(57)【要約】【課題】ろう付け後におけるろう材の固相線温度がろう付け前のろう材の固相線温度よりも高く、熱処理などを施す際のろう材の溶融を防止することができるろう材用合金およびろう付け補修方法を提供する。【解決手段】実施形態のろう材用合金は、質量％で、Ｃｒ：１５〜３０、Ｂ：０．２〜５を含有し、残部がＮｉおよび不可避的不純物からなる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｃｒ：１５〜３０、Ｂ：０．２〜５を含有し、残部がＮｉおよび不可避的不純物からなることを特徴とするろう材用合金。
【請求項２】
Ｓｉを７質量％以下さらに含有することを特徴とする請求項１記載のろう材用合金。
【請求項３】
Ｃｏを１５質量％未満さらに含有することを特徴とする請求項１または２記載のろう材用合金。
【請求項４】
前記不可避的不純物のうち、少なくとも、Ｆｅを５質量％以下、Ｍｎを１質量％以下、Ｃを０．３質量％以下に抑制したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のろう材用合金。
【請求項５】
ろう付け後における前記ろう材用合金の固相線温度が、ろう付け前における前記ろう材用合金の固相線温度よりも高いことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載のろう材用合金。
【請求項６】
ろう付け後における前記ろう材用合金の固相線温度が、ろう付けする基材の溶体化熱処理温度よりも高いことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載のろう材用合金。
【請求項７】
ろう付け後における前記ろう材用合金の固相線温度が１１５０℃よりも高いことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載のろう材用合金。
【請求項８】
ろう付け後におけるＢ濃度が、拡散により、ろう付け前におけるＢ濃度の５０％以下となることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載のろう材用合金。
【請求項９】
ろう付け前における前記ろう材用合金の固相線温度が、ろう付けされる基材の引張強度が常温時の引張強度に対して１０％低減するときの温度以下であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項記載のろう材用合金。
【請求項１０】
ろう付け前における前記ろう材用合金の固相線温度が１２１０℃以下であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項記載のろう材用合金。
【請求項１１】
欠陥を有するガスタービン部品の基材の表面の清浄処理、欠陥部の非破壊検査、被補修部の表面はつり、表面の酸化層除去処理、被補修部からのろう付け補修材料の垂れ落ち防止処理を含む前処理を行う工程と、
被補修部の周囲にろう付け補修材料の流れ止め用囲いを形成する工程と、
ろう付けする際溶融しない非溶融合金粉末と、ろう付けする際溶融する、請求項１乃至１０のいずれか１項記載のろう材用合金からなる溶融合金粉末との混合物を含むろう付け補修材料を被補修部に充填する工程と、
ろう付けされる前記基材の引張強度が常温時の引張強度に対して１０％低減するときの温度以下、かつ前記溶融合金粉末の固相線温度よりも高い温度に加熱してろう付けする工程と、
ろう付け補修箇所の非破壊検査、部分的な不良箇所の追加補修、冷却孔の修復処理を含む仕上げ処理を行う工程と、
仕上げ処理を行った被補修部について溶体化処理および時効熱処理を行う工程と
を具備することを特徴とするろう付け補修方法。
【請求項１２】
前記非溶融合金粉末におけるＢ以外の化学組成が、前記溶融合金粉末の化学組成と同じであり、前記非溶融合金粉末におけるＢの含有率が、前記溶融合金粉末におけるＢの含有率よりも小さいか、またはゼロであることを特徴とする請求項１１記載のろう付け補修方法。
【請求項１３】
前記非溶融合金粉末が、前記基材と同一の材料で構成されていることを特徴とする請求項１１または１２記載のろう付け補修方法。
【請求項１４】
ろう付けされる基材の引張強度が常温時の引張強度に対して１０％低減するときの温度が１２１０℃であることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項記載のろう付け補修方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、例えば、ガスタービン部品の補修などに使用される、ろう材用合金およびこのろう材用合金を用いたろう付け補修方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービン発電プラントでは、ガスタービンと同軸に設けられた圧縮機の駆動により圧縮された空気を燃焼器に導入して燃料を混合して燃焼させ、発生する高温の燃焼ガスを動翼に導入し、動翼を回転駆動し、この動翼の回転軸に連結された発電機によって発電を行っている。ここで、燃焼器から排出された燃焼ガスは、トランジションピースおよび静翼を経てガスタービンの動翼に導かれる。
【０００３】
このような高温の燃焼ガスに曝される高温部品である静翼あるいは燃焼器ライナ、トランジションピース、動翼等にき裂や摩耗等が生じた場合には、補修溶接や拡散ろう付け補修を施して、継続して使用している。これらの補修の際には、必要に応じて溶接時の熱影響および残留応力除去のための熱処理が施される。
【０００４】
高温部品である静翼の中でも、タービンの入り口に配置される初段の静翼は、最も高温の燃焼ガスに曝され、起動停止時の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。そのため、初段の静翼には、耐熱性および補修性に優れたＣｏ基合金が主に使用されてきた。
【０００５】
補修溶接によって、き裂、酸化エロージョン、摩耗等の補修を施す場合には、例えばＴＩＧによる溶接補修が施されるが、ガスタービンの高温化が図られるに伴って補修量は増加し、溶接時の熱影響および残留応力により、静翼に変形が生じることがある。その変形量は、その後の変形修正では補修が困難な状態までに至っている。
【０００６】
拡散ろう付けによって、き裂、酸化エロージョン、摩耗等の補修を施す場合には、基材を構成する化学組成と類似する化学組成の材料にＳｉ、Ｂ 等の融点降下材を添加したろう材（溶融合金粉末）と、基材相当強度を有する組成材（非溶融合金粉末）とを所定の混合比で混合した補修材を使用して、基材の融点以下の温度でろう付け補修が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平４−２５４５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ガスタービンの静翼は、例えば、Ｃｏ基合金のＦＳＸ４１４（ゼネラル・エレクトリック社製）、Ｎｉ基合金のＩＮ９３９（インコ社製）やＧＴＤ２２２（ゼネラル・エレクトリック社製）などが使用されている。静翼に生じたき裂の一部を上記した従来の拡散ろう付けによって補修後、他のき裂を補修する際、既にろう付けされた補修材の溶融合金が再び溶融して補修部位から流出するという問題があった。また、補修後溶体化熱処理を施す際、既にろう付けされた補修材の溶融合金が再び溶融して補修部位から流出するという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、ろう付け後におけるろう材の固相線温度がろう付け前のろう材の固相線温度よりも高く、熱処理などを施す際のろう材の溶融を防止することができるろう材用合金およびろう付け補修方法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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係る実施形態のろう材用合金は、質量％で、Ｃｒ：１５〜３０、Ｂ：０．２〜５を含有し、残部がＮｉおよび不可避的不純物からなる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る第２の実施の形態のろう付け補修材料を使用して、基材に生じた欠陥をろう付け補修する工程を説明するためのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
（第１の実施の形態）
本発明に係る第１の実施の形態におけるろう材用合金は、質量％で、Ｃｒ：１５〜３０、Ｂ：０．２〜５を含有し、残部がＮｉおよび不可避的不純物からなる。
【００１４】
また、本発明に係る第１の実施の形態におけるろう材用合金は、上記した化学組成に加えて、さらにＳｉを７質量％以下含有してもよい。また、上記した化学組成（Ｓｉを含有する場合を含む）に加えて、さらにＣｏを１５質量％未満含有してもよい。
【００１５】
また、上記したろう材用合金における不可避的不純物のうち、少なくとも、Ｆｅが５質量％以下、Ｍｎが１質量％以下、Ｃが０．３質量％以下に抑制されていることが好ましい。
【００１６】
上記した化学組成範囲からなる第１の実施の形態のろう材用合金において、ろう付け後におけるろう材用合金の固相線温度は、ろう付け前におけるろう材用合金の固相線温度（以下、ろう付け前固相線温度Ｔｂという）よりも高くなるように構成されている。
【００１７】
上記した化学組成範囲からなる第１の実施の形態のろう材用合金を使用して、通常のろう付けを行った場合、拡散により、ろう材のＢ濃度が半分（ろう付け後のＢ濃度がろう付け前のＢ濃度の５０％）程度あるいはそれ以下にまで減少した状態となる。また、ろう付け後におけるろう材用合金の固相線温度は、Ｂ濃度の減少に伴って高温化する傾向にあり、第１の実施の形態のろう材用合金において、ろう付け後のＢ濃度をろう付け前のＢ濃度の５０％以下とすることで、ろう付け後におけるろう材用合金の固相線温度を、後述する、強度維持最高温度Ｔｍや基材の溶体化熱処理温度を超える温度とすることができる。
【００１８】
このようなことから、ここでは、ろう付け後におけるろう材用合金の固相線温度の評価指標として、拡散によりＢ濃度が半減（ろう付け後のＢ濃度がろう付け前のＢ濃度の５０％となる）した、ろう材における固相線温度（以下、ろう付け後固相線温度Ｔａという）を採用して説明する。上記したように、ろう付け後固相線温度Ｔａは、ろう付けされる、静翼などの基材の溶体化熱処理温度よりも高く設定されている。
【００１９】
ここで、ろう付け後固相線温度Ｔａは、ろう材用合金の化学成分のＢのみが半分の含有率となる試料を作製し、この試料に対して示差走査熱量測定（Differential Scanning Calorimetry：ＤＳＣ）を行うことで計測される。また、ろう付け前固相線温度Ｔｂも、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を行うことで計測される。
【００２０】
ろう付け後固相線温度Ｔａは、ろう付け前固相線温度Ｔｂよりも高いため、例えば、基材の他の箇所に形成されたき裂や減肉などの欠陥をろう付け補修する場合でも、既にろう付けされた補修部のろう材用合金が溶融し流出することを防止できる。
【００２１】
また、ろう付け前固相線温度Ｔｂは、ろう付けされる基材の引張強度（引張強さまたは耐力（ＪＩＳ Ｚ ２２４１））が常温時の引張強度に対して１０％低減するときの温度（以下、強度維持最高温度Ｔｍという）以下であることが好ましい。
【００２２】
ここで、ガスタービンにおける静翼などの高温部品は、高温の燃焼ガスに曝され、き裂や減肉などの欠陥を生じるため、ろう付け補修が行われる。ガスタービンにおける静翼は、例えば、ＦＳＸ４１４（ゼネラル・エレクトリック社製）などのＣｏ基合金によって主に構成されている。表１には、ＦＳＸ４１４の化学組成を示す。
【００２３】
【表１】
2012055949.tif 000002
【００２４】
第１の実施の形態のろう材用合金は、上記したように、ＮｉにＣｒおよびＢを含有する基本化学組成を有しており、ろう付け工程において、Ｂが、例えば基材に拡散することでＢ濃度が低減し、固相線温度（換言すれば、融点）が上昇する。Ｂ拡散の促進や、き裂先端まで、ろう材用合金などの補修材が浸透するように補修材の流動性の向上を図る観点から、ろう付け温度は高い方が好ましい。例えば、ＦＳＸ４１４では、製造過程において凝固組織（デンドライト）に対応した３次元の網目状に微細な炭化物が析出している。上記した観点から、ろう付け温度は高い方が好ましいが、このＦＳＸ４１４に対して１２１０℃を超える温度で、例えば３０分以上のろう付けを行うと、元素の拡散によって炭化物の３次元網目構造が崩れて、素材の強度特性が低下する。
【００２５】
このようなことから、ろう付けは、強度維持最高温度Ｔｍ以下の温度で行われることが好ましい。そのため、ろう材用合金は、この強度維持最高温度Ｔｍ以下の温度で溶融する必要があるため、ろう材用合金のろう付け前固相線温度Ｔｂは、強度維持最高温度Ｔｍ以下であることが好ましい。
【００２６】
例えば、ＦＳＸ４１４からなる基材を使用する場合には、強度維持最高温度Ｔｍが１２１０℃となり、ろう材用合金のろう付け前固相線温度Ｔｂは、１２１０℃以下であることが好ましい。また、ろう付けの作業性を高める（より低い温度でのろう付けを可能とする）、ろう付け時のろう材の流動性を高める、またはろう付け温度に曝すことによる基材への影響を小さくするという観点から、ろう材用合金のろう付け前固相線温度Ｔｂは、１１００℃以下であることがさらに好ましい。
【００２７】
また、第１の実施の形態のろう材用合金を使用することで、上記したように、ろう付け後固相線温度Ｔａは、基材の溶体化熱処理温度よりも高くなる。そのため、例えば、ＦＳＸ４１４からなる基材を使用する場合、ＦＳＸ４１４の溶体化熱処理温度は、１１５０〜１１８０℃であるため、少なくとも、ろう付け後固相線温度Ｔａは、１１５０℃（ＦＳＸ４１４の溶体化熱処理温度が１１５０℃の場合）を超える温度に設定され、好ましくは、強度維持最高温度Ｔｍを超える温度に設定される。
【００２８】
次に、上記した本発明に係る第１の実施の形態のろう材用合金における各化学組成範囲の限定理由を説明する。なお、以下の説明において化学組成の含有率を示す％は、特に明記しない限り質量％とする。
【００２９】
（１）Ｃｒ（クロム）
Ｃｒは、耐食性を改善する効果がある。Ｃｒの含有率が１５％未満の場合には、上記した効果が発揮されず、Ｃｒの含有率が３０％を超えると、融点が上昇し、強度維持最高温度Ｔｍ以下でのろう付けが困難となる。そのため、Ｃｒの含有率を１５〜３０％とした。また、ろう材の融点を低下させ、ろう付けの作業性を高める（より低い温度でのろう付けを可能とする）、ろう付け時のろう材の流動性を高める、またはろう付け温度に曝すことによる基材への影響を小さくするという観点から、Ｃｒの含有率を１５〜２３％とすることがより好ましい。
【００３０】
（２）Ｂ（ホウ素）
Ｂは、ろう材用合金の固相線温度（融点）を低下させ、ろう付けの作業性を改善する。Ｂの含有率が０．２％未満の場合には、上記した効果が発揮されない上、ろう材用合金の融点が高くなり過ぎる。一方、Ｂの含有率が５％を超えると、硼化物を形成してろう材用合金の強度や耐食性が阻害される。そのため、Ｂの含有率を０．２〜５％とした。また、Ｂの含有率が４．５以下において、硼化物が形成される傾向が弱く、より十分な強度や耐食性が得られ、Ｂの含有率が１．５以上において、ろう付けの作業性がより改善されるため、Ｂの含有率を１．５〜４．５％とすることがより好ましい。
【００３１】
（３）Ｓｉ（ケイ素）
Ｓｉは、ろう付けの作業性を改善し、本発明に係る第１の実施の形態のろう材用合金の化学組成範囲では、ろう材用合金の固相線温度を上昇させる。Ｓｉの含有率が７％を超えると、珪化物を形成してろう材用合金の強度や耐食性を阻害するとともに、ろう材用合金の固相線温度が高くなり過ぎる。そのため、Ｓｉの含有率を７％以下とした。また、珪化物の形成を抑制する観点から、Ｓｉの含有率を４％以下とすることがさらに好ましい。なお、上記したＳｉの効果を発揮するために、Ｓｉの含有率の下限値は、１％以上とすることが好ましい。
【００３２】
（４）Ｃｏ（コバルト）
Ｃｏは、ＦＳＸ４１４などのＣｏ基合金との接触部およびその近傍における組織の安定性を高める効果がある。Ｃｏの含有率が１５％以上の場合、Ｂ拡散による固相線温度の上昇効果が急激に低下する。そのため、Ｃｏの含有率を１５％未満とした。また、Ｃｏの含有率が小さい方がろう付け後固相線温度Ｔａの上昇が大きくなること、およびＣｏは高価な元素であることから、Ｃｏの含有率を１０％以下とすることがより好ましい。なお、上記したＣｏの効果を発揮するために、Ｃｏの含有率の下限値は、５％以上とすることが好ましい。
【００３３】
（５）Ｆｅ（鉄）、Ｍｎ（マンガン）およびＣ（炭素）
Ｆｅ、ＭｎおよびＣは、本発明に係る第１の実施の形態のろう材用合金においては、不可避的不純物に分類されるものである。これらの不可避的不純物は、可能な限りその残存含有率を０％に近づけることが望ましい。また、これらの不可避的不純物は、ろう材用合金の特性に影響を及ぼさない含有量に抑制され、Ｆｅは５％以下、Ｍｎは１％以下、Ｃは０．３％以下に抑制されることが好ましい。
【００３４】
ここで、本発明に係る第１の実施の形態のろう材用合金の製造方法について説明する。
【００３５】
本発明に係る第１の実施の形態のろう材用合金は、このろう材用合金を構成する化学組成の材料を溶融して、アトマイズ法で粉末とすることで作製される。また、この粉末にバインダーを添加してペースト状にしてもよい。
【００３６】
さらに、ろう材用合金を構成する化学組成の材料を溶融して、板状や棒状に鋳込んでろう材用合金を作製してもよい。また、この板状や棒状のろう材用合金を箔状や線状に加工してもよい。
【００３７】
上記した第１の実施の形態のろう材用合金によれば、ろう付け後固相線温度Ｔａを、ろう付け前固相線温度Ｔｂよりも高くすることができるため、基材の欠陥の一部を補修後、他の欠陥を補修する際、既にろう付けされたろう材用合金が溶融し流出することを防止できる。また、ろう付け後固相線温度Ｔａは、ろう付けされる基材の溶体化熱処理温度よりも高いため、ろう付けされたろう材用合金が溶融し流出することなく、溶体化熱処理を行うことができる。
【００３８】
（第２の実施の形態）
本発明に係る第２の実施の形態では、上記した第１の実施の形態のろう材用合金からなる溶融合金粉末と、ろう付けする際溶融しない非溶融合金粉末とを混合した混合物であるろう付け補修材料、およびこのろう付け補修材料を使用したろう付け補修方法について説明する。
【００３９】
非溶融合金粉末は、上記したように、ろう付けする際溶融しない材料で構成され、例えば、ろう付けされる基材と同じ化学組成の材料で構成することができる。また、例えば、基材がＣｏ基合金からなる場合、ろう材用合金からなる溶融合金からのＢの拡散によって、非溶融合金粉末の融点が急激に低下することがあるため、これを防止する必要がある。そのため、非溶融合金粉末として、Ｂ以外の化学組成が、溶融合金粉末の化学組成と同じであり、非溶融合金粉末におけるＢの含有率が、溶融合金粉末におけるＢの含有率よりも小さいか、またはゼロである材料を使用することができる。
【００４０】
例えば、非溶融合金粉末として、Ｂ以外の化学組成が、溶融合金粉末の化学組成と同じで、かつ、非溶融合金粉末におけるＢの含有率がゼロである材料を使用する場合、非溶融合金粉末と溶融合金粉末との質量比を１：１としてろう付け補修材料を構成することが好ましい。この場合において、ろう付けする基材からのＢの拡散を考慮しないとき、補修部におけるＢ濃度は、拡散により溶融合金粉末のＢ濃度が半減した均一な組成の合金となる。そのため、第１の実施の形態のろう材用合金の場合と同様に、ろう付け後における溶融合金の固相線温度が、ろう付け前における溶融合金の固相線温度よりも高くなる。また、ろう付け後における溶融合金の固相線温度を、ろう付けされる、静翼などの基材の溶体化熱処理温度よりも高くすることができる。
【００４１】
また、拡散によりＢ濃度を低減させて、ろう付け後における溶融合金の固相線温度を上昇させるために、例えば、非溶融合金粉末と溶融合金粉末との質量比を調整し、溶融合金粉末の質量割合を低減させてもよい。また、例えば、基材へのＢ拡散を促進するために、ろう付け温度および時間を増加させてもよい。なお、非溶融合金粉末と溶融合金粉末との質量比を調整や、溶融合金粉末の質量割合の低減は、補修部の形状（狭隘なき裂か、比較的大きな幅の開先かなど）や、補修する基材の化学組成などに応じて適宜行うことができる。
【００４２】
ここで、本発明に係る第２の実施の形態のろう付け補修材料の製造方法について説明する。
【００４３】
溶融合金粉末は、上記した第１の実施の形態のろう材用合金の製造方法と同じ方法で作製される。非溶融合金粉末は、非溶融合金粉末を構成する化学組成の材料を溶融して、アトマイズ法で粉末とすることで作製される。そして、溶融合金粉末と、非溶融合金粉末とを所定の混合比で混合してろう付け補修材料が作製される。なお、溶融合金粉末と非溶融合金粉末とを混合した混合物にバインダーを添加して、ろう付け補修材料をペースト状に構成してもよい。
【００４４】
また、非溶融合金を構成する化学組成の材料を溶融して、板状や棒状に鋳込み、箔状や線状に加工してもよい。非溶融合金を、例えば箔状に形成した場合、同様に箔状に加工された溶融合金と交互に積層してろう付け補修材料を構成してもよい。
【００４５】
次に、上記したろう付け補修材料を使用して、基材に生じた欠陥をろう付け補修する方法について説明する。図１は、本発明に係る第２の実施の形態のろう付け補修材料を使用して、基材に生じた欠陥をろう付け補修する工程を説明するためのブロック図である。
【００４６】
まず、ガスタービンから分解され、き裂や減肉などの欠陥を有する、静翼などのガスタービン部品である基材の表面を、例えばブラスト処理などによって清浄し、付着物や酸化層などを除去する（ステップＳ１０）。
【００４７】
続いて、欠陥の有無、位置、形状などを超音波探傷試験やＸ線探傷試験などの非破壊検査によって調べ（ステップＳ１１）、被補修部の表面はつりを行い（ステップＳ１２）、水素クリーニングなどを施して接合面の酸化層（酸化膜）を除去する（ステップＳ１３）。なお、必要に応じてアセトンアなどで被補修部のろう付け面を洗浄する。
【００４８】
続いて、例えば、き裂部が貫通している場合などには、被補修部からのろう付け補修材料の垂れ落ちを防止するために、封止溶接等の処理を行う（ステップＳ１４）。
【００４９】
上記したステップＳ１０〜ステップＳ１４が前処理工程である。
【００５０】
続いて、被補修部の周囲にろう付け補修材料の流れ止め用囲いを形成し（ステップＳ１５）、前述した製造方法により作製されたろう付け補修材料を被補修部に充填する（ステップＳ１６）。
【００５１】
ここで、ろう付け補修材料は、見掛けの粘性が小さく流れ易い。そのため、ろう付け補修材料の流れや移動を防止するために、被補修部の処理面は水平に近い状態に保つことが有効である。なお、補修材料の流れ止め防止措置としては、ろう付け補修材料（混合粉末）にバインダーを添加してペースト状にして粘性を高めた混合粉末を使用すること、または被補修部の周囲を耐熱テープで囲うことなどが採用できる。
【００５２】
続いて、ろう付け補修材料が充填された基材を真空炉内に配置し、ろう付けされる基材の引張強度が常温時の引張強度に対して１０％低減するときの温度（強度維持最高温度Ｔｍ）以下、かつ溶融合金粉末の固相線温度よりも高い温度に加熱して、ろう付けを行う（ステップＳ１７）。この際、溶融合金粉末は溶融し、非溶融合金粉末とともに被補修部の全体に広がる。例えば、前述したように、ＦＳＸ４１４からなる基材を使用する場合には、強度維持最高温度Ｔｍが１２１０℃となり、昇温時間の短縮、加熱炉への負担低減、あるいはろう付け温度に曝すことによる基材への影響を小さくするという観点から、ろう付けの際の加熱温度は、１１００℃以下とすることがより好ましい。
【００５３】
ここで、被補修部が複数あり、上記したステップＳ１６およびステップＳ１７の処理を同時に行えない場合には、他の被補修部についてステップＳ１６およびステップＳ１７の処理を繰り返し行う。なお、前述したように、ろう付け後における溶融合金の固相線温度が、ろう付け前における溶融合金の固相線温度よりも高くなるため、他の欠陥を補修する際、既にろう付けされたろう付け補修材料が溶融し流出することはない。
【００５４】
続いて、超音波探傷試験やＸ線探傷試験などによる、ろう付け補修箇所の非破壊検査、部分的な不良箇所の追加補修、冷却孔の修復処理を含む仕上げ処理を行う（ステップＳ１８）。なお、部分的な補修不良箇所が存在した場合には、その箇所に対してステップＳ１６およびステップＳ１７の処理を行う。
【００５５】
仕上げ処理を行った被補修部について溶体化処理および時効熱処理の熱処理を行う（ステップＳ１９）。ここで、ろう付け後における溶融合金の固相線温度は、溶体化熱処理温度よりも高くなるため、溶体化熱処理の際、ろう付けされたろう付け補修材料が溶融し流出することはない。例えば、ＦＳＸ４１４からなる基材を使用する場合、ＦＳＸ４１４の溶体化熱処理温度は、１１５０〜１１８０℃であるため、少なくとも、ろう付け後における溶融合金の固相線温度は、１１５０℃（ＦＳＸ４１４の溶体化熱処理温度が１１５０℃の場合）を超える温度に設定され、好ましくは、強度維持最高温度Ｔｍを超える温度に設定される。なお、時効熱処理温度は、溶体化熱処理温度よりも低く設定されるため、ろう付けされたろう付け補修材料が溶融し流出することはない。
【００５６】
上記した工程によって、基材のろう付け補修が行われる。なお、上記したろう付け補修方法では、ろう付け補修材料として、本発明に係る第２の実施の形態の、溶融合金粉末と非溶融合金粉末との混合物からなるものを使用した一例を示したが、ろう付け補修材料として、本発明に係る第１の実施の形態のろう材用合金を単体で使用することもできる。
【００５７】
また、ガスタービン部品としては、静翼に限られず、燃焼器ライナ、トランジションピース、動翼なども含み、これらのガスタービン部品に対しても上記同様のろう付け補修を適用することができる。
【００５８】
さらに、ここでは、ガスタービン部品に生じたき裂や減肉の補修について説明したが、上記したろう付け補修方法は、き裂や減肉の補修だけでなく、ガスタービン部品の接合に適用することもできる。
【００５９】
上記した第２の実施の形態のろう付け補修材料およびろう付け補修方法によれば、ろう付け後における溶融合金の固相線温度を、ろう付け前における溶融合金の固相線温度よりも高くすることができるため、基材の欠陥の一部を補修後、他の欠陥を補修する際、既にろう付けされたろう付け補修材料が溶融し流出することを防止できる。また、ろう付け後における溶融合金の固相線温度は、ろう付けされる基材の溶体化熱処理温度よりも高いため、ろう付けされたろう付け補修材料が溶融し流出することなく、溶体化熱処理を行うことができる。
【００６０】
以下に、本発明に係る第１の実施の形態のろう材用合金（第２の実施の形態のろう付け補修材料の溶融合金）において、拡散によりＢ濃度が半減した、ろう付け後における固相線温度が、ろう付け前における固相線温度よりも高くなることを実施例などによって説明する。
【００６１】
（固相線温度の評価）
表２は、固相線温度の評価に用いられた試料１〜試料２１の化学組成を示す。なお、試料１〜試料１５は、本発明の実施の形態の化学組成範囲にある合金であり、試料１６〜試料２１は、その化学組成が本発明の実施の形態の化学組成範囲にない合金であり、比較例である。また、ここで使用した本発明の実施の形態の化学組成範囲にある合金には、不可避的不純物として、Ｃが含まれている。
【００６２】
【表２】
2012055949.tif 000003
【００６３】
固相線温度の評価において、表２に示す試料１〜試料２１の化学組成を構成するための材料をそれぞれ溶解炉にて溶解し、試料１〜試料２１の合金を作製した。また、拡散によりＢ濃度が半減した、ろう付け後におけるろう材用合金の固相線温度を評価するために、試料１〜試料２１の合金において、化学組成のＢのみが半分の含有率となる試料を作製した。
【００６４】
これらの試料に対して示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を行い、固相線温度を計測した。表３は、固相線温度の計測結果を示す。表３には、ろう付け前におけるろう材用合金の固相線温度であるろう付け前固相線温度Ｔｂ、拡散によりＢ濃度が半減した、ろう付け後におけるろう材用合金の固相線温度であるろう付け後固相線温度Ｔａ、固相線温度の上昇（Ｔａ−Ｔｂ）が示されている。
【００６５】
また、表３に示された判定基準として、ろう付け前固相線温度Ｔｂについては、１２１０℃以下を「○」とし、１１００℃以下を「◎」とし、１２１０℃を超えるものを「×」とした。ろう付け後固相線温度Ｔａについては、１１５０℃を超えるものを「○」とし、１２１０℃を超えるものを「◎」とし、１１５０℃以下を「×」とした。ここで、「○」および「◎」は、本発明の実施の形態の固相線温度範囲に属するものであり、「◎」はより好ましい温度範囲に属するものである。一方、「×」は、本発明の実施の形態の固相線温度範囲に属しないものである。
【００６６】
【表３】
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【００６７】
表３に示すように、試料１〜試料１５のいずれも、ろう付け前固相線温度Ｔｂは１２１０℃以下であり、かつ、ろう付け後固相線温度Ｔａは１１５０℃を超えている。これらの中でも、試料１、試料２および試料６は、ろう付け前固相線温度Ｔｂは１１００℃以下であり、かつ、ろう付け後固相線温度Ｔａは１２１０℃を超えている。すなわち、試料１、試料２および試料６は、比較的低い温度でろう付けが可能であり、かつ、ろう付け後は固相線温度が高くなる。そのため、例えば、ろう付け温度を１１００℃を超える温度で、かつ１２１０℃以下とすることで、ろう付け温度に曝されても、溶融することがないという優れた特性を有していることがわかった。
【００６８】
一方、試料１６〜試料１８のいずれも、ろう付け後固相線温度Ｔａが低く、１１５０℃よりも低くい。また、試料１９〜試料２１のいずれも、ろう付け前固相線温度Ｔｂが高く、１２１０℃を超えている。
【００６９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。
【図１】
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