(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）マルテンサイトステンレス鋼または析出硬化ステンレス鋼合金である少なくとも２つのステンレス鋼部品を供給する工程；
（ｂ）前記ステンレス鋼部品の組成物と相溶性のある組成のろう付け溶加材合金を供給する工程；
（ｃ）少なくとも２つのステンレス鋼部品間に形成される隙間にあるいは隙間に隣接してろう付け溶加材合金を導入して接合する工程；
（ｄ）制御された方法で周囲温度から前記ろう付け合金の液相線温度まで前記ステンレス鋼部品および前記ろう付け合金を加熱してろう付け組立品を製造する工程；
（ｅ）少なくとも1/2時間以上の時間をかけて、前記液相線温度から華氏１２００度〜華氏１４００度の温度まで前記ろう付け組立品を冷却する工程；
（ｆ）少なくとも１つの前記ステンレス鋼部品において、オーステナイトからマルテンサイトへの相変化を引き起こすように、華氏４００度未満の温度まで前記冷却された工程（ｅ）のろう付け組立品を冷却する工程を含む、ステンレス鋼部品間にろう付け接合部を形成する方法。
【請求項２】
工程（ｄ）において華氏１７４０度〜華氏２１００度の液相線温度まで前記ろう付け合金およびステンレス鋼部品を加熱する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
工程（ａ）で供給されるステンレス鋼部品の選択された組成物が、17Ｃｒ−4ＮｉＰＨ合金または13Ｃｒ-4Ｎｉマルテンサイト合金のうちの１つであり、工程（ｂ）で供給されるろう付け溶加材合金が８０重量％〜８５重量％のＡｕと１５重量％〜２０重量％のＮｉとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ろう付け合金が薄片、帯板、ワイヤー、粉末またはペーストの形状である請求項１に記載の方法。
【請求項５】
工程（ｃ）の隙間が０．００１〜０．０１４インチの幅である請求項１に記載の方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法で製造される製品。
【請求項７】
回転翼組立品の形状の請求項６に記載の製品。
【請求項８】
（ａ）17Ｃｒ−4ＮｉＰＨ合金または13Ｃｒ−4Ｎｉマルテンサイト合金のうちの１つから選択される、選択形態および選択組成を有する少なくとも２つのステンレス鋼部品を供給する工程；
（ｂ）８０重量％〜８５重量％のＡｕと１５重量％〜２０重量％のＮｉとを含むろう付け溶加材合金を供給する工程；
（ｃ）少なくとも２つのステンレス鋼部品間に形成される隙間にあるいは隙間に隣接してろう付け溶加材合金を導入して接合する工程；
（ｄ）５〜８時間の時間をかけて周囲温度から華氏１７４０度〜華氏２１００度の間の液相線温度まで前記ステンレス鋼部品および前記ろう付け合金を加熱する工程；
（ｅ）1/2〜５時間の時間をかけて前記液相線温度から華氏１２００度〜華氏１４００度の間の温度まで前記ろう付け組立品を冷却する工程；
（ｆ）華氏１２００度〜華氏１４００度の間の温度から華氏４００度未満の温度まで２時間未満の時間で前記冷却された工程（ｅ）のろう付け組立品を焼入れする工程を含む、ろう付けによりステンレス鋼部品を接合する方法。
【請求項９】
選択されたステンレス鋼組成物が前記17Ｃｒ−4ＮｉＰＨであって、重量％で １４％〜１７．７％のクロム；
３．５％〜５．５％のニッケル；
２．５％〜５．０％の銅；
０．１５％〜０．４５％のコロンビウム；
０．０７％以下の炭素；
１．０００％以下のマンガン；
０．００４％以下のリン；
０．０３％以下の硫黄；
１．００％以下のケイ素；
０．０５％以下の窒素；
残りが本質的に鉄および付随的不純物を含む請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
選択されたステンレス鋼組成物が前記13Ｃｒ−4Ｎｉマルテンサイト合金であって、重量％で ０．０１５％〜０．０３％の炭素；
１２％〜１４％のクロム；
３．５％〜４．５％のニッケル；
０．３％〜０．７％のモリブデン；
０．３％〜０．６％のケイ素；
０．５％〜１％のマンガン；
０．０２５％以下のリン；
０．００５％以下の硫黄；
０．０２％〜０．０５％の窒素；
残りが本質的に鉄および付随的不純物を含む請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
加熱工程（ｄ）の液相線温度が華氏１８００度〜華氏１８７５度である請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
冷却工程（ｅ）を液相線温度から華氏１２７５度〜華氏１３２５度の間の温度まで実施し、次いで前記焼入れ工程（ｆ）を実施する請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
請求項８に記載の方法に従って製造される回転翼組立品。
【請求項１４】
（ａ）17Ｃｒ−4ＮｉＰＨ合金または13Ｃｒ−4Ｎｉマルテンサイト合金のうちの１つから選択される、選択形態および選択組成を有する少なくとも２つのステンレス鋼部品を供給する工程；
（ｂ）８０重量％〜８５重量％のＡｕと１５重量％〜２０重量％のＮｉとを含むろう付け溶加材合金を供給する工程；
（ｃ）少なくとも２つのステンレス鋼部品間に形成される隙間にあるいは隙間に隣接してろう付け溶加材合金を導入して接合する工程；
（ｄ）５〜８時間の時間をかけて周囲温度から華氏１７４０度〜華氏２１００度の間の液相線温度まで前記ステンレス鋼部品および前記ろう付け合金を加熱する工程；
（ｅ）1/2〜５時間の時間をかけて前記液相線温度から華氏１２００度〜華氏１４００度の間の温度まで前記ろう付け組立品を冷却する工程；
（ｆ）華氏１２００度〜華氏１４００度の間の温度から華氏４００度未満の温度まで２時間未満の時間で前記冷却された工程（ｅ）のろう付け組立品を焼入れする工程を含む、ろう付けによって回転翼組立品を製造する方法。
【請求項１５】
選択されたステンレス鋼組成物が前記17Ｃｒ−4ＮｉＰＨであって、重量％で １４％〜１７．７％のクロム；
３．５％〜５．５％のニッケル；
２．５％〜５．０％の銅；
０．１５％〜０．４５％のコロンビウム；
０．０７％以下の炭素；
１．０００％以下のマンガン；
０．００４％以下のリン；
０．０３％以下の硫黄；
１．００％以下のケイ素；
０．０５％以下の窒素；
残りが本質的に鉄および付随的不純物を含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
選択されたステンレス鋼組成物が前記13Ｃｒ−4Ｎｉマルテンサイト合金であって、重量％で ０．０１５％〜０．０３％の炭素；
１２％〜１４％のクロム；
３．５％〜４．５％のニッケル；
０．３％〜０．７％のモリブデン；
０．３％〜０．６％のケイ素；
０．５％〜１％のマンガン；
０．０２５％以下のリン；
０．００５％以下の硫黄；
０．０２％〜０．０５％の窒素；
残りが本質的に鉄および付随的不純物を含む請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の技術分野】
【０００１】  本発明は、概して、ステンレス鋼部品をろう付けする方法に関し、より詳しくは、複雑な形状のステンレス鋼のろう付けに関する。本発明は、複雑な外形を有する複数の独立したステンレス鋼部品から一体化した組立品を形成するための制御された冷却および焼入れ処理をろう付け後に伴ってクッラキングを避ける、ろう付け方法に関する。それに加えて、本発明は、前記方法に従って製造された製品に関し、最も好ましくはステンレス鋼回転翼組立品に関する。
【発明の技術的背景】
【０００２】  回転翼などの溶接された組立品は、通常、初めに２つ以上の独立した部品から形成される。回転翼組立品については、一方の部品をハブと呼び、一体化して機械加工または溶接された羽根を含んでいてもいなくてもよい。他方をカバーと呼び、一体化して機械加工または溶接された羽根を含んでいてもいなくてもよい。これら２つの部品は、機械加工または溶接された羽根を一体化して含む部品を少なくとも１つ有し、通常、ろう付け方法により接合して回転翼と呼ばれる一体化した組立品を形成する。使用された基材の所望の機械特性により、ろう付け後に冷却および焼入れ処理が必要となる。
【０００３】  従来のろう付け方法は、ろう付け合金の液相よりもまさにわずかに低い温度で焼入れ処理を始め、基材の機械特性を満足することを確実にする。この従来の方法は基材に対して有益であるが、ろう付け接合部の強度がこれらの焼入れ温度では不十分であり、その結果、時にはろう付け接合部のクラッキングが起こるという証拠がある。これは、冷却時に熱的に誘導される応力を引き起こす断面方向の厚さの変化を有する、回転翼組立品などの複雑な形状ではとくに事実である。
【０００４】  ろう付けされた接合部の強度の問題は、多くの方法で提出されている。Timsitの米国特許（米国特許番号5,190,596）では、金属とろう付け溶剤との混合物を使用する金属表面をろう付けする方法が開示されている。表面金属の一方または両方とろう付けできる共融混合物を形成するように混合物の金属を適合する。Castaldoらの米国特許（米国特許番号6,112,971）では、Ｎｉ−13Ｃｒ−2.8Ｂ−4Ｓｉ−4Ｆｅのろう付け合金を用いた３０４Ｌステンレス鋼部品のろう付けが開示されている。Saitoらの米国特許（米国特許番号6,074,604）では、ろう付け接合部のもろさを最小にするが、逆にステンレス鋼の特性に影響しないように低温でステンレス鋼をろう付けするためのろう付け溶加材を開示している。ろう付け溶加材は、５重量％〜３０重量％のＭｎまたはＳｎ、２０重量％〜７０重量％のＣｕおよび必然的な不純物を含み、残りはＮｉである。各引用文献はろう付け接合部の強度および寿命の改善をいくつか提供するが、高応力用途、たとえば回転翼のろう付け接合部に対して要求される、ろう付け接合部の強度のレベルは提供していない。特にこの点に関して、ろう付け接合部のクラックおよび熱歪みの発生が含まれ、ろう付け回転翼組立品において問題となっている。
【０００５】  適切な機械特性を有するろう付け接合部を持つ回転翼組立品を提供することができ、ろう付け接合部のクラッキングが起こり難い、ろう付け方法に対する確立された要求がある。
【発明の概要】
【０００６】  本発明に係るろう付け方法はステンレス鋼部品間にろう付け溶加材合金を導入する工程；５〜８時間にわたる制御された時間をかけて周囲温度から所望のろう付けを実施するのに十分なろう付け合金の液相線温度までろう付け溶加材合金およびステンレス鋼部品とを加熱する工程；ろう付け合金の固相線温度からろう付け合金が所望の強度レベルを達成する温度（〜華氏１２００度（６４８．９℃）−華氏１４００度（７６０．０℃））まで制御された方法でろう付けステンレス鋼組立品を冷却し、次いで約華氏４００度（２０４．４℃）未満の温度まで焼入れする工程を含む。その後、ろう付けされた製品を焼き戻してもよく、あるいはさらにステンレス鋼部品がマルテンサイトまたは析出硬化合金から製造されるかどうかによって熱処理してもよい。本方法は、ろう付け接合部の機械強度が焼入れ処理の誘導された応力に耐えるのに十分であり、同時に、ろう付け方法で実施される熱処理によってステンレス鋼材料の所望の機械特性を達成するということを確実にする。
【０００７】  本発明のろう付け方法は、ろう付け溶加材組成物を使用し、この金属組成物は、通常、従来技術の欠如を克服し、８０重量％〜８５重量％の金（Ａｕ）と１５重量％〜２０重量％のニッケル（Ｎｉ）とを含有する。好ましいろう付け合金は、華氏１７００度（９２６．７℃）〜華氏２１００度（１１４９℃）（液相線温度）の間のたとえば液相の形態をとる。
【０００８】  さらに本発明は、上記ろう付け接合部を形成するためのろう付け合金およびろう付け方法とともに使用してもよい特定のステンレス鋼ベース合金組成物の使用を含む。本発明の一部として見つけ出された好ましいステンレス鋼合金材料を17Ｃｒ−4Ｎｉ型析出硬化（ＰＨ）ステンレス鋼合金および13Ｃｒ−4Ｎｉ型ステンレス鋼合金という。本発明で用いられる17Ｃｒ−4ＮｉＰＨステンレス鋼合金組成物は、重量％で、０．０７％以下の炭素；１４〜１７．７％のクロム；３．５〜５．５％のニッケル；２．５〜５．０％の銅；０．１５〜０．４５％のコロンビウム；１．０００％以下のマンガン；０．００４％以下のリン；０．０３％以下の硫黄；１．００％以下のケイ素；０．０５％以下の窒素；残りは本質的に鉄および付随的不純物を含む。
【０００９】  本発明で併用して用いられる13Ｃｒ−4Ｎｉステンレス鋼合金は、重量％で、０．０１５〜０．０３％の炭素；１２〜１４％のクロム；３．５〜４．５％のニッケル；０．３〜０．７％のモリブデン；０．３〜０．６％のケイ素；０．５〜１％のマンガン；０．０２５％以下のリン；０．００５％以下の硫黄；０．０２〜０．０５％の窒素；残りは本質的に鉄および付随的不純物を含む・
好ましい態様によると、ろう付け接合部と好ましいステンレス鋼合金組成物を形成するためのろう付け合金および方法を、一体化した回転翼組立品を製造するために使用する。ここで記述されたろう付け方法により製造される回転翼組立品は本発明の特徴を形成する。
【発明の具体的説明】
【００１０】  本発明で用いられる好ましいろう付け溶加材合金組成物は製造されるステンレス鋼組立品の適切な強度を提供することを目的としている。ろう付け溶加材合金組成物は、通常、好ましくは８０重量％〜８５重量％、より好ましくは８１重量％〜８４重量％、最も好ましくは８１．５重量％〜８２．５重量％のＡｕと、好ましくは１５重量％〜２０重量％、より好ましくは１６重量％〜１９重量％、最も好ましくは１７．５重量％〜１８．５重量％のＮｉとを含有する。
【００１１】  ろう付け溶加材合金は、華氏１７００度（９２６．７℃）〜華氏２１００度（１１４９℃）、好ましくは華氏１７００度（９２６．７℃）〜華氏１９００度（１０３８℃）、より好ましくは華氏１７４０度（９４８．９℃）〜華氏１８４０度（１００４℃）の間の液相線温度で、最も好ましくは華氏１７３０度（９４３．３℃）〜華氏１７５０度（９５４．４℃）の間の温度で液相の形態をとり得ることを特徴としている。本ろう付け合金に対する特に好ましい液相温度は華氏１７４０度（９４８．９℃）である。また、ろう付け合金は、好ましくは華氏１２００度（６４８．９℃）〜華氏１５００度（８１５．６℃）、より好ましくは華氏１２００度（６４８．９℃）〜華氏１４００度（７６０．０℃）の温度で、最も好ましくは華氏１３００度（７０４．４℃）〜華氏１３５０度（７３２．２℃）の間の温度で適切な強度の十分な固相の形態をとり得ることを特徴としている。ろう付け合金は薄片、帯板、ワイヤー、粉末、またはペーストの形状、ろう付け技術において公知のいずれの形状であってもよい。
【００１２】  いずれのステンレス鋼合金も本発明の方法においてろう付け溶加材合金組成物とともに用いることができる。ろう付けされるステンレス鋼組成物は同じステンレス鋼合金組成物であることが好ましい。ろう付けで実施される熱処理中に所望の機械強度を達成するために、ステンレス鋼組成物はマルテンサイトステンレス鋼または析出硬化ステンレス鋼合金のうちの１つであることも好ましい。この方法では、クラックのないろう付け接合部とともに強いベース金属を得られる。本発明の方法においてろう付け溶加材合金組成物とともに用いることができる一般のステンレス鋼合金組成物は０．１重量％以下の炭素；１０重量％〜２０重量％のクロム；２重量％〜１０重量％のニッケル；１．０重量％以下のモリブデン；１．５重量％以下のケイ素；１．５重量％以下のマンガン；０．５重量％以下のリン；０．１重量％以下の硫黄；０．５重量％以下のコロンビウム；５重量％以下の銅；０．１重量％以下の窒素；残りは本質的に鉄および付随的不純物を含有する。
【００１３】  本発明で特に有用な好ましいステンレス鋼合金組成物は17Ｃｒ−4ＮｉＰＨ型ステンレス鋼である。このステンレス鋼合金組成物は、重量％で、０．０７％以下の炭素；１４％〜１７．７％のクロム；３．５％〜５．５％のニッケル；２．５％〜５．０％の銅；１．０００％以下のマンガン；０．００４％以下のリン；０．０３％以下の硫黄；１．００％以下のケイ素；０．１５％〜０．４５％のコロンビウム；０．０５％以下の窒素；残りは本質的に鉄および付随的不純物を含有する。
【００１４】  本発明の実施において有用な他の現時点で好ましいステンレス鋼合金は13Ｃｒ−4Ｎｉ型ステンレス鋼である。13Ｃｒ−4Ｎｉステンレス鋼合金は、重量％で、０．０１５％〜０．０３％の炭素；１２％〜１４％のクロム；３．５％〜４．５％のニッケル；０．３％〜０．７％のモリブデン；０．３％〜０．６％のケイ素；０．５％〜１％のマンガン；０．０２５％以下のリン；０．００５％の硫黄；０．０２％〜０．０５％の窒素；残りは本質的に鉄および付随的不純物を含有する。
【００１５】  本発明は、ステンレス鋼組立品または製品、特に回転翼組立品を製造するためのステンレス鋼部品をろう付けする方法に特に関連する。ろう付け方法は、通常、重量％で、好ましくは８０％〜８５％、より好ましくは８１％〜８４％、最も好ましくは８１．５％〜８２．５％の金（Ａｕ）と好ましくは１５％〜２０％、より好ましくは１６％〜１９％、最も好ましくは１７．５％〜１８．５％のニッケル（Ｎｉ）とを含有するろう付け合金を、製品を形成するために選択された組成および形状の形成されたステンレス鋼部品の間に導入する工程；不活性環境または真空環境のうちの１つを維持できる雰囲気炉にステンレス鋼部品を導入する工程；制御された方法で５時間〜８時間の時間をかけて周囲温度から安定したろう付け合金の液相線温度、好ましくは華氏１７００度（９２６．７℃）〜華氏２１００度（１１４９℃）、より好ましくは華氏１７００度（９２６．７℃）〜華氏１９００度（１０３８℃）、最も好ましくは華氏１８００度（９８２．２℃）〜華氏１８７５度（１０２４℃）の間の温度まで炉、ろう付け合金およびステンレス鋼部品の温度を上昇させる工程；制御された方法でろう付け合金の液相線温度からろう付け合金が適切な強度の十分な固相の形態となる温度、好ましくは華氏１２００度（６４８．９℃）〜華氏１４００度（７６０．０℃）、より好ましくは華氏１２５０度（６７６．７℃）〜華氏１３５０度（７３２．２℃）、最も好ましくは華氏１２７５度（６９０．６℃）〜華氏１３２５度（７１８．３℃）の間の温度まで３０分間〜５時間かけて炉およびステンレス鋼部品の温度を下げる工程；その後、アルゴンまたは窒素の非酸化媒体中で約華氏４００度（２０４．４℃）未満の温度までろう付けステンレス鋼組立品をガス焼入れする工程を含む。
【００１６】  上記方法で用いられるろう付け溶加材合金は薄片、帯板、ワイヤー、粉末、またはペーストの形状であればよい。ろう付け合金をステンレス鋼部品間の隙間に直接導入して接合してもよい。いくつかの環境では０．０１インチ〜０．０１４インチの高さにすることもできるが、約０．００１インチ〜０．００４インチの間の寸法に部品間の隙間を制御することが好ましい。その代わりに、あるいはそれに加えて、ろう付け接合部を形成させようとする位置に極めて接近してまたはその位置でろう付け合金を使用してもよい。
【００１７】  本発明のろう付け溶加材合金およびろう付け方法は、断面が変化する複雑な幾何学的形状を有する一体化した回転翼組立品として知られている製品を形成するために使用する際に、特に有用であることを見出した。本発明の方法を使用して製造される回転翼組立品は、ろう付け接合部には従来技術のろう付け回転翼組立品よりもクラックが発生せず、実施された新規の熱処理の結果として最小の熱歪みも示す。すなわち、本発明の方法は、ステンレス鋼から製造される、回転翼組立品などの複雑な外形の高品質のろう付け組立品の製造を可能にする。
【００１８】  一体化した回転翼組立品を製造するための現時点で好ましい方法は、２つのステンレス鋼部品、好ましくはハブとカバー部品であって、両方のステンレス鋼部品が17Ｃｒ−4ＮｉＰＨステンレス鋼または13Ｃｒ−4Ｎｉステンレス鋼合金のいずれかの同じ組成を有するステンレス鋼部品の間に、重量％で８１．５％〜８２．５％の金（Ａｕ）と１７．５％〜１８．５％のニッケル（Ｎｉ）とをろう付け合金を導入する工程；不活性または真空環境のうちの１つを維持できる雰囲気炉にステンレス鋼部品を導入する工程；制御された方法で５．５〜６．５時間の間の時間をかけて周囲温度からろう付け合金の安定した液相線温度、たとえば華氏１７００度（９２６．７℃）〜華氏１９００度（１０３８℃）の間の温度まで炉、ろう付け合金およびステンレス鋼部品の温度を上昇させる工程；３０〜９０分間温度を維持してろう付け溶加材合金を十分融解する工程；制御された方法でろう付け合金の液相線温度から華氏１３００度（７０４．４℃）〜華氏１３５０度（７３２．２℃）の温度まで１〜３時間かけて、ろう付け合金が約２５〜３０Ksi程度の適切な強度の十分な固相の形態をとるまで、炉および得られたろう付けステンレス鋼回転翼の温度を下げる工程；ステンレス鋼回転翼組立品の温度が華氏１３００度（７０４．４℃）〜華氏１３５０度（７３２．２℃）から華氏４００度（２０４．４℃）未満の温度まで２時間未満以内でアルゴンまたは窒素などの非酸化または非炭化ガス媒体中で蝋付けステンレス鋼回転翼を焼入れする工程を含む。この焼入れはオーステナイトからマルテンサイトへの相変化を引き起こし、13Ｃｒ−4Ｎｉステンレス鋼合金の強度および硬度を増大させる。焼入れ後の焼戻し工程を13Ｃｒ−4Ｎｉ型などのマルテンサイト鋼に対して実施し、焼戻されたマルテンサイト構造を提供してもよい。あるいは、焼入れ後の硬化熱処理工程を17Ｃｒ−4Ｎｉ合金などの析出硬化鋼に対して実施し、強化／硬化目的でＣｕ型析出物を提供してもよい。
【００１９】  図１は本発明に係る一体化した回転翼組立品を製造するための好ましい方法の代表的な熱サイクルを示す。図１において、ろう付け合金の液相または液相線温度、約華氏１８５０度（１０１０℃）まで約６時間かけてろう付けされる組立品を加熱し、その温度で約１時間保持した。ろう付け組立品を約２時間かけて約華氏１３００度（７０４．４℃）まで冷却した。その後、蝋付け組立品を約華氏３５０度（１７６．７℃）の温度まで１時間かけて下げてガス焼入れした。回転翼組立品は熱誘導歪みを示さず、蝋付け接合部すべてが堅固であり、クラックもなかった。
【００２０】  また、本発明は、上記方法によって製造される一体化した回転翼組立品を含む。本発明の好ましい一体化した回転翼組立品は、ハブ、カバーおよび羽根を含み、すべてが17Ｃｒ−4ＮｉＰＨ鋼または13Ｃｒ−4Ｎｉ鋼のいずれかを含み、ハブおよびカバーはともに、８１．５重量％〜８２．５重量％のＡｕと１７．５重量％〜１８．５重量％のＮｉとを好適に含有するろう付け溶加材合金から形成されるろう付け接合部によって接合される。
【００２１】  回転翼組立品は３つの主要部品を含む。これら３つの部品は回転翼用ハブ、回転翼用カバーおよび複数の回転翼用羽根を含む。回転翼の組立の際に、回転翼用羽根を、ハブまたはカバーのいずれかと一体化して機械加工するか、あるいは別々に製造して溶接でハブまたはカバーのいずれかに取り付けるかのいずれかを実施することができる。羽根をハブまたはカバーのいずれかに取り付けるとすぐに、露出させた羽根のエッジをろう付けすることにより羽根を含まない部品と羽根を含む部品とを取り付け、最終的な回転翼組立品を形成する。本発明の場合、最終的な回転翼組立品が本ろう付け方法により完成する。
【００２２】  図２において、一体化した回転翼組立品１は、機械加工されて一体化した羽根３を支えるカバー５と、ハブ２とを含む。一体化した羽根３をハブ２の表面にろう付け接合部４を介して接着または接合する。ここで記述したろう付け溶加材合金を一体化した羽根３の露出したエッジとハブ２との間に導入し、一体化した回転翼組立品１を本発明のろう付け方法に適用することによって、ろう付け接合部４を形成する。当然、回転翼組立品は本発明に従って同じろう付けを必要とする複数の羽根３を含むことがわかる。
【００２３】  図３は、ろう付け接合部４によりハブ２と接合された一体化した羽根３とともにカバー５を示す一体化した回転翼組立品１の断面図である。
たとえば、本発明の最終的なろう付け回転翼組立品１を完成するために以下の工程を含む。ろう付け溶加材合金の小さな帯板を回転翼用羽根３の露出したエッジ上に配置する。その後、一体化した羽根を支えていない部品（ハブまたはカバー）を、回転翼用羽根の露出したエッジと、ろう付け接合部４およびそれ以降回転翼組立品を形成するろう付け溶加材合金とに接触させて配置する。ペーストまたはワイヤーの形状の追加のろう付け合金をろう付け接合部を形成する羽根の側面に沿って配置する。その後、アルゴンまたは真空下の雰囲気炉に回転翼組立品を導入し、ろう付け合金の液相線温度まで加熱する。
【００２４】  本発明に従って提案されたステンレス鋼材料を用いる従来のろう付け方法は、通常、まさにろう付け合金の液相線温度未満で起こる焼入れ操作を開始するであろう。図４は種々の温度におけるろう付け接合部の強度を表す曲線を示す。データは、まさにろう付け接合部の液相線温度未満の温度（〜華氏１７５０度（９５４．４℃））で焼入れする場合、ろう付け接合部の強度が著しく低い（約９，０００Ksi）ことを示す。焼入れ温度が液相線温度から低下するにつれて、ろう付け接合部の強度は増大することも示している。代表的な回転翼組立品の複雑な外形に起因して、組立品を焼入れする場合にかなりの応力がろう付け接合部で誘導される。クラッキングのないろう付け接合部を製造するために、本発明は、焼入れ操作を開始する温度はろう付け接合部が適切な強度を有する温度でなければならないことを見出している。
【００２５】  図４は本発明の一体化した回転翼組立品のろう付け接合部についての代表的な最大引張強度対焼入れ温度の曲線を示す。約華氏１２５０度（６７６．７℃）の温度からろう付け組立品を焼入れする場合、ろう付け接合部４の引張強度が約３０Ksiであるので、最小熱歪みまたはろう付け接合部のクラッキングが起こることを、一体化した回転翼組立品は示している。
【００２６】  図４のデータは、本発明のろう付け接合部が華氏１２５０度（６７６．７℃）〜華氏１３００度（７０４．４℃）で焼入れする場合に従来技術の華氏１６５０度（８９８．９℃）の焼入れ温度で焼入れする場合よりも約３倍の強度を有することを示す。逆に、焼入れを開始する温度があまり低くなると、ここで開示されたステンレス鋼金属が溶液焼きなまし条件またはガス焼入れ条件のいずれかを必要とし、次いでろう付け後に時効硬化または焼戻し加熱処理するので、ステンレス鋼ベース金属の最終特性は達成されない。本発明において、ろう付け工程および焼入れ工程の開始について選択される時間および温度パラメータは、ここで開示された好ましい回転翼ベース金属の熱処理要求を満足する。焼入れ後の工程は、華氏９５０度（５１０．０℃）〜華氏１２５０度（６７６．７℃）、または好ましくは約華氏９５０度（５１０．０℃）〜華氏１１２０度（６０４．４℃）で焼戻しを実施し、上記13Ｃｒ−4Ｎｉ合金に焼戻されたマルチンサイト構造を提供する、焼戻し工程を含んでいてもよい。代わりに、焼入れ後の工程が、約華氏１１００度（５９３．３℃）で約１〜４時間熱処理を実施し、次いで空気冷却して、17Ｃｒ−4ＮｉＰＨ合金の硬化／強化の目的の銅型析出物を提供する、熱処理工程を含んでいてもよい。大きい断面の場合、熱誘導歪みを避けるためには、華氏８００度（４２６．７℃）未満までのゆっくりとした炉冷却が好ましいかもしれない。
【００２７】  本発明は好ましい態様に関して記述している。自明な改良および交替は、前述の詳細な説明を読み、理解することに基づいて思い浮かぶであろう。前記改良および交替が添付した請求項の範囲内またはそれと同等のものの中に入る限り、そのようなすべての改良および交替を含むものとして本発明を解釈することを意味している。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、本発明の代表的なろう付け熱サイクル用の温度対時間のグラフである。
【図２】  図２は、一体化した羽根、ハブおよびろう付け接合部を支えるカバーを含む一体化した回転翼組立品の側面立面図である。
【図３】  図３は、カバー、羽根、ハブおよびろう付け接合部の位置を示す図２のIII−III線に沿った断面図である。
【図４】  図４は、本発明に従って製造された、ろう付け接合部の最大引張強度対ろう付け接合部の温度のグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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