(57)【要約】  高ガンマプライムニッケル系ガスタービン部品（１）の構造的ろう付け修復のためのシステム（１０）および方法（１０００）。本システムは、指定された、または所定の期間にわたり炉の加熱温度を制御するため、加熱システム（１００）、例えば真空炉に動作可能に接続されたコントローラを含み得る。損傷を受けた部品は炉内に配置され、第１の温度まで加熱され、これは約室温まで冷却される前に指定された期間にわたり保持される。部品は次いで、第１の温度よりも高い第２の温度まで加熱され、これは再び約室温まで冷却される前に第２の期間にわたり保持される。冷却後、部品は第３の期間にわたり前の温度に等しいかまたはそれより高い第３の温度でろう付け修復され得る。
2020521638.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
損傷した部品（１）を第１の温度まで加熱し、第１の期間にわたり前記第１の温度で保持して、粒界の共晶を分解するステップと、
前記部品を冷却するステップと、
前記損傷した部品を前記第１の温度よりも高い第２の温度まで加熱し、第２の期間にわたり前記第２の温度を保持して、前記粒界の共晶をさらに分解するステップと、
前記部品を冷却するステップとを含む方法。
【請求項２】
前記損傷した部品の加熱は、前記第１の温度および第２の温度の少なくとも一方への低速加熱を経るものである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記低速加熱は、２から５℃／分の加熱速度を経るものである、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記損傷した部品の加熱は、前記第１の温度よりも低い第１の閾値温度までの高速加熱と、それに続く前記第１の温度および第２の温度の少なくとも一方への低速加熱を経るものである、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記部品が冷却した後に、ろう付け温度で前記損傷した部品をろう付け修復するステップをさらに含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記損傷した部品をろう付け修復する前に、前記部品を第３の温度まで加熱し、第３の期間にわたり前記第３の温度を保持して、前記粒界の共晶を分解するステップをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第３の期間の後に、およびろう付け修復の前に、前記部品を冷却するステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項８】
前記部品のろう付け修復は、０．１から１２時間の間である、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記第３の温度は、前記第１および第２の温度のうちの１つに等しいか、またはそれより高い、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記ろう付け温度は、高速加熱の速度を経て達成される、請求項５に記載の方法。
【請求項１１】
前記高速加熱の速度は、約１０から３０℃／分である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ろう付け温度は、粒界の共晶溶融温度である、請求項５に記載の方法。
【請求項１３】
前記ろう付け温度は、前記第１および第２の温度のいずれかに等しいか、またはそれより高く、前記ろう付け温度は、高速加熱の速度を経て達成される、請求項５に記載の方法。
【請求項１４】
前記高速加熱の速度は、約１０から３０℃／分である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記部品を前記第１の温度まで加熱する前に、前記損傷した部品を修復のために用意するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記損傷した部品を用意するステップは、前記損傷した部品から任意の被覆を除去するステップを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記被覆は、化学的または機械的プロセスを経て除去される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記損傷した部品を用意するステップは、前記損傷した部品の亀裂から酸化物を除くステップを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記酸化物は、フッ化物イオン洗浄プロセスを経て除かれる、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１の温度は、前記損傷した部品の新調部品の溶体化処理温度（ＳＴＴ）より高い、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１の温度は、前記ＳＴＴよりも約１０℃高い、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記第１および第２の期間のうちの少なくとも１つは、１から２時間の間である、請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
前記第２の温度まで加熱することは、前記部品が室温まで冷却する前に開始する、請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
前記部品を設備へ戻す前に、非破壊検査を経て前記部品を検査するステップをさらに含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記部品を設備へ戻す前に、前記部品の表面に少なくとも１つの被覆を適用するステップをさらに含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
部品の粒界の共晶溶融温度まで、またはそれを超える加熱温度を生成するように動作可能に構成された加熱システム（１００）と、
指定された期間にわたり炉の加熱温度を制御するための、炉に操作可能に接続されたコントローラ（２００）とを含むシステム（１０）であって、
前記加熱システムが損傷した部品を保持すると、前記コントローラは、前記炉を第１の加熱速度で第１の温度まで加熱し、第１の期間にわたり到達した前記第１の温度を保持するように操作可能であり、
前記第１の期間が終了すると、前記第１の温度はもはや保持されず、前記部品は冷却してもよく、
前記第１の期間に続いて前記部品を冷却すると、前記コントローラは、前記加熱システムが前記部品を第２の加熱速度で第２の温度まで加熱させ、到達した前記第２の温度は第２の期間にわたり保持され、前記部品は前記第２の期間に続いて冷却される、システム（１０）。
【請求項２７】
前記第２の温度は、前記第１の温度よりも高い、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
前記部品の冷却が、前記炉および任意で前記コントローラに操作可能に接続された冷却システムを経たものである、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２９】
前記第２の期間に続いて前記部品を冷却すると、前記コントローラは、前記第１または第２の温度のいずれかに等しいか、またはそれより高い第３の温度まで前記炉を加熱させ、前記第３の温度は低速加熱を経て達成され、達成した前記第３の温度は、第３の期間にわたって保持される、請求項２６に記載のシステム。
【請求項３０】
前記第３の期間の後に前記部品を冷却することをさらに含む、請求項２９に記載のシステム。
【請求項３１】
前記第１の温度は、前記損傷した部品の新調部品の溶体化処理温度（ＳＴＴ）より高い、請求項２６から３０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３２】
前記第１および第２の温度は、低速加熱を経て達成される、請求項２６に記載のシステム。
【請求項３３】
前記低速加熱は、約２から５℃／分の低速加熱の速度を経るものである、請求項３２に記載のシステム。
【請求項３４】
前記第１および第２の温度は、高速加熱に続く低速加熱を経て達成される、請求項２６に記載のシステム。
【請求項３５】
高速加熱は、前記第１の温度より低い閾値温度までである、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３６】
前記閾値温度への前記高速加熱は、約１０から３０℃／分の高速加熱の速度を経るものであり、前記第１または第２の温度までの前記低速加熱は、約２から５℃／分の低速加熱の速度を経るものである、請求項３５に記載のシステム。
【請求項３７】
前記加熱システムは、真空炉、分圧を伴う真空炉、吸熱ガス熱処理炉、または誘導加熱システムからなる群から選択される、請求項２６に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に材料技術の分野に関し、より具体的には、産業用部品、例えばターボ機械エンジン、例えばガスタービンエンジンの部品のろう付け修復のシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンなどのターボ機械では、空気はコンプレッサセクションで圧縮され、次いで燃料と混合され、燃焼セクションで燃焼されて高温の燃焼ガスを生成する。高温の燃焼ガスは、エンジンのタービンセクション内で膨張し、そこでエネルギーが抽出されて出力電力を供給して電気を生成する。高温の燃焼ガスは、タービンセクションを通過するときに一連の段階を介して移動する。段階は、静翼、すなわちベーンの列と、それに続く回転翼、すなわちブレードの列とを含むことができ、ブレードは、出力電力を提供するために高温の燃焼ガスからエネルギーを抽出する。燃焼およびタービンセクション内の部品は高温の燃焼ガスに直接晒されるため、これらの部品は損傷し、修復が必要となり得る。
【０００３】
これらの部品の構造的なろう付け修復は、ろう付け材料の高い粘度に起因して困難である。ろう付け温度を上げて粘度を下げると、部品の粒界溶融をもたらす。粒界溶融は望ましくなく、部品の有用性を低下させる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一つの実施形態では、ターボ機械エンジンの１つまたは複数の部品をろう付け修復する方法が提供される。本方法は、例えば、低速加熱の速度で、損傷した部品を第１の温度まで加熱し、第１の期間にわたり第１の温度を保持するステップを含む。第１の期間は、所定のまたは指定された時間であり得る。第１の期間の満了時に、部品が第２の期間にわたり保持される第２の温度まで再び加熱される前に、例えば室温またはほぼ室温まで冷却してもよい。第２の温度は、第１の温度に等しいか、またはそれより高くてもよい。第２の期間は、第１の期間に等しいか、または異なっていてもよい。第２の期間の満了時に、部品は再び冷却される。その後、部品は、例えば非破壊検査によって検査され、残りの粒界の共晶の量に応じて、部品は、第１または第２の熱処理のいずれかに類似した第３の熱処理を受け、または例えば高速加熱の速度で、損傷した部品のろう付け作業が開始してもよい。
【０００５】
別の実施形態では、ろう付け修復のために部品を用意するための、または部品をろう付け修復するためのシステムが提供される。システムは、加熱システムおよび任意選択の冷却システムに操作可能に接続されたコントローラを含み得る。加熱システムは、部品の溶融温度または例えば粒界の共晶溶融温度まで、またはそれを超える加熱温度を生成するように操作可能に構成されてもよい。冷却システムは、例えば、さらなる熱処理が必要かどうかを判断するための部品の検査のために、部品をほぼ室温まで冷却するように、または冷却を促進するように操作可能に構成されてもよい。操作の間に、損傷した部品は加熱システムにより運ばれてもよく、コントローラは加熱システムに第１の温度までの熱を発生させてもよく、これは一度達成されると第１の期間にわたり保持される。部品は、次いで、冷却システムを介して、および／または加熱システムによって生成された熱を減らすことにより自然に冷却され得る。部品を例えば室温まで冷却すると、または冷却段階の間に、部品は第２の熱処理を受け、部品は、例えば低速加熱の速度で、第２の温度まで加熱され、第２の温度まで達すると第２の温度は第２の期間にわたり保持される。部品は再び冷却され、ろう付け修復を開始するか、または部品をろう付けする前に、粒界の共晶をさらに分解するために、後続の熱処理を行うかを決定するために検査され得る。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】ろう付け修復前の、および粒界溶融をもたらすろう付け修復の従来の方法後のターボ機械エンジンで使用するための損傷した部品の概略図を示している。
【図２】本明細書で提供される開示による、構造的なろう付け修復のためのシステムの実施形態のブロック図を示している。
【図３】本明細書で提供される開示による、図２のシステムで利用され得るコントローラの例示的な実施形態を示している。
【図４】本明細書で提供される開示による、改修操作（ｓｅｒｖｉｃｉｎｇ  ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）のステップが実施された後の図１の損傷した部品の概略図を示しており、粒界の共晶は部分的に分解および縮小されている。
【図５】本明細書で提供される開示による、改修操作における別のステップを受け、粒界の共晶はさらに分解および縮小される、図１の損傷した部品の概略図を示している。
【図６】本明細書で提供される開示による、改修操作におけるさらに別のステップを受け、粒界の共晶は改修操作を受けた後にさらに分解し、かなり小さくなっている、図１の損傷した部品の概略図を示している。
【図７】本明細書で提供される開示による、部品のろう付け修復方法のブロック図を示している。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本明細書の主題の実施形態を例示することのみを目的としており、限定するものではない図面を参照すると、図１は、ターボ機械エンジン部品、例えばガスタービンエンジン部品の、ろう付け修復の従来方法の前後での、その冶金学的構造において、粒界の共晶の溶融をもたらす一般的な粒界の低融点共晶を有する概略図である。
【０００８】
従来のろう付け修復の方法の下では、部品の粒界溶融温度よりも高い温度でろう付け作業が行われるときに、望ましくない粒界の共晶溶融がもたらされることが理解されるだろう。
【０００９】
従って、従来の方法の下では、粒界の共晶の存在に起因して、ろう付け温度およびろう付け作業の間に適用されるろう付け温度までの加熱速度が制限される。
【００１０】
本発明者は、上記の制限を認識しており、従来の方法における弱点を特定した。本発明者はここで、粒界の共晶部分を有する損傷した部品のろう付けまたは溶接修復、例えば構造的修復のための新しい技術を教示している。
【００１１】
ここで図２を参照すると、例えば、高ガンマプライムニッケル系ガスタービン部品１用のろう付け修復システム１０の例示的な実施形態のブロック図が示されている。図２に示すように、システム１０は、共晶粒界の融解温度、例えば０から３０００℃の間の温度まで、またはそれを超える熱を生成するように操作可能な加熱システム１００を含み得る。一実施形態では、加熱システム１００は、炉であり得る。炉１００は、真空炉、例えば分圧を有する真空炉、または吸熱ガス熱処理炉であり得る。追加または代替として、加熱システム１００は、適切な判断で選択され、および共晶粒界の融解温度まで、またはそれを超える熱を生成するように操作可能である誘導加熱システムまたは他の加熱システムであり得る。
【００１２】
上述した溶融温度よりも低いまたは高い温度を生成できる炉もまた、適切な判断で選択されるとき、その中の物品および／または材料の溶融温度に応じて使用され得ることが理解されるだろう。
【００１３】
システム１０は、例えば有線または無線接続１５を介して炉１００に操作可能に接続され、特定の、または所定の期間に炉の加熱温度を制御するように構成された１つまたは複数のコントローラ２００をさらに含み得る。図３の例示的な実施形態では、コントローラ２００は、メモリ２０４により保持される制御アプリケーション３００の１つまたは複数の命令またはコマンドを実行するためのメモリ２０４、またはプロセッサ２０２に操作可能に接続された他のデータ記憶システム２０６、例えばハードディスクドライブ、ソリッドステートドライブなどに操作可能に接続されたプロセッサ２０２を含み得る。コントローラは、ユーザー入力を受信し、ディスプレイ（図示せず）上に表示可能な出力を生成するための任意の一般的なインターフェースであり得るユーザーインターフェース（図示せず）をさらに含み得る。コントローラ２００は、例えば、炉１００および／または他の冷却装置に関連した動作情報または生産情報を受信および送信するために、コントローラ２００とシステム１０の他の装置との間の通信を容易にするためのネットワークアダプタ／トランシーバ２０８も含み得る。コントローラ２００は、炉１００により保持されてもよく、すなわち炉１００に接続されてもよく、またはコントローラ２００は、炉１００から離れていてもよいことが理解されるだろう。制御アプリケーション３００に対する一連の命令は、炉が指定された期間、特定の温度で動作するための命令を含み得る。追加または代替として、制御アプリケーション３００は、部品１を例えば室温まで冷却するための１つまたは複数のデバイスを動作させるための命令、および例えば、部品１の周囲の温度を識別するための、炉１００によって操作可能に保持される１つまたは複数のアセンブリからの温度または温度関連情報を処理するための命令を含み得る。
【００１４】
システムはまた、例えば部品１を冷却するために、炉１００および／またはコントローラ２００に操作可能に接続された冷却システム、装置またはデバイス１３０を含み得る。冷却デバイス１３０は、炉１００から分離したユニットであるか、またはその中の任意の部品を指定された温度または状態、たとえば室温まで冷却するように操作可能な炉のシステムであり得る。
【００１５】
引き続き図４から図７を参照すると、部品、例えば粒界の共晶を有する損傷した部品のろう付け修復のための方法１０００が提供される。例えばターボ機械エンジンから損傷した部品１を取り出した後、方法１０００は、例えば、部品１から任意の被覆、例えば金属および／またはセラミック被覆を機械的または化学的に除去することによる、修復のための部品１を用意するステップ（１００５）から始まり得る。
【００１６】
この例示的なステップでは、ターボ機械エンジンの部品は通常、操作の間に部品および／または下にある基板を保護する１つまたは複数の被覆を有しているので、これらの被覆の除去は損傷した部品を修復するために必要となり得る。機械的な除去プロセスの種類の例には、グリットブラスティング、サンディングおよび／またはショットピーニングを経た除去を含み得る。化学的な除去プロセスは、例えば、化学的ストリッピングおよび／またはエッチングを経た除去を含み得る。
【００１７】
任意の被覆の除去の後で、部品１を用意するための方法は、例えば部品１内の亀裂からの任意の酸化物を除去するために、例えばフッ化物イオン洗浄（ＦＩＣ）または同様のプロセスを介した洗浄プロセスをさらに含み得る。目が詰まった亀裂、例えば極端に目が詰まった亀裂が存在する場合、洗浄プロセスを受ける前に、目が詰まった亀裂を開くために、超硬バーツールまたはドレメルカッティングホイールが使用され得ることが理解されるだろう。
【００１８】
洗浄プロセスの完了時、または代替として、洗浄が必要でない場合、方法１０００は、熱処理を受けるために、加熱システム１００、例えば炉の中に部品を配置するステップを含み得る。部品が加熱システム１００により保持されている状態で、部品１の第１の熱処理が適用／開始されてもよく、指定されたか、または所定の期間にわたって部品１を第１の温度まで加熱することを含む（１０１０）。第１の温度は、粒界の共晶溶融を防ぐために粒界溶融温度よりも低い温度であり得る。例えば、粒界溶融が例えば１２６５℃で起こる実施形態において、第１の温度は、溶融温度１２６５℃の約９８から９８．５％、例えば１２４５℃であり得る。第１の温度は、粒界の共晶溶融をもたらすことなく、共晶の少なくとも一部を減少または分解させるのに十分高くすべきである。第１の温度はまた、第１の温度よりも高く、望ましくない粒界の共晶溶融を引き起こすであろう温度よりも低い温度での後続の熱処理を可能にするのに十分低くてもよい。
【００１９】
追加または代替として、第１の温度は、例えば、熱処理を受ける部品の新調（ｎｅｗ  ｍａｋｅ）（鋳放し）部品の溶体化処理温度より上の温度であり得る。例えば、部品がＣＭ２４７を含む実施形態では、溶体化処理温度（ＳＴＴ）は、新調鋳放し部品に対して１２３２℃であり得る。１２３２℃のＳＴＴでは、第１の温度は１２４２℃で実行され、これは新調品のＳＴＴより上に約１０℃の増大を意味している。１０℃の増大は、存在する超合金材料の種類に依存してもよく、ＳＴＴより上に１０から３０℃の間の温度上昇は、望ましくない粒界の共晶溶融が起こらない限り、損傷した部品の熱処理の間に可能であることが理解されるだろう。さらに、第１の（または後続の熱処理）温度は、いかなる粒界溶融をもたらすことなく、粒界の共晶の少なくとも一部を分解するのに十分高くあるべきである。
【００２０】
引き続き図面および方法１０００を参照すると、部品の第１の温度への加熱は、従来のろう付け作業の間に適用される高速加熱と比較して、漸進的に、すなわち低速であり得る。すなわち、低速加熱が粒界の共晶化合物の溶融を防ぎ、共晶の分解のための時間を可能にするのを助けるように、部品は熱処理の間に第１の温度までゆっくりと加熱され得る（低速加熱）。低速加熱の例には、２から５℃／分の速度（低加熱速度）で部品の第１の温度までの加熱を含み得る。
【００２１】
追加または代替として、初期温度、たとえば室温から第１の温度までの低速加熱は、過剰な時間を要し得るので、加熱技術（速度）の組み合わせ、例えば低速および加速（例えば、高速）加熱が、熱処理の間に第１の温度、または任意の後続の温度に到達するために使用され得る。この実施形態、すなわち、低速加熱が加速加熱と組み合わされる実施形態では、部品は高速加熱を経て、例えば最大１１００℃まで最初に加熱され、次いで、例えば追加の１４５℃のために、第１の温度まで低速で加熱され得る。例えば第１の温度までの高速加熱は、粒界の共晶溶融をもたらし得るので、高速加熱の後に低速加熱を採用して第１の温度に到達すべきである。本明細書に記載の任意の閾値を超える温度の急速な上昇は粒界の共晶溶融をもたらし得るので、熱処理の間の第１の温度までの急速加熱は避けるべきである。従って、熱処理段階の間の高速加熱は、低速加熱の前に好ましくは利用され、第１の温度よりも約１００℃低い温度まで増大させるために使用されるべきである。例えば、第１の温度が１２４５℃である実施形態では、高速加熱は、第１の温度よりも１００℃低い約１１４５℃まで継続すべきである。さらなる実施形態では、高速加熱は、高速加熱段階の間に粒界の共晶が生じない限り、超合金材料および／または他の考慮事項に応じて１００℃の閾値を超えて利用され得ることも理解されるだろう。
【００２２】
引き続き図面を参照すると、第１の温度に到達すると、第１の温度は、第１の熱処理の間に約１から２時間保たれる、例えば一定に維持されるべきである。第１の温度または任意の温度が特定の期間保持されている間、温度の差がわずかであり、第１の温度を決定するための任意の基準に一致する限り、温度のわずかな変化は粒界に悪影響を与えないであろう。
【００２３】
第１の熱処理の間に第１の温度を保持するための指定された、または所定の期間は、共晶化合物の大きさ、基板材料または他の要因の１つまたは複数に応じて、例えば３０分から４時間の間であり得る。すなわち、多少の時間が必要になり得る。第１の温度が約１２４５℃である実施形態では、期間は、好ましくは４５分から３時間の間、またはより好ましくは１時間から２時間の間であり得る。
【００２４】
第１の温度までの低速加熱、所定の期間その温度での保持は、粒界の共晶が溶融することなく分解することを可能にする。この粒界の共晶の低減の例は、図４の実施形態に示されており、これは、例えば約１２４５℃で約２時間の第１の熱処理の後の損傷した部品１を示しており、これは部分的に分解され、縮小された粒界の共晶をもたらした。
【００２５】
部品１の熱処理の後、部品１は、例えば室温まで冷却することが可能である（１０１５）。部品は自然に、すなわち冷却システムまたは他のデバイスからの支援なしに冷却することができ、または部品の冷却は、冷却システム１３０もしくは炉により保持される部品を冷却するための当技術分野で既知の任意の手段を介してもよい。室温への自然冷却は、例えば、加熱システム１００の、もしくは加熱システム１００内の温度を室温まで下げることにより、または部品１の温度を室温まで下げることによるものであることが理解されるだろう。部品の、または炉内の現在の温度を決定するために、１つもしくは複数のセンサアセンブリ、レーザー読み取りシステム、または温度計が、現在の温度を決定するために、炉に操作可能に接続されるか、または炉内で操作可能に使用され得る。
【００２６】
引き続き図面を参照すると、室温まで冷却すると、方法１０００は、第２の期間にわたって部品１を第２の温度まで加熱することによる第２の熱処理（１０２０）をさらに含み得る。部品１が第１の熱処理の後に室温まで冷却されると、または冷却プロセスの間の正しい判断で選択されるときにいつでも、部品の第２の温度への加熱が開始され得ることが理解されるだろう。第２の温度への加熱は、低速加熱による、または第１の熱処理について説明した加熱技術の任意の組み合わせ、例えば、温度が粒界の共晶のさらなる分解のために第２の温度に達するように高速から低速の加熱によるものであり得ることがさらに理解されるだろう。
【００２７】
図５に示すように、図４の粒界の共晶は、第２の熱処理後にさらに分解および縮小される。第２の温度を決定するための手段は、第１の温度を決定するための上記手段と同様であり得る。例えば、粒界の共晶溶融が例えば１２６５℃で起こる場合、第２の温度は、溶融温度１２６５℃の約９９から９９．５％、例えば１２５５℃であり得る。第２の温度は、いかなる溶融をもたらすことなく粒界の共晶の大きさを低減またはさらに分解するのに十分高くすべきであることが理解されるだろう。追加または代替として、第２の温度は、第１の温度よりも高い、例えば約０．８から０．８５％高くてもよく、これは、望ましくない粒界溶融をもたらすであろう温度未満のままである。加熱速度、例えば、低加熱速度は、第１の熱処理の加熱速度、例えば、約２から５℃／分の温度上昇と同様であり得ることが理解されるだろう。
【００２８】
第１の期間と同様に、第２の温度のための第２の期間は、例えば３０分から４時間の間であり、残りの共晶化合物に依存し得る。第２の熱処理、すなわち第２の期間、例えば１から２時間の間、第２の温度を保持した後、部品１は、冷却システム１３０または他の公知の冷却手段を介して、例えば室温まで冷却してもよい（１０１５）。
【００２９】
第２の熱処理の後に部品１を室温まで冷却すると、部品１は、ろう付け修復作業、すなわちろう付け修復の準備ができている。ろう付け修復は、前の温度、例えば粒界の共晶を分解させる第１もしくは第２の温度のいずれか、例えば１２５５℃、または粒界溶融温度であり得る、例えば１２６５℃、もしくは第３の期間にわたり第１および第２の熱処理の前の温度よりも高い第３の温度で実行され得る（１０３０）。この実施形態では、ろう付け修復の間の加熱速度は、熱処理の間の加熱速度とは異なり、ろう付け修復の加熱速度は、浸食を防ぐために、すなわち、ろう付け材料がベース金属部品を分解するのを避けるために可能な限り早い。この高加熱速度の例は、約１０から３０℃／分の増加である。
【００３０】
所望の保持温度、すなわち、ろう付け修復のための所望の／達成される温度、例えば第３の温度が達成されると、ろう付け修復のための期間は、第１および第２の期間の両者より短くてもよく、または部品１を動作状態、すなわち、部品がターボ機械エンジンに戻るために構造的完全性を有する状態に持っていくために必要とされるろう付け修復の程度に応じて、前の期間のいずれかを超えて延長してもよい。例えば、第３の期間は、０．１から１２時間の間、または好ましくは３０分から１２時間の間であり得る。第３の温度は、粒界の共晶溶融温度、例えば、１２６５℃であり得るので、ろう付け修復を完了するのにより少ない時間が必要とされ得る。ろう付け温度までの高速加熱は、部品１とろう付け材料との間に最小の化学的相互作用を確実にし、それ故侵食量を低下させることが理解されるだろう。さらに、母材の粒界の共晶がこの温度に対して分解されているので、ろう付け作業の高速加熱の速度は、母材の粒界溶融をもたらさないことが理解されるだろう。
【００３１】
追加または代替として、ろう付け修復作業１０３０の前に、方法１０００は、ろう付け修復に先立ち、粒界の共晶をさらに分解するために、特定の期間にわたりステップ１０１０または１０２０のいずれかを繰り返すことを経る第３の熱処理をさらに含む。第３の熱処理は、その温度が適用時に粒界溶融をもたらさないことを条件に、第１および第２の温度のいずれよりも高い温度で実行されてもよいことが理解されるだろう。第１および第２の熱処理と同様に、第３の温度に到達することは、第３の温度への低速加熱を経る、または第１および第２の熱処理のいずれかで説明したような高速および低速加熱の組み合わせを経るものであってよく、例えば、第３の温度よりも低い所望の温度までの高速加熱、次いで例えば約２から５℃／分での低速加熱、次いで室温まで冷却する前に第３の温度を約１から２時間の間保持することが理解されるだろう。第３の熱処理後の粒界の共晶に応じて、前の熱処理のいずれかと同様の後続の熱処理がろう付け作業に先立って必要とされ、これは前の熱処理の温度のいずれかまたはより高いろう付け温度で実行され得る。
【００３２】
図６を見てわかるように、第１および第２の熱処理と同様に、第３の熱処理の後、粒界の共晶部分はさらに分解し、かなり小さくなる。
【００３３】
引き続き図面を参照すると、追加または代替として、方法１０００は、例えば非破壊検査または当技術分野で周知の他の検査手段を介して部品１を検査して、部品１の完全性が熱処理の間に、および部品１を動作に戻すことに先立って解決されているかどうかを判定することをさらに含み得る。検査は、部品１の冷却の間に、または部品１を第２、第３または後続の温度に加熱して粒界の共晶を分解する前の任意の時点で実行され得る。追加または代替として、修復した部品１を動作に戻す前に、方法１０００は、部品１に１つまたは複数の被覆を適用することをさらに含み得る。被覆は、部品１に被覆を適用するための当技術分野で周知の手段、例えば、スプレー、蒸着などを経て適用され得る。
【００３４】
特定の実施形態を詳細に説明したが、当業者は、本開示の全体的な教示に照らして、それらの詳細に対する様々な修正および代替を想起できることを理解するであろう。例えば、異なる実施形態に関連して説明された要素を組み合わせることができる。従って、開示された特定の構成は、例示のみを意図しており、添付の特許請求の範囲およびそれに関するあらゆる全ての同等物の全範囲が与えられる特許請求の範囲または開示の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は他の要素またはステップを除外せず、冠詞「ａ」または「ａｎ」の使用は複数を除外しないことに留意されたい。
【符号の説明】
【００３５】
１  部品
１０  システム
１５  有線または無線接続
１００  加熱システム
１３０  冷却システム
２００  コントローラ
２０２  プロセッサ
２０４  メモリ
２０６  他のデータ記憶システム
２０８  トランシーバ
３００  制御アプリケーション
【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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【手続補正書】
【提出日】令和2年1月28日(2020.1.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
損傷した部品を第１の温度まで加熱し、第１の期間にわたり前記第１の温度で保持して、粒界の共晶を分解するステップと、
前記部品を冷却するステップと、
前記損傷した部品を前記第１の温度よりも高い第２の温度まで加熱し、第２の期間にわたり前記第２の温度を保持して、前記粒界の共晶をさらに分解するステップと、
前記部品を冷却するステップとを含む方法。
【請求項２】
前記損傷した部品の加熱は、前記第１の温度および第２の温度の少なくとも一方への低速加熱を経るものであり、前記低速加熱は、２から５℃／分の加熱速度を経るものである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記部品が冷却した後に、ろう付け温度で前記損傷した部品をろう付け修復するステップをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記損傷した部品をろう付け修復する前に、前記部品を第３の温度まで加熱し、第３の期間にわたり前記第３の温度を保持して、前記粒界の共晶を分解するステップをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第３の期間の後に、およびろう付け修復の前に、前記部品を冷却するステップをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記部品のろう付け修復は、０．１から１２時間の間である、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記第３の温度は、前記第１および第２の温度のうちの１つに等しいか、またはそれより高い、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記ろう付け温度は、高速加熱の速度を経て達成され、前記高速加熱の速度は、約１０から３０℃／分である、請求項３に記載の方法。
【請求項９】
前記ろう付け温度は、粒界の共晶溶融温度である、請求項３に記載の方法。
【請求項１０】
前記ろう付け温度は、前記第１の温度に等しいか、またはそれより高く、前記ろう付け温度は、約１０から３０℃／分である高速加熱の速度を経て達成される、請求項３に記載の方法。
【請求項１１】
前記部品を前記第１の温度まで加熱する前に、前記損傷した部品から任意の被覆を除去することによる、前記損傷した部品を修復のために用意するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記被覆は、化学的または機械的プロセスを経て除去される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記部品を前記第１の温度まで加熱する前に、前記損傷した部品の亀裂から酸化物を除くことによる、前記損傷した部品を修復のために用意するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記酸化物は、フッ化物イオン洗浄プロセスを経て除かれる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の温度は、前記損傷した部品の溶体化処理温度（ＳＴＴ）より高い、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１の温度は、前記ＳＴＴよりも約１０℃高い、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１および第２の期間のうちの少なくとも１つは、１から２時間の間である、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記第２の温度まで加熱することは、前記部品が室温まで冷却する前に開始する、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記部品を設備へ戻す前に、非破壊検査を経て前記部品を検査するステップをさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項２０】
前記部品を設備へ戻す前に、前記部品の表面に少なくとも１つの被覆を適用するステップをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【手続補正書】
【提出日】令和2年3月4日(2020.3.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
損傷した部品を第１の温度まで加熱し、第１の期間にわたり前記第１の温度で保持して、粒界の共晶を分解するステップと、
前記部品を冷却するステップと、
前記損傷した部品を前記第１の温度よりも高い第２の温度まで加熱し、第２の期間にわたり前記第２の温度を保持して、前記粒界の共晶をさらに分解するステップと、
前記部品を冷却するステップとを含む方法。
【請求項２】
前記損傷した部品の加熱は、前記第１の温度および第２の温度の少なくとも一方への低速加熱を経るものであり、前記低速加熱は、２から５℃／分の加熱速度を経るものである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記部品が冷却した後に、ろう付け温度で前記損傷した部品をろう付け修復するステップをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記損傷した部品をろう付け修復する前に、前記部品を第３の温度まで加熱し、第３の期間にわたり前記第３の温度を保持して、前記粒界の共晶を分解するステップをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第３の期間の後に、およびろう付け修復の前に、前記部品を冷却するステップをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記部品のろう付け修復は、０．１から１２時間の間である、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記第３の温度は、前記第１および第２の温度のうちの１つに等しいか、またはそれより高い、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記ろう付け温度は、高速加熱の速度を経て達成され、前記高速加熱の速度は、１０から３０℃／分である、請求項３に記載の方法。
【請求項９】
前記ろう付け温度は、粒界の共晶溶融温度である、請求項３に記載の方法。
【請求項１０】
前記ろう付け温度は、前記第１の温度に等しいか、またはそれより高く、前記ろう付け温度は、１０から３０℃／分である高速加熱の速度を経て達成される、請求項３に記載の方法。
【請求項１１】
前記部品を前記第１の温度まで加熱する前に、前記損傷した部品から任意の被覆を除去することによる、前記損傷した部品を修復のために用意するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記被覆は、化学的または機械的プロセスを経て除去される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記部品を前記第１の温度まで加熱する前に、前記損傷した部品の亀裂から酸化物を除くことによる、前記損傷した部品を修復のために用意するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記酸化物は、フッ化物イオン洗浄プロセスを経て除かれる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の温度は、前記損傷した部品の溶体化処理温度（ＳＴＴ）より高い、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１の温度は、前記ＳＴＴよりも１０℃高い、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１および第２の期間のうちの少なくとも１つは、１から２時間の間である、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記第２の温度まで加熱することは、前記部品が室温まで冷却する前に開始する、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記部品を設備へ戻す前に、非破壊検査を経て前記部品を検査するステップをさらに含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項２０】
前記部品を設備へ戻す前に、前記部品の表面に少なくとも１つの被覆を適用するステップをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【国際調査報告】
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