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DE3619063A1 - Turbinenrotor und verfahren zur herstellung desselben - Google Patents

Turbinenrotor und verfahren zur herstellung desselben

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Publication number
DE3619063A1
DE3619063A1 DE19863619063 DE3619063A DE3619063A1 DE 3619063 A1 DE3619063 A1 DE 3619063A1 DE 19863619063 DE19863619063 DE 19863619063 DE 3619063 A DE3619063 A DE 3619063A DE 3619063 A1 DE3619063 A1 DE 3619063A1
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DE
Germany
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shaft
ceramic
turbine rotor
metal
section
Prior art date
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Application number
DE19863619063
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English (en)
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DE3619063C2 (de
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Isao Nagoya Aichi Oda
Nobuo Kasugai Aichi Tsuno
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by NGK Insulators Ltd filed Critical NGK Insulators Ltd
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Publication of DE3619063C2 publication Critical patent/DE3619063C2/de
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Description

NGK INSULATORS, LTD., NAGOYA CITY, AICHI PREF. / JAPAN
Turbinenrotor und Verfahren zur Herstellung desselben
Die Erfindung betrifft einen Keramik-Metall-Verbundkörper und insbesondere einen Turbinenrotor und ein Verfahren zur Herstellung desselben.
Da keramische Werkstoffe, wie beispielsweise Zirkonoxid, Siliciumnitrid und Siliciumcarbid, eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit, Wärmefestigkeit und Abriebfestigkeit aufweisen, haben sie Beachtung gefunden als Bauwerkstoffe für hohe Temperaturbereiche und als abriebfeste Werkstoffe für Gasturbinenteile, Maschinenteile und dergleichen. Jedoch sind die keramischen Werkstoffe den metallischen Werkstoffen bezüglich der Formbarkeit unterlegen, da sie hart und spröde sind. Ferner haben keramische Werkstoffe
infolge ihrer geringen Zähigkeit einen geringen Widerstand gegen Stosskräfte. Aus diesem Grunde ist es schwierig, Bauteile, wie beispielsweise Maschinenteile, nur aus keramischen Werkstoffen herzustellen und sie werden deshalb im allgemeinen in Verbundkörpern verwendet, bei denen ein metallisches Element mit einem keramischen Element verbunden i st .
Es sind bereits Turbinenrotoren als Metall-Keramik-Verbundkörper dieser Art bekannt. Fig. 6 zeigt eine teilweise geschnittene Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines derartigen Turbinenrotors . Gemäss Fig. 6 wird der Turbinenrotor fest zusammengefügt, indem eine keramische Welle (52), die einstückig mit einem Turbinenschaufelrad (51) aus Keramik gefertigt ist, in eine Ausnehmung (54) eines Meta I lelementes (53) eingepasst ist. Das Einpassen wird gewöhn Iicherweise mittels eines Pressitzes, eines Sch rumpfsitzes oder eines Expansionssitzes durchgeführt.
Eine Anschlusswelle (55) zur Befestigung eines nicht dargestellten Kompressorrades, ist an der dem TurbinenschafeI rad gegenüberliegenden Seite des Metallelementes (53) vorgesehen.
Der vorausgehend beschriebene Turbinenrotor wurde bisher derart eingesetzt, dass das gesamte Metallelement (53) die gleiche hohe Härte aufwies oder dass nur ein Teil des Aussenumfanges des mit der Ausnehmung versehenen Abschnittes, der in Anlage an ein Lager zu bringen war, weitergehärtet wurde. Daher hatte die Anschlusswelle (55) zur Aufnahme eines Kompressorrades eine hohe Härte.
Beim Einsatz in der Praxis, wenn ein Kompressorrad (57),
das auf der AnschLussweLLe (55) für den Kompressor mittels eines Drucklagers (58) und einer Anzugsmutter
(56) gemäss Fig. 7 aufgebracht ist, mit hoher Geschwindigkeit umläuft, so wird das Kompressor rad
(57) in Richtung des in der Fig. 7 eingetragenen Pfeils, d.h. radial nach aussen gestreckt. Infolgedessen verkürzt sich die Grosse (L) des Kompressorrades (57) gemäss dieser Figur. Somit war es erforderlich, dass die Anschlusswelle (56) mittels der Anzugsmutter (56) um ein verkürztes Ausmass der Strecke (L) beim Zusammenbau des Kompressorrades (57) elastisch gestreckt wurde. Ist jedoch die Härte der Anschlusswelle (55) für das Kompressorrad so hoch wie im üblichen Fall, so kann die Anschlusswelle (55) die erforderliche Grosse der elastischen Verformung nicht zulassen. Es besteht somit der Nachteil, dass die Sch rumpfgrösse nicht aufgenommen werden kann und das Kompressorrad (57) während des Betriebes gelockert ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den vorausgehend aufgeführten Nachteil zu beseitigen und einen Turbinenrotor zu schaffen, der immer ein stabiles Betriebsverhalten gewährleistet, da ein Kompressorrad und seine Anschlusswelle auch bei sehr hohen Drehzahlen nicht gelockert werden.
Der erfindungsgemässe Turbinenrotor besteht aus einem Turbinenschaufelrad aus Keramik, einer einstückig mit dem Turbinenschaufelrad ausgebildeten Keramikwelle und einer mit der Keramikwelle verbundenen Metallwelle. Die Härte eines Teilbereiches oder Gesamtbereiches des zur
Aufnahme des Kompressorrades dienenden We LLenabschnittes der MetalLweLle ist kleiner als jene eines Teils der Metallwelle in der Nähe der Turbinenschaufe I radsei te, der entfernt vom Wellenabschnitt zur Aufnahme des Kompressorrades liegt.
Die eingangs genannte Aufgabenstellung wird erfindungsgemass durch einen Turbinenrotor der vorausgehend aufgeführten Art gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Härte eines Teilbereiches oder Gesamtbereiches des zur Aufnahme des Kompressorrades dienenden Wellenabschnittes der Metallwelle kleiner ist als jene eines Teils der Metallwelle in der Nähe der Turbinenschaufelradseite, der entfernt vom Wellenabschnitt zur Aufnahme des Kompressorrades liegt.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung eines Turbinenrotors ist auf ein Verfahren zur Herstellung eines Turbinenrotors gerichtet, der aus einem keramischen Turbinenschaufelrad besteht, einer einstückig mit dem Schaufelrad ausgebildeten Keramikwelle und einer mit der Keramikwelle verbundenen Metallwelle, und das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschnitt der Metallwelle, die an der Turbinenschaufe I radseite, entfernt vom Wellenabschnitt zur Aufnahme des Kompressorrades liegt, einer Härtungsbehandlung, wie beispielsweise einer Hochfrequenzinduktionshärtung oder einer Ionennitrierung unterzogen wird, bevor oder nachdem die Metallwelle mit der Keramikwelle verbunden wird, so dass die Härte dieses Abschnittes grosser wird als der Wellenabschnitt zur Aufnahme des Kompressor rades.
Ein weiteres erfindungsgemässes Verfahren zur Herstellung eines Turbinenrotors ist auf ein Verfahren zur Herstellung eines Turbinenrotors gerichtet, der aus einem keramischen Turbinenschaufelrad besteht, einer einstückig mit dem Turbinenschaufelrad ausgebildeten Keramikwelle und einer mit der Keramikwelle verbundenen Metallwelle und ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilbereich oder ein Gesamtbereich der Metallwelle aus einer ausscheidungsgehärteten Legierung besteht, dass der aus der ausscheidungsgehärteten Legierung bestehende Teil der Metallwelle durch eine Ausscheidungshärtebehandlung gehärtet wird, nachdem die Metallwelle mit der Keramikwelle verbunden ist, und anschIi essend ein Teilbereich oder Gesamtbereich des Wellenabschnittes der Metallwelle zur Aufnahme des Kompressorrades unter erneutem Erhitzen auf eine Behänd lungslösurigstemperatur enthärtet wird, um die Härte eines Tei Ibereiches oder des Gesamtbereiches des Wellenabschnittes zur Aufnahme des Kompressorrades kleiner als jene eines Teils der Metallwelle auf der TurbinenschäufeI radsei te zu machen, der entfernt vom Wellenabschnitt zur Aufnahme des Kompressorrades liegt.
Erfindungsgemäss kann, da die Härte eines Teilbereiches oder Gesamtbereiches des zur Aufnahme des Kompressorrades dienenden Wellenabschnittes der Metallwelle kleiner ist als jene eines Teils der Metallwelle in der Nähe der TurbinenschaufeI radseite, die Anschlusswelle mittels einer Anzugsmutter um einen Schrumpfbetrag des Kompressorrades, der bei hohen Drehzahlen verursacht wird, wenn das Kompressorrad mit der Metallwelle verbunden ist, elastisch verformt werden.
Um den Turbinenrotor erfindungsgemäss in derartiger Weise auszubilden, wird das Meta LLeLement auf eine gegebene Härte eingesteLLt und anschLiessend wird, bevor oder nachdem das KeramikeLement und das Met a LLeLement miteinander verbunden werden, ein TeiL des Meta LLeLementes auf der Turbinenradseite mittels einer Hochfrequenzinduktionshärtung oder dergleichen gehärtet, oder als Alternative wird der Gesamtabschnitt des Meta I IeLementes durch ALtern gehärtet und an sch I iessend wird ein Abschnitt oder der Gesamtabschnitt des We L lenabschnittes zur Aufnahme des Kompressorrades mittels einer LösungsbehandLung enthärtet.
Die Härte des Wellenabschnittes zur Aufnahme des Kompressorrades liegt zweckmässig in einem Bereich von 250 bis 400 der Härteskala nach Vickers. Ist die Härte kleiner als 250 Hv, so kann eine ausweichende Festigkeit der Ansch IussweLLe nicht erhalten werden, ist sie dagegen grosser aLs 400 Hv, so kann die erfindungsgemäss erforderliche, elastische Verformung nicht erzielt werden.
Die genannten und weitere Aufgabenstellungen, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen, wobei Abänderungen für den Fachmann offensichtlich sind, die im Rahmen der Ansprüche von der Erfindung mit umfasst werden. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene
Darstellung einer Ausführung des erfindungsgemässen Tu rbi nen rotors,
Fig. 2 eine Kurvendarstellung, die die
Härteverteilung in Radi a Irichtung der Ausführungsform nach Fig. 1 angibt,
Fig. 3 eine teilweise geschnittene
Darstellung einer weiteren erfindungsgemässen Ausführungsform,
Fig. 4 eine Kurvendarstellung, die die
Härteverteilung in RadiaIrichtung der Ausführungsform nach Fig. 3 angibt,
Fig. 5 eine teilweise geschnittene
Darstellung einer weiteren erfindungsgemässen Ausführungsform,
Fig. 6 eine teilweise geschnittene
Darstellung eines bekannten Turbinenrotors, und
Fig. 7 eine schematische Darstellung
des Zustands gemäss welchem ein Kompres sorrad auf eine Anschlusswelle aufgebracht ist.
Ansch L i e s send werden bevorzugte Ausführungsfortnen der Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erLäutert.
BEISPIEL 1
Fig. 1 ist eine teilweise geschnittene Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemässen Turbinenrotors.
Zunächst wurde ein Keramikelement (1) aus Siliciumnitrid gemäss einem drucklosen Sinterverfahren hergestellt. Dieses Keramikelement (1) hat ein Schaufelrad da) mit einem Durchmesser von 60 mm, einen Wellenabschnitt (1b) mit einem Durchmesser von 10 mm und einen endseitigen Ansatz (1c). Ein Rundstab aus Chrom-Molybdän-Stahl (japanische Industrienorm SCM 435) wurde hergestellt. Dieser Rundstab war einer b'labschreckung unterzogen worden, nachdem er in seiner Gesamtheit während einer Stunde auf einer Temperatur von 850 C gehalten und anschIiessend durch erneutes Erhitzen auf 635 C, über eine Zeitspanne von einer Stunde, getempert wurde.
Der Rundstab wurde anschIiessend bearbeitet, um eine Kompressorrad-Aufnahmewe I Ie (4) zu ergeben, die an einem Ende einen Abschnitt (2) mit einem Aussendurchmesser von 10 mm hat, der mit einer Ausnehmung versehen ist, und am anderen Ende einen Gewindeabschnitt (3). Dieser Gewindeabschnitt hat einen Aussendurchmesser, der kleiner ist als jener des mit der Ausnehmung versehenen
Abschnittes. Ein Ansatz (1c) des KeramikeLementes (1) wurde mit Pressitz in die Ausnehmung der Kompressorrad-AufnahmeweLLe (4) bei 350 C eingebracht, damit der in Fig. 1 dargestellte Turbinenrotor erhalten wird. Zu diesem Zeitpunkt war die Härte der Kompressorrad-AufnahmeweI Ie (4) 295 gemäss der Vickers-Härteskala.
Der Aussenumfang des mit der Ausnehmung versehenen Abschnittes (2) der Kompressorrad-AufnahmeweI Ie (4) wurde ansch I iessend einer Oberflächenhärtung mittels Ionennitrierung unterzogen. Diese Nitrierungsbehandlung wurde in einem Gasgemisch von H?:N? = 3:7 bei 530 C während 10 Stunden durchgeführt. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, war die Härte des mit der Ausnehmung (2) versehenen Abschnittes nach der Ionennitrierung an der Oberfläche 800 Hv und verringerte sich radial nach innen. AnschIiessend wurde der Turbinenrotor bearbeitet, um einen Turbinenrotor mit dem in Fig. 1 dargestellten Fertigprofil zu erhalten.
Nachdem ein Kompressorrad auf den auf diese Weise erhaltenen Turbinenrotor unter Berücksichtigung einer Schrumpfgrösse befestigt wurde, wurde ein Rotationstest bei einer Drehzahl von 150.000 Upm in einem Verbrennungsgas während einer Zeitspanne von 100 Stunden durchgeführt, wobei ein Prüfgerät für Umlauf bei hoher Temperatur verwendet wurde. Dabei wurde keine Lockerung des Kompres sorrades beobachtet.
BEISPIEL 2
Fig. 3 stellt eine teilweise geschnittene Darstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Turbinen rotors dar. Ein Keramikelement (11) wurde, ausgehend von Siliciumnitrid/, mittels eines drucklosen Sinterungsverfahrens erhalten. Dieses Keramikelement (11) hatte ein Schaufelrad (11a) mit einem Durchmesser von 60 mm und einen Ansatz (11b) mit einem Durchmesser von 8 mm. Ein Rundstab mit einem Durchmesser von 10 mm wurde mittels Nitrieren von Stahl hergestellt (japanische Industrienorm SACM 645). Der gesamte NitrierungsstahI wurde während einer Stunde bei 900 C gehalten, in Wasser abgeschreckt und getempert. Die Härte dieses nitrierten Stahls war 293 nach Vickers.
AnschIiessend wurden, nachdem nur der Aussenumfang des Rundstabes entsprechend einem Profil bearbeitet wurde, das im wesentlichen jenem der Metallwelle nach Fig. 3 entsprach, die Abschnitte (17, 18) des Rundstabes, die von Lagern (15, 16) aufgenommen werden sollten, einer Oberflächenhärtungsbehandlung mittels Ionennitrierung unterzogen. Diese Nitrierungsbehand lung wurde durchgeführt, indem der Rundstab bei 550 C in einem Gasgemisch von H2=Np = 1:1 während einer Zeitspanne
von 20 Stunden gehalten wurde, nachdem der Bereich ausserhalb der die Lager aufnehmenden Abschnitte (17,
18) mit einem schwachen Stahlüberzug versehen war.
Wie aus Fig. 4 hervorgeht, beträgt die Härte der gehärteten Abschnitte (17, 18) nach der Nitrierungsbehandlung
1200 nach der Vickers-SkaLa und verringert sich radial nach innen.
Somit wurde eine Kompressorrad-AufnahmeweLLe (14) erhalten, die einen mit einer Ausnehmung versehenen Abschnitt (12) mit den erwähnten gehärteten Abschnitten (17, 18) an einem Ende des mittels Nitrieren behandelten Rundstabds aufwies, sowie einen Gewindeabschnitt (13) am anderen Ende, dessen Aussendurchmesser kleiner als jener des mit der Ausnehmung versehenen Abschnittes war. Der Innendurchmesser der Ausnehmung betruf 7,9 mm in einem Bereich (A), der zwischen den gehärteten Abschnitten Liegt, und 8,1 mm am anderen Abschnitt. Der Ansatz (11b) des Keramikelementes (11) wurde mit einem Pressitz in die Ausnehmung (12) der Kompressorrad-AufnahmeweLLe (14) bei 350 C eingesetzt, um den in Fig. 3 dargestellten Turbinenrotor zu erhalten. Der Abschnitt der Kompressorrad-AufnahmeweI Le hatte nunmehr ausserhaLb der mittels der Nitrierungsbehand lung gehärteten Abschnitte (17, 18) eine Härte von 293 der Vickers-SkaLa. AnschLi essend wurde der Turbinenrotor durch eine Endbearbeitung mit seinem endgültigen Profil versehen.
Nachdem das Kompressorrad unter Berücksichtigung einer Schrumpfgrösse auf diesen Turbinenrotor aufgebracht wurde, erfolgte ein Lauftest bei einer Drehzahl von 150.000 üpm in einem Verbrennungsgas während 100 Stunden unter Verwendung eines Prüfgerätes für Lauf bei hoher Temperatur. ALs Ergebnis wurde keine Lockerung des Kompressorrades festgesteLLt.
BEISPIEL 3
Fig. 5 ist eine teilweise geschnittene Darstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Turbinenrotors. Zunächst wurde ein Keramikelement (21), ausgehend von Siliciumnitrid, hergestellt, das durch ein druckloses Sinterungsverfahren erhalten wurde. Dieses Keramikelement (21) hatte ein Laufrad (21a) mit einem Durchmesser vo-n—6Ό, mm—und einen Vorsprung (21b) mit einem Durchmesser von 7,8 mm. AnschIiessend wurde ein lösungsbehandelter gea Iteter (maraging) Stahl zur Erzielung eines Meta I le lementes bearbeitet. Dieses Metallelement hatte einen mit einer Ausnehmung versehenen Abschnitt (22), wobei die Ausnehmung einen Aussendurchmesser von 9,5 mm und einen Innendurchmesser von 8,0 mm in einem Bereich vom offenen Ende bis zu einer Tiefe von 30 mm aufwies und, ausgehend von einer Tiefe von 30 mm bis 45 mm, einen Innendurchmesser von 7,72 mm, sowie einen Gewindeabschnitt (23) und einen Kompressorrad-Aufnahmeabschnitt (24), dessen Durchmesser kleiner war als jener des mit der Ausnehmung versehenen Abschnittes. AnschIies send wurde der Ansatz (21b) des Keramikelementes (21) mit Pressitz in die Ausnehmung des Metallelementes bei Raumtemperatur eingesetzt und damit der in frig. 5 dargestellte Turbinenrotor erhalten. Zu diesem Zeitpunkt betrug die Härte des Met a I labschnittes 33 nach der Rockwell-Skala.
Ansch I iessend wurde der gesamte Turbinenrotor durch Altern gehärtet, indem er für eine Zeitspanne von 3 Stunden auf 550 C erhitzt wurde. Die Härte des durch
ALtern gehärteten Metalletementes betrug 52 nach der Rockwe I l-Skala. AnschIiessend wurde nur der Kompressorrad-Aufnahmeabschnitt (24) während 15 Minuten auf 830°C erhitzt, um eine Lösungsbehandlung durchzuführen. Die Härte des der Lösungsbehandlung unterzogenen Kompressorrad-Aufnahmeabschnittes (24) betrug 32 nach der Rockwe11 ska la. AnschIiessend wurde die Endbearbeitung durchgeführt, um den Turbinenrotor mit dem Endprofil gemäss Fig. 5 zu erhalten.
Ein Kompressorrad wurde auf diesen Turbinenrotor unter Berücksichtigung einer Schrumpfgrösse aufgebracht. Anschliessend wurde ein Lauftest mit einer Drehzahl von 150.000 Upm während 100 Stunden in einem Verbrennungsgas durchgeführt und ein Prüfgerät für Lauf bei hoher Temperatur eingesetzt. Als Ergebnis wurde keine Lockerung beim Kompressorrad festgestellt.
Die Erfindung ist nicht auf die vorausgehend aufgeführten Ausführungsformen beschränkt, sondern es sind viele Abänderungen möglich. Beispielsweise können, obgleich Siliciumnitrid als Keramikelement bei den vorausgehend aufgeführten Ausführungsformen verwendet wurde, auch Siliciumcarbid, Sialon, etc., abhängig vom Anwendungsgebiet, verwendet werden. Darüber hinaus können als metallische Werkstoffe Nickel-Chrom-Molybdänstahl, ausscheidungsgehärteter rostfreier Stahl, ausscheidungsgehärtete Super legierung etc» neben nitriertem Stahl, Chrom-Molybdän-Stahl und gealtertem (maraging) Stahl verwendet werden. Obgleich in den vorausgehend aufgeführten Ausführungsformen das Keramikelement mit der Metallwelle mittels Pressitz verbunden
wurde, kann die Verbindung auch durch ein anderes Verfahren, wie beispielsweise Hartlöten, erfolgen.
Wie aus der vorausgehenden Beschreibung hervorgeht, ist beim erfindungsgemässen Turbinenrotor und seinem erfindungsgemässen Herstellungsverfahren die Härte eines Teilbereiches oder des Gesamtbereiches des zur Aufnahme des Kompressorrades dienenden Wellenabschnittes der Metallwelle kleiner als jene eines sich auf der Turbinenradseite befindlichen Abschnittes. Somit kann die Kompressorrad-AufnahmeweI Ie mittels der Anzugsmutter um einen Sch rumpfbet rag des Kompressorrades, der während des Betriebes mit hoher Drehzahl verursacht wird, beim Zusammenbau des Kompressorrades elastisch gedehnt werden, so dass keine Lockerung zwischen dem Kompressor rad und der Kompressorrad-AufnahmeweI Ie, selbst bei Betrieb mit hoher Drehzahl, entsteht. Somit wird ein Turbinenrotor erhalten, der immer stabile Betriebsbedingungen aufweist.

Claims (21)

  1. ■&"
    43 952 / wa
    NGK INSULATORS, LTD., NAGOYA CITY, AICHI PREF. / JAPAN
    Turbinenrotor und Verfahren zur Herstellung desselben
    PATENTANSPRÜCHE
    Turbinenrotor mit einem Turbinenschaufelrad aus Keramikm einer Keramikwelle, die einstückig mit dem TurbinenschaufeI rad ausgebildet ist, und einer mit der Keramikwelle verbundenen Metallwelle, dadurch gekennzeichnet, dass die Härte eines Teilbereiches oder eines Gesamtbereiches des zur Aufnahme des Kompressorrades dienenden Wellenabschnittes der Metallwelle kleiner ist als jene eines Teils der Metallwelle, der entfernt vom Wellenabschnitt zur Aufnahme des Kompressorrades angeordnet und an der TurbinenschafeIradseite liegt.
  2. 2. Turbinenrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Härte eines
    Teilbereiches oder Gesamtbereiches des WeLLenabschnittes zur Aufnahme des Kompressorrades gLeich jerver der Aussenfläche der MetaLLweLLe (4).ist.
  3. 3. Turbinenrotor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Härte eines Teilbereiches oder Gesamtbereiches des zur Aufnahme des Kompressorrades dienenden Wellenabschnittes jene des Innenabschnittes der Metallwelle (4) ist.
  4. 4. Turbinenrotor nach Anspruch 1, dadurch
    g e k e η η ζ e i c h η e t , dass die Härte eines Teilbereiches oder Gesamtbereiches des zur Aufnahme des Kompressorrades dienenden Wellenabschnittes im Bereich von 250 bis 400 der Vickers-SkaLa liegt.
  5. 5. Turbinenrotor nach Anspruch 1, dadurch
    g e k e η η ζ e i c h η e t , dass ein Teilbereich mit der höchsten Härte der Lageraufnehmende Abschnitt der MetaLlwelle (4) ist.
  6. 6. Turbinenrotor nach Anspruch 1, dadurch
    g e k e η η ζ e i c h η e t , dass das Turbinenlaufrad und die Welle aus Keramik (1b, 1c) aus mindestens einem keramischen Werkstoff bestehen, der aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus SiLiciumnitrid, Siliciumcarbid und Sialon besteht.
  7. 7. Turbinenrator nach Anspruch 1, dadurch
    g e k e η η ζ e i c h η e t , dass der MetalLschaft (4) aus mindestens einem metallischen Werkstoff
    besteht, der aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus gealtertem Stahl, Nickel-Chrom-Molybdän-Stahl, Chrom-Molybdän-Stahl, aus ausscheidungsgehärtetem rostfreien Stahl, aus ausscheidungsgehärteter Superlegierung und nitriertem Stahl besteht.
  8. 8. Turbinenrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen der Metallwelle (4) und der Keramikwelle (1b, 1c) eine Verbindung zwischen einer in der Metallwelle (4) vorhandenen Ausnehmung und einem am Keramikelement gebildeten Ansatz ist.
  9. 9. Turbinenrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen der Metallwelle (4) und der Keramikwelle (1b, 1c) durch einen Festsitz erfolgt.
  10. 10. Turbinen rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen der Metallwelle (4) und der Keramikwelle (1b, 1c) durch Hartlöten erfolgt.
  11. 11. Verfahren zur Herstellung eines Turbinenrotors, der ein Turbinenlaufrad aus Keramik aufweist, eine einstückig mit dem Turbinenlaufrad ausgebildete Keramikwelle, sowie eine mit der Keramikwelle verbundene Metallwelle, dadurch gekennzeichnet, dass gemäss dem Verfahren ein Teilbereich oder Gesamtbereich der Metallwelle, der gegenüber dem zur Aufnahme des
    Kompressorrades dienenden WeLL en abschnitt an der TurbinenschaufeLradseite Liegt, einer HärtungsbehandLung unterzogen wird, die aus einer Gruppe ausgewähLt ist, die eine Hochfrequenzinduktionshärtung und Ionennitrierung umfasst, wobei die Härte des genannten Abschnittes grosser aLs jene des zur Aufnahme des Kompressorrades dienenden We LLenabschnittes ist, und dass anschLi essend die KeramikweLLe mit der MetaLLweLLe verbunden wird.
  12. 12. Verfahren zur HersteLLung eines Turbinenrotors, der ein TurbinenLauf rad aus Keramik aufweist, eine einstückig mit dem TurbinenschaufeL rad ausgebiLdete KeramikweLLe und eine mit der KeramikweLLe verbundene MetaLLweLLe, dadurch gekennzeichnet, dass gemäss dem Verfahren die MetaLLweLLe mit der KeramikweLLe verbunden wird, dass ein Abschnitt der MetaLLweLLe, der sich an der Turbinenradseite,entfernt von dem Abschnitt zur Aufnahme des Kompressorrades befindet, einer HärtungsbehandLung unterworfen wird, die aus einer Gruppe ausgewähLt ist, die eine Hochfrequenzinduktionshärtung und eine Ionennitrierung umfasst, so dass die Härte des erwähnten Abschnittes grosser ist aLs jene des zur Aufnahme des Kompressorrades dienenden WeLLenabschnittes.
  13. 13. Verfahren zur HersteLLung eines Turbinenrotors, der ein TurbinenLauf rad aus Keramik, eine mit dem TurbinenLauf rad einstückig ausgebiLdete KeramikweLLe und eine mit der KeramikweLLe verbundene MetaLLweLLe
    aufweist, dadurch gekennzei c h η e t , dass gemäss dem Verfahren ein Teilbereich oder Gesamtbereich der MetalLwelLe aus einer ausscheidungsgehärteten Legierung hergestellt wird, dass die MetaLlwelle mit der Keramikwelle verbunden wird, dass der Teil der Metallwelle, der aus der ausscheidungsgehärteten Legierung besteht, mittels Ausscheidungshärtung gehärtet wird, dass der Teilbereich oder Gesamtbereich des zur Aufnahme des Kompressorrades dienenden Wellenabschnittes der Metallwelle durch erneutes Erhitzen bei einer Behandlungslösungstemperatur enthärtet wird, dass die Härte eines Teilbereiches oder Gesamtbereiches des zur Aufnahme des Kompressorrades dienenden Wellenabschnittes kleiner als jene des Metallwellenabschnittes gemacht wird, der sich an der Turbinenschaufe I radseite, entfernt von dem zur Aufnahme des Kompressorrades dienenden Wellenbereich befindet.
  14. 14. Verfahren zur Herstellung eines Turbinenrotors
    gemäss Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass nur der lageraufnehmende Abschnitt der Metallwelle gehärtet wird.
  15. 15. Verfahren zur Erzeugung eines Turbinenrot ors nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen der Metallwelle und der Keramikwelle durch einen Pressitz zwischen einer in der Metallwelle geformten Ausnehmung und einem Ansatz der Keramikwelle erfolgt.
  16. 16. Verfahren zur Herstellung eines Turbinenrotors
    nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen der Metallwelle und der Keramikwelle durch einen Pressitz zwischen einer in der Metallwelle gebildeten Ausnehmung und einem in der Keramikwelle gebildeten Ansatz erfolgt.
  17. 17. Verfahren zur Herstellung eines Turbinenrotors
    nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen der Metallwelle und der Keramikwelle erfolgt, indem ein in der Keramikwelle vorhandener Ansatz, der einen Durchmesser aufweist, der grosser als der Innendurchmesser einer in der Metallwelle ausgebildeten Ausnehmung ist, und zwar zwischen 0,1 und 10 % grosser als der Innendurchmesser der Ausnehmung, in die Ausnehmung eingepasst wird.
  18. 18. Verfahren zur Herstellung'eines Turbinenrotors
    nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen der Metallwelle und der Keramikwelle erfolgt, indem ein in der Keramikwelle ausgebildeter Ansatz, der einen Durchmesser aufweist, der grosser als der Innendurchmesser einer in der Metallwelle ausgebildeten Ausnehmung ist, und zwar um 0,1 bus 10 % grosser als der Innendurchmesser der Ausnehmung, in die Ausnehmung eingepasst wird.
  19. 19. Verfahren zur Herstellung eines Turbinenrotors
    nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung mittels eines Pressitzes bei einer Temperatur durchgeführt wird, die höher als
    die Betriebstemperatur ist, der der Verbindungsabschnitt während des Gebrauchs ausgesetzt ist.
  20. 20. Verfahren zur Herstellung eines Turbinenrotors
    nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen der Metallwelle und der Keramikwelle mittels Hartlöten ausgeführt wird.
  21. 21. Verfahren zur Herstellung eines Turbinenrotors
    nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen der Metallwelle und der Keramikwelle mittels Hartlöten ausgeführt wird.
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