(57)【要約】【課題】  高荷重を受ける可能性がある部品または半完成品であって、高度の幾何学的膨張をし、極めて高い耐熱性を持ち、既知の製造法により製造された部品の欠点を持たない部品または半完成品を金属または金属合金から製造できる方法を提供する。【解決手段】  金属間チタンアルミナイド合金を含有する部品１０または半完成品の製造方法であって、以下の工程を含む方法：ａ．上記部品１０または半完成品の所望の最終形状に相当するように複数のプレート状体１１を荒輪郭付けする工程であって、これらのプレート状体の幾つかまたは全てはチタンアルミナイド合金からなる工程、ｂ．重ねあわされた前記複数のプレート状体１１同士の間で表面と表面との接合を行ない総合体１０を形成する工程、およびｃ．上記総合体１０の上記所望の最終形状を形成する工程。【選択図】        図２
2005238334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属間チタンアルミナイド合金を含有する部品または半完成品の製造方法であって、以下の工程を特徴とする方法：
ａ．前記部品または半完成品の所望の最終形状に相当するように複数のプレート状体を荒輪郭付けする工程であって、これらのプレート状体の幾つかまたは全てはチタンアルミナイド合金からなる工程、
ｂ．重ねあわされた前記複数のプレート状体同士の間で表面と表面との接合を行ない総合体を形成する工程、および
ｃ．前記総合体の前記所望の最終形状を形成する工程。
【請求項２】
金属間チタンアルミナイド合金を含有する部品または半完成品の製造方法であって、以下の工程を特徴とする方法：
ａ．前記部品または半完成品の所望の最終形状に相当するように複数のプレート状体を荒輪郭付けする工程であって、これらのプレート状体の幾つかまたは全てはチタンアルミナイド合金からなる工程、
ｂ．前記複数のプレート状体を重ねあわせて総合積層物を形成する工程、および
ｃ．前記総合体を形成する前記プレート状体同士を接合し、前記総合体の前記所望の最終形状を形成する工程であって、前記接合と前記最終形状の前記形成は一つの作業で行なわれる工程。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記プレート状体の前記荒輪郭はチップレス成形により形成される
ことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１または請求項２において、
前記プレート状体の粗構造は切削により形成される
ことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかにおいて、
重ねあわされた前記プレート状体同士は拡散溶接により接合されている
ことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１から請求項４のいずれかにおいて、
重ねあわされた前記プレート状体同士ははんだ付けにより接合されている
ことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかにおいて、
前記総合体の前記最終形状は前記総合体を切削することにより形成される
ことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項５または請求項７において、
前記プレート状体同士の接合および前記総合体の前記最終形状の形成は一つの装置において行なわれる
ことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項５、請求項７、請求項８のいずれかにおいて、
重ねあわされた前記プレート状体同士の接合および前記総合体の前記最終形状の形成のうちの少なくとも一方は真空状態で行われる
ことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項２、請求項７、請求項８のいずれかにおいて、
重ねあわされた前記プレート状体同士の接合および前記総合体の前記最終形状の形成のうちの少なくとも一方は不活性ガス雰囲気下で行われる
ことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれかにおいて、
各場合において前記総合体を形成する前記プレート状体はそれぞれ異なった合金からなる
ことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれかにおいて、
前記総合体を形成する前記プレート状体はそれぞれ異なったミクロ組織を持つ
ことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のいずれかにおいて、
前記総合体を形成する前記プレート状体はそれぞれ異なった集合組織を持つ
ことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３のいずれかにおいて、
重ねあわされた前記体の表面の方位は、形成される前記最終形状の主な荷重方向の方位に関して規定される
ことを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１から請求項１４のいずれかに記載された方法で製造されたジェットエンジン用の部品である
ことを特徴とする部品。
【請求項１６】
請求項１５において、
前記部品はロータディスクである
ことを特徴とする部品。
【請求項１７】
請求項１６において、
前記ロータディスクは請求項１から請求項１３のいずれかに記載された方法で製造された翼または羽根を持つ
ことを特徴とする部品。
【請求項１８】
請求項１５において、
前記部品はタービン翼または羽根である
ことを特徴とする部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属間チタンアルミナイド合金を含有する部品または半完成品の製造方法、およびこの方法により製造し得る部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術において知られているような、従来型の金属間チタンアルミナイド合金から作られた部品または半完成品は、従来の製造法により製造された場合、強度、クリープ特性、およびこれらの材料の特定の冶金学的性質から引き起こされる高温に耐える能力の点で欠点又は欠陥がある。
【０００３】
産業上重要なチタンアルミナイド合金は、４０〜５０原子量パーセント（Ａｔ．％）のアルミニウム、１５原子量パーセントまでのその他の元素、例えばＮｂ、Ｃｒ、Ｓｉ、ＢおよびＣ、残りはチタンを含有する。この種の合金は、多数相としてのγ（ＴｉＡｌ）と、少数相としてのα2（Ｔｉ3Ａｌ）からなる。合金組成と熱処理によっては、これ以上の少数相が存在することもある。工業用チタンアルミナイド合金の具体例は以下を含む（詳細は原子量パーセント）。
【０００４】
Ｔｉ−４８Ａｌ−２Ｃｒ−２Ｎｂ
Ｔｉ−４７Ａｌ−１Ｃｒ−１Ｎｂ−０．５Ｂ
Ｔｉ−４４Ａｌ−４Ｎｂ−４Ｚｒ−０．５Ｓｉ
Ｔｉ−４５Ａｌ−１０Ｎｂ−０．２Ｂ−０．２Ｃ
【０００５】
この種の合金は、一般的には低い密度、高い弾性率、良好な強度、および良好な耐酸化性という特徴がある。これらの特異な特性により、チタンアルミナイド合金は高温技術における用途がかなりの関心をもたれている。しかしながら、これらの合金の産業上の利用の障害となるのは高い脆性であり、きわめて高い温度にまで残存している。したがって、材料欠陥またはミクロ組織における不均質性は、これらの合金から製造された部品の強度や信頼性に極めて不利な影響を及ぼす。金属間相の性質により決まるチタンアルミナイド合金の低い脆性や損傷の許容範囲を合金効果により有意に改善することは、従来は不可能であった。したがって、チタンアルミナイド合金を製造するのに適した方法を目的とする開発作業は、極めて微細かつ化学的、構造的に均質なミクロ組織を確立できる、例えば鋳造または熱間成形のような従来の冶金方法用の工程パラメータを明らかにすることに集中していた。一方、このようなことは高温特性の可能性を十分に利用できないことを意味する。何故なら、一例を挙げると、設定したミクロ組織は合金のクリープ強度と靭性を低下させるからである。第二に、ある部品で達成された機械的特性は、ミクロ組織が必然的に部品断面では充分に均質でないという事実から制限を受ける。これは、ミクロ組織の形状が居部的な部品断面に依存することが多く、居部的な部品断面は、例えば鍛造による製造の場合には局部的な変形度を決定し、鋳造方法による製造の場合には局部的な冷却速度を決定するからである。
【０００６】
他の金属間相と同様に、γ−チタンアルミナイド合金中に存在する多数相γ（ＴｉＡｌ）は、その結晶構造のために、例えば弾性または塑性特性に著しい異方性がある。さらに、チタンアルミナイド合金中に優先的に確立される層状ミクロ組織は、その機械的特性の異方性を高める。したがって、部品中では、結晶粒の特定の結晶方位は製造法により可能な限り避けるべきである。しかしながら、バラツキが大きい断面を持つ部品の集合組織、およびミクロ組織は、部品の断面全体で限られた程度で制御できるだけである。これはまた、これらの特性が持つ充分な可能性が活用できないことを意味する。
【０００７】
現在、チタンアルミナイド合金は、冶金において標準的な全ての製品形態（鋳造品、変形された半完成品、および粉体を含む）で既に供給可能である。
【０００８】
チタンアルミナイド合金の鋳造は、比較的安価な製造法であり、特に、複雑な形状を持つ部品の製造に適している。しかしながら、この手法は、約１４６０℃の高融点とチタンアルミナイド合金の強い反応性のために極めて複雑となる。チタンアルミナイド合金の型充填特性は限られているので、特殊な鋳造法、例えば遠心鋳造法、が微細な形状の部品の製造には必要である。合金元素の不可避の偏析および非常に明らかな鋳造集合組織をもたらす相変態と秩序化反応が、溶融材料の凝固およびいっそうの冷却中に起こる。凝固中に形成されるミクロ組織は冷却速度に依存するので、部品の肉厚にしたがって変化する。鋳造物中には空洞や気孔が生じることが多い。
【０００９】
上述の量的欠損は部品のサイズが大きくなるにつれて増大し、多くの用途で容認できないものである。
【００１０】
従来の材料の場合と同様に、鍛造や押出のような変形技術が化学的、構造的に極めて不均質な鋳造物を緻密化し、精錬するのに用いられる。それにより達成できるミクロ組織の改善は、主として、変形中に達成できる変形度に依存する。チタンアルミナイド合金の場合には、変形の程度は特に、材料の脆性破壊傾向により制限されることが多い。その結果、いっそうの変形を妨げる割れが鍛造体の周辺に早期に形成されることが多い。したがって、チタンアルミナイド合金の鍛造中の変形度は一般的に８０％に制限される。しかしながら、これは、ミクロ組織の精錬と緻密化が良好に達成されることを意味するものではない。このように変形された半完成品は、粗い鋳造ミクロ組織が依然として存在する領域を持つことが多い。さらに、ミクロ組織は依然として化学的に極めて不均質である。この種の半完成品は、高度の荷重を受ける部品には限定的な使用しかできない。
【００１１】
押出中には、高度の静水圧縮応力が変形に重なり、それが割れの形成を極めて有効に防止する。そのため、鍛造中の変形度よりも有意に高度の変形度を達成することが可能となり、その結果、ミクロ組織の質が著しく改善される。しかしながら、広範な変形にもかかわらず、押し出された半完成品にも依然としてかなりの構造的、化学的不均質性が存在し、このような不均質性は安全性に関連する部品への使用を大いに制限する。いっそうの部品製造についての欠陥は特に、押出が極めて細長い半完成品を形成することである。被加工物の断面は通常、１０：１以上の割合で減らされる。現在、充分な品質の鋳造物は最大３００ｍｍまでの直径でしか製造できない。押出は、ある形態の部品だけに適した半完成品を形成する。しかしながら、押し出された材料は、鍛造または圧延による以後の変形に極めて適している。この二次的変形もミクロ組織を有意に改善させるので、それから製造された部品は高品質に対する需要を充足できる。しかしながら、押し出された半完成品の極めて細長い形状に起因して、以後の鍛造は小さな部品容積を充填するだけであり、特に、大面積の部品を製造することは不可能である。
【００１２】
しかしながら、比較的大面積の薄い金属シートやプレートは、押し出された材料から圧延により製造できる。圧延変形のために、これらの金属シートやプレートは構造的、化学的には極めて均質であるが、圧延方向に関してかなりの集合組織を持つので、機械的には異方性である。
【００１３】
上述の鋳造及び変形技術の短所は、粉末冶金製造法を用いると避けることが出来る。これらの方法において、事前に合金化されたチタンアルミナイド粉末はホットアイソスタティック成形（熱間静水圧成形）により何回も圧縮され、原則的には圧縮体のサイズに制限はない。これらの粉末冶金製造法のそれ以上の利点は、圧縮体は構造的、化学的には極めて均質であり、さらに、集合組織がないということである。様々な組成と様々なミクロ組織の粉体を混合して、機械的特性のプロファイルを変化させることも可能である。したがって、粉末冶金により製造されたチタンアルミナイド半完成品は一見、以後の鍛造による大きな部品の製造に特に適しているようである。
【００１４】
しかしながら、粉末冶金法の重大な欠点は、粉末粒子中に噴霧ガスが含まれることが多いという点である。この噴霧ガスは、その後の変形工程中に放出され、多孔性をもたらす。したがって、高荷重を受ける、安全性関連部品には、粉末冶金により製造された材料の使用は一般的に避けられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
したがって、本発明の目的は、高荷重を受ける可能性がある部品または半完成品であって、高度の幾何学的膨張をし、極めて高い耐熱性を持ち、上述のような従来技術から知られた既知の製造法により製造された部品の欠点を持たない部品または半完成品を金属または金属合金から製造できる方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の方法によると、上記の目的は以下の工程により達成される。
【００１７】
ａ．部品または半完成品の所望の最終形状に相当するように複数のプレート状体を荒輪郭付けする工程であって、これらのプレート状体の幾つかまたは全てはチタンアルミナイド合金からなる工程。
ｂ．重ねあわされた複数のプレート状体同士の間で表面と表面との接合を行ない総合体（overall body）を形成する工程。
ｃ．総合体の所望の最終形状を形成する工程。
【００１８】
本発明による解決法の主な利点は、最終の工程において形成される総合体の実施形態を形成するための出発原料体が比較的薄く、面積のある金属シートまたはプレートであり、これらのシート又はプレートは圧延、押出または鍛造のような変形技術により半完成品として製造されるので、低価格で提供できるという点である。しかしながら、本発明によると、鋳造または粉末冶金法により製造できたシート状またはプレート状金属または金属合金半完成品を用いることも可能である。
【００１９】
本発明の趣旨においては、部品の三次元的最終形状はプレート状体から層を成して構成される。層を形成する、これらの個々のプレート状体は、部品中では平行切削面の形状をとり、部品用ディスクとみなすことができる。
【００２０】
工程ａ．における“荒輪郭付け”という用語は、プレート状またはディスク状体を重ねあわせた後、本発明にしたがい製造される部品にはやや大きめの初期形状を選択することを意味すると理解すべきである。湾曲した部品形状も、重ねたプレート状またはディスク状体の相当する階段切り荒輪郭付けにより形成できるので、三次元的に段付けされた輪郭付け面を持つ。
【００２１】
圧延、押出、鍛造、鋳造または粉末冶金法により製造されたプレート状またはディスク状体は、これらの手法に由来して、所定のミクロ組織と、所定の望ましい細目にしたがい総合体について規定された集合組織を持つ。この場合には、既知の方法により製造された総合体の欠点は現れない。何故なら、プレート状体から形成された総合体の特性は層毎に規定されるからである。
【００２２】
重ねあわされた複数のプレート状体を互いに接合して総合体を形成することは、適当な接合法により実現できる。したがって、接合操作により総合体の内部にミクロ組織の変化が起こされることはない。
【００２３】
工程ｃ．にしたがう所望の最終形状の形成は既知の変形法により実行できるが、本製造方法において互いに接合されたプレート状体は自己のミクロ組織を維持する。
【００２４】
本製造法の有利な構成に従うと、プレート状体の荒輪郭はチップレス成形、例えば、シートまたはプレート形状の半完成品からプレート状体をスタンピング成形することにより形成される。
【００２５】
しかしながら、プレート状体の粗構造は好ましくは切削によっても実現できる。この場合の切削は機械的または、例えばレーザ切断法などでも実施できる。
【００２６】
重ねあわされた複数のプレート状体を互いに接合して総合体を形成することは、拡散溶接によって行なってもよく、有利である。拡散溶接は、直接溶接部を除き、プレート状体の材料のミクロ組織に変化が起きないように、９００〜１、１００℃の比較的低温および２０〜１００ＭＰａの圧力で行なうことができる。
【００２７】
製造法のもう一つの有利な構成において、重ねあわされたプレート状体は、プレート状体同士の間にそれぞれはんだ付け接合部を形成することにより互いに接合される。
【００２８】
総合体の最終形状の形成は、好ましくは、総合体を鍛造することにより実現してもよい。この場合には、この鍛造操作が材料の付加的な緻密化と化学的均質化をもたらし、この過程において、溶接部に存在するミクロ組織変化が事実上完全に除去されるという利点が得られる。これは、高度の荷重を受ける安全関連部品にとって極めて好都合である。
【００２９】
原則的に、全ての適当な方法、例えば、工作機械における材料除去加工法または既知の侵食法による最終形状付与、は工程ｃ．にしたがう総合体の最終形状を形成するのに適している。これらの機械加工法は、総合体の最終形状を形成するのに鍛造に加えて使用してもよい。
【００３０】
ある操作、例えば、プレート状体を互いに接合する作業と、その後の鍛造を組み合わせた操作、において、重ねあわされたプレート状体の接合および／または総合体の最終形状の形成を真空状態でまたは不活性ガス雰囲気下で行なうことは、時間と費用を削減する上で有利なことがある。真空状態でまたは不活性ガス雰囲気下で鍛造による特定の製造法を行なう場合には、例えば拡散溶接によりプレート状体の接合部が酸素と結合しないようにしなければならない。
【００３１】
この方法は、各場合において総合体を形成するプレート状体が様々なチタンアルミナイド合金からなるか、またはチタンアルミナイド合金とその他の金属および金属合金からなる総合体の形成に極めて有利である。一例として、様々な組成、様々なミクロ組織、様々な集合組織および様々な組成を持つプレート状体を用いることが可能である。例えば、個々のプレート状体に極めて異なる組成を持つ二層のチタンアルミナイド合金を用い、それにより、例えば合金の様々な耐酸化性および合金の様々な強度を考慮することは可能である。
【００３２】
これは、例えば以下の事実を考慮している。アルミニウム含量が増加するとチタンアルミナイド合金の耐酸化性が増大し、この耐酸化性は、Ｎｂの添加によりさらに増大できるが、チタンアルミナイド合金の強度はアルミニウム含量が減少すると増大し、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｂ、ＣまたはＳｉのような合金元素によりさらに影響を受ける可能性がある。
【００３３】
この方法は、総合体を形成するプレート状体同士が異なったミクロ組織および／または異なった集合組織を持つように精錬してもよく、有利である。特に、二層チタンアルミナイド合金は極めて異なったミクロ組織を用いて製造することができる。個々のプレート状体を形成する、この種のチタンアルミナイド合金の機械的特性は、ミクロ組織を作る球状γ（ＴｉＡｌ）結晶粒、α2（Ｔｉ3Ａｌ）結晶粒、およびラメラ状（層状）コロニーの相対容積比率に高度に依存しており、これらの関係を考慮すると、プレート状体から形成された所定の各層または各ディスクは、最終体の望ましい総合特性が規定された方法で決定できるように最終体中で位置決めできる。
【００３４】
最後に、重ねあわされた上記体同士の表面の方位が、形成される総合体の最終形状の主な荷重方向の方位に関して規定されるように本方法が実施されることが好適である。
【００３５】
本方法により製造し得る部品の構成に関して上述した措置は全て、部品の各種領域における極めて異なった荷重を考慮した漸変材料を実現できる。これは、個々のプレート状体を形成する金属またはチタンアルミナイド合金そのものの組成に関するだけでなく、最終的に成形された総合体の主な荷重方向が注目されたことにも関係する。
【００３６】
上述した本発明に係る本方法により製造される部品の一例は、極めて高い機械的、熱的荷重に耐えることができなければならないジェットエンジン用部品である。この種のジェットエンジン用部品は例えば、ジェットエンジン用ロータディスクまたはロータ構造そのものであり、ブリスク（blisk, blade integrated disk；ブレード一体化ディスク）として知られている、ロータディスクに翼または羽根が設けられたもの、またはブリング（bling, blade integrated ring；ブレード一体化リング）として知られている、翼または羽根が設けられた回転リングが用いられているものである。
【発明の効果】
【００３７】
これらの部品または半完成品を製造する方法は、簡易に実施でき、従来技術で知られた従来の製造工程に実質的に基づくことができる。本発明に係る方法を用いると、既知の製造法により製造された部品および半完成品に存在しない特性を持つ部品および半完成品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】
【００３８】
本発明を以下の図面を参照して、二種の例示的実施形態に基づき以下に詳細に説明する。図面において、図１は、本方法にしたがいプレート状体から構成される部品の斜視を示し、図２（ａ）は、垂直に重ねられたプレート状体から組み立てられた、図１にしたがう部品の構成を示し、図２（ｂ）は、プレート状体が水平に積層された、図１にしたがう部品の構成を示し、図３は、図２（ｂ）にしたがう部品の垂直分解を示し、一例として、ディスク状の２枚のプレート状体が圧延方向ＷＲに関し異なった角度αで配向されている状態を示し（原理を説明するため２枚のプレート状体だけが図示されている）、図４は、拡散溶接によるプレート状体同士の接合中に圧縮応力を導入するダイを線図的に描き、部品は図２（ｂ）にしたがい複数のプレート状体から形成される状態を示し、図５は、ホットアイソスタティック成形および真空に密の封入中に静水圧応力を伝達するスライドリンクを追加した、図３にしたがうダイを線図的に示し、図６は、ディスク状に設計されたプレート状体から部品を製造するための個々の工程を線図的に描いたもので、工程ａ．は重ねあわされたプレート状体を示し、工程ｂ．は拡散溶接により接合されたプレート状体同士を示し、工程ｃ．は予備成形物を鍛造する工程を示し、工程ｄ．は所望の最終形状の最終部品を示し、図７は、工業用チタンアルミナイド合金から作製された８枚のプレート状体から形成された部品の拡散溶接後の接合部を示すため、部品の断面を走査電子顕微鏡で撮影した画像を示し、図８は、図６にしたがう接合部の断面をより高い倍率で示したものである。
【００３９】
はじめに、図１、図２（ａ）および図２（ｂ）の例示を参照する。図１はここで説明した本本法により製造される総合体１０を示す。図１に示した総合体は、この場合においては回転軸１９（図中垂直に延びている）に関して対称である。
【００４０】
［実施例１：漸変材料構造を持つ、回転対称のディスク状部品の製造］
図２（ａ）および図２（ｂ）は、総合体１０を形成するプレート状体１１が２種の異なる配列をした総合体または部品１０の構成を示す。総合体１１内のプレート状体１１により形成された各層の配列は、以後に作製される部品上の予想される主な荷重方向に応じて選択される。図２（ｂ）に示されるプレート状体の配列は、回転軸１９回りに回転がかかると加わる遠心力から荷重を受ける総合体１０について選択される。この場合、所定の枚数で重ねあわされると総合体１１を形成するプレート状体１１同士の接合部が、溶接などにより形成される。この場合（図２（ｂ））、溶接接合部は引張応力やせん断応力を受けない。総合体１０により形成された部品は、重ねあわされたプレート状体１１同士の溶接接合部からわずかな影響を受けるだけである。
【００４１】
しかしながら、総合体１０の特性にとり極めて重要な局面は、この総合体が様々な組成およびミクロ組織のプレート状体１１を用いることにより、予想される荷重に匹敵するように設計できるということである。この意味で、以下の選択ルールが当てはまる。
【００４２】
割れ伝播に対する高い耐性と良好なクリープ耐性が必要とされるなら、層状ミクロ組織を持つプレート状体１１、
良好な延性が望まれるなら、二相ミクロ組織を持つプレート状体１１、
酸化に対する良好な耐性が必要なら、Ｎｂ含量が５〜１０原子量％の合金から作られたプレート状体１１、
高い強度とクリープ耐性には、Ｔｉ−４５Ａｌ−（５−１０）Ｎｂ−Ｂ−Ｃの基本組成を持つ合金から作られたプレート状体１１。
【００４３】
一例として、同一の方位の金属シートを重ねあわせて作られた総合体１０により形成された部品のある方向における強度特性を増大させるために、プレート状体１１の出発原料を形成する圧延金属シート中に存在する異方性を用いることも可能である。
【００４４】
遠心力により上記の荷重がかかる、図２（ｂ）に示された部品用ディスクの配列の場合、機械的特性は回転軸１９に関してできるだけ等方性でなければならない。これは、個々のプレート状体１１の圧延方向１２（ＷＲ）（図３も参照）が総合体１０により形成された部品の回転軸１９回りに均一に整えられるように、プレート状体１１が総合体１０により形成された部品の回転軸１９回りに回転されることにより達成できる。部品がｎ枚のプレート状体１１から作成される場合、隣接した各々のプレート状体の圧延方向１２が互いに関し回転されなければならない角度αはα＝１８０°／ｎである。これは、二枚のプレート状体１１について図３に線図的に描かれており、ｎ枚のプレート状から作製された総合体１０の例として例示されている。
【００４５】
複数のプレート状体は、図２（ａ）にしたがい作られたか、図２（ｂ）にしたがい作られたかに係らず、部品１０の所望の最終形状にしたがい荒輪郭付けで予め形成されており、すなわち、プレート状またはシート状半完成品（図示せず）からスタンピング成形されるか、切削されるか、または適当に予備成形されている。
【００４６】
重ねあわされたプレート状体１１は、図２（ａ）に提示された例示にしたがい重ねあわされたか、図２（ｂ）に提示された例示にしたがい重ねあわされたかに係らず、次に適当な接合法を用いて互いに接合される。プレート状体１１がチタンアルミナイド合金だけからなる場合には、プレート状体１１同士の接合を行なうには拡散溶接が特に適している。何故なら、２０〜１００ＭＰａの圧縮応力で９００〜１０００℃の温度を必要とするからである。このような条件下では、数μｍの幅しかない直接の溶接部を除き、ミクロ組織には変化がない。
【００４７】
具体例として、例えば工業用チタンアルミナイド合金からなる８枚の平板プレート状体１１の積層物（拡散溶接により接合された積層物）のミクロ組織の画像を図６と図７に示す。この場合、プレート状体１１は４０ＭＰａの圧縮応力をかけ、９５０℃の温度で、２時間荷重を負荷し、真空状態で機械的試験機中で溶接された。
【００４８】
走査顕微鏡により撮影されたこれらの画像から、溶接部にミクロ組織の変化はほとんど起こっていないことが明らかである。したがって、本発明にしたがう製造工程においては、拡散溶接が溶接法（工程ｂ．）として使用するのに極めて適している。プレート状体１１を形成する材料中に設定されると思われる漸変構造が維持され、総合体１１においても認めることができる。
【００４９】
曲面を持つ部品の場合には、部品のめす形状が型彫りされているダイを通して、拡散溶接に必要とされる圧縮応力が導入されなければならない。
【００５０】
これは、図２（ａ）に示された部品について図４に線図的に描かれている。ダイ材料はプレート状体１１を形成する材料と反応するものであってはならないことに注意すること。適当なダイ材料は、モリブデン、ＳｉＣセラミックス、Ｓｉ3Ｎ4セラミックス、またはＡｌ2Ｏ3セラミックスを含む。しかしながら、１０００℃までの温度では、従来の高温合金を用いることも可能である。チタンアルミナイド合金からなるプレート状体１１の拡散溶接は、真空状態でまたは適当な不活性ガス雰囲気下で行なわなければならない。
【００５１】
上述した条件下で、拡散溶接はホットアイソスタティック成形設備でも実施できる。このためには、重ねあわされたプレート状要素１１を適当な方法で保持し、排気した封入型にできるだけ強制固定的に収容しなければならない。この種の配置は、図２（ａ）に示されたプレート状体１１の配列として図５に線図的に描かれている。この場合にも、チタンアルミナイド合金から作られたプレート状体１１とガイドリンク１６、１７との反応は避ける必要がある。適当なガイドリンク材料の例は、モリブデン、ＳｉＣセラミックス、Ｓｉ3Ｎ4セラミックス、またはＡｌ2Ｏ3セラミックスを含む。封入型１５に用いることができる材料の例としては、ステンレス鋼またはチタンが含まれるであろう。ガイドリンク１６、１７を用いないとすれば、封入型１５の壁とプレート状体１１との反応は、例えばモリブデン箔（厚さ＞０．１ｍｍ）により避けることができる。接合は、拡散溶接だけでなく、使用温度によっては、例えばろう付けなどのその他の適当な手法によっても実施できる。
【００５２】
接合操作の後、総合体１０の最終形状は、旋削、穿孔、フライス加工、電気侵食または電気化学的加工のような、金属加工において慣用的に用いられている材料除去法により作製できる。
【００５３】
［実施例２：プレート状体１１を重ねあわせ、プレート状体１１同士を溶接し、次に鍛造することによるディスク状部品の製造］
製造工程は、図２（ｂ）に図示したように革命的なものとして設計された総合体１０に基づき説明することとする。はじめに、上記実施例１に説明されたように、総合体１０の予備的形状はディスク又はプレート状の各体１１から作られる。これらの体を溶接により接合した後、鍛造によりいっそうの変形工程を実施し、この際、所望の部品の最終または事実上最終の形状を作製する。
【００５４】
個々の製造工程を図６に示す。図６ｂに示した総合体１０の高さと直径は、図６（ｄ）に示したディスク状に設計された部品の最終寸法に基づき決めなければならない。ｈ／ｄ比は２以下とし、鍛造中の予備成形物のねじれやよじれを避けるようにする。鍛造は９５０〜１４２０℃の温度で実施でき、少なくとも２０％の変形度が特に好都合である。しかしながら、鍛造の重要な前提条件は、ディスク状またはプレート状体１１が比較的微細で化学的に均質なミクロ組織を持つことである。この意味で、プレート状体１１は変形により製造された金属シートまたはプレートから製造されるべきである。付加的な鍛造作業を実施すると、上述の実施例１に説明した製造工程よりもさらに良好なミクロ組織が得られる。さらに、溶接部に存在する特定のミクロ組織は完全に取り消される。これは、ガスタービン用ロータディスクのような高度の荷重を受ける部品の製造に重要な前提条件である。
【００５５】
鋳造された材料に基づく従来の鍛造手法に比べ本発明にしたがう方法の特殊な利点は、プレート状体１１が特に良好に緻密化されたミクロ組織を持つことである。その結果、極めて強力な再結晶化が低度の変形で定着する。この種の材料は鍛造中に良好な流動特性を有する。その結果、ダイ鍛造中、極めて複雑な形状変化が達成できるので、部品は正味の形状に近く鍛造できる。
【００５６】
［実施例３：ディスク状部品の製造、一作業での拡散溶接と鍛造の組合せ］
コスト削減のため、拡散溶接と鍛造は一つの作業で組み合わせることができる。
そのためには、図５にしたがう下位工程ｂ．およびｃ．を組み合わせなければならない。本製造工程の場合、鍛造は真空状態でまたは適当な不活性ガス雰囲気下で行なわなければならないので、溶接接合部は酸素で汚染されない。鍛造そのものは空気中で行なわれることもあるが、このためには、プレート状体１１から形成された積層物は、実施例１および図５に記載された局面にしたがい封入されなければならない。
【００５７】
最後に、図７および図８を再び参照する。工業用チタンアルミナイド合金から作製された８枚の平板プレート状体１１からなる積層物の場合、拡散溶接によりプレート状体１１同士の接合部を形成した後に走査電子顕微鏡により撮影した接合部におけるミクロ組織の画像を図７に示す。プレート状体を真空状態で４０ＭＰａの応力をかけて試験機中で９５０℃で２時間互いに溶接した。図７に示した画像は矢印により２箇所の接合部を示している。図８は、図７にしたがう部位（矢印２）をより高倍率で示している。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明による、金属間チタンアルミナイド合金を含有する部品または半完成品の製造方法、およびこの方法により製造し得る部品は、産業上、極めて有益に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明方法にしたがいプレート状体から構成される部品の斜視を示す図である。
【図２】（ａ）は、垂直に重ねられたプレート状体から組み立てられた、図１にしたがう部品の構成を示す図、（ｂ）は、プレート状体が水平に積層された、図１にしたがう部品の構成を示す図である。
【図３】図２（ｂ）にしたがう部品の垂直分解を示す図である。
【図４】拡散溶接によるプレート状体同士の接合中に圧縮応力を導入するダイを線図的に描いた図である。
【図５】ホットアイソスタティック成形および真空に密の封入中に静水圧応力を伝達するスライドリンクを追加した、図３にしたがうダイを線図的に示す図である。
【図６】ディスク状に設計されたプレート状体から部品を製造するための個々の工程を線図的に描いたもので、工程ａ．は重ねあわされたプレート状体を示し、工程ｂ．は拡散溶接により接合されたプレート状体同士を示し、工程ｃ．は予備成形物を鍛造する工程を示し、工程ｄ．は所望の最終形状の最終部品を示す図である。
【図７】工業用チタンアルミナイド合金から作製された８枚のプレート状体から形成された部品の拡散溶接後の接合部を示すため、部品の断面を走査電子顕微鏡で撮影した画像を示す図である。
【図８】図６にしたがう接合部の断面をより高い倍率で示した図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０  総合体／部品
１１  プレート状体
１２  圧延方向
１３  ダイ
１４  ダイ
１５  封入型
１６  リンクガイド
１７  リンクガイド
１８  真空吸引結合具
１９  回転軸
【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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