前記第１平均結晶粒度とは相違する第２平均結晶粒度を有し、
前記第１及び第２基体を一体に、前記第１及び第２接合面にイナーシャ溶接し、第１及び第２基体の間に固体ジョイントを形成することを包含する回転軸を有するハイブリッド部材を形成する方法。
【請求項２】
前記第１基体は、ハイブリッドディスクのボア領域と第１ウェブ部とを形成し、前記第２基体は、前記ハイブリッドディスクのウェブ領域に前記ジョイントを配置するように、前記ハイブリッドディスクの第２ウェブ部とリム領域とを形成する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１平均結晶粒度は、第２平均結晶粒度よりも微細である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１平均結晶粒度は、ＡＳＴＭ１１とＡＳＴＭ９との間であり、前記第２平均結晶粒度は、ＡＳＴＭ８とＡＳＴＭ６との間である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ジョイントは、前記ハイブリッド部材の回転軸に対して、５度と８５度との間の角度である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ジョイントは、前記ハイブリッド部材の回転軸に対して、１５度と７５度との間の角度である、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ジョイントは、回転軸から、第２基体で形成されるリム領域の半径方向外側縁部までの半径方向距離の５０パーセントと８０パーセントとの間に配置される、請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記ハイブリッドディスクに、溶接後熱処理を行い、
前記ハイブリッドディスクを仕上げ機械加工することを更に包含する、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記第１基体及び前記第２基体は、鍛造合金を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１基体及び前記第２基体は、鋳造合金を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１基体を形成することは、
前記第１基体を熱処理し、
前記第１接合面を機械加工することを包含する請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２基体を形成することは、
第２基体を熱処理し、
前記第２接合面を機械加工する、ことを包含する請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
第１平均結晶粒度を有するボア基体を形成し、前記ボア基体は、第１接合面を有し、
前記第１平均結晶粒度とは異なる第２平均結晶粒度を有するリム基体を形成し、前記リム基体は、第２接合面を有し、
前記ボア基体と前記リム基体とを一体に、前記第１及び第２接合面の接合部でイナーシャ溶接し、前記ボア基体と前記リム基体との間に固体ジョイントを形成することを包含する、回転軸を有するハイブリッドディスクを形成する方法。
【請求項１４】
前記第１平均結晶粒度は、ＡＳＴＭ１１とＡＳＴＭ９との間であり、前記第２平均結晶粒度は、ＡＳＴＭ８とＡＳＴＭ６との間である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記ジョイントは、前記ハイブリッドディスクの回転軸に対して、５度と８５度との間の角度である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記ジョイントは、前記ハイブリッドディスクの前記回転軸から前記リム基体の半径方向外方縁部までの半径方向距離の５０パーセントと８０パーセントとの間に配置される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記ハイブリッドディスクに、溶接後熱処理を行い、
前記ハイブリッドディスクを仕上げ機械加工することを更に包含する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記ボア基体を形成することは、
前記ボア基体を熱処理し、
前記第１接合面を機械加工することを包含する請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
前記リム基体を形成することは、
前記リム基体を熱処理し、
前記第２接合面を機械加工することを包含する請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
ＡＳＴＭ１１とＡＳＴＭ９との間の平均結晶粒度を有するボア部と、
ＡＳＴＭ８とＡＳＴＭ６との間の平均結晶粒度を有するリム部と、
前記ボア部と前記リム部との間に配置されるウェブ部とを備え、前記ウェブ部は、前記ボア部の半径方向外面と前記リム部の半径方向内面とに近接して形成される固体ジョイントを有し、前記固体ジョイントは、前記ハイブリッドディスクの回転軸に対し５度と８５度と間の角度である、ハイブリッドディスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド部材及びハイブリッド部材の形成方法に関する。
【０００２】
（関連出願（複数を含む）の相互参照）
本願は、「ＨＹＢＲＩＤ  ＣＯＭＰＯＮＥＮＴ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＯＦ  ＭＡＫＩＮＧ」と題する出願番号第１５／２９２，８０２号と同日に出願したものである。
【０００３】
（政府所有の記載）
本発明は、合衆国空軍による契約番号第ＦＡ８６５０−１４−２−５２０９号の下で、合衆国政府による助成を受けてなされたものである。政府は、本発明について特定の権利を有する。
【背景技術】
【０００４】
伝統的に、高性能エンジンの部材は、均一の成分及び微細構造を有する単一材料から組立てられる。しかしながら、作動中、回転部材の回転軸に半径方向に近接する領域は、一般に、半径方向外側領域よりも、低い温度及び高い応力で作用する。単一材料で組立てられた部材は、半径方向内側及び外側領域の双方に対し、この部分における異なる半径方向の応力及び温度に対処するためには、最適の材料特性を有するものではない。結果として、回転部材の性能は厳格に制限される可能性がある。現在、固体接合またはデュアルプロパティ熱処理等の製造方法を使用して、改善された位置−特異性を有する回転部材を製造することができる。しかしながら、異なる材料（例えば、１つの材料のブレード及び他の材料のロータディスク）を有する回転部材の場合には、製造は、追加の処理工程を必要とするために非常に複雑で、典型的には、２つの異なる材料間のジョイント及び／または移行領域の近部に脆弱領域が生じる。
【０００５】
性能を最大にするため、回転部材の異なる領域は、位置−最適化特異性を有する異なる材料を包含すべきである。例えば、回転部材の回転軸に半径方向に近接する領域は、より大きな低温引張強度、バースト機能、及び、低サイクル疲労に対する耐性が役立ち、一方、部材の中心線から半径方向に大きく離隔する領域は、欠陥許容度の増大に加え、より大きな高温クリープ及び破壊強度を有することが役立つ。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
回転軸を有するハイブリッド部材の形成方法は、第１接合面及び第１平均結晶粒度を有する第１基体を形成し、第２接合面及び第１平均結晶粒度とは相違する第２平均結晶粒度を有する第２基体を形成し、第１基体と第２基体とを第１及び第２接合面の接合部で一体的にイナーシャ溶接して第１及び第２基体間に固体ジョイントを形成することを包含する。
【０００７】
回転軸を有するハイブリッドディスクの形成方法は、第１接合面及び第１平均結晶粒度を有するボア基体を形成し、第２接合面及び第１平均結晶粒度とは相違する第２平均結晶粒度を有するリム基体を形成し、ボア基体とリム基体とを第１及び第２接合面の接合部で一体的にイナーシャ溶接してボア基体とリム基体との間に固体ジョイントを形成する。
【０００８】
ハイブリッドディスクは、ＡＳＴＭ１１とＡＳＴＭ９との間の平均結晶粒度を有するボア部と、ＡＳＴＭ８とＡＳＴＭ６との間の平均結晶粒度を有するリム部と、ボア部とリム部との間に位置するウェブ部とを包含する。ウェブ部は、ボア部の半径方向外面とリム部の半径方向内面とに近接して形成される固体ジョイントを有する。固体ジョイントは、ハイブリッドディスクの回転軸に対して５度と８５度との間の角度を付けられている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ハイブリッドロータディスクの図である。
【図１Ａ】図１のハイブリッドロータディスクの半径方向断面図である。
【図２】ハイブリッドロータディスクの形成に使用する未接合のボア基体とリム基体との図である。
【図３】結合形成に続く基体の図である。
【図４】ハイブリッドロータディスクの製造方法の概略的な図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示は、概略的には、微細構造及び／または成分が異なる領域を有する部材を製造するための製造工程に関する。しばしば、作動条件は、性能（例えば、燃料燃焼を低減し、エンジン全体の効率を向上する）を最適化するために、異なる材料特性が必要とされる異なる領域を含む部材を必要とする。本発明を必要とし得る作動条件の例は、高性能エンジンの部材である。典型的には、高性能エンジンは、より高温度かつ高圧力でより効率的に作動する。
【００１１】
ハイブリッド部材及びハイブリッド部材を作成する方法が、本明細書に開示される。ハイブリッド部材の一例は、ガスタービンエンジンの圧縮機またはタービン部分のロータディスクである。図１及び図１Ａは、ハイブリッドディスクの図を示す。図１は、ハイブリッドディスク１０の斜視図を示し、図１Ａは、ハイブリッドディスク１０の半径方向断面図を示す。ハイブリッドディスク１０は、ボア領域１２、リム領域１４及びウェブ領域１６を有する。作動中、ハイブリッドディスク１０は、回転軸（中心線軸）１８の回りを回転する。ボア領域１２は、リム領域１４及びウェブ領域１６の半径方向内方に配置され、リム領域１４は、ボア領域１２及びウェブ領域１６の半径方向外方に配置される。ボア領域１２は、概略的には、ハイブリッドディスク１０の中央ハブであり、ハイブリッドディスク１０をシャフトに装着するための貫通孔を備えることができる。ウェブ領域１６は、概略的には、ボア領域１２とリム領域１４とを接続し、モノリシックまたは一体のハイブリッドロータディスクを形成する。ハイブリッドディスク１０の半径方向外面は、リム領域１４に配置される。ブレード状エーロフォイル（図示しない）が、リム領域１４の外面で、ハイブリッドディスク１０に接続される。図１Ａに示すように、ハイブリッドディスク１０は、その最大軸方向厚さ（左から右に見て）をボア領域１２に有することができる。最小軸方向厚さの領域は、リム領域１４またはリム領域１４に近接するウェブ領域１６の部分とすることができる。
【００１２】
ここに記載のように、ハイブリッドディスク１０は、異なる材料成分及び／または粒子構造を有する２つの基体から形成される。いくつかのケースでは、２つの基体は、鍛造または鋳造合金である。２つの基体は、イナーシャ溶接により、共に接合されてハイブリッドディスク１０を形成する。イナーシャ溶接工程は、回転する基体と静止した基体との間に作用する荷重により摩擦熱が発生する工程で形成される金属結合を介して、２つの基体間に固体ジョイントを生成する。この結合工程は、固体不連続性を最小とし、溶接界面でジョイントからすり減った金属が流れるときに、表面のあらゆる汚染物を除去することにより、本質的に「自浄式」である。ジョイントは、例えば、ウェブ領域１６内のハイブリッドディスク１０の低応力領域に配置される。異なる材料成分及び／または粒子構造を有する２つの基体を接合することにより、ハイブリッドディスク１０は、ボア領域１２とリム領域１４とがそれぞれ期待される作動条件に対して最適化され、したがって、ジョイントはハイブリッドディスク１０の低応力領域に配置されるように設計することができる。
【００１３】
図２は、未接合のボア基体２０とリム基体２２とを示す。より詳細に説明するように、ボア基体２０は、ボア領域１２とハイブリッドディスク１０のウェブ領域１６の一部とを形成し、リム基体２２は、リム領域１４とウェブ領域１６の一部とを形成する。ボア基体２０は、ハイブリッドディスク１０のボア領域１２の完成形状に近似するように、成形される（鍛造、鋳造及び／または機械加工により）。ボア基体２０は、機械加工されて、金属結合される場所に接合面２４を有する。ボア基体２０は、ハイブリッドディスク１０のボア領域１２に概略的に最適化される材料を包含する。いくつかの実施形態では、ボア基体２０は、高度の引張強度、低温強度（低サイクル疲労に対する抵抗）及びバースト機能を有する、鋳造、鋳造及び／または粉末金属合金を包含する。ボア基体２０に好適な合金のタイプの例は、ＰＲＭ４８，ＭＥ１６，ＩＮ１００，ＩＮ１７１８，Ｕ７２０，Ｕ７２０ｌｉ，ＭＥ３，合金１０、及び、低ソルバス、高耐熱性（ＬＳＨＲ）粉末金属合金を含む。いくつかの実施形態では、ボア基体２０は、０．０６％より少ない炭素を包含することができる。ボア基体２０は、典型的には、リム基体２２よりも微細な粒子構造を有する。いくつかの実施形態では、ボア基体２０は、ＡＳＴＭ  Ｅ１１２−１３（「ＡＳＴＭ」）サイズ９〜１１の平均結晶粒度を有する。ボア基体２０は、ハイブリッドディスク１０を形成するために使用する前に、熱処理することができる。例えば、１つの実施形態では、ボア基体２０は、イナーシャ溶接の前にサブソルバス熱処理を行う。このような熱処理は、全体的にハイブリッドディスク１０のボア領域１２に望ましい性質を有するボア基体２０を提供する。この溶接前熱処理は、ボア基体２０の成形前または後で行うことができる。
【００１４】
リム基体２２は、ハイブリッドディスク１０のリム領域１４の完成形状に近似するように、成形される（鍛造、鋳造及び／または機械加工により）。リム基体２２は、機械加工されて、金属結合される場所に接合面２５を有する。リム基体２２は、ハイブリッドディスク１０のリム領域１６に概略的に最適化される材料を包含する。いくつかの実施形態では、リム基体２２は、クリープ、破断及び割れに対する高度の耐性を有する鋳造、鍛造及び／または粉末金属合金を包含する。リム基体２２に対する適切な合金の例は、ＰＲＭ４８，ＭＥ１６，ＩＮ１００，合金１０及びＬＳＨＲ粉末金属合金を包含する。いくつかの実施例では、リム基体２２は、０．０６％より少ない炭素を包含することができる。リム基体２２は、ボア基体２０の合金よりも高いソルバス温度を有するガンマプライム合金を包含することができる。リム基体２２は、典型的には、ボア基体２０よりも粗い粒子構造を有する。いくつかの実施形態では、リム基体２２は、ＡＳＴＭサイズ６〜８の平均結晶粒度を有する。リム基体２２は、ハイブリッドディスク１０を形成するために使用する前に、熱処理することができる。例えば、１つの実施形態では、リム基体２２は、粒子がリム基体２２内で成長するように、イナーシャ溶接の前にスーパーソルバス熱処理を受ける。このような熱処理は、全体的にハイブリッドディスク１０のリム領域１４に概略的に望ましい性質を有するリム基体２２を提供する。この溶接前熱処理は、リム基体２２の成形前または後で行うことができる。
【００１５】
図３は、イナーシャ溶接の後のボア基体２０とリム基体２２との間の金属結合を示す。イナーシャ溶接中、ボア基体２０とリム基体２２との一方が静止状態に保持され、他方の基体が回転軸１８の回りを回転される。イナーシャ溶接中、ボア基体２０とリム基体２２との双方が、回転軸１８に対して垂直に配向される。回転が始まる際、ボア基体２０とリム基体２２とは、それぞれの接合面２４及び２５がお互いに接触される。回転が継続する際、接合面２４及び２５は、摩擦熱が発生し、これは、圧力が回転軸１８の方向に作用するにつれて増大する。イナーシャ溶接を介して金属係合を形成するために必要な軸方向力、回転速度及びエネルギは、接合面２４及び２５の表面積、並びに、ボア基体２０及びリム基体２２のそれぞれのサイズ、質量及び材料成分を含むこれ等の基体の材料特性に依存する。回転が始まり、基板が付勢されて接触し、金属結合を形成するための十分な時間の経過後、回転速度がゼロまで減少し、固体ジョイント２６が形成される。イナーシャ溶接中、すり減った接合面２４及び２５からの金属は、固体ジョイント２６から流れ出し、これにより、あらゆる表面汚染物が除去される。
【００１６】
固体ジョイント２６が形成されると、結合されたボア基体２０及びリム基体２２は、機械加工され、接合界面から残部が除去され得る。機械加工に続いて、その部分を検査し、この後、ボア基体２０及びリム基体２２の微細組織の応力除去及びエージングのために、熱処理サイクルを行う。これらの熱処理工程は、その部分の残留応力を除去し、ボア基体２０及びリム基体２２の材料特性を改善する。溶接後の熱処理は、ボア基体２０及びリム基体２２の一方の結晶粒度に影響しない。安定化及びエージング熱処理の後、その部分は所要の形状に仕上げ加工され、ハイブリッドディスク１０を作成し、非分離性評価される。これに代え、ボア基体及び／またはリム基体２２は、結合前にエージング熱処理を受けることができる。この場合、溶接後の熱処理は応力を除去する。
【００１７】
図２及び図３に示すように、固体ジョイント２６が形成されるそれぞれボア基体２０とリム基体２２との接合面２４及び２５は、回転軸１８に対して角度を形成する（図３に角度θで示す）。示すように、角度θは約４５°である。固体ジョイント２６を、回転軸１８に対して非ゼロ及び非９０°の角度で形成することにより、ジョイント２６の結合長さ（及び、結果として生じる結合強度）が増大する。いくつかの実施形態では、ボア基体２０とリム基体２２との結合面は、回転軸１８に対して５°と８５°との間の角度を付けられる。更に他の実施形態では、ボア基体２０とリム基体２２との結合面は、回転軸１８に対して１５°と７５°との間の角度を付けられる。更に他の実施形態では、ボア基体２０とリム基体２２との結合面は、回転軸１８に対して３０°と６０°との間の角度を付けられる。ハイブリッドディスク１０の熱及び応力分析は、ボア基体２０とリム基体２２との結合面（それぞれ、接合面２４及び２５）の最適角度を決定するために実行することができる。
【００１８】
固体ジョイント２６は、ハイブリッドディスク１０の比較的低応力領域に形成することができる。ジョイントは、部材内の「より弱い」点であることが多く、過度の応力を受けない領域にジョイントを配置することで、作動中にジョイントを確実に保持することを支援する。ハイブリッドディスク１０内のジョイント２６の最適位置は、ハイブリッドディスク１０の作動条件、及び、ボア領域１２とリム領域１４の成分に依存する。結合角度と同様に、ハイブリッドディスク１０の熱及び応力分析が、ジョイント２６に対する最適位置を決定するために行うことができる。ハイブリッドディスク１０のいくつかの実施形態では、ウェブ領域１６は、リム領域１４の部分よりも受ける応力の低い領域であり、ジョイント２６はウェブ領域１６に配置される。いくつかの実施形態では、ジョイント２６は、ハイブリッドディスク１０の半径（回転軸１８からリム領域１４の半径方向外面までの距離）の５０パーセントと８０パーセントとの間で半径方向に配置することができる。
【００１９】
図４は、ハイブリッドディスク１０を準備するための方法３０の１つの実施形態を概略的に示す。方法３０のステップ３２及び３４で、ボア基体２０及びリム基体２２がそれぞれ形成される。この実施形態では、ステップ３２及び３４に、ボア基体２０にサブソルバス加熱処理ステップ３６、及び、リム基体２２にスーパーソルバス加熱処理ステップ３８が続く。ステップ４０で、ボア基体２０及びリム基体２２は、ここに記載のようにイナーシャ溶接され、この結果、ボア基体２０とリム基体２２との間に固体ジョイント２６が形成される。ステップ４２では、溶接されたボア基体２０とリム基体２２は、安定化熱処理され、残留応力が除去される。ステップ４４では、溶接されたボア基体２０とリム基体２２は、エージング熱処理され、部材の材料特性が改善される。最後に、ステップ４６で、結合された部材は、検査され、この後、仕上げ加工され、ハイブリッドディスク１０を形成する。図４に示す方法の変形例が上述されている。
【００２０】
ここに記載の工程は、特別な特徴を有するハイブリッドディスクを作り出す。図４に示す方法により準備されるハイブリッドディスク１０は、ＡＳＴＭ１１とＡＳＴＭ９との間の平均結晶粒度を有するボア部１２、ＡＳＴＭ８とＡＳＴＭ６との間の平均結晶粒度を有するリム部１４、及び、ボア部１２とリム部１４との間に配置されるウェブ部１６を備えることができる。ウェブ部１６は、ボア基体２０とリム基体２２のそれぞれの接合面２４及び２５に形成される固体ジョイント２６を備える。固体ジョイント２６は、ハイブリッドディスク１０の回転軸１８に対して５度と８５度との間の角度を付けられている。
【００２１】
ここに記載のように、ハイブリッドディスク１０は、少なくとも２つの異なる材料を有する。１つの材料は、ハイブリッドディスク１０のボア領域１２に対して最適であり、他の材料は、ハイブリッドディスク１０のリム領域１４に対して最適である。これは、ハイブリッドディスク１０が、ボア領域１２とリム領域１４との双方に最適の材料を有することを可能とする。
【００２２】
イナーシャ溶接は、ハイブリッドディスク１０のウェブ領域１６内のポイントで、２つの基体を結合するために使用される。この結合工程は、固体不連続性を最小とし、溶接中にジョイント２６からすり減った金属が流れるときに、表面のあらゆる汚染物を除去することにより、本質的に「自浄式」である。固体ジョイント２６は、ウェブ領域１６の比較的低応力領域内に配置される。金属結合の形成前に、２つの基体のそれぞれを熱処理し、所要の特性及び粒子構造（例えば、ボア領域１２で微細な粒子構造、リム領域１４で粗い粒子構造）を作り出すことができる。これは、ハイブリッドディスク１０の異なる領域の結晶粒度を変更する結合後の熱処理の必要性を排除する。
【００２３】
可能な実施形態の考察
以下は、本発明の可能な実施形態の非排他的な説明である。
【００２４】
回転軸を有するハイブリッド部材の形成方法は、第１接合面を有する第１基体を形成し、この第１基体はと第１平均結晶粒度を有し、更に、第２接合面を有する第２基体を形成し、この第２基体は第１平均結晶粒度とは相違する第２平均結晶粒度を有し、更に、第１基体と第２基体とを第１及び第２接合面の接合部で一体的にイナーシャ溶接し、第１及び第２基体間に固体ジョイントを形成する。
【００２５】
先の段落の方法は、以下の特徴、構成及び／または追加部材のいずれか１つまたは複数を、追加的に及び／または代替的に、選択的に有することができる。
【００２６】
第１基体は、ハイブリッドディスクのボア領域と第１ウェブ部とを形成することができ、第２基体は、ハイブリッドディスクのウェブ領域にジョイントを配置するように、ハイブリッドディスクの第２ウェブ部とリム領域とを形成することができる。
【００２７】
第１平均結晶粒度は、第２平均結晶粒度よりも微細にすることができる。
【００２８】
第１平均結晶粒度は、ＡＳＴＭ１１とＡＳＴＭ９との間とすることができ、第２平均結晶粒度はＡＳＴＭ８とＡＳＴＭ６との間とすることができる。
【００２９】
ジョイントは、ハイブリッド部材の回転軸に対して５度と８５度との間の角度とすることができる。
【００３０】
ジョイントは、ハイブリッド部材の回転軸に対して１５度と７５度との間の角度とすることができる。
【００３１】
ジョイントは、回転軸から、第２基体で形成されるリム領域の半径方向外側縁部までの半径方向距離の５０パーセントと８０パーセントとの間に配置することができる。
【００３２】
方法は、更に、ハイブリッドディスクに溶接後熱処理を行い、ハイブリッドディスクに仕上げ機械加工することを包含することができる。
【００３３】
第１基体と第２基体とは、鍛造合金を有することができる。
【００３４】
第１基体と第２基体とは、鋳造合金を有することができる。
【００３５】
第１基体を形成することは、第１基体を熱処理すること、及び、第１接合面を機械加工することを包含することができる。
【００３６】
第２基体を形成することは、第２基体を熱処理すること、及び、第２接合面を機械加工することを包含することができる。
【００３７】
回転軸を有するハイブリッドディスクを形成する方法は、第１平均結晶粒度を有するボア基体を形成し、このボア基体は、第１接合面を有し、更に、第１平均結晶粒度とは異なる第２平均結晶粒度を有するリム基体を形成し、このリム基体は、第２接合面を有し、更に、ボア基体とリム基体とを第１及び第２接合面で一体にイナーシャ溶接し、ボア基体とリム基体との間に固体ジョイントを形成することを包含する。
【００３８】
先の段落の方法は、以下の特徴、構成及び／または追加部材のいずれか１つまたは複数を、追加的に及び／または代替的に、選択的に有することができる。
【００３９】
第１平均結晶粒度は、ＡＳＴＭ１１とＡＳＴＭ９との間とすることができ、第２平均結晶粒度はＡＳＴＭ８とＡＳＴＭ６との間とすることができる。
【００４０】
ジョイントは、ハイブリッドディスクの回転軸に対して５度と８５度との間の角度とすることができる。
【００４１】
ジョイントは、ハイブリッドディスクの回転軸からリム基体の半径方向外方縁部までの半径方向距離の５０パーセントと８０パーセントとの間に配置することができる。
【００４２】
方法は、更に、ハイブリッドディスクに溶接後熱処理を行い、ハイブリッドディスクに仕上げ機械加工することを包含することができる。
【００４３】
ボア基体を形成することは、ボア基体を熱処理すること、及び、第１接合面を機械加工することを包含することができる。
【００４４】
リム基体を形成することは、リム基体を熱処理すること、及び、第２接合面を機械加工することを包含することができる。
【００４５】
ハイブリッドディスクは、ＡＳＴＭ１１とＡＳＴＭ９との間の平均結晶粒度を有するボア部と、ＡＳＴＭ８とＡＳＴＭ６との間の平均結晶粒度を有するリム部と、ボア部とリム部との間に配置されるウェブ部とを有し、このウェブ部は、ボア部の半径方向外面とリム部の半径方向内面とに隣接して形成される固体ジョイントを有し、ここで、固体ジョイントは、ハイブリッドディスクの回転軸に対して５度と８５度との間の角度を有する。
【００４６】
この発明は例示的な実施形態（複数を含む）を参照して説明してきたが、当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変更を行ってもよく、その部材に対して均等物で置き換えてもよいことが理解される。更に、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく、本発明の教示に対して特定の状況または材料を適合させるために多くの変更を行ってもよい。したがって、本発明は、開示した特定の実施形態（複数を含む）に制限されるものではなく、添付の請求の範囲の及ぶ範囲に入る全ての実施形態が包含される。
【図１】
2018062934.tif 000003
【図１Ａ】
2018062934.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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