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(11) |
EP 0 574 708 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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16.09.1998 Patentblatt 1998/38 |
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Anmeldetag: 14.05.1993 |
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Bauteil für hohe Temperaturen, insbesondere Turbinenschaufeln, und Verfahren zur Herstellung
dieses Bauteils
Component for high temperatures, in particular turbine blade, and process for preparing
this blade
Elément pour température élevée, en particulier aube de turbine et procédé de fabrication
de cet élément
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| (84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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DE FR GB IT |
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Priorität: |
13.06.1992 DE 4219470
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| (43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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22.12.1993 Patentblatt 1993/51 |
| (73) |
Patentinhaber: ASEA BROWN BOVERI AG |
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5400 Baden (CH) |
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Erfinder: |
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- Rösler, Joachim, Dr.
CH-5424 Unterehrendingen (CH)
- Thumann, Manfred, Dr.
CH-5400 Ennetbaden (CH)
- Tönnes, Christoph
CH-5413 Birmenstorf (CH)
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| (74) |
Vertreter: Kaiser, Helmut, Dr. et al |
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Asea Brown Boveri AG
Immaterialgüterrecht (TEI)
Haselstrasse 16/699 5401 Baden 5401 Baden (CH) |
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Entgegenhaltungen: :
EP-A- 0 073 651 FR-A- 1 052 893 US-A- 4 529 452 US-A- 4 825 522
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EP-A- 0 513 407 FR-A- 2 317 502 US-A- 4 787 821 US-A- 5 098 484
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- DATABASE WPI Section Ch, Week 8433, Derwent Publications Ltd., London, GB; Class M27,
AN 84-203979 & JP-A-59 116 360 (HITACHI)
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
TECHNISCHES GEBIET
[0001] Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem Bauteil für hohe Temperaturen, insbesondere
einer Turbinenschaufel, nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Die Erfindung betrifft
auch ein Verfahren zur Herstellung eines solches Bauteils.
STAND DER TECHNIK
[0002] Ein derartiges Bauteil und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauteils sind
Stand der Technik und beispielsweise in US-A-4 825 522 beschrieben. Diesem Patentdokument
ist ein hochtemperaturbeständiges Bauteil aus einer Nickelbasislegierung entnehmbar.
Bestimmte Abschnitte dieses Bauteils werden durch Modifikation des Basiswerkstoffs
mit unterschiedlichen Legierungszusätzen an unterschiedliche materialspezifische Anforderungen
angepasst. Weiterer relevanter Stand der Technik ist auch FR-A-2 317 502, US-A-4 787
821 und US-A-4 529 452 zu entnehmen.
[0003] Ferner ist in FR-A1-2.136.170 eine Gasturbinenschaufel beschrieben. Diese Schaufel
weist einen aus einer eutektischen Legierung gegossenen, Schaufelfuss und Schaufelblatt
enthaltenden Schaufelkörper auf. Der Schaufelfuss ist von einem duktilen Gusskörper
mit nichtgerichteter Struktur gebildet. Das Schaufelblatt besteht aus einer Matrix
und aus parallel zueinander und in Längsrichtung der Schaufel ausgerichteten, faserförmigen
Kristallen, welche in die Matrix eingebettet sind und welche durch gerichtetes Erstarren
aus einer induktiv aufgeheizten Schmelze gebildet sind. Gegenüber dem Schaufelfuss
zeichnet sich das Schaufelblatt bei erheblich verringerter Duktilität durch eine wesentlich
grössere Kriechfestigkeit aus. Insbesondere bei der Herstellung eines grossen Schaufelblattes
ist es jedoch schwierig, einen für eine gerichtete Erstarrung ausreichend grossen
Temperaturgradienten und damit die erwünscht hohe Kriechfestigkeit im Schaufelblatt
zu erreichen.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
[0004] Der Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen 1 und 3 angegeben ist, liegt die Aufgabe
zugrunde, ein Bauteil, insbesondere eine Turbinenschaufel, der eingangs genannten
Art anzugeben, welches sich bei Einsatz in einer bei mittleren und hohen Temperaturen
betriebenen Vorrichtung, wie insbesondere einer Turbine, durch eine hohe Lebensdauer
auszeichnet, und gleichzeitig einen Weg zu weisen, der es ermöglicht, ein solches
Bauteil in einfacher und für eine Massenfertigung geeigneten Weise herzustellen.
[0005] Das Bauteil nach der Erfindung zeichnet sich gegenüber vergleichbaren Bauteilen nach
dem Stand der Technik durch eine hohe Lebensdauer aus. Dies ist durch die Wahl von
gamma-Titanaluminid als Basiswerkstoff und von geeigneten Dotierstoffen, welche in
vorgegebenen Mengen dem Basiswerkstoff zugesetzt sind, bestimmt. Beim ausgewählten
Basiswerkstoff ist es in besonders einfacher Weise möglich, Legierungen zu definieren,
welche an unterschiedlich beanspruchte Abschnitte des Bauteils angepasst sind. Da
diese an die lokal unterschiedlich beanspruchten Bauteilabschnitte, wie etwa Turbinenschaufel
oder Turbinenfuss, angepassten Legierungen einen gemeinsamen Basiswerkstoff enthalten,
treten im Grenzbereich der Abschnitte keine chemische Reaktionsprodukte auf. Die Abschnitte
gehen daher ohne scharfen Übergang ineinander über, so dass das Bauteil nach der Erfindung
die bei Betrieb einer thermischen Maschine, wie insbesondere einer Gasturbine oder
eines Verdichters, gradiert auftretenden hohen thermischen und mechanischen Belastungen
völlig problemlos aufnehmen kann. Das zur Herstellung der erfindungsgemässen Bauteile
verwendete Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass selbst grosse Bauteile mit hoher
thermischer und mechanischer Belastbarkeit durch geläufige Verfahrensschritte, wie
insbesondere durch heiss-isostatisches Pressen oder durch Sintern, in einfacher und
für eine Massenfertigung geeigneten Weise hergestellt werden können.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
[0006] Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung und die damit erzielbaren Vorteile
werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt:
- Fig.1
- eine Aufsicht auf einen in Längsrichtung geführten Schnitt durch eine erste Variante
eines als Turbinenschaufel ausgeführten erfindungsgemässen Bauteils nach Beendigung
eines beim Herstellverfahren ausgeführten heiss-isostatischen Pressvorganges,
- Fig.2
- eine Aufsicht auf einen in Längsrichtung geführten Schnitt durch eine zweite Variante
eines als Turbinenschaufel ausgeführten erfindungsgemässen Bauteils nach Beendigung
eines beim Herstellen ausgeführten heiss-isostatischen Pressvorganges, und
- Fig.3
- ein Schliffbild des umrandet angegebenen Bereichs der zweiten Variante des erfindungsgemässen
Bauteils.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
[0007] Die in den Figuren 1 und 2 dargestellten und jeweils als Turbinenschaufel 1 ausgeführten
Bauteile enthalten jeweils ein langgestrecktes Schaufelblatt 2 und einen an einem
Ende des Schaufelblattes 2 angeformten Schaufelfuss 3. Mit dem Bezugszeichen 4 ist
eine Presskanne bezeichnet. Diese Presskanne umschliesst bei der Ausführungsform gemäss
Fig.1 den Schaufelfuss 3 und weist eine vom Schaufelblatt 2 ausgefüllte Öffnung 5
auf, welche vorzugsweise durch Anschweissen oder Anlöten der Presskanne 4 an das Schaufelblatt
2 gasdicht abgeschlossen ist. Bei der Ausführungsform gemäss Fig.2 umschliesst die
Presskanne 4 die gesamte Turbinenschaufel 1.
[0008] Die in Fig.1 dargestellte Turbinenschaufel 1 wird wie folgt hergestellt:
Ein als Schaufelblatt 2 ausgeführter Gusskörper wird mit seinem einen Ende durch die
Öffnung 5 in die Presskanne 4 geführt. Die vorzugsweise aus Stahl bestehende Presskanne
4 wird im Bereich der Öffnung 5 gasdicht an den Gusskörper angelötet oder angeschweisst.
Durch eine nicht dargestellte weitere Öffnung der Presskanne 4 wird ein den Schaufelfuss
der Turbinenschaufel 1 aufnehmender Hohlraum der Presskanne 4 mit Legierungspulver
aufgefüllt. Die Presskanne 4 wird sodann evakuiert und gasdicht verschlossen.
[0009] Die Werkstoffe für den Gusskörper und das Pulver enthalten jeweils eine von zwei
auf einem gemeinsamen Basiswerkstoff beruhende Legierungen unterschiedlicher chemischer
Zusammensetzungen, welche sich voneinander durch das Vorhandensein und/oder die Menge
mindestens eines dem Basiswerkstoff zulegierten Dotierstoffes unterscheiden. Vorzugsweise
wird als Basiswerkstoff eine intermetallische Phase, wie insbesondere ein gamma-Titanaluminid,
verwendet. Mindestens eine der beiden gamma-Titanaluminid enthaltenden Legierungen
weist einen Anteil von mindestens 0,2 und höchstens 8 Atomprozent an Dotierstoff,
wie beispielsweise eines oder mehrere der Elemente B, C, Co, Cr, Ge, Hf, Mn, Mo, Nb,
Pd, Si, Ta, V, Y, W sowie Zr auf.
[0010] Eine typische Legierung für das Schaufelblatt 2 weist beispielsweise folgende Zusammensetzung
auf:
In Atom%: 48 Al - 3 Cr - Rest Ti und Verunreinigungen;
In Gew.%: 33,2 Al - 3,9 Cr - Verunreinigungen kleiner 0,5 - Rest Ti.
Die Grösse der Pulverteilchen ist typischerweise kleiner 500µm.
Eine weitere typische Legierung für das Schaufelblatt weist folgende Zusammemsetzung
in Atom% auf:
48 Al - 2 Cr - 2 Ta - Rest Ti und Verunreinigungen.
[0011] Eine typische Legierung für den Schaufelfuss 3 weist beispielsweise folgende Zusammensetzung
auf:
In Atom%: 48 Al - 2 Cr - 2 Nb - Rest Ti und Verunreinigungen;
In Gew.%: 32,5 Al - 2,9 Cr - 5 Nb - Verunreinigungen kleiner 0,5 - Rest Ti.
Die Grösse der Pulverteilchen ist typischerweise kleiner 200µm, vorzugsweise kleiner
100µm.
Eine weitere typische Legierung für den Schaufelfuss weist folgende Zusammensetzung
in Atom% auf:
48 Al - 2 Cr - 2 Ta - 0,5 Si - Rest Ti und Verunreinigungen.
[0012] Die durch gasdichtes Verschliessen der Presskanne 4 fertiggestellte Probe wird in
eine Pressvorrichtung gebracht und bei Temperaturen zwischen 900 und 1200°C heissisostatisch
verdichtet. Ein typischer Pressvorgang bei ca. 1070°C dauerte bei einem Druck von
ca. 250 MPa ca. 3 Stunden. Hierbei wurden die beiden Legierungen, ohne dass im Grenzbereich
chemische Reaktionsprodukte gebildet wurden, porenfrei mit einem graduellen Übergang
vom Schaufelblatt 2 zum Schaufelfuss 3 verdichtet.
[0013] Dieser bereits die Form der Turbinenschaufel aufweisende Verbundwerkstoff wurde nach
Entfernen der deformierten presskanne 4 sodann bei Temperaturen oberhalb 700°C typischerweise
ca. 4 Stunden lang wärmebehandelt. Nachfolgend wurde durch geringfügige materialabhebende
Bearbeitung, wie Schleifen, Polieren und/oder elektrochemisches Behandeln, die Turbinenschaufel
nach der Erfindung fertiggestellt.
[0014] Bei der Herstellung der aus Fig.2 ersichtlichen Turbinenschaufel 1 wurde eine in
Längsrichtung erweiterte und die gesamte Turbinenschaufel 1 aufnehmende Presskanne
4 verwendet. In diese Presskanne 4 wurde zunächst der das Schaufelblatt 2 bildende
Gusskörper eingegeben und nachfolgend entsprechend dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel
das Legierungspulver eingefüllt. Die Presskanne 4 wurde sodann evakuiert und gasdicht
verschlossen. Der so hergestellte Probekörper wurde entsprechend dem zuvor beschriebenen
Ausführungsbeispiel behandelt. Die verwendeten Legierungen wiesen die gleiche Zusammensetzung
auf wie beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel.
[0015] Anstelle eines das Schaufelblatt 2 bildenden Gusskörpers kann in die Presskanne 4
auch ein Körper aus einem heiss-isostatisch verdichteten Pulver eingeführt werden.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung wurde das zur Bildung
des schaufelblattes verwendete Legierungspulver mit 48 Atomprozent Al, 3 Atomprozent
Cr, Rest Ti und geringen Mengen an Verunreinigungen bei einer Temperatur von ca. 1070°C
und einem Druck von ca. 250 MPa während ca. 3 Stunden heiss-isostatisch verdichtet.
Der resultierende Körper wurde sodann in die in Fig.2 dargestellte Presskanne 4 gebracht
und bei den dort beschriebenen Bedingungen zusammen mit dem den Schaufelfuss 3 bildenden
Legierungspulver mit 48 Atomprozent Al, 2 Atomprozent Cr, 2 Atomprozent Nb, Rest Ti
und geringen Mengen an Verunreinigungen heiss-isostatisch verdichtet. Der verdichtete
Körper wurde sodann noch entsprechend dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel
wärmebehandelt und nachbearbeitet.
[0016] In weiteren Varianten der Erfindung wurden anstelle des Gusskörpers bzw. des aus
heissverdichtetem Pulver gebildeten Körpers jeweils ein das Schaufelblatt 2 bildendes
Legierungspulver der zuvor angegebenen chemischen Zusammensetzung in die Presskanne
4 eingefüllt. Danach wurde ein den Schaufelfuss 3 bildendes Legierungspulver mit der
bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen angegebenen Zusammensetzung hinterfüllt.
Die Presskanne 4 wurde sodann, ohne zu schütteln und ohne die eingefüllten Pulver
miteinander zu vermischen, evakuiert und gasdicht verschlossen. Durch heiss-isostatisches
Pressen während ca. 3 Stunden bei ca. 1070°C und einem Druck von ca. 250 MPa wurde
ein porenfreier Werkstoff hergestellt, aus dem nach Entfernen der Presskanne 4, nach
zweistündiger Wärmebehandlung bei ca. 1350°C und materialentfernender Nachbearbeitung
eine Turbinenschaufel nach der Erfindung hergestellt wurde. Eine derartig ausgeführte
Turbinenschaufel ist entsprechend den zuvor erwähnten Ausführungsvarianten ebenfalls
Fig.2 entnehmbar.
[0017] Aus dem Schliffbild gemäss Fig.3 sind der Aufbau und die Gefügestruktur eines in
Fig.2 umrandet angegebenen Teils einer - wie zuvor beschrieben - ausschliesslich aus
Legierungspulvern hergestellten Turbinenschaufel nach der Erfindung zu entnehmen.
Hieraus ist ersichtlich, dass die das Schaufelblatt 2 bildende Legierung eine grobkörnige
und die den Schaufelfuss 3 bildende Legierung eine feinkörnige Mikrostruktur aufweist,
und dass an der Übergangszone zwischen beiden Legierungen keine unerwünschte Reaktionszone
mit chemischen Reaktionsprodukten oder mit Ausscheidungen auftritt. Beide Legierungen
gehen unter Verzahnung grober und feiner Kristallite graduell ineinander über.
[0018] Werkstoffuntersuchungen haben für den der erfindungsgemässen Turbinenschaufel 1 zugrundeliegenden
Werkstoff folgende Eigenschaften ergeben:
[0019] Die das Schaufelblatt 2 bildende Legierung weist bei Raumtemperatur eine Duktilität
von ca. 0,5% auf, die den Schaufelfuss 3 bildende Legierung hingegen eine solche von
2,1 %. Bei einer Temperatur von ca. 700°C besitzt das Schaufelblatt 2 eine Kriechfestigkeit,
welche dichtekorrigiert erheblich über der Kriechfestigkeit der üblicherweise in diesem
Temperaturbereich verwendeten Nickelbasis-Superlegierungen liegt. Die gesamte Turbinenschaufel
1 zeigt eine dem Werkstoff des Schaufelblattes 2 entsprechende Duktilität von 0.5%.
Ihre mechanischen und thermischen Eigenschaften sind durch die Übergangszone zwischen
beiden Legierungen nicht beeinträchtigt. Die Turbinenschaufel 1 nach der Erfindung
zeichnet sich demnach durch einen Schaufelfuss 3 mit hoher Duktilität und ein bei
Raumtemperatur zwar sprödes, bei hohen Temperaturen jedoch eine grosse Kriechfestigkeit
aufweisendes Schaufelblatt 2 aus. Die Festigkeit im Übergangsbereich ist wegen des
beiden Legierungen gemeinsamen Basiswerkstoffs und des Fehlens spröder Reaktionsprodukte
ausreichend gross, um einen sicheren Betrieb der Turbinenschaufel 1 bei hohen Temperaturen
zu gewährleisten.
[0020] In einer weiteren Variante der Erfindung ist es möglich, an Stelle einer Presskanne
4 als Form zur Aufnahme der Legierungen eine Sinterform zu verwenden, und das Verdichten
zur Turbinenschaufel in einem Sinterverfahren zu erreichen.
[0021] Die Erfindung ist nicht auf Turbinenschaufeln beschränkt. Sie bezieht sich auch auf
andere bei hohen Temperaturen mechanisch stark belastete Bauteile, wie etwa einstückig
ausgebildete Turbinenräder von Turboladern.
BEZEICHNUNGSLISTE
[0022]
- 1
- Turbinenschaufel
- 2
- Schaufelblatt
- 3
- Schaufelfuss
- 4
- Presskanne
- 5
- Öffnung
1. Bauteil für hohe Temperaturen, insbesondere Turbinenschaufel (1), mit einem zumindest
einen ersten (Schaufelfuss 3) und einen zweiten Abschnitt (Schaufelblatt 2) enthaltenden
Bauteilkörper, bei dem der erste Abschnitt (3) von einem duktilen Werkstoff gebildet
ist und der Zweite Abschnitt (2) einen gegenüber dem duktilen Werkstoff spröden Werkstoff
aufweist, bei dem jeder der beiden Werkstoffe jeweils eine von zwei auf einem gemeinsamen
Basiswerkstoff beruhende Legierungen unterschiedlicher chemischer Zusammensetzungen
enthält, welche sich voneinander durch das Vorhandensein und/oder die Menge mindestens
eines dem Basiswerkstoff zulegierten Dotierstoffes unterscheiden, dadurch gekennzeichnet,
dass der Basiswerkstoff gamma-Titanaluminid ist, dass der Anteil an Dotierstoff in
mindestens einer der beiden Legierungen mindestens 0,2 und höchstens 8 Atomprozent
beträgt, und dass als Dotierstoff mindestens eines oder mehrere der Elemente B, C,
Co, Cr, Ge, Hf, Mn, Mo, Nb, Pd, Si, Ta, V, Y, W sowie Zr enthalten sind.
2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine den ersten Abschnitt (3)
bildende erste der beiden Legierungen einen die Einstellung eines feinkristallinen
Gefüges fördernden Dotierstoff, wie insbesondere eines oder mehrere der Elemente Cr,
Mn, V, Si, und eine den zweiten Abschnitt (2) bildende zweite der beiden Legierungen
einen die Einstellung eines grobkristallinen Gefüges fördernden und die Kriechfestigkeit
erhöhenden Dotierstoff, wie insbesondere eines oder mehrere der Elemente Nb, Ta, W,
enthält.
3. Verfahren zur Herstellung des Bauteils nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die beiden Legierungen zum Bauteilkörper heissverdichtet werden, und dass vor
dem Heissverdichten eine den ersten Abschnitt (3) bildende erste der beiden Legierungen
als Pulver in eine Form eingefüllt wird.
4. Verfahren nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine den zweiten Abschnitt
(2) bildende zweite der beiden Legierungen in Form eines Gusskörper oder eines aus
heissverdichtetem Pulver gebildeten Körpers verwendet wird, und dass dieser Gusskörper
oder der aus dem heissverdichteten Pulver gebildete Körper zumindest mit einem Ende
in die als Presskanne (4) ausgebildete Form geführt und in der Presskanne (4) mit
dem Pulver in Berührung gebracht wird.
5. Verfahren nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Presskanne (4) eine
vom eingeführten Körper ausgefüllte Öffnung (5) aufweist, welche vorzugsweise durch
Anschweissen oder Anlöten der Presskanne (4) an den Körper abgeschlossen wird.
6. Verfahren nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Heissverdichten
eine den zweiten Abschnitt (2) bildende zweite der beiden Legierungen als Pulver in
die Form eingefüllt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Heissverdichten
bei Temperaturen zwischen 900 und 1200°C durchgeführt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der durch
Heissverdichten entstandene Werkstoff bei Temperaturen grösser 700°C wärmebehandelt
wird.
1. High-temperature component, especially a turbine blade (1), having a component body
containing at least one first section (blade root 3) and a second section (blade leaf
2), in which component body the first section (3) is formed by a ductile material
and the second section (2) has a material which is brittle as compared with the ductile
material, in which each of the two materials contains in each case one of two alloys,
derived from a common base material, of different chemical compositions which differ
from one another by the presence and/or the quantity of at least one doping material
alloyed with the base material, characterized in that the base material is gamma-titanium
aluminide, in that the proportion of doping material in at least one of the two alloys
is at least 0.2 and at most 8 atom per cent, and in that the component contains at
least one or more of the elements B, C, Co, Cr, Ge, Hf, Mn, Mo, Nb, Pd, Si, Ta, V,
Y, W and Zr as doping material.
2. Component according to Claim 1, characterized in that a first alloy, forming the first
section (3), of the two alloys contains a doping material which promotes the establishment
of a fine-crystalline microstructure, such as, in particular, one or more of the elements
Cr, Mn, V and Si, and a second alloy, forming the second section (2), of the two alloys
contains a doping material which promotes the establishment of a coarse-crystalline
microstructure and increases the creep strength, such as, in particular, one or more
of the elements Nb, Ta and W.
3. Process for producing the component according to Patent Claim 1, which comprises hot-compacting
the two alloys to give the component body and filling a first alloy, forming the first
section (3), of the two alloys as powder into a mould before the hot compaction.
4. Process according to Patent Claim 3, characterized in that a second alloy is used,
forming the second section (2), of the two alloys in the form of a casting or of a
body formed from hot-compacted powder, and transferring this casting or the body formed
from the hot-compacted powder with at least one end into the mould formed as a press
can (4) and contacting it in the press can (4) with the powder.
5. Process according to Patent Claim 4, characterized in that the press can (4) has an
opening (5) which is filled by the introduced body and is sealed preferably by welding
or soldering the press can (4) to the body.
6. Process according to Patent Claim 5, characterized in that a second alloy, forming
the second section (2), of the two alloys is filled as powder into the mould before
the hot compaction.
7. Process according to any of Claims 3 to 6, characterized in that the hot compaction
is carried out at temperatures between 900 and 1200°C.
8. Process according to any of Claims 4 to 7, characterized in that the material formed
by hot compaction is heat-treated at temperatures higher than 700°C.
1. Elément pour températures élevées, en particulier, aube de turbine (1) comprenant
un corps d'élément comportant au moins une première (pied d'ailette 3) et une deuxième
sections (pale 2) dans lequel la première section (3) est formée d'un matériau ductile,
et la deuxième section (2) comprend un matériau cassant en comparaison du matériau
ductile, dans lequel chacun des deux matériaux contient l'un de deux alliages qui
sont formés d'un matériau de base commun et ont des compositions chimiques différentes,
et qui se distinguent l'un de l'autre par la présence et/ou la quantité d'au moins
une substance de dopage alliée au matériau de base, caractérisé en ce que le matériau
de base est l'aluminiure de titane gamma, que la teneur en matériau de dopage dans
au moins l'un des deux alliages est au moins de 0,2 et au maximum de 0,8 atomes/%,
et qu'au moins un ou plusieurs des éléments B, C, Co, Cr, Ge, Hf, Mn, Mo, Nb, Pd,
Si, Ta, V, Y, W ainsi que Zr sont contenus comme substances de dopage.
2. Elément suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'un premier des deux alliages
formant la première section (3) contient une substance de dopage favorisant l'établissement
d'un joint finement cristallin comme, en particulier, un ou plusieurs des éléments
Cr, Mn, V, Si et un deuxième des deux alliages formant la deuxième section (2) contient
une substance de dopage favorisant un joint grossièrement cristallin et augmentant
la résistance au fluage, comme, en particulier, un ou plusieurs des éléments Nb, Ta,
W.
3. Procédé de fabrication de l'élément suivant la revendication 1, caractérisé en ce
que les deux alliages pour le corps d'élément sont densifiés à chaud, et en ce qu'avant
la densification à chaud, un premier des deux alliages formant la première section
(3) est introduit à l'état de poudre dans une forme.
4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'un deuxième des deux alliages
formant la deuxième section (2) est utilisé sous la forme d'un corps coulé ou d'un
corps formé à partir d'une poudre densifiée à chaud, et en ce que ce corps coulé ou
le corps formé de la poudre densifiée à chaud est introduit par au moins une extrémité
dans la forme constituée par une enceinte de pressage (4) et mis en contact avec la
poudre dans l'enceinte de pressage (4).
5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'enceinte de pressage (4)
présente une ouverture (5) obturée par le corps introduit, laquelle est scellée, de
préférence, sur le corps par soudage ou brasage de l'enceinte de pressage (4).
6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'avant la densification à
chaud un deuxième des deux alliages formant la deuxième section (2) est introduit
sous forme de poudre dans la forme.
7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que la
densification à chaud est exécutée à des températures comprises entre 900 et 1200°C.
8. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que le
matériau obtenu par densification à chaud est soumis à un traitement thermique à des
températures supérieures à 700°C.

