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インコネル合金超合金精密鍛造タービンホイール

はじめに

インコネル鍛造タービンホイールのコア技術

鍛造インコネルタービンホイールの材料特性

事例研究：重工業用ガスタービン向けインコネル718鍛造タービンホイール

プロジェクト背景

鍛造インコネルタービンホイールの典型的な用途

製造ワークフロー

結果と検証

よくある質問

はじめに

インコネル合金精密鍛造は、過酷なガス環境における高回転速度、熱応力、腐食に耐えなければならないタービンホイールを製造するための重要なプロセスです。Neway AeroTechでは、航空宇宙推進システム、発電タービン、産業用エネルギーアプリケーション向けに、インコネル718、625、738のタービンホイールを鍛造しています。これらの鍛造ホイールは、優れた機械的特性、長い疲労寿命、750°Cまでの使用温度における優れた寸法安定性を提供します。

精密鍛造は、結晶粒の配列を改善し、鋳造欠陥を排除するだけでなく、加工余裕を削減するため、高負荷のタービンローターやホイールに理想的です。

ビレット選定と予熱: 使用環境に基づいてインコネル718、625、または738合金ビレットを選定し、1050–1150°Cに予熱します。
閉型精密鍛造: 高トンナージの油圧プレスが、制御されたひずみ速度でビレットを変形させ、応力負荷経路に沿って結晶粒の流れを配列させます。
結晶粒構造の最適化: 鍛造により、微細で均一な結晶粒サイズ（ASTM 9–12）が達成され、回転タービンホイールの疲労およびクリープ耐性が向上します。
溶体化処理と時効処理: 熱処理により偏析が溶解され、インコネル718ではγ′やγ″などの強化相が析出します。
CNC加工とバランス調整: ボア、ブレードスロット、ボルトサークルなどの最終形状は、多軸CNC加工を使用して±0.01 mmの精度で加工されます。
非破壊検査と寸法検査: 内部完全性はX線検査で検証され、形状はCMMを使用して検証されます。

特性	インコネル 718	インコネル 625	インコネル 738
最高使用温度	700–750°C	650°C	980°C
引張強さ	1240–1380 MPa	930–1040 MPa	1130–1250 MPa
降伏強さ	≥1030 MPa	≥600 MPa	≥850 MPa
疲労耐性	優れた	高い	非常に良好
クリープ耐性	高い	中程度	高い
被削性	中程度	良好	中程度

タービンシステムインテグレーターは、720°C、12,000 RPMで動作する20 MWクラスの産業用ガスタービン向けに、優れた疲労およびクリープ強度を備えた鍛造タービンホイールを必要としていました。強度、酸化耐性、実証済みの長期信頼性のバランスから、インコネル718が選定されました。

GE LM2500ガスタービンホイール（インコネル718）: 長時間のベースロードおよび船舶推進運転用に鍛造ホイールを備えた高速タービンモジュール。
Solar Titan 130ホイール（インコネル625）: エネルギー生産スキッドで使用され、中程度の熱負荷に対して耐食性と耐久性のバランスを取ります。
Rolls-Royce Avon産業用ローター（インコネル738）: 航空機派生タービンにおける高温燃焼ガスと高サイクル疲労耐性向けに設計されています。
Siemens SGT-100タービンホイール（インコネル718）: 鍛造ホイールは、効率的な出力のための構造安定性と厳しいローター-ケーシング間隙を提供します。