EP1974068B1 - Gusseisen mit kobalt und bauteil - Google Patents

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EP1974068B1
EP1974068B1 EP07703621.8A EP07703621A EP1974068B1 EP 1974068 B1 EP1974068 B1 EP 1974068B1 EP 07703621 A EP07703621 A EP 07703621A EP 1974068 B1 EP1974068 B1 EP 1974068B1
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EP
European Patent Office
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cast iron
nodular cast
cobalt
iron according
turbine
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP07703621.8A
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English (en)
French (fr)
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EP1974068A1 (de
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Stefan Janssen
Shilun Sheng
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C37/00—Cast-iron alloys
    • C22C37/10—Cast-iron alloys containing aluminium or silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C37/00—Cast-iron alloys
    • C22C37/04—Cast-iron alloys containing spheroidal graphite

Definitions

  • the invention relates to a cast iron with cobalt according to claim 1 and a component according to claim 32.
  • the known and used cast iron alloys (so-called GJS ductile iron alloys) mainly use silicon and molybdenum to increase creep resistance, scale resistance and creep rupture strength.
  • GJS ductile iron alloys mainly use silicon and molybdenum to increase creep resistance, scale resistance and creep rupture strength.
  • these elements lead to a significant drop in toughness over time. .
  • Molybdenum also shows a very large tendency to segregation.
  • JP 61 041 721 discloses a spheroidal iron with 0.2-1.06.
  • the object is achieved by an alloy according to claim 1 and a component according to claim 32.
  • the invention is that cobalt can partially or completely replace the molybdenum.
  • the alloy according to the invention has high elongations for the range of application in the temperature range from 450 ° C to 550 ° C and has the following composition (in wt%): silicon 2.0% - 4.5% cobalt 0.5% - 5% carbon 2.0% - 4.5%, in particular 2.5% - 4%, molybdenum ⁇ 1.5%, in particular ⁇ 1.0%, manganese ⁇ 0.25%, nickel ⁇ 0.5%, in particular ⁇ 0.3%, Rest iron.
  • the proportion of silicon, cobalt and molybdenum is ⁇ 7.5 wt%.
  • the proportion of cobalt in the alloy is between 0.5wt% to 1.5wt% cobalt.
  • the cobalt content is 0.5wt%, 1.0wt% cobalt, 1.5wt% cobalt and 2.0wt% cobalt.
  • the alloy can have further elements.
  • the alloy consists of iron, silicon, cobalt and carbon.
  • the alloy consists of iron, silicon, cobalt, carbon and manganese. Further advantages result from an alloy consisting of iron, silicon, cobalt, carbon and optional admixtures of molybdenum, manganese and / or nickel.
  • undesirable impurities in the alloy are maximum phosphorus 0,007wt% sulfur 0,008wt% magnesium 0,049wt% available.
  • FIG. 1 shows a nearly optimal ferritic microstructure (etched) with spheroidal graphite from an alloy with about 2wt% cobalt: carbon 3,67wt% silicon 2,41wt% manganese 0,029wt% cobalt 1,94wt% iron Rest.
  • FIG. 2 shows the influence of cobalt on the mechanical properties of the alloy, which are shown in the following table (in wt%).
  • the elongation at break R p02 increases from 271N / mm 2 to 284N / mm 2
  • the tensile strength Rm increases from 403N / mm 2 to 412N / mm 2 .
  • the elongation at break A5 increases from 15.5% to 21.9%.
  • the fracture rate Z increases from 13.8% to 29.5%.
  • FIG. 3 a steam turbine 300, 303 is shown with a turbine shaft 309 extending along a rotation axis 306.
  • the steam turbine has a high-pressure turbine section 300 and a medium-pressure turbine section 303, each having an inner housing 312 and an outer housing 315 enclosing this.
  • the high-pressure turbine part 300 is designed, for example, in Topfbauart.
  • the medium-pressure turbine part 303 is designed, for example, double-flow. It is also possible for the medium-pressure turbine section 303 to be single-flow.
  • a bearing 318 is arranged between the high-pressure turbine section 300 and the medium-pressure turbine section 303, the turbine shaft 309 having a bearing region 321 in the bearing 318.
  • the turbine shaft 309 is supported on another bearing 324 adjacent to the high pressure turbine sub 300.
  • the high-pressure turbine section 300 has a shaft seal 345.
  • the turbine shaft 309 is sealed from the outer housing 315 of the medium-pressure turbine section 303 by two further shaft seals 345.
  • the turbine shaft 309 in the high-pressure turbine section 300 has the high-pressure impeller blade 357. This high-pressure blading 357, together with the associated blades, not shown, represents a first blading region 360.
  • the medium-pressure turbine part 303 has a central steam inflow region 333.
  • the turbine shaft 309 has a radially symmetric shaft shield 363, a cover plate, on the one hand for dividing the steam flow into the two flows of the medium-pressure turbine section 303 and for preventing direct contact of the hot steam with the turbine shaft 309.
  • the turbine shaft 309 has a second blading area 366 with the medium-pressure rotor blades 354 in the medium-pressure turbine section 303. The hot steam flowing through the second blading area 366 flows out of the medium-pressure turbine section 303 from a discharge connection 369 to a downstream low-pressure turbine, not shown.
  • the turbine shaft 309 is composed for example of two partial turbine shafts 309a and 309b, which are fixedly connected to one another in the region of the bearing 318.
  • Each sub-turbine shaft 309a, 309b has a cooling line 372 designed as a central bore 372a along the axis of rotation 306.
  • the cooling line 372 is connected to the vapor exit region 351 via an inflow line 375 having a radial bore 375a.
  • the coolant line 372 is connected to a cavity not shown below the shaft shield.
  • the feed lines 375 are configured as a radial bore 375a, allowing "cold" steam from the high pressure turbine section 300 to flow into the central bore 372a.
  • the vapor passes through the storage area 321 into the medium-pressure turbine section 303 and there to the mantle surface 330 of the turbine shaft 309 in the steam inflow area 333.
  • the steam flowing through the cooling line has a significantly lower temperature as the reheated steam flowing into the Dampfeinström Siemens 333, so that an effective cooling of the first blade rows 342 of the medium-pressure turbine section 303 and the mantle surface 330 is ensured in the region of these blade rows 342.
  • FIG. 4 shows by way of example a gas turbine 100 in a longitudinal partial section.
  • the gas turbine 100 has inside a rotatably mounted about a rotation axis 102 rotor 103 with a shaft 101, which is also referred to as a turbine runner.
  • a compressor 105 for example, a toroidal combustion chamber 110, in particular annular combustion chamber, with a plurality of coaxially arranged burners 107, a turbine 108 and the exhaust housing 109th
  • the annular combustion chamber 110 communicates with an annular annular hot gas channel 111, for example.
  • annular annular hot gas channel 111 for example.
  • turbine stages 112 connected in series form the turbine 108.
  • Each turbine stage 112 is formed, for example, from two blade rings. As seen in the direction of flow of a working medium 113, in the hot gas channel 111 of a row of guide vanes 115, a series 125 formed of rotor blades 120 follows.
  • the guide vanes 130 are fastened to an inner housing 138 of a stator 143, whereas the moving blades 120 of a row 125 are attached to the rotor 103 by means of a turbine disk 133, for example. Coupled to the rotor 103 is a generator or work machine (not shown).
  • air 105 is sucked in and compressed by the compressor 105 through the intake housing 104.
  • the compressed air provided at the turbine-side end of the compressor 105 is supplied to the burners 107 where it is mixed with a fuel.
  • the mixture is then burned to form the working fluid 113 in the combustion chamber 110.
  • the working medium 113 flows along the hot gas channel 111 past the guide vanes 130 and the rotor blades 120.
  • the working medium 113 expands in a pulse-transmitting manner, so that the rotor blades 120 drive the rotor 103 and drive the machine coupled to it.
  • the components exposed to the hot working medium 113 are subject to thermal loads during operation of the gas turbine 100.
  • the guide vanes 130 and rotor blades 120 of the first turbine stage 112, viewed in the flow direction of the working medium 113, are subjected to the greatest thermal stress in addition to the heat shield elements lining the annular combustion chamber 110. To withstand the prevailing temperatures, they can be cooled by means of a coolant.
  • substrates of the components can have a directional structure, ie they are monocrystalline (SX structure) or have only longitudinal grains (DS structure).
  • SX structure monocrystalline
  • DS structure longitudinal grains
  • iron-, nickel- or cobalt-based superalloys are used as the material for the components.
  • superalloys are for example from EP 1 204 776 B1 .
  • EP 1 306 454 are used as the material for the components.
  • the blades 120, 130 may be anti-corrosion coatings (MCrAlX; M is at least one element of the group iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), X is an active element and is yttrium (Y) and / or silicon , Scandium (Sc) and / or at least one element of the rare earth or hafnium).
  • M is at least one element of the group iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni)
  • X is an active element and is yttrium (Y) and / or silicon , Scandium (Sc) and / or at least one element of the rare earth or hafnium).
  • Such alloys are known from the EP 0 486 489 B1 .
  • EP 0 412 397 B1 or EP 1 306 454 A1 which should be part of this disclosure in terms of chemical composition.
  • MCrAlX may still be present a thermal barrier coating, and consists for example of ZrO 2 , Y 2 O 3 -ZrO 2 , that is, it is not, partially or completely stabilized by yttria and / or calcium oxide and / or magnesium oxide.
  • Electron beam evaporation produces stalk-shaped grains in the thermal barrier coating.
  • the vane 130 has a guide vane foot (not shown here) facing the inner housing 138 of the turbine 108 and a vane head opposite the vane foot.
  • the vane head faces the rotor 103 and fixed to a mounting ring 140 of the stator 143.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Gusseisen mit Kobalt gemäß Anspruch 1 und ein Bauteil gemäß Anspruch 32.
  • Die bekannten und im Einsatz befindlichen Gusseisenlegierungen (so genannte GJS Sphärogusslegierungen) verwenden hauptsächlich Silizium und Molybdän zur Steigerung der Kriechfestigkeit, Zunderbeständigkeit und Zeitstandfestigkeit. Dabei führen diese Elemente mit der Zeit aber zu einem deutlichen Abfall der Zähigkeit. ,
  • Molybdän zeigt darüber hinaus eine sehr große Seigerungsneigung.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Legierung und ein Bauteil anzugeben, die die oben genannten Nachteile überwinden und bessere mechanische Festigkeiten über die Einsatzdauer aufweisen.
  • JP 61 041 721 offenbart einer Sphäragusseisen mit 0.2-1.06.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Legierung gemäß Anspruch 1 und ein Bauteil gemäß Anspruch 32.
  • In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Maßnahmen aufgelistet, die beliebig miteinander in vorteilhafter Art und Weise miteinander verknüpft werden.
  • Die Erfindung besteht darin, dass Kobalt das Molybdän teilweise oder ganz ersetzen kann. Somit können die Anwendungsgrenzen, die die bisherige GJS-Legierung aufweisen, überwunden werden. Die erfindungsgemäße Legierung weist hohe Dehnungen für den Anwendungsbereich in dem Temperaturbereich von 450°C - 550°C auf und hat folgende Zusammensetzung (in wt%):
    Silizium 2,0% - 4,5%
    Kobalt 0,5% - 5%
    Kohlenstoff 2,0% - 4,5%, insbesondere 2,5% - 4%,
    Molybdän ≤ 1,5%, insbesondere ≤ 1,0%,
    Mangan ≤ 0,25%,
    Nickel ≤ 0,5%, insbesondere ≤ 0,3%,
    Rest Eisen.
  • Vorteilhafterweise gilt, dass der Anteil von Silizium, Kobalt und Molybdän ≤ 7,5wt% ist.
    Vorzugsweise liegt der Anteil von Kobalt in der Legierung zwischen 0,5wt% bis 1,5wt% Kobalt.
    Vorteilhafte mechanische Werte werden für die Legierung jeweils erreicht, wenn der Kobalt-Gehalt bei 0,5wt%, bei 1,0wt% Kobalt, bei 1,5wt% Kobalt sowie 2,0wt% Kobalt liegt.
  • Die Legierung kann weitere Elemente aufweisen. Vorzugsweise besteht die Legierung jedoch aus Eisen, Silizium, Kobalt und Kohlenstoff.
    Besondere Vorteile werden auch erzielt, wenn die Legierung aus Eisen, Silizium, Kobalt, Kohlenstoff und Mangan besteht. Weitere Vorteile ergeben sich mit einer Legierung, die aus Eisen, Silizium, Kobalt, Kohlenstoff sowie optionalen Beimengungen aus Molybdän, Mangan und/oder Nickel besteht.
  • Gegebenenfalls sind in der Legierung unerwünschte Verunreinigungen von maximal
    Phosphor 0,007wt%
    Schwefel 0,008wt%
    Magnesium 0,049wt%
    vorhanden.
  • Weiterhin ist vorzugsweise kein Chrom (Cr) in der Legierung bis auf die üblichen Verunreinigungen vorhanden.
    Ebenso vorzugsweise ist kein Magnesium (Mg) in der Legierung bis auf die üblichen Verunreinigungen vorhanden.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand folgender Figuren näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Figur 1
    ein Schliffbild,
    Figur 2
    mechanische Kennwerte,
    Figur 3
    eine Dampfturbine,
    Figur 4
    eine Gasturbine.
  • Figur 1 zeigt ein fast optimales ferritisches Gefüge (angeätzt) mit Kugelgraphit aus einer Legierung mit etwa 2wt% Kobalt:
    Kohlenstoff 3,67wt%
    Silizium 2,41wt%
    Mangan 0,029wt%
    Kobalt 1,94wt%
    Eisen Rest.
  • Figur 2 zeigt den Einfluss von Kobalt auf die.mechanischen Eigenschaften der Legierung, die in der folgenden Tabelle (Angaben in wt%) aufgezeigt sind.
    Kobalt 0 0,54 1,04 1, 94
    Kohlenstoff 3, 63 3,61 3, 68 3,67
    Silizium 2,45 2,44 2,47 2,41
    Mangan 0,067 0,036 0,03 0,029
    Phosphor 0,007 0,006 0,007 0,007
    Schwefel 0,009 0,006 0,008 0,008
    Magnesium 0,044 0,04 0,05 0,049
  • Die Bruchdehnung Rp02 steigt von 271N/mm2 auf 284N/mm2
    Die Zugfestigkeit Rm steigt von 403N/mm2 auf 412N/mm2.
    Die Bruchdehnung A5 steigt von 15,5% auf 21,9%.
    Ebenso steigt die Brucheinschnürung Z von 13,8% auf 29,5%.
  • Schon geringe Anteile von Kobalt (0,5wt% bis 1,0wt% oder 1,0wt% bis 1,5wt%) verbessern die mechanischen Kennwerte.
  • In Figur 3 ist eine Dampfturbine 300, 303 mit einer sich entlang einer Rotationsachse 306 erstreckenden Turbinenwelle 309 dargestellt.
  • Die Dampfturbine weist eine Hochdruck-Teilturbine 300 und eine Mitteldruck-Teilturbine 303 mit jeweils einem Innengehäuse 312 und einem dieses umschließenden Außengehäuses 315 auf. Die Hochdruck-Teilturbine 300 ist beispielsweise in Topfbauart ausgeführt. Die Mitteldruck-Teilturbine 303 ist beispielsweise zweiflutig ausgeführt. Es ist ebenfalls möglich, dass die Mitteldruck-Teilturbine 303 einflutig ausgeführt ist.
  • Entlang der Rotationsachse 306 ist zwischen der Hochdruck-Teilturbine 300 und der Mitteldruck-Teilturbine 303 ein Lager 318 angeordnet, wobei die Turbinenwelle 309 in dem Lager 318 einen Lagerbereich 321 aufweist. Die Turbinenwelle 309 ist auf einem weiteren Lager 324 neben der Hochdruck-Teilturbine 300 aufgelagert. Im Bereich dieses Lagers 324 weist die Hochdruck-Teilturbine 300 eine Wellendichtung 345 auf. Die Turbinenwelle 309 ist gegenüber dem Außengehäuse 315 der Mitteldruck-Teilturbine 303 durch zwei weitere Wellendichtungen 345 abgedichtet. Zwischen einem Hochdruck-Dampfeinströmbereich 348 und einem Dampfaustrittsbereich 351 weist die Turbinenwelle 309 in der Hochdruck-Teilturbine 300 die Hochdruck-Laufbeschaufelung 357 auf. Diese Hochdruck-Laufbeschaufelung 357 stellt mit den zugehörigen, nicht näher dargestellten Laufschaufeln einen ersten Beschaufelungsbereich 360 dar.
  • Die Mitteldruck-Teilturbine 303 weist einen zentralen Dampfeinströmbereich 333 auf. Dem Dampfeinströmbereich 333 zugeordnet weist die Turbinenwelle 309 eine radialsymmetrische Wellenabschirmung 363, eine Abdeckplatte, einerseits zur Teilung des Dampfstromes in die beiden Fluten der Mitteldruck-Teilturbine 303 sowie zur Verhinderung eines direkten Kontaktes des heißen Dampfes mit der Turbinenwelle 309 auf. Die Turbinenwelle 309 weist in der Mitteldruck-Teilturbine 303 einen zweiten Beschaufelungsbereich 366 mit den Mitteldruck-Laufschaufeln 354 auf. Der durch den zweiten Beschaufelungsbereich 366 strömende heiße Dampf strömt aus der Mitteldruck-Teilturbine 303 aus einem Abströmstutzen 369 zu einer strömungstechnisch nachgeschalteten, nicht dargestellten Niederdruck-Teilturbine.
  • Die Turbinenwelle 309 ist beispielsweise aus zwei Teilturbinenwellen 309a und 309b zusammengesetzt, die im Bereich des Lagers 318 fest miteinander verbunden sind. Jede Teilturbinenwelle 309a, 309b weist eine als zentrale Bohrung 372a entlang der Rotationsachse 306 ausgebildete Kühlleitung 372 auf: Die Kühlleitung 372 ist mit dem Dampfaustrittsbereich 351 über eine eine radiale Bohrung 375a aufweisende Zuströmleitung 375 verbunden. In der Mitteldruck-Teilturbine 303 ist die Kühlmittelleitung 372 mit einem nicht näher dargestellten Hohlraum unterhalb der Wellenabschirmung verbunden. Die Zustromleitungen 375 sind als radiale Bohrung 375a ausgeführt, wodurch "kalter" Dampf aus der Hochdruck-Teilturbine 300 in die zentrale Bohrung 372a einströmen kann. Über die insbesondere auch als radial gerichtete Bohrung 375a ausgebildete Abströmleitung 372 gelangt der Dampf durch den Lagerbereich 321 hindurch in die Mitteldruck-Teilturbine 303 und dort an die Manteloberfläche 330 der Turbinenwelle 309 im Dampfeinströmbereich 333. Der durch die Kühlleitung strömende Dampf hat eine deutlich niedrigere Temperatur als der in den Dampfeinströmbereich 333 einströmende zwischenüberhitzte Dampf, so dass eine wirksame Kühlung der ersten Laufschaufelreihen 342 der Mitteldruck-Teilturbine 303 sowie der Manteloberfläche 330 im Bereich dieser Laufschaufelreihen 342 gewährleistet ist.
  • Die Figur 4 zeigt beispielhaft eine Gasturbine 100 in einem Längsteilschnitt.
  • Die Gasturbine 100 weist im Inneren einen um eine Rotationsachse 102 drehgelagerten Rotor 103 mit einer Welle 101 auf, der auch als Turbinenläufer bezeichnet wird.
    Entlang des Rotors 103 folgen aufeinander ein Ansauggehäuse 104, ein Verdichter 105, eine beispielsweise torusartige Brennkammer 110, insbesondere Ringbrennkammer, mit mehreren koaxial angeordneten Brennern 107, eine Turbine 108 und das Abgasgehäuse 109.
  • Die Ringbrennkammer 110 kommuniziert mit einem beispielsweise ringförmigen Heißgaskanal 111. Dort bilden beispielsweise vier hintereinander geschaltete Turbinenstufen 112 die Turbine 108.
  • Jede Turbinenstufe 112 ist beispielsweise aus zwei Schaufelringen gebildet. In Strömungsrichtung eines Arbeitsmediums 113 gesehen folgt im Heißgaskanal 111 einer Leitschaufelreihe 115 eine aus Laufschaufeln 120 gebildete Reihe 125.
  • Die Leitschaufeln 130 sind dabei an einem Innengehäuse 138 eines Stators 143 befestigt, wohingegen die Laufschaufeln 120 einer Reihe 125 beispielsweise mittels einer Turbinenscheibe 133 am Rotor 103 angebracht sind.
    An dem Rotor 103 angekoppelt ist ein Generator oder eine Arbeitsmaschine (nicht dargestellt).
  • Während des Betriebes der Gasturbine 100 wird vom Verdichter 105 durch das Ansauggehäuse 104 Luft 135 angesaugt und verdichtet. Die am turbinenseitigen Ende des Verdichters 105 bereitgestellte verdichtete Luft wird zu den Brennern 107 geführt und dort mit einem Brennmittel vermischt. Das Gemisch wird dann unter Bildung des Arbeitsmediums 113 in der Brennkammer 110 verbrannt. Von dort aus strömt das Arbeitsmedium 113 entlang des Heißgaskanals 111 vorbei an den Leitschaufeln 130 und den Laufschaufeln 120. An den Laufschaufeln 120 entspannt sich das Arbeitsmedium 113 impulsübertragend, so dass die Laufschaufeln 120 den Rotor 103 antreiben und dieser die an ihn angekoppelte Arbeitsmaschine.
  • Die dem heißen Arbeitsmedium 113 ausgesetzten Bauteile unterliegen während des Betriebes der Gasturbine 100 thermischen Belastungen. Die Leitschaufeln 130 und Laufschaufeln 120 der in Strömungsrichtung des Arbeitsmediums 113 gesehen ersten Turbinenstufe 112 werden neben den die Ringbrennkammer 110 auskleidenden Hitzeschildelementen am meisten thermisch belastet.
    Um den dort herrschenden Temperaturen standzuhalten, können diese mittels eines Kühlmittels gekühlt werden.
  • Ebenso können Substrate der Bauteile eine gerichtete Struktur aufweisen, d.h. sie sind einkristallin (SX-Struktur) oder weisen nur längsgerichtete Körner auf (DS-Struktur).
    Als Material für die Bauteile, insbesondere für die Turbinenschaufel 120, 130 und Bauteile der Brennkammer 110 werden beispielsweise eisen-, nickel- oder kobaltbasierte Superlegierungen verwendet.
    Solche Superlegierungen sind beispielsweise aus der EP 1 204 776 B1 , EP 1 306 454 , EP 1 319 729 A1 , WO 99/67435 oder WO 00/44949 bekannt; diese Schriften sind bzgl. der chemischen Zusammensetzung der Legierungen Teil der Offenbarung.
  • Ebenso können die Schaufeln 120, 130 Beschichtungen gegen Korrosion (MCrAlX; M ist zumindest ein Element der Gruppe Eisen (Fe), Kobalt (Co), Nickel (Ni), X ist ein Aktivelement und steht für Yttrium (Y) und/oder Silizium, Scandium (Sc) und/oder zumindest ein Element der Seltenen Erden bzw. Hafnium). Solche Legierungen sind bekannt aus der EP 0 486 489 B1 , EP 0 786 017 B1 , EP 0 412 397 B1 oder EP 1 306 454 A1 , die bzgl. der chemischen Zusammensetzung Teil dieser Offenbarung sein sollen.
  • Auf der MCrAlX kann noch eine Wärmedämmschicht vorhanden sein, und besteht beispielsweise aus ZrO2, Y2O3-ZrO2, d.h. sie ist nicht, teilweise oder vollständig stabilisiert durch Yttriumoxid und/oder Kalziumoxid und/oder Magnesiumoxid.
  • Durch geeignete Beschichtungsverfahren wie z.B. Elektronenstrahlverdampfen (EB-PVD) werden stängelförmige Körner in der Wärmedämmschicht erzeugt.
  • Die Leitschaufel 130 weist einen dem Innengehäuse 138 der Turbine 108 zugewandten Leitschaufelfuß (hier nicht dargestellt) und einen dem Leitschaufelfuß gegenüberliegenden Leitschaufelkopf auf. Der Leitschaufelkopf ist dem Rotor 103 zugewandt und an einem Befestigungsring 140 des Stators 143 festgelegt.

Claims (35)

  1. Sphärogusseisen enthaltend (in wt%) : Silizium 2,0% - 4,5% Kobalt 0,5% - 5% Kohlenstoff 2,0% - 4,5%, insbesondere 2,5% - 4%, Molybdän ≤ 1,5%, insbesondere ≤ 1,0%, Mangan ≤ 0,25%, Nickel ≤ 0,5%, insbesondere ≤ 0,3%,
    Rest Eisen.
  2. Sphärogusseisen nach Anspruch 1,
    bei der der Anteil von Silizium, Kobalt und Molybdän kleiner 7,5wt% beträgt.
  3. Sphärogusseisen nach Anspruch 1 oder 2,
    enthaltend 0,5wt% bis 2,0wt% Kobalt.
  4. Sphärogusseisen nach Anspruch 1 oder 2,
    enthaltend 0,5wt% bis 1,5wt% Kobalt.
  5. Sphärogusseisen nach Anspruch 1 oder 2,
    enthaltend 0,5wt% bis 1,0wt% Kobalt.
  6. Sphärogusseisen nach Anspruch 1 oder 2,
    enthaltend 1,0wt% bis 2,0wt% Kobalt.
  7. Sphärogusseisen nach Anspruch 1 oder 2,
    enthaltend 1,0wt% bis 1,5wt% Kobalt.
  8. Sphärogusseisen nach Anspruch 1 oder 2,
    enthaltend 1,5wt% bis 2,0wt% Kobalt.
  9. Sphärogusseisen nach Anspruch 1 oder 2,
    enthaltend 0,5wt% Kobalt.
  10. Sphärogusseisen nach Anspruch 1 oder 2,
    enthaltend 1wt% Kobalt.
  11. Sphärogusseisen nach Anspruch 1 oder 2,
    enthaltend 1,5wt% Kobalt.
  12. Sphärogusseisen nach Anspruch 1 oder 2,
    enthaltend 2,0wt% Kobalt.
  13. Sphärogusseisen nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
    die Molybdän enthält.
  14. Sphärogusseisen nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche 1 bis 12,
    die kein Molybdän enthält.
  15. Sphärogusseisen nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
    die Mangan enthält.
  16. Sphärogusseisen nach Anspruch 15,
    die einen Mangan-Gehalt ≤ 0,07wt% aufweist.
  17. Sphärogusseisen nach Anspruch 15,
    die einen Mangangehalt ≤ 0,03wt% aufweist.
  18. Sphärogusseisen nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche 1 bis 14,
    die kein Mangan enthält.
  19. Sphärogusseisen nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
    die Nickel enthält.
  20. Sphärogusseisen nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche 1 bis 18,
    die kein Nickel enthält.
  21. Sphärogusseisen nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
    die 2,0wt% 3,0wt% Silizium enthält.
  22. Sphärogusseisen nach Anspruch 21,
    die 2,5wt% Silizium enthält.
  23. Sphärogusseisen nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
    die 3,5wt% bis 4,0wt% Kohlenstoff,
    insbesondere 3,7wt% Kohlenstoff enthält.
  24. Sphärogusseisen nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
    die maximal 0,007wt% Phosphor enthält.
  25. Sphärogusseisen nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
    die maximal 0,008wt% Schwefel (S) enthält.
  26. Sphärogusseisen nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
    die maximal 0,05wt% Magnesium enthält.
  27. Sphärogusseisen nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
    die kein Chrom (Cr) enthält.
  28. Sphärogusseisen nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
    die kein Magnesium (Mg) enthält.
  29. Sphärogusseisen nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche,
    bestehend aus
    Eisen, Silizium, Kobalt und Kohlenstoff.
  30. Sphärogusseisen nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche 1 bis 28,
    bestehend aus
    Eisen, Silizium, Kobalt Kohlenstoff und Mangan.
  31. Sphärogusseisen nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche 1 bis 28,
    bestehend aus
    Eisen, Silizium, Kobalt Kohlenstoff und optional Mangan, Molybdän und/oder Nickel.
  32. Bauteil,
    bestehend aus einer Sphärogusseisen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 31.
  33. Bauteil nach Anspruch 32,
    das ein Gehäuseteil ist.
  34. Bauteil nach Anspruch 32 oder 33,
    das ein Bauteil einer Dampfturbine (300, 303) oder einer Gasturbine (100) ist.
  35. Bauteil nach Anspruch 32, 33 oder 34,
    das ein Substrat aufweist, das eisen- oder stahlbasiert ist.
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