CH654594A5 - TURBINE BLADE MATERIAL OF HIGH STRENGTH AGAINST CORROSION FATIGUE, METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF AND ITS USE. - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einem Turbinenschaufelwerkstoff nach der Gattung des Anspruchs 1, von einem Verfahren zu dessen Herstellung nach der Gattung des Anspruchs 11 und von seiner Verwendung nach der Gattung des Anspruchs 14. The invention is based on a turbine blade material according to the preamble of claim 1, on a method for its production according to the preamble of claim 11 and on its use according to the preamble of claim 14.
An Schaufelwerkstoffe für Dampfturbinen werden insbesondere im Bereich mittlerer und tieferer Temperaturen im Zuge langjähriger Betriebserfahrungen erhöhte Anforderungen gestellt. Sie sollen gleichzeitig eine hohe statische Festigkeit, d.h. eine hohe Streckgrenze, eine ausreichende Verformungsreserve, d.h. genügend hohe Kerbzähigkeit und eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Korrosionsermüdung im betreffenden Temperaturbereich in möglicher aggressiver Atmosphäre aufweisen. Zum Teil werden ähnliche Anforderungen an Schaufel Werkstoffe von Turbokompressoren in Gasturbinenanlagen gestellt. Blade materials for steam turbines are subject to increased demands, particularly in the area of medium and low temperatures, in the course of many years of operating experience. At the same time, they should have high static strength, i.e. a high yield strength, a sufficient deformation reserve, i.e. have sufficiently high notch toughness and a high resistance to corrosion fatigue in the relevant temperature range in a possible aggressive atmosphere. In part, similar requirements are placed on the blade materials of turbo compressors in gas turbine plants.
Es hat sich gezeigt, dass im Niederdruckteil von Dampfturbinen Schaufelschäden aufgetreten sind, welche einer ungenügenden Festigkeit gegen Korrosionsermüdung zugeschrieben werden (H.J. Bohnstedt, P.-H. Effertz, P. Forchhammer und L. Hagn, Der Maschinenschaden, 51,73, 1978 ; K. Yaeger, EPRI Journal, p. 44, April 1980). Die hier üblicherweise verwendeten ferritischen bzw. martensitischen legierten Stähle (13% Cr oder 12% Cr/1% Mo) weisen wohl hohe statische Festigkeitswerte (Streckgrenze, 0,2%-Grenze) auf, ihr Verhalten gegenüber dynamischer Beanspruchung bei gleichzeitiger Anwesenheit aggressiver Medien ist offensichtlich ungenügend. In allen Turbomaschinen, wo mit Wassertröpfchenbildung zufolge Kondensation und demzufolge mit einer Konzentration der in der Gasphase vorhandenen Verunreinigungen in der flüssigen Phase als Lösung gerechnet werden muss, stellt sich das Problem der Korrosionsermüdung. It has been shown that blade damage has occurred in the low-pressure part of steam turbines, which is attributed to insufficient strength against corrosion fatigue (HJ Bohnstedt, P.-H. Effertz, P. Forchhammer and L. Hagn, Der Maschinenschaden, 51, 73, 1978; K. Yaeger, EPRI Journal, p. 44, April 1980). The ferritic or martensitic alloy steels commonly used here (13% Cr or 12% Cr / 1% Mo) probably have high static strength values (yield strength, 0.2% limit), their behavior towards dynamic stress and the simultaneous presence of aggressive media is obviously insufficient. The problem of corrosion fatigue arises in all turbomachinery, where condensation and consequently a concentration of the impurities present in the gas phase in the liquid phase must be expected as a result of water droplet formation.
Man hat versucht, die Frage der Korrosionsermüdung auf zwei Wegen zu lösen. Einerseits ist es möglich, die dynamische Beanspruchung (Schwingungen) der Schaufel durch entsprechende konstruktive Gestaltung herabzusetzen. Andererseits müssen an den Reinheitsgrad der gasförmigen Medien höhere Anforderungen gestellt werden, um diese von Schadstoffen möglichst frei zu halten. Derartige Massnahmen erwiesen sich indessen als sehr aufwendig und teuer und zeitigten oft nicht den erhofften Erfolg. Insbesondere vermag selbst eine noch so hoch getriebene Reinheit des Dampfes oder Gases eine lokale Anreicherung und somit Sättigung Attempts have been made to solve the problem of corrosion fatigue in two ways. On the one hand, it is possible to reduce the dynamic stress (vibrations) of the blade by appropriate design. On the other hand, higher requirements must be placed on the degree of purity of the gaseous media in order to keep them as free as possible from pollutants. Such measures, however, proved to be very complex and expensive and often did not achieve the hoped-for success. In particular, even the purity of the steam or gas, however high it may be, is capable of local enrichment and thus saturation
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
bO bO
65 65
3 3rd
654 594 654 594
iner wässrigen Lösung nicht mit Sicherheit zu unterbinden, s muss daher praktisch immer mit der Möglichkeit eines orrosiven Angriffs gerechnet werden. cannot be prevented with certainty in an aqueous solution, it is therefore practically always possible to expect an orrosive attack.
Ein anderer Weg, die obengenannten Schwierigkeiten zu eseitigen, bietet sich von der materialtechnischen Seite an. .s wurde schon versucht, gute chemische Beständigkeit mit enügend hoher mechanischen Festigkeit zu kombinieren (K. )etert, W. Bertram und H. Buhl, Werkstoffe und Korrosion, 1.439, 1980). Das gesteckte Ziel, einen Werkstoff hoher sta-scher Festigkeit, hoher Zähigkeit und hoher Ermüdungsfe-tigkeit in korrosiver Umgebung empfehlen zu können, wurde idessen nicht erreicht: Another way of eliminating the above-mentioned difficulties is on the material technology side. Attempts have been made to combine good chemical resistance with sufficiently high mechanical strength (K.) etert, W. Bertram and H. Buhl, Werkstoffe und Korrosion, 1.439, 1980). However, the goal set to be able to recommend a material with high stability, high toughness and high fatigue strength in a corrosive environment was not achieved:
Die korrosionsbeständigen Stähle können grundsätzlich i 3 Gruppen eingeteilt werden: ferritisch, ferritisch-austenisch und austenitisch. Die ersten beiden erreichen im allge-neinen eine Streckgrenze von höchstens 640 MPa, die letzte-en eine solche von nur 400 MPa. Es besteht daher ein iedürfnis nach Schaufelwerkstoffen, welche alle drei oben ngegebenen Bedingungen erfüllen. The corrosion-resistant steels can basically be divided into 3 groups: ferritic, ferritic-austenitic and austenitic. The first two generally have a maximum yield strength of 640 MPa, the last one a limit of only 400 MPa. There is therefore a need for blade materials that meet all three of the above conditions.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Turbi-ienschaufelwerkstoff sowie ein entsprechendes Herstellungserfahren anzugeben, die im Fertigerzeugnis bei möglichster Einfachheit und unter Vermeidung ausgefallener, teurer Aus-:angsmaterialien bei guter Duktilität, hoher Streckgrenze und Cerbzähigkeit eine hohe Festigkeit gegen Korrosionsermü-iung gewährleisten. The invention is based on the object of specifying a turbine blade material and a corresponding manufacturing process which, in the finished product, guarantee a high level of strength against corrosion reduction with simplicity and avoidance of unusual, expensive starting materials with good ductility, high yield strength and toughness.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merk-nale der Ansprüche 1 und 11 gelöst. According to the invention, this object is achieved by the features of claims 1 and 11.
Der Kern der Erfindung besteht darin, dass als Turbi-ìenschaufelwerkstoff ein rostfreier Stahl mit ferritisch-auste-ütischem Mischgefüge, welches an sich eine gute Festigkeit :egen Korrosionsermüdung aufweist, verwendet wird, wobei lie sonst ungenügenden mechanischen Eigenschaften wie Streckgrenze und Kerbzähigkeit durch spezielle Wahl der -egierungszusammensetzung und durch Ausscheidungshär-ung verbessert werden. Dies wird durch eine gezielte Wärmebehandlung erreicht. The essence of the invention is that as the turbine blade material, a stainless steel with a ferritic-austenitic mixture structure, which in itself has good strength: due to corrosion fatigue, is used, otherwise insufficient mechanical properties such as yield strength and notch toughness due to special choice the -governmental composition and by precipitation hardening. This is achieved through targeted heat treatment.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Ausfüh-ungsbeispiele näher erläutert: The invention is explained in more detail using the following exemplary embodiments:
\usführungsbeispiel I: Execution example I:
Ausgegangen wurde von einem rostfreien Stahl (Legie-ung Ij der nachfolgenden Zusammensetzung: The starting point was a stainless steel (alloy Ij of the following composition:
C C.
= 0,04Gew.-% = 0.04% by weight
Cr Cr
= 26 = 26
Gew.-% % By weight
Mn Mn
= 6 = 6
Gew.-% % By weight
Ni Ni
= 4 = 4
Gew.-% % By weight
Mo Mon
= 2,5 = 2.5
Gew.-% % By weight
Cu Cu
= 3 = 3
Gew.-% % By weight
N N
= 0,4 = 0.4
Gew.-% % By weight
Fe Fe
= Rest = Rest
Die Legierung wurde im Vakuumofen geschmolzen und :u einem Gussbarren vergossen. Der Barren wurde bei einer Temperatur von ca. 1050 °C auf eine Dicke von 12 mm her-jntergewalzt, wobei die Querschnittsabnahme mindestens >0"o betrug und dann von der gleichen Temperatur aus in Wasser abgeschreckt. Durch das Abschrecken des Werkstük-<es wird die evtl. mögliche Bildung der spröden intermetallischen Eisen/Chrom-Verbindung, der sogenannten a-Phase .virksam unterdrückt. Aus der betreffenden Platte wurden durch spanabhebende Bearbeitung Probestab-Rohlinge herausgearbeitet, deren Längsachsen parallel zur Walzrichtung .erliefen. Die Rohlinge wurden durch eine 1 bis 4 h dauernde Wärmebehandlung im Temperaturbereich von 300 bis 650 °C ausscheidungsgehärtet. Insgesamt wurden je mehrere Probe-5täbe für Zugproben, Kerbschlagproben nach Charpy und The alloy was melted in a vacuum furnace and: u cast in a cast ingot. The ingot was rolled down to a thickness of 12 mm at a temperature of approximately 1050 ° C., the decrease in cross-section being at least> 0 "o and then quenched in water from the same temperature. By quenching the workpiece the possible formation of the brittle intermetallic iron / chromium compound, the so-called a-phase, is effectively suppressed. From the plate in question, test bar blanks were machined out, the longitudinal axes of which ran parallel to the rolling direction Heat treatment for 1 to 4 hours, precipitation hardened in the temperature range from 300 to 650 ° C. A total of several specimen bars were used for tensile specimens, Charpy and impact test specimens
Dauerwechselfestigkeit-Versuche bei axialer Belastung (Zug/ Druck) mit und ohne Vorlast sowohl in Luft wie in einer belüfteten 4 N NaCl-Lösung mit pH = 5 bei 80 °C untersucht. Alle Dauerwechselfestigkeitsbestimmungen wurden unter 5 Anwendung einer sinusförmigen axialen Belastung vorgenommen. Der für die praktische Bewertung im Betrieb vor allem massgebende Spannungszustand wurde durch zusätzliches Aufbringen einer positiven statischen Vorlast (Zug) verwirklicht, welche einer Spannung (Mittelwert der Beanspru-lo chung) von 250 MPa entsprach. Fatigue fatigue tests under axial load (tension / compression) with and without preload were investigated both in air and in an aerated 4 N NaCl solution with pH = 5 at 80 ° C. All fatigue strength determinations were made using a sinusoidal axial load. The state of stress, which is particularly important for the practical evaluation in operation, was realized by additionally applying a positive static preload (tension), which corresponded to a stress (mean value of the stress) of 250 MPa.
Ausführungsbeispiel II: Working example II:
Es wurde von einem rostfreien Stahl (Legierung II) der nachfolgenden Zusammensetzung ausgegangen: A stainless steel (alloy II) with the following composition was assumed:
= 0,04Gew.-% = 0.04% by weight
= 26 Gew.-% = 26% by weight
= 8 Gew.-% = 8% by weight
= 2 Gew.-% = 2% by weight
= 1 Gew.-% = 1% by weight
= Rest = Rest
25 Nach dem Erschmelzen unter Vakuum wurde die Legierung gegossen und der auf diese Weise hergestellt Gussbarren in zwei Stufen thermomechanisch weiterverarbeitet. In einem ersten Schritt der Warmverformung wurde eine Querschnittsverminderung von 75% vorgenommen. Zu Beginn dieser Ope-3o ration betrug die Werkstücktemperatur 1250 °C, am Ende derselben noch 1050 °C. Daraufhin erfolgte unmittelbar der zweite Verformungsschritt, welcher isotherm bei einer Temperatur von 1050 °C durchgeführt wurde. Während dieses Schrittes wurde der Querschnitt des Werkstücks total um wei-tere 50%, bezogen auf den Querschnitt nach der ersten Operation, reduziert. Nun wurde das auf diese Weise hergestellte Halbzeug von 1050 °C in Wasser abgeschreckt. Die Herausarbeitung von Probestab-Rohlingen erfolgte derart, dass ihre Längsachsen parallel zur Hauptverformungsrichtung des Werkstücks lagen. Die Ausscheidungshärtung der Rohlinge erfolgte während 1 bis 4 h im Temperaturbereich von 300 bis 650 °C. Es wurden Stäbe für Zug-, Kerbschlag- und Dauerwechselfestigkeitsproben hergestellt, welche unter genau den gleichen Bedingungen wie unter Beispiel I angegeben, geprüft „ wurden. 25 After melting under vacuum, the alloy was cast and the cast ingot produced in this way was further thermomechanically processed. In a first step of hot forming, the cross-section was reduced by 75%. At the beginning of this operation, the workpiece temperature was 1250 ° C, at the end of the same still 1050 ° C. This was immediately followed by the second deformation step, which was carried out isothermally at a temperature of 1050 ° C. During this step, the cross-section of the workpiece was totally reduced by a further 50%, based on the cross-section after the first operation. Now the semi-finished product thus produced was quenched in water at 1050 ° C. The test bar blanks were worked out in such a way that their longitudinal axes were parallel to the main direction of deformation of the workpiece. The precipitation hardening of the blanks was carried out for 1 to 4 hours in the temperature range from 300 to 650 ° C. Rods for tensile, notch impact and fatigue strength tests were produced which were tested under exactly the same conditions as given in example I.
Ausführungsbeispiel III: Working example III:
Ausgegangen wurde von einem rostfreien Stahl (Legie-50 rung III) der nachfolgenden Zusammensetzung: A stainless steel (alloy 50 tion III) with the following composition was assumed:
= 0,04Gew.-% = 0.04% by weight
= 25 Gew.-% = 25% by weight
= 8 Gew.-% = 8% by weight
= 2,5 Gew.-% = 2.5% by weight
= 0,4 Gew.-% = 0.4% by weight
= 0,5 Gew.-% = 0.5% by weight
= Rest = Rest
60 Die Herstellung, Weiterverformung, Wärmebehandlung und Prüfung dieses Turbinenschaufelwerkstoffes erfolgte genau gleich wie unter Beispiel II angegeben. 60 The manufacture, further shaping, heat treatment and testing of this turbine blade material were carried out in exactly the same way as given in Example II.
b5 b5
Ausführungsbeispiel IV: Working example IV:
Ausgegangen wurde von einem rostfreien Stahl (Legierung IV) der nachfolgenden Zusammensetzung: The starting point was a stainless steel (alloy IV) with the following composition:
20 20th
C C.
Cr Cr
Ni Ni
Mo Mon
Ti Ti
Fe Fe
C C.
Cr Cr
Ni Ni
Mo Mon
Ti Ti
Al Al
Fe Fe
654 594 654 594
4 4th
c c
= 0,04Gew.-% = 0.04% by weight
Fe = Rest Fe = rest
Cr Cr
= 22 Gew.-% = 22% by weight
Ni Ni
= 10 Gew.-% = 10% by weight
Unter den Elementen zur Ausscheidungshärtung kann Among the elements for precipitation hardening can
Mo Mon
= 2,5 Gew.-% = 2.5% by weight
vorzugsweise mindestens eines der Elemente preferably at least one of the elements
Ti Ti
= 0,2 Gew.-% = 0.2% by weight
5 5
Al Al
= 0,5 Gew.-% = 0.5% by weight
Cu Cu
Fe Fe
= Rest = Rest
Ti Ti
Die Herstellung, Behandlung und Prüfung dieses Materials wurde genau gemäss Ausführungsbeispiel II durchgeführt. The production, treatment and testing of this material was carried out exactly in accordance with working example II.
Prüfresultate: Test results:
Die Resultate der Prüfungen sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt. Dabei entsprechen die Legierungen I bis IV denjenigen in den Ausführungsbeispielen. Vergleichsweise sind die Eigenschaften eines für Turbinenschaufeln häufig verwendeten härtbaren ferritischen Cr-Mo-Stahles der Norm X20 Cr Mo V 121 folgender Zusammensetzung dargestellt: The results of the tests are summarized in the table below. Alloys I to IV correspond to those in the exemplary embodiments. For comparison, the properties of a hardenable ferritic Cr-Mo steel of the standard X20 Cr Mo V 121 of the following composition, which is frequently used for turbine blades, are shown:
C C.
= =
0,20Gew.-% 0.20% by weight
Cr Cr
= =
12 Gew.-% 12% by weight
Mo Mon
= =
1,0 Gew.-% 1.0% by weight
Ni Ni
= =
0,7 Gew.-% 0.7% by weight
V V
= =
0,3 Gew.-% 0.3% by weight
Fe Fe
= =
Rest rest
Ausserdem ist die bekannte Titanlegierung Ti 6 A14V der nachfolgenden Zusammensetzung als Vergleich herangezogen: In addition, the well-known titanium alloy Ti 6 A14V with the following composition is used as a comparison:
AI V Ti AI V Ti
= 6 Gew.-% = 4 Gew.-% = Rest = 6% by weight = 4% by weight = rest
Aus der Tabelle geht eindeutig hervor, dass die erfin-dungsgemässen Turbinenschaufelwerkstoffe unter korrosivem Medium den beiden Vergleichsmaterialien deutlich überlegen sind. Dies gilt vor allem gegenüber dem Cr-Mo-Stahl, der ausserdem eine ungenügende Zähigkeit aufweist. Die Titanlegierung kann sich lediglich über eine höhere statische Festigkeit (Streckgrenze) ausweisen, fällt jedoch gegenüber den vorgeschlagenen Legierungen I bis IV bezüglich dynamischer Werte beträchtlich ab. In Anbetracht der Kostspieligkeit und schwierigen Verarbeitbarkeit der Titanlegierung fällt dies umsomehr ins Gewicht. The table clearly shows that the turbine blade materials according to the invention are significantly superior to the two comparison materials under corrosive medium. This applies above all to Cr-Mo steel, which also has insufficient toughness. The titanium alloy can only show a higher static strength (yield strength), but drops considerably compared to the proposed alloys I to IV in terms of dynamic values. In view of the cost and difficult processability of the titanium alloy, this is all the more important.
Es soll noch nachgetragen werden, dass die Bruchdehnung der Legierungen I bis IV bezogen auf einen Probestab mit einem Längen :Durchmesser-Verhältnis von 4,4 durchweg über 15% betrug, was für die hervorragende Duktilität dieses Materials spricht. Die Werte der Dauerfestigkeit unter 4N NaCI-Lösung bei pH = 5 und 80 °C ohne statische Vorlast lagen in allen Fällen über 350 MPa. It should be added that the elongation at break of alloys I to IV based on a test bar with a length: diameter ratio of 4.4 was consistently over 15%, which speaks for the excellent ductility of this material. The fatigue strength values under 4N NaCI solution at pH = 5 and 80 ° C without static preload were in all cases over 350 MPa.
Die Erfindung ist nicht auf die in den Ausführungsbeispielen angegebenen Wersktoffzusammensetzungen beschränkt. Insbesondere eignen sich als Turbinenschaufelwerkstoffe Stähle mit zweiphasigem, aus Ferrit oder Marten-sit einerseits und Austenit andererseits bestehenden Mischge-füge folgender allgemeinen Zusammensetzung: The invention is not restricted to the material compositions specified in the exemplary embodiments. Particularly suitable as turbine blade materials are steels with a two-phase mixture of the following general composition, consisting of ferrite or martensite on the one hand and austenite on the other hand:
C = 0,005 bis 0,06 Gew.-% C = 0.005 to 0.06% by weight
AI AI
"> herangezogen werden, wobei deren totaler Gehalt mindestens 0,5 Gew.-%, der Gehalt jedes einzelnen Elementes aber mindestens 0,2 Gew.-% betragen soll. "> are used, the total content of which should be at least 0.5% by weight, but the content of each individual element should be at least 0.2% by weight.
In die engere Wahl kommen bevorzugt die nachfolgenden Mn-freien Legierungen: The following Mn-free alloys are preferred:
1. 1.
20 20th
30 30th
C C.
= =
0,005 0.005
bis 0,06 to 0.06
Gew.-% % By weight
Cr Cr
= =
18 18th
bis 30 to 30
Gew.-% % By weight
Mo Mon
= =
1 1
bis 6 until 6
Gew.-% % By weight
Ni Ni
= =
4 4th
bis 11 until 11
Gew.-% % By weight
I(Cu,Ti,Al) I (Cu, Ti, Al)
= =
0,5 0.5
bis 4 to 4
Gew--% Wt%
bei Cu, Ti, Al einzeln je for Cu, Ti, Al individually
> 0,2 Gew.-%. > 0.2% by weight.
Fw Fw
— -
Rest rest
Cu Cu
0,005 0.005
bis 0,06 to 0.06
Gew.-% % By weight
Cr Cr
= =
18 18th
bis 30 to 30
Gew.-% % By weight
Mo Mon
= =
1 1
bis 4 to 4
Gew.-% % By weight
Ni Ni
= =
4 4th
bis 11 until 11
Gew.-% % By weight
plus a.Ti plus a.Ti
= =
0,5 0.5
bis 3 to 3
Gew.-% % By weight
od.plusb.Al od.plusb.Al
= =
0,5 0.5
bis 3 to 3
Gew.-% % By weight
od.plusc.Ti od.plusc.Ti
= =
0,25 0.25
bis 2 up to 2
Gew.-% % By weight
AI AI
= =
0,25 0.25
bis 2 up to 2
Gew.-% % By weight
Fe Fe
= =
Rest rest
C C.
0,01 0.01
bis 0,06 to 0.06
Gew.-% % By weight
Cr Cr
= =
22 22
bis 29 until 29
Gew.-% % By weight
Mo Mon
= =
2 2nd
bis 3 to 3
Gew.-% % By weight
Ni Ni
= =
4 4th
bis 11 until 11
Gew.-% % By weight
Ti Ti
= =
0,5 0.5
bis 2,5 to 2.5
Gew.-% % By weight
Al Al
= =
0,5 0.5
bis 1,5 to 1.5
Gew.-% % By weight
Fe Fe
= =
Rest rest
« Eine weitere Auswahl bevorzugter Legierungen, welche sowohl Ni wie Mn enthalten, ist nachfolgend aufgeführt: "Another selection of preferred alloys that contain both Ni and Mn is listed below:
4. 4th
C C.
= 0,005 = 0.005
bis 0,06 to 0.06
Gew.-% % By weight
Cr Cr
= 18 = 18
bis 30 to 30
Gew.-% % By weight
Mo Mon
= I = I
bis 6 until 6
Gew.-% % By weight
Ni Ni
= 2 = 2
bis 6 until 6
Gew.-% % By weight
Mn Mn
= 4 = 4
bis 8 till 8
Gew.-% % By weight
Z(Cu,Ti,AI) Z (Cu, Ti, AI)
= 0,5 = 0.5
bis 4 to 4
Gew.-% % By weight
55 55
wobei Cu,Ti, AI einzeln je Fe = Rest where Cu, Ti, AI individually per Fe = rest
> 0,2 Gew.-% > 0.2% by weight
5. Zusammensetzung wie 4., jedoch zusätzlich N = 0,2 bis 1,5 Gew.-% 5. Composition as 4th, but additionally N = 0.2 to 1.5% by weight
Cr =18 Cr = 18
bis 30 to 30
Gew.-% % By weight
6. C 6. C
= =
0,005 0.005
bis 0,06 to 0.06
Gew.-% % By weight
Mo = 1 Mo = 1
bis 6 until 6
Gew.-% % By weight
Cr Cr
= =
18 18th
bis 30 to 30
Gew.-% % By weight
Ni + '/îMn- Ni + '/ îMn-
4 4th
Gew.-% % By weight
Mo Mon
= =
1 1
bis 6 until 6
Gew.-% % By weight
65' Ni 65 'Ni
= =
2 2nd
bis 6 until 6
Gew.-% % By weight
Mn Mn
= =
4 4th
bis 8 till 8
Gew.-% % By weight
+ mindestens ein Ausscheidungshärtungs-Element für Fe- + at least one precipitation hardening element for Fe-
Cu Cu
= =
0,5 0.5
bis 3 to 3
Gew.-% % By weight
Legierungen Alloys
N N
= =
0,2 0.2
bis 1,5 to 1.5
Gew.-% % By weight
654 594 654 594
7. C 7. C
= =
0,01 0.01
bis 0,06 to 0.06
Gew.-% % By weight
Cr Cr
= =
24 24th
bis 28 to 28
Gew.-% % By weight
Mo Mon
SS SS
1,5 1.5
bis 3 to 3
Gew.-% % By weight
Ni Ni
« «
3 3rd
bis 5 until 5
Gew.-% % By weight
Mn Mn
= =
4 4th
bis 8 till 8
Gew.-% % By weight
Cu Cu
SS SS
1,5 1.5
bis 3,5 up to 3.5
Gew.-% % By weight
N N
= =
0,2 0.2
bis 0,6 to 0.6
Gew.-% % By weight
Tabelle table
Legie a o.: Alloy:
Kerbzä Notched
Dauerwechselfestigkeit (Zug/Druck), Fatigue strength (tension / compression),
rung tion
MPa higkeit MPa ability
108 Lastwechsel Vorlast ± 108 Load change preload ±
J/cm: J / cm:
Wechsellast MPa Alternating load MPa
Luft air
Luft/4N NaCl Air / 4N NaCl
80 °C, pH 5 80 ° C, pH 5
I I.
800 800
50 50
250 ± 340 250 ± 340
250 ± 270 250 ± 270
11 11
800 800
50 50
250 ± 340 250 ± 340
250 ± 260 250 ± 260
III III
800 800
50 50
250 ± 340 250 ± 340
250 ± 260 250 ± 260
IV IV
800 800
50 50
250 ± 340 250 ± 340
250 ± 260 250 ± 260
Cr-Mo-St Cr-Mo-St
800 800
20 20th
250 ± 340 250 ± 340
250 ± 40 250 ± 40
TÌ6A14V TÌ6A14V
930 930
30 30th
250 ± 210 250 ± 210
250 ± 180 250 ± 180
Das erfindungsgemässe Verfahren ist nicht auf die in den Beispielen angegebenen Schritte beschränkt. Die Warmverformung nach dem Glessen kann im Temperaturbereich zwischen 1000 °C und 1250 °C durchgeführt werden, wobei die 5 Querschnittsabnahme mindestens 50% betragen soll. Die Ausscheidungshärtung kann je nach Legierung und Werkstück-grösse im Temperaturbereich zwischen 300 und 650 °C während 1 bis 8 h durchgeführt werden. The method according to the invention is not restricted to the steps indicated in the examples. The hot forming after the glazing can be carried out in the temperature range between 1000 ° C and 1250 ° C, the 5 cross-sectional decrease should be at least 50%. Depending on the alloy and workpiece size, the precipitation hardening can be carried out in the temperature range between 300 and 650 ° C for 1 to 8 hours.
Der Turbinenschaufelwerkstoff kann vorzugsweise als io Dampfturbinenschaufel im Niederdruckteil oder als Turbokompressorschaufel bis zu Temperaturen von 350 °C dauernd eingesetzt werden. The turbine blade material can preferably be used continuously as a steam turbine blade in the low-pressure part or as a turbo compressor blade up to temperatures of 350 ° C.
Die erfindungsgemäss hergestellten und vorgeschlagenen Turbinenwerkstoffe verbinden hohe Duktilität und Kerbzä-15 higkeit mit hoher statischer Festigkeit und grossem Widerstand gegen Korrosionsermüdung und gewährleisten somit eine lange Lebensdauer des Bauteils. The turbine materials produced and proposed according to the invention combine high ductility and notch toughness with high static strength and high resistance to corrosion fatigue and thus ensure a long service life of the component.
20 20th
G G
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