蠕变增强材料对耐热金属材料构件的扩散渗镀方法以及增强了蠕变强度的耐热金属材料构件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及蠕变增强材料对耐热金属材料构件的扩散渗镀方法以及利用该方法增强了蠕变强度的耐热金属材料构件。
【背景技术】
[0002]以往，作为增强耐热金属材料的蠕变特性的方法，开发了如下方法，即例如将与蠕变强度和/或疲劳强度有关的晶界强化材料涂布或喷镀以形成被膜，在预定温度加热预定时间的方法(日本专利第3793966号公报)等。
【发明内容】
[0003]发明所要解决的课题
[0004]本发明的目的在于，提供能够使增强蠕变强度的材料(以下，称为“蠕变增强材料”)向采用耐热金属材料制造的构件(以下，称为“耐热金属材料构件”)的内部有效地扩散渗镀的方法以及利用该方法增强了蠕变强度的耐热金属材料构件。
[0005]用于解决课题的方法
[0006]为了解决上述课题，本发明所涉及的蠕变增强材料对耐热金属材料构件的扩散渗镀方法以及利用该方法增强了蠕变强度的耐热金属材料构件具备后述构成。更具体地，本发明为以下等方案:
[0007](I) 一种蠕变增强材料对耐热金属材料构件的扩散渗镀方法，特征在于，包括:对耐热金属材料构件的表面涂布或喷镀蠕变增强材料，以与涂布或喷镀有所述蠕变增强材料的部分接触的方式用耐热被覆构件包覆、固定该部分，将由所述耐热被覆构件包覆后的所述耐热金属材料构件加热至1000°C以上的温度;所述蠕变增强材料含有选自B、W、Cr、Mo、Nb、V、Hf、Zr、T1、Cu和Co中的I种或多种元素；
[0008](2)上述(I)所述的方法，其特征在于，将由所述耐热被覆构件包覆的所述耐热金属材料构件加热至1000°C以上的温度后，进行冷却，再次加热至A1相变点以上的温度；
[0009](3)增强了蠕变强度的耐热金属材料构件，其特征在于，通过对耐热金属材料构件的表面涂布或喷镀蠕变增强材料，以与涂布或喷镀有所述蠕变增强材料的部分接触的方式用耐热被覆构件包覆、固定该部分，将由所述耐热被覆构件包覆的所述耐热金属材料构件加热至1000°(3以上的温度而得到，所述蠕变增强材料含有选自8、￥、0、10、他、￥、!^、2^11、Cu和Co中的I种或多种元素；
[0010](4)上述(3)所述的耐热金属材料构件，通过将由所述耐热被覆构件包覆的所述耐热金属材料构件加热至1000°C以上的温度后，进行冷却，再次加热至A1相变点以上的温度而得到。
[0011]发明效果
[0012]根据本发明，可提供能够使蠕变增强材料向耐热金属材料构件的内部有效地扩散渗镀的方法以及利用该方法增强了蠕变强度的耐热金属材料构件。
【附图说明】
[0013]图1为表示作为本发明的一个实施方式而说明的使蠕变增强材料向耐热金属材料构件内部扩散渗镀的方法的概略的图。
[0014]图2为表示作为本发明的一个实施方式而说明的图1的概略图的剖面的图。
【具体实施方式】
[0015]以下，针对本发明的优选的实施方式，参照附图而详细地说明。予以说明的是，通过本说明书的记载，本发明的目的、特征、优点以及其想法对于本领域技术人员而言是明确的，并根据本说明书的记载，如果是本领域技术人员就能够容易地再现本发明。以下所记载的发明的实施方式和附图等表示本发明的优选的实施方式，其为了例示或说明而显示，而并非将本发明限定于它们。基于本说明书的记载，可在本说明书中所公开的本发明的意图以及范围内进行各种修饰，这对于本领域技术人员而言是明确的。
[0016]图1为表示作为本发明的一个实施方式而说明的使蠕变增强材料向耐热金属材料构件内部扩散渗镀的方法的概略的图。图2为表示作为本发明的一个实施方式而说明的图1的概略图的剖面的图。予以说明的是，本实施方式中，作为耐热金属材料构件10，例举采用耐热金属材料而制造的、已经铺设的(包含修补后的材料)或者未使用的或劣化的高温管材而进行说明，但不限于此，耐热金属材料构件10也可以是采用耐热金属材料而制造的、已经铺设的(包含修补后的材料)或者未使用的或劣化的涡轮等其他高温用构件等。
[0017]如图1和图2所示，本发明所涉及的使蠕变增强材料向耐热金属材料构件10的内部扩散渗镀的方法中，首先，对耐热金属材料构件10的表面涂布或喷镀蠕变增强材料。然后，以与涂布或喷镀有蠕变增强材料的部分25接触的方式用耐热被覆构件30包覆该部分25，并固定耐热被覆构件30。接着，通过加热器40将由耐热被覆构件30包覆的耐热金属材料构件10在1000°C以上的温度加热预定时间。
[0018]如上所述，通过将涂布或喷镀有蠕变增强材料的耐热金属材料构件10用耐热被覆构件30包覆并加热至1000°C以上的温度，从而对向外周方向热膨胀的耐热金属材料构件产生压缩力，抑制耐热金属材料构件向外周方向的热膨胀，同时能够使在耐热金属材料构件1的表面的蠕变增强材料向耐热金属材料构件10的内部有效地扩散渗镀。因此，在耐热金属材料构件10为劣化构件或已经铺设的构件的情况下，可利用耐热金属材料构件10向外周方向的热膨胀力，有效地修补耐热金属材料构件10、其焊接部20中的蠕变空洞、龟裂，能够实现耐热金属材料构件10、其焊接部20的修复，进而能够在恢复耐热金属材料构件10、其焊接部20的组织，并实现耐热金属材料构件10、其焊接部20的组织强化。据此，能够提高蠕变强度以延长寿命至新材料以上。另一方面，在耐热金属材料构件10为未使用构件的情况下，能够实现耐热金属材料构件10、其焊接部20的组织强化，据此，能够提高蠕变强度以延长寿命至新材料以上。
[0019]本发明所涉及的使蠕变增强材料向耐热金属材料构件10的内部扩散渗镀的方法中，可在对耐热金属材料构件10表面涂布或喷镀蠕变增强材料之前，对所要涂布或喷镀蠕变增强材料的部分25进行蚀刻处理，或施加喷丸并进行蚀刻处理。通过这些处理，能够利用塑性变形对耐热金属材料构件10的表层进行加工硬化，或对耐热金属材料构件10的表面赋予压缩残余应力，或去除耐热金属材料构件10的表面的氧化膜。
[0020]此外，本发明所涉及的使蠕变增强材料向耐热金属材料构件10的内部扩散渗镀的方法中，可在通过加热器40将由耐热被覆构件30包覆的耐热金属材料构件10加热至1000°C以上的温度后，为了去除(减少)残余应力而进行应力消除、拉伸退火等处理。更具体地，还可以通过加热器40将由耐热被覆构件30包覆的耐热金属材料构件10加热至1000°C以上的温度后，先冷却至常温，再次在六工相变点以上的温度(优选为1000°C+10?100°C)加热预定时间(例如，几小时?24小时左右)。
[0021]进而，本发明所涉及的使蠕变增强材料向耐热金属材料构件10的内部扩散渗镀的方法中，为了约束在将涂布或喷镀有蠕变增强材料的耐热金属材料构件10用耐热被覆构件30包覆并通过加热器40加热时所产生的、耐热金属材料构件10在长度方向上向外(耐热金属材料构件10的端部方向)的热膨胀，也可以例如利用2个夹具等，以夹着通过加热器40加热的部分的方式将未通过加热器40加热的部分的耐热金属材料构件1固定。
[0022]予以说明的是，在通过加热器40加热的部分相对于耐热金属材料构件10的整体小的情况下，通过加热器40加热的部分的、耐热金属材料构件10在长度方向上向外的热膨胀被未通过加热器40加热的部分约束，因此无需利用夹具等将未通过加热器40加热的部分的耐热金属材料构件10固定