[发明专利]镍基合金再生部件以及该再生部件的制造方法

说明书

本发明提供镍基合金再生部件以及该再生部件的制造方法，对蠕变损伤的Ni基合金部件进行延长寿命化。涡轮用镍基合金部件是在涡轮的运行环境下在γ相中析出30体积％以上的γ’相的铸造材料。制造方法包括：对于在涡轮使用后的使用后部件，以比γ’相的固溶温度高10℃的温度以上且比γ相的熔点低10℃的温度以下的温度，以保温时间为不产生γ相的再结晶晶粒的方式进行溶体化和非再结晶热处理步骤；以及，对于溶体化和非再结晶热处理后的使用后部件，进行在γ相中析出γ’相的时效热处理的步骤；对于溶体化和非再结晶热处理步骤后部件，通过EBSD法测定γ相的结晶颗粒的GROD值为0.4°～0.6°。

技术领域

本发明涉及作为涡轮用高温部件等使用的析出强化型镍基合金部件，尤其是使在高温环境下因长时间运行受到蠕变损伤的合金部件的寿命得到延长的镍基合金再生部件以及该再生部件的制造方法。

背景技术

火力发电厂或飞机的涡轮所使用的高温部件(例如，涡轮叶片、转子)，要满足在高温环境下所要求的机械特性，作为其材料，经常使用析出强化型的镍(Ni)基合金(也称作Ni基超合金)。

但是，即使是高温强度高的Ni基合金部件，由于反复受到高温运转中的旋转离心力、伴随着启动/停止时的热应力，其机械特性也渐渐劣化。特别是，该合金部件的蠕变强度受到较大影响，伴随着运行时间的延长而其寿命受到消耗。需要说明的是，消耗蠕变强度的寿命也称作蠕变损伤/受到蠕变损伤。

现在，从提高涡轮运行率(规避因预期的故障所导致停止的风险)的观点出发，运行了预定时间的高温部件，判断为应该是受到了一定程度的蠕变损伤，结合定期检查时，通常进行新的部件的更换。

另一方面，在各种涡轮中，以提高热效率为目标的主流体温度的高温化成为一种技术趋势，近年来，热衷于研究开发提高涡轮用高温部件的耐热性的技术(例如，添加特殊元素以提高高温强度、凝固和结晶生长控制技术)。但是，采用了这些高端技术的高温部件容易导致价格昂贵，在定期检查时进行部件交换中存在着使得涡轮的维护费用变得昂贵的问题。

对于工业制品，当然强烈要求其低成本，要求同时满足性能提高与低成本化。为此，对于受到蠕变损伤的高温部件，在研究通过开发高精度化的寿命诊断技术，从而降低高温部件的更换频率，来抑制维护成本。

例如，在专利文献1(日本特开2010-164430)中公开了一种金属材料的蠕变损伤评价方法，是评价受到蠕变损伤的金属材料的损伤度的金属材料的蠕变损伤评价方法，其特征在于，包括如下步骤：使用试验材料，求取蠕变应变量与结晶方位分布之间的相关关系的步骤；测量进行蠕变损伤评价的研究材料的结晶方位分布的步骤；将所测量得到的所述研究材料的所述结晶方位分布，对应于所述蠕变应变量与结晶方位分布之间的关系，来推定所述研究材料的蠕变应变量的步骤；使用试验材料，求取到达加速蠕变区域的应变量与蠕变试验应力之间的相关关系的步骤；根据到达所述加速蠕变区域的应变量与蠕变试验应力之间的相关关系以及所述研究材料受到的应力，推算所述研究材料到达加速蠕变域的应变量的步骤；将所推算的所述研究材料的蠕变应变量与所推算的所述研究材料到达加速蠕变区域的应变量进行比较，评价所述研究材料的损伤度的步骤。

另外，专利文献2(日本特开2014-126442)中公开了一种镍基超合金的劣化诊断方法，其特征在于，对于镍基超合金，在满足预定公式所定义的加热处理温度与加热处理时间的关系的条件下进行加热处理，此后通过镍基超合金中的再结晶来测定结晶的有无。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010－164430号公报

专利文献2：日本特开2014－126442号公报

发明内容

发明所要解决的课题