(57)【要約】      （修正有）【課題】亀裂を含む欠陥を軽減及び排除する取り組みにより、亀裂の数を低減することができるが、必要とされる段階により、機械的及び物理的特性の望ましくない低下が生じる。【解決手段】鋳造応力を低下させる段階と、鋳造技術除去段階と鋳造部品におけるＮＤＴ兆候を識別する段階と、応力軽減する段階と、ＮＤＴ兆候を識別する段階と、熱処理を行う段階と、ＮＤＴ兆候を識別する段階と、更に処理及び除去する段階と、応力軽減をする段階とＮＤＴ兆候を識別する段階を含む事により、鋳造部品を提供することにより、機械的及び物理的特性の望ましくない低下を避けた。【選択図】図１
2009090460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造部品を提供する方法であって、
焼きなまし熱処理をして鋳造応力を低下させる段階と、
鋳造技術除去段階と、
前記鋳造部品を初期機械加工する段階と、
機械加工された前記鋳造部品の初期非破壊試験（ＮＤＴ）を行って、前記鋳造部品におけるＮＤＴ兆候を識別する段階と、
前記機械加工された鋳造部品から前記ＮＤＴ兆候の溶接アップグレーディングを行い応力軽減する段階と、
鋳造部品の中間非破壊試験を行い、前記溶接アップグレード鋳造部品においてＮＤＴ兆候を識別する段階と、
前記鋳造部品の正規化及び焼き戻し熱処理を行う段階と、
前記鋳造部品の第２の中間非破壊試験を行い、前記鋳造部品におけるＮＤＴ兆候を識別する段階と、
前記鋳造部品からＮＤＴ兆候を更に処理及び除去する段階と、
更に処理及び除去されたＮＤＴ兆候を溶接アップグレーディングして、応力軽減をする段階と、
前記鋳造部品の最終非破壊試験を行い、前記鋳造部品におけるＮＤＴ兆候を識別する段階と、
を含む方法。
【請求項２】
前記初期機械加工が、非破壊試験用の前記鋳造部品の表面を準備する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記初期非破壊試験、中間非破壊試験、第２の中間非破壊試験、及び前記最終非破壊試験の少なくとも１つが、Ｘ線撮影法、外観、磁気粒子及び超音波試験の少なくとも１つを含み、前記初期非破壊試験、中間非破壊試験、第２の中間非破壊試験、及び前記最終非破壊試験の少なくとも１つが、収縮孔、介在物、及び亀裂の少なくとも１つを識別することができる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
溶接除去段階が、ＮＤＴ兆候を掘削する段階を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記焼きなまし熱処理の後に焼き戻し熱処理段階を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記溶接アップグレーディングが、溶接材料でＮＤＴ兆候を充填する段階と、前記溶接材料を溶接する段階と、前記溶接部及び前記部品を応力軽減する段階と、前記溶接材料を鋳造部品の輪郭にブレンドする段階との少なくとも1つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記正規化及び焼き戻し熱処理が、約９５０℃から約１０５０℃の範囲の温度における正規化と約７１５℃での焼き戻し熱処理とを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記鋳造部品の中間粗加工及び前記鋳造部品の最終機械加工のうちの少なくとも１つを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記鋳造部品の所望の形状への前記機械加工と前記鋳造部品の最終機械加工のうちの少なくとも１つが、前記鋳造部品における内側ボア及びフランジの少なくとも１つを生成する段階を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記鋳造技術除去段階が、押し湯、パッド、ゲーティング及び割れブラケットの少なくとも１つの除去を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
鋳造部品を提供するシステムであって、
焼きなまし熱処理をして鋳造応力を低下させる手段と、
前記鋳造部品を初期機械加工する手段と、
機械加工された鋳造部品の初期非破壊試験（ＮＤＴ）を行って前記鋳造部品におけるＮＤＴ兆候を識別する手段と、
前記機械加工された鋳造部品からＮＤＴ兆候を処理及び除去する手段と、
前記加工された鋳造部品から処理及び除去されたＮＤＴ兆候を溶接アップグレーディングして応力軽減を提供する手段と、
前記鋳造部品の中間非破壊試験を行って、前記溶接アップグレード鋳造部品におけるＮＤＴ兆候を識別する手段と、
前記鋳造部品の正規化及び焼き戻し熱処理の手段と、
該鋳造部品の第２の中間非破壊試験を行い、前記鋳造部品におけるＮＤＴ兆候を識別する手段と、
前記鋳造部品からのＮＤＴ兆候を更に処理及び除去する手段と、
前記処理及び除去されたＮＤＴ兆候を正規化後及び焼き戻し溶接アップグレーディングして応力軽減を提供する手段と、
前記鋳造部品の最終非破壊試験を行い、前記鋳造部品におけるＮＤＴ兆候を識別する手段と、
を含むシステム。
【請求項１２】
前記初期機械加工手段が、非破壊試験用の前記鋳造部品の表面を準備する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記初期非破壊試験手段、中間非破壊試験手段、第２の中間非破壊試験手段、及び最終非破壊試験手段が、Ｘ線撮影法、外観試験、磁気粒子試験及び超音波試験の手段を含み、前記初期非破壊試験手段、中間非破壊試験手段、第２の中間非破壊試験手段、及び最終非破壊試験手段が、収縮孔、介在物、及び亀裂の少なくとも１つを識別することができる、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記鋳造部品からＮＤＴ兆候を処理及び除去する手段、並びに前記鋳造部品からＮＤＴ兆候を更に処理及び除去する手段のうちの少なくとも１つが、ＮＤＴ兆候を掘削する手段を含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記ＮＤＴ兆候を掘削する手段が、トーチ及び研磨装置を掘削する段階を含む、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記処理及び除去されたＮＤＴ兆候の前記溶接アップグレーディング手段、並びに前記処理及び除去されたＮＤＴ兆候の正規化後及び焼き戻し溶接アップグレーディング手段のうちの少なくとも１つの手段が、溶接材料でＮＤＴ兆候を充填する手段、応力軽減する手段、及び前記溶接材料を前記鋳造部品の輪郭にブレンドする手段を含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１７】
所望の鋳造部品形状に機械加工する中間粗加工手段を更に含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１８】
焼きなまし熱処理手段による焼きなまし熱処理の後に焼き戻し熱処理手段を更に含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１９】
前記鋳造部品の最終機械加工手段を更に含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項２０】
前記最終機械加工手段が、前記鋳造部品における内側ボア及びフランジの少なくとも１つを生成する、請求項１９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は、全体的に、アップグレード及び熱処理プロセス（又は方法）並びに関連システムに関する。詳細には、本発明は全体的に、欠陥又はＮＤＴ兆候を伴って形成される可能性がある鋳造部品用のアップグレード及び熱処理プロセス並びに関連システムに関する。
【技術分野】
【０００２】
限定ではないが、大きな砂型鋳造（例えば、機械加工された完成状態で５から３５トンの範囲内）のような鋳造部品には、製造欠陥に関する長年の問題がある。これらの欠陥は、冷却中に起こる亀裂、空隙、及び鋳造収縮、並びに鋳型コアの不適合な性質に起因する熱間割れを含む。例えば、ガス又は蒸気タービンのいずれものタービンのケーシングにおけるＣｒＭｏＶの砂型鋳造では、冷却中の鋳造収縮と鋳型コアの不適合な性質による熱間割れ（亀裂）とが組み合わされることに起因するものとすることができる、製造欠陥に伴う問題が認識されている。
【０００３】
これらのコアは通常、位置決め中にコアに剪断強度をもたらすバインダを付加した砂であり、鋳型におけるホイスト促進位置決め用の構造負荷経路を提供する剛性内部フレームワークを備える。この一般に普及した構成により、収縮孔及び亀裂形成を引き起こす凝固金属の移動が制限される。最大で長さが１２インチのものもある１３０〜１４０もの数の（又はそれ以上の）亀裂が、ガスタービンのシェル及び圧縮機吐出ケーシング、並びに蒸気タービンシェル用ケーシングに用いるような鋳造ケーシングの各半部分において形成される可能性があることが分かっている。
【０００４】
現在、これらの鋳造部品に明確に現れている亀裂を含む欠陥を軽減及び排除する取り組みにより、亀裂の数を低減することができるが、必要とされる段階により、機械的及び物理的特性の望ましくない低下が生じることになる。
【０００５】
鋳造物品における亀裂を排除する１つのプロセスは、亀裂を識別するために正規化及び焼き戻し熱処理を受けたケーシングを検査することを含むプロセスである。次いで、発見された亀裂は、例えば、限定ではないがトーチ及び研磨装置などを用いるなどにより掘削によって除去される。掘削した穴は、応力が軽減された溶接金属で充填され、溶接部の上部は、ケーシングに一致するようにブレンドされる。溶接部は再検査され、全ての検出可能な傷がケースから除去されたことを確認する。上記の段階は、亀裂を排除するために必要に応じて何回も繰り返される。初期鋳造は、検査を損なう場合がある粗面を有するので、全ての亀裂の兆候を除去するにはこれらのサイクルの少なくとも３又は４サイクルを必要とする可能性がある。容易に明らかになるように、このプロセスは、望ましくない労力、時間及びエネルギー集約的である。
【０００６】
また、上述のような溶接及びブレンディングが進むと、ケーシング表面はより滑らかになり、更に、より小さな傷（およそ１／８インチの長さ）が検出される可能性がある。場合によっては、既に溶接された区域に小さな欠陥が見つかることもある。従って、検査プロセスが進むにつれ、これまで見つからなかった場所で小さな亀裂が発見される可能性がある。
【０００７】
鋳造物品における亀裂を排除する別のプロセスにおいて、溶接材料は、正規化及び焼き戻し熱処理の後に付加される。このようなプロセスでは、鋳造で形成された溶接熱影響域（ＨＡＺ）は、低サイクル疲労（ＬＣＦ）寿命を９０％近くまで短縮させる（一般的な用語では、ＬＣＦが１０分の１に減少することである）ことが分かっている。勿論、この短縮は望ましいものではない。
【０００８】
従って、上記欠陥を克服するアップグレード及び熱処理プロセス並びに関連システムを提供することが望ましいことになる。更に、労力、時間及びエネルギー効率が良く、結果として得られる鋳造物品特性に悪影響を与えることなく欠陥のないケーシングをもたらす、アップグレード及び熱処理プロセス並びに関連システムを提供することが望ましいことになる。
【０００９】
本発明のこれら及び他の態様、利点及び特徴は、同じ要素が図面全体を通して同じ参照符号で示された添付図面を参照しながら本発明の実施形態を開示する以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
要約すると、本発明の１つの態様によれば、鋳造部品を提供する方法は、正規化及び焼き戻し熱処理を含むこともできる初期焼きなまし熱処理をして鋳造応力を低下させ、次に鋳造押し湯及びゲートを除去した後、鋳造部品を初期又は粗加工する段階と；機械加工された鋳造部品の初期非破壊試験（ＮＤＴ）を行い、鋳造部品におけるＮＤＴ兆候を識別する段階と；機械加工された鋳造部品からＮＤＴ兆候を処理及び除去する段階と；機械加工された鋳造部品から処理及び除去されたＮＤＴ兆候を溶接アップグレーディングし、且つ応力軽減する段階と；鋳造部品の中間非破壊試験を行い、溶接アップグレード鋳造部品におけるＮＤＴ兆候を識別及びアップグレードする（或いは「補修する」又は「クリアする」）段階と；鋳造部品の正規化及び焼き戻し熱処理（「品質熱処理」としても知られる）を行う段階と；部品の可能性のある第２の粗加工を行い、鋳造部品の第２の中間非破壊試験を行って、鋳造部品におけるＮＤＴ兆候（ここでは通常、粗検査中よりもはるかに小さく数が少ない）を識別する段階と；鋳造部品からＮＤＴ兆候を更に処理及び除去する段階と；応力軽減する段階と；鋳造部品の最終非破壊試験を行って、鋳造部品における全ＮＤＴ兆候を「クリアする」段階とを含む。
【００１１】
本発明の別の態様において、鋳造部品を提供するシステムは、鋳造応力を低下させるために焼きなまし及び／又は正規化及び焼き戻し熱処理する手段と；ゲート及び押し湯除去する手段及び鋳造部品を初期機械加工する手段と；機械加工された鋳造部品の初期非破壊試験（ＮＤＴ）を行って鋳造部品におけるＮＤＴ兆候を識別する手段と；機械加工された鋳造部品からＮＤＴ兆候を処理及び除去する手段と；機械加工された鋳造部品から処理及び除去されたＮＤＴ兆候を溶接アップグレーディングする手段と、応力軽減する手段と；鋳造部品の中間非破壊試験を行って溶接アップグレード鋳造部品におけるＮＤＴ兆候を識別する手段と；鋳造部品の正規化及び焼き戻し熱処理（「品質熱処理」）する手段と；鋳造部品の第２の中間非破壊試験を行って鋳造部品におけるＮＤＴ兆候を識別する手段と；鋳造部品からＮＤＴ兆候を更に処理及び除去する手段と；処理及び除去されたＮＤＴ兆候を溶接アップグレーディングし応力軽減する手段と；鋳造部品の最終非破壊試験を行って鋳造部品におけるＮＤＴ兆候を「クリアする」手段とを含む。
【００１２】
本発明のこれら及び他の特徴、態様、並びに利点は、図面全体にわたって同様の符号が同様の要素を表す添付図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むと更によく理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
例えば、本発明を限定するものではないが、本発明の態様は、限定ではないがＣｒＭｏＶ鋳造部品のような、実質的にＮＤＴ兆候のない大きな鋳造ケース部品を製造できる製品溶接プロセス及び関連システムを提供するものである。鋳造部品は砂型鋳造部品とすることができ、非破壊試験（ＮＤＴ）により検出されることで示すことができる製造区域に関する既知の問題がある。ＮＤＴにより示すことができるこれらの区域は、一般に、大きさが１インチの１／８よりも小さな区域であり、不完全性、傷み、不良、傷、欠点、欠陥及び同様のもの（以下「ＮＤＴ兆候」）と呼ばれる項目を含む可能性がある。これらのＮＤＴ兆候は、冷却中の鋳造収縮と、鋳型コアの不適合な性質による熱間割れ（亀裂）に起因する可能性がある。理解されるように、これらのコアは通常、位置決め中にコアに剪断強度をもたらすバインダが付加された砂であり、鋳型におけるホイスト促進位置決め用の構造負荷経路を提供する剛性内部フレームワークを備える。この構成により、収縮孔及び亀裂形成を引き起こす凝固金属の移動が制限される。最大で長さが１２インチのものもある約１３０＋もの数の亀裂が、ガスタービンのシェル及び圧縮機吐出ケーシングに用いるような鋳造ケーシングの各半部分において形成される可能性があることが分かっている。
【００１４】
本発明によって具現化されるこれらの溶接部は、鋳造部品を対象としており、好ましくは、母材に近い低サイクル疲労（ＬＣＦ）寿命を有する。このプロセス能力は、溶接後の正規化及び焼き戻し（Ｎ＆Ｔ）熱処理中に溶接熱影響域（ＨＡＺ）を十分に排除することによって達成することができる。
【００１５】
本発明は、従来の処理から鋳造後の処理のプロセスシーケンス、並びに溶接部全体にわたって母材を修復するためのプロセスを提供する手段を有するシステムを含む。しかしながら、本発明によって具現化される処理を補修と呼ぶ場合もあるが、補修を必要とする特徴部がなく、実際には壊れていないことがある。本質的に、本発明によって具現化される処理は、母材をアップグレード又は修復している。この処理／シーケンスの変更により、例えば本発明を限定するものではないが、ＣｒＭｏＶ鋼鋳造のような、本質的にＮＤＴ兆候のない大きな鋳造物の生成が可能になる。これに関連して、このような重要区域では、欠陥なしとは、約１／８インチ（３ミリメートル）よりも小さなＮＤＴ兆候を意味する。非重要区域では、欠陥なしとは、約１／４インチ（６ミリメートル）よりも小さなＮＤＴ兆候を意味する。寿命限界ゾーンは通常、重要ゾーンの内側にある。
【００１６】
図１を参照すると、本発明によって具現化されるプロセスは、一連の段階を含む。段階Ｓ１では、タービン部品のような部品が鋳造される。タービン部品は、タービンシェル、移行部品、高温ガス経路部分、或いはタービン、ポンプ、又は他の大きな機械のあらゆる他の構造要素を含むことができる。上記部品は例示に過ぎず、本発明の範囲内に含まれる種々のタービン部品を限定するものではない。
【００１７】
タービン部品が鋳造されると、段階Ｓ２で砂落としを行う。砂落としは、限定ではないが、鋳型から鋳造部品を取り出す段階を含む。段階Ｓ２の砂落としは、鋳造部品の洗浄及び初期外観検査を含むことができる。
【００１８】
段階Ｓ３では、高温焼きなましサイクルが鋳造部品に適用される。段階Ｓ３の高温焼きなましサイクルは、約９６５℃又はそれより高い温度で数時間行われ、その後炉冷される。段階Ｓ３．１（図１に点線で示す）での任意の焼き戻しサイクルは、良好な溶接性のために、必要に応じて鋳造部品に適用することができる。焼きなましサイクルは、鋳造部品から残留応力を低減し、場合によっては除去することを意図している。従って、鋳造部品は、限定ではないが、段階Ｓ４におけるゲーティング、押し湯、及び除去される割れブラケット（例えば、本発明を限定するものではないが、典型的には溶接トーチを有する）のような、あらゆる鋳造技術を有することができる。段階Ｓ３の焼きなましは、鋳造部品においてより多くの亀裂を生成するリスクを最小にして、段階Ｓ４に記載の除去を行うことを可能にすることができる。
【００１９】
更に洗浄した後、段階Ｓ５において、機械加工又は粗加工段階が鋳造部品に適用される。段階Ｓ５の機械加工は、その後の段階で行われることになる次の非破壊試験（ＮＤＴ）用の鋳造部品の多くの表面を準備する。例えば、限定ではないが、段階Ｓ５での機械加工は、内側ボア及びフランジ（前方、後部、及び中心線フランジを含む）を含む鋳造部品の所望の形状の生成を開始することができる。
【００２０】
段階Ｓ６では、鋳造部品に対して非破壊試験（ＮＤＴ）を実施する。非破壊試験は、限定ではないが、Ｘ線撮影法試験（ＲＴ）、超音波試験（ＵＴ）、外観試験（ＶＴ）、及び磁気粒子試験（ＭＴ）の少なくとも１つのような、あらゆる十分且つ適切なＮＤＴを含むことができる。ＮＤＴは、限定ではないが、収縮孔、非金属介在物、及び亀裂などのＮＤＴ兆候を識別することを意図している。
【００２１】
段階Ｓ６で、ＮＤＴ兆候がＮＤＴによって識別されると、ＮＤＴ兆候は、鋳造部品から除去されることになる。段階Ｓ７における鋳造部品からのＮＤＴ兆候の除去は、ＮＤＴ兆候の掘削を含み、その後、除去されたＮＤＴ兆候の部位で段階Ｓ８の中間ＮＤＴが続く。例示的な掘削において、本発明を限定するものではないが、段階Ｓ７の掘削は、トーチ及び研磨装置を用いて掘削する段階を含むことができる。掘削及びＮＤＴの後、段階Ｓ７の溶接段階は、限定ではないが、溶接金属（好ましくは鋳造部品の材料と適合性のある溶接材料又は金属）で掘削穴を充填する段階と、溶接材料が掘削されたＮＤＴ兆候に流れ込むように溶接材料を加熱／溶接する段階と、次いで、溶接された金属の応力を軽減する段階とを含む。溶接段階Ｓ７に続くのは、鋳造部品に対する掘削プロセス及び溶接の起こり得る悪影響を軽減及び除去する応力軽減作業である。
【００２２】
段階Ｓ７に続いて、段階Ｓ８で中間ＮＤＴ段階が実施される。段階Ｓ８の非破壊試験は、限定ではないが、段階Ｓ６におけるのと同様に、ＲＴ、ＶＴ、ＵＴ、又はＭＴの少なくとも１つのようなあらゆる十分且つ適切なＮＤＴを含むことができる。段階Ｓ８でのこの中間ＮＤＴは、段階Ｓ７後に生成／残留するＮＤＴ兆候を識別することが意図され、これを用いて段階Ｓ７での鋳造部品からＮＤＴ兆候の処理及び除去の繰り返しを開始することができる。段階Ｓ７及びＳ８は、限定ではないが、ＮＤＴ兆候が存在しないなど、鋳造部品においてＮＤＴ兆候の十分に低下したレベルが明らかになるまで、必要に応じて繰り返すことができる。
【００２３】
段階Ｓ９における正規化及び焼き戻し熱処理の前に、段階Ｓ７は、段階Ｓ７における溶接アップグレーディングによって生成された溶接熱影響域（ＨＡＺ）を減少及び除去することを意図している。拡散及び応力緩和のプロセスによる段階Ｓ９におけるＮＤＴ兆候及びＨＡＺを除去することによって溶接金属及びＨＡＺを母材特性に戻すことができ、鋳造部品のアップグレード区域の低サイクル疲労（ＬＣＦ）寿命が増大することになる。本発明によって具現化されるプロセスは、元の鋳造部品母材特性とほとんど同じＬＣＦ寿命を部品全体に提供することを意図している。しかしながら、ＮＤＴ兆候の一部は見つけることができず、或いはアップグレードされたものの一部は段階Ｓ９の熱処理に続いて亀裂を生じる可能性があることが分かっている。経験から、溶接部の約１０％は、段階Ｓ９の熱処理の後にアップグレードを必要とする可能性がある。従って、アップグレードされた区域の約１０％は、ＬＣＦ欠点部があることが予想される。
【００２４】
段階Ｓ７及びＳ８が実施され、本発明によって具現化されたプロセスが継続できるような結果になると、プロセスは、段階Ｓ９での正規化及び焼き戻し熱処理段階を含む。正規化及び焼き戻し熱処理段階Ｓ９は、正規化及び焼き戻し熱処理を含むことができる。正規化及び焼き戻し熱処理のような熱処理は公知であるが、溶接アップグレード段階後の段階Ｓ９の処理の正規化及び焼き戻し熱処理は、本発明によって具現化されるプロセスの利点を提供するのに役立つ。熱処理段階Ｓ９は、限定ではないが、約１０５０℃での正規化（場合によっては約９５０℃という低温）及び約７１５℃での焼き戻し熱処理を含むことができる。プロセスのこの段階は、正規化熱処理中に部品の変形を生じる可能性があることが分かっており、よって、部品に適切な支持を与えて変形を最小にすることが推奨される。或いは、可能性のある変形に対応するために付加的な機械加工ストックを付加してもよい。
【００２５】
次に、本発明によって具現化されるプロセス、段階Ｓ１０で別の可能性のある粗加工サイクルを含む。段階Ｓ１０での機械加工は、鋳造部品の更に精密な形状を作ることができる。例えば、限定ではないが、段階Ｓ１０の機械加工は、より典型的な内側ボア及びフランジを含む鋳造部品の所望の形状を作ることができる。部品が最小の変形を有する場合、恐らくはこの機械加工段階を不必要とすることができ、すなわち、この段階の主要な目的は、部品の寸法精度を取り戻すこと、及び品質ＮＤＴ検査（特に超音波（ＵＴ）検査を含む）を行うことができるような表面を作ることであることが理解される。
【００２６】
次に段階Ｓ１１では、鋳造部品に対して別の非破壊試験（ＮＤＴ）が実施される。段階Ｓ１１でのこの非破壊試験では、全溶接部が部品の輪郭にブレンドされる必要があり、これにより、鋳造部品中の収縮、孔、介在物、及び亀裂に対するより良好なＮＤＴ検査が可能になる。段階Ｓ１１でのＮＤＴは、限定ではないが、上記で議論されたようにＸ線撮影法、磁気粒子検査、及び超音波試験の少なくとも１つのような、あらゆる十分且つ適切なＮＤＴを含むことができる。
【００２７】
収縮孔、介在物、又は亀裂（ＮＤＴ兆候）のうちのいずれか１つが鋳造部品において発見された場合、ＮＤＴ兆候を鋳造部品から処理及び除去することができる。段階Ｓ１２において処理及び鋳造された部品からのＮＤＴ兆候の処理及び除去は、許容可能な壁厚さ限界に対するＮＤＴ兆候の掘削、又は除去されたＮＤＴ兆候の部位における任意選択的な溶接段階を含むことができる。この溶接段階はまた、鋳造部品に対する掘削及び溶接熱影響域の可能性のある悪影響を軽減及び除去するために、約６９０℃で数時間の応力軽減作業（鋳造の厚さによって決まる）を含む。
【００２８】
段階Ｓ１２において処理及び鋳造された部品からのＮＤＴ兆候の処理及び除去に続いて、次の非破壊試験（ＮＤＴ）が鋳造部品に対して実施される。段階Ｓ１３でのこの非破壊試験は、鋳造部品におけるあらゆる不都合な収縮孔、介在物、又は亀裂を発見し識別するものである。段階Ｓ１３でのＮＤＴは、限定ではないが、Ｘ線撮影法、外観試験、磁気粒子検査、及び超音波試験の少なくとも１つのような、あらゆる十分且つ適切なＮＤＴを含むことができる。必要に応じて段階Ｓ１２及びＳ１３を繰り返し、最終鋳造部品に許容可能レベルの兆候をもたらすことができる。段階Ｓ１２で作られた溶接部に続いて、例えば約６９０℃でのような応力軽減では、その区域を母材特性には戻さないことが分かっている。応力軽減後の溶接ＨＡＺにはＬＣＦ欠点部があり、これにより溶接部の１００％がＬＣＦ欠点部である現在のプロセスではなく、溶接アップグレード区域の約１０％にＬＣＦ欠点部があると推測される部品を提供する。ここで、本発明によって具現化されるプロセスは、正規化及び焼き戻し熱処理に続く溶接アップグレードを含む。
【００２９】
本発明によって具現化されるこのプロセスを用いて、限定ではないが、タービンシェル、圧縮機吐出ケース、内側バレル、弁、エルボー、及びスクロール又はポンプケーシングなどの多くのタービン部品を加工処理することができる。本発明によって具現化されるタービン部品及びプロセスは、限定ではないが、２〜１／４％Ｃｒ−１％Ｍｏ［Ｂ５０Ａ１７８Ｈ］鋼、１０％Ｃｒ、１％Ｍｏ、１／４％Ｖ［Ｂ５０Ａ３４９］鋼、又は１３％Ｃｒ、４％Ｎｉ、１／２％Ｍｏ鋼［ＣＡ６ＮＭ又はＡＳＴＭ  Ａ４８７］を含む、限定ではないがＣｒＭｏＶ（１〜１／４％Ｃｒ、１／２％Ｍｏ、１／４Ｖ％［Ｂ５０Ａ２２４Ｂ］などの多くの材料組成で行うことができ、ここでは溶接アップグレードは、ＬＣＦ寿命を悪化させることが知られている。
【００３０】
本発明によって具現化されるプロセスは、正規化及び焼き戻し熱処理前に作られた溶接部及びこれらのＨＡＺのＬＣＦ寿命を、母材特性の約９０％を超えるまで修復することができるようにし、例えば、溶接部及びＨＡＺが正規化及び焼き戻し熱処理プロセスの後でのみ作られる場合に生じる約３７１℃（７００°Ｆ）での欠点部のほぼ約２倍から約２５倍までの欠点部を除去する。正規化及び焼き戻し熱処理前に作られた溶接部の一部は、不適切な傷の除去又は不適切なＮＤＴ検査によって熱処理後に亀裂を生じることになるので、溶接及びＮＤＴを受けることで、溶接部の約９０％を超えてこのＬＣＦの改善を達成することができることが更に示される。
【００３１】
更に、本発明によって具現化されるプロセスは、正規化及び焼き戻し熱処理前に作られた溶接部及びそれらのＨＡＺのＬＣＦ寿命を母材特性の約７９％を超えるまで修復することができ、溶接部及びＨＡＺが正規化及び焼き戻し熱処理プロセスの後でのみ作られる場合に生じる約５１０℃（９５０°Ｆ）での欠点部の約１．６から約７．７倍の欠点部を除去する。正規化及び焼き戻し熱処理前に作られた溶接部の一部は、不適切な傷の除去又は不適切なＮＤＴ検査によって熱処理後に亀裂を生じることになるので、溶接及びＮＤＴを受けることで、溶接部の約９０％を超えてこのＬＣＦの改善を達成することができる。
【００３２】
加えて、本発明によって具現化されるプロセスは、正規化及び焼き戻し熱処理の前の検出、掘削、溶接及びＮＤＴ検査中に、タービン部品におけるある寿命限界領域特別な注意を払うことができる。これらの特別な注意区域は、正規化及び焼き戻し熱処理後に亀裂を生じることがなく、これによって部品のＬＣＦ寿命を増大させることができる。更に、本発明によって具現化される処理は、正規化及び焼き戻し熱処理の前の収縮孔、介在物、及び亀裂の発生率を低減するための部品鋳造物へのより高度な工業技術を提供し、これによってアップグレードする必要がある溶接部の数を減少させることで、部品を製造する時間及びコストを削減することができる。経験から、ＬＣＦ寿命限界域において鋳造設計又は凝固モデリングの十分な分析が鋳造プロセスに適用された場合、正規化及び焼き戻し熱処理前にＬＣＦ寿命限界域において全ての溶接を排除可能とすることができることが分かっている。
【００３３】
部品のＬＣＦ寿命の改善へのより簡潔で恐らくはより迅速な手法は、鋳造部品に対して寿命制限域のみを識別し、上記２つの段落で説明した品質熱処理の前にこれらの区域だけを掘削し溶接アップグレードすることであろう。次いで、残りの区域は、「品質熱処理」後に掘削及びアップグレードすることができる。
【００３４】
本発明の特定の特徴だけが、本明細書で示され説明されてきたが、当業者であれば多くの修正及び変更が想起されるであろう。従って、添付の請求項は、本発明の真の精神の範囲内にある全てのこのような修正及び変更を包含することを意図している。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明によって具現化されたプロセスのフローチャート。
【符号の説明】
【００３６】
Ｓ１  鋳型及び鋳造
Ｓ２  砂落とし
Ｓ３  焼きなまし
Ｓ３．１  焼きなまし
Ｓ４  鋳造技術除去
Ｓ５  粗加工
Ｓ６  ＮＤＴ検査
Ｓ７  ＮＤＴ兆候の掘削、溶接アップグレード
Ｓ８  ＮＤＴ検査
Ｓ９  熱処理
Ｓ１０  粗加工
Ｓ１１  ＮＤＴ検査
Ｓ１２  ＮＤＴ兆候の掘削、溶接アップグレード
Ｓ１３  ＮＤＴ検査
Ｓ１４  最終機械加工
【図１】
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