JP4959316B2 - Corrosion-resistant covering member and rotating machine - Google Patents
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Description
本発明は、塩化ナトリウム水溶液が存在する環境での耐食性に優れた耐食性被覆部材および回転機械に関するものである。 The present invention relates to a corrosion-resistant covering member and a rotary machine that are excellent in corrosion resistance in an environment where a sodium chloride aqueous solution exists.
従来より、発電プラントとして、蒸気タービンプラントが多用されている。図10には、蒸気タービンプラントに用いられる蒸気タービンの動翼100が示されている。この動翼100は、流通する蒸気が衝突するブレード部102と、このブレード部102の根本側に設けられた翼根部103とを備えている。翼根部103は、図11に示すように、回転軸線回りに回転するロータディスク105の外周囲に形成された複数の嵌合部107に対して、嵌合されて固定されるようになっている。
このように構成される蒸気タービンでは、蒸気が流通する際に、低圧段になるにつれて蒸気温度が低下する。蒸気温度が飽和温度に近くなると、蒸気の一部分が凝縮して、翼根部103と嵌合部107との間に侵入する。このように凝縮水が侵入する状態が断続的に続くと、凝縮水中に含まれる塩化ナトリウム(NaCl)が濃縮されてくる。NaClが濃縮すると、翼根部103または嵌合部107に腐食によりピット(小孔)が形成され、このピットを起点として疲労破壊が進行するおそれがある。
Conventionally, steam turbine plants have been frequently used as power plants. FIG. 10 shows a moving
In the steam turbine configured as described above, when the steam flows, the steam temperature decreases as the low pressure stage is reached. When the steam temperature is close to the saturation temperature, a part of the steam is condensed and enters between the
一方、金属の耐食性を向上させるために、基材上にNi基合金層を被覆する技術が知られている(特許文献1参照)。 On the other hand, in order to improve the corrosion resistance of a metal, a technique for coating a Ni-based alloy layer on a base material is known (see Patent Document 1).
しかし、特許文献1記載の技術は、耐食性および耐酸化性については考慮されているものの、塩化ナトリウム水溶液環境での耐食性については考慮されていない。
また、上述のように、蒸気タービン等の回転機械に適用する場合には、疲労強度に優れていることが要求される。
However, the technique described in
Moreover, when applying to rotary machines, such as a steam turbine, as mentioned above, it is requested | required that it is excellent in fatigue strength.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、塩化ナトリウム水溶液環境において耐食性に優れ、疲労強度に優れた耐食性被覆部材および回転機械を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a situation, Comprising: It aims at providing the corrosion-resistant coating | coated member and rotary machine which were excellent in corrosion resistance in the sodium chloride aqueous solution environment, and were excellent in fatigue strength.
上記課題を解決するために、本発明の耐食性被覆部材および回転機械は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる耐食性被覆部材は、窒素が含有された窒化層が表面側に形成された基材と、該基材の表面上に被覆された耐食性皮膜とを備え、前記耐食性皮膜は、Ni-P-B合金層を備えていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the corrosion-resistant covering member and rotating machine of the present invention employ the following means.
That is, the corrosion-resistant covering member according to the present invention comprises a base material on which a nitrogen-containing nitride layer is formed on the surface side, and a corrosion-resistant film coated on the surface of the base material. It has a Ni-PB alloy layer.
耐食性皮膜として、Ni基合金であるNi-P-B合金層を設けることとした。このNi-P-B合金層は、Pを含有するため、耐Cl−性を備えている。これにより、塩化ナトリウム水溶液環境に優れた耐食性被膜が実現される。
また、Ni-P-B合金層は、Bを含有するため、靱性を備えている。
さらに、基材の表面側に窒化層を形成することにより、疲労強度が改善する。これにより、Ni-P-B合金層による疲労強度の低下を補うことができる。
なお、Ni-P-B合金層は、最上層に設けられることが好ましい。
また、Ni-P-B合金層は、無電解めっきによって形成するのが好適である。
As the corrosion resistant film, a Ni-PB alloy layer, which is a Ni-based alloy, was provided. The Ni-PB alloy layer, since it contains P, resistant Cl - and a sex. Thereby, the corrosion-resistant film excellent in the sodium chloride aqueous solution environment is realized.
Further, since the Ni-PB alloy layer contains B, it has toughness.
Furthermore, the fatigue strength is improved by forming a nitride layer on the surface side of the substrate. Thereby, the fall of the fatigue strength by a Ni-PB alloy layer can be compensated.
The Ni—PB alloy layer is preferably provided as the uppermost layer.
The Ni—PB alloy layer is preferably formed by electroless plating.
前記窒化層としては、ラジカル窒化層とされていることが好ましい。 The nitride layer is preferably a radical nitride layer.
さらに、本発明の耐食性被覆部材によれば、前記ラジカル窒化層の厚さは、30μm以上とされていることを特徴とする。 Furthermore, according to the corrosion-resistant covering member of the present invention, the radical nitride layer has a thickness of 30 μm or more.
ラジカル窒化層の厚さが30μm未満の場合、厚さが不十分となり疲労強度の向上が認められない。ラジカル窒化層の厚さは、好ましくは40μm以上とされる。 When the thickness of the radical nitride layer is less than 30 μm, the thickness is insufficient and improvement in fatigue strength is not recognized. The thickness of the radical nitride layer is preferably 40 μm or more.
さらに、本発明の耐食性被覆部材によれば、前記Ni-P-B合金層のP濃度は、4.0wt%以上とされ、前記Ni-P-B合金層のB濃度は、0.5wt%以上とされていることを特徴とする。 Furthermore, according to the corrosion-resistant covering member of the present invention, the P concentration of the Ni-PB alloy layer is 4.0 wt% or more, and the B concentration of the Ni-PB alloy layer is 0.5 wt% or more. It is characterized by being.
Ni-P-B合金層のP濃度が4.0wt%未満の場合、耐Cl−性の向上が期待できない。
Ni-P-B合金層のB濃度が0.5wt%未満の場合、靱性の向上が期待できない。
When the P concentration of the Ni—PB alloy layer is less than 4.0 wt%, improvement in Cl − resistance cannot be expected.
When the B concentration of the Ni-PB alloy layer is less than 0.5 wt%, improvement in toughness cannot be expected.
さらに、本発明の耐食性被覆部材によれば、前記耐食性皮膜は、前記Ni-P-B合金層と、該Ni-P-B合金層と前記基材との間に設けられたNi-P合金層とを備えていることを特徴とする。 Further, according to the corrosion-resistant covering member of the present invention, the corrosion-resistant coating includes the Ni-PB alloy layer and a Ni-P alloy layer provided between the Ni-PB alloy layer and the base material. It is characterized by.
Ni-P合金層を、Ni-P-B合金層と基材との間に設けることにより、Ni-P-B合金層と基材との密着性が向上される。
Ni-P合金層は、無電解めっきによって形成するのが好適である。
By providing the Ni-P alloy layer between the Ni-PB alloy layer and the base material, the adhesion between the Ni-PB alloy layer and the base material is improved.
The Ni—P alloy layer is preferably formed by electroless plating.
また、本発明の回転機械は、回転軸線回りに回転するロータディスクと、該ロータディスクの外周囲に複数形成された嵌合部に翼根部が嵌合されて固定される複数の動翼と、を備え、前記動翼の前記翼根部、又は、前記ロータディスクの前記嵌合部には、上記のいずれかの耐食性被覆部材が設けられていることを特徴とする。 In addition, the rotating machine of the present invention includes a rotor disk that rotates about a rotation axis, and a plurality of blades that have a blade root portion fitted and fixed to a plurality of fitting portions formed on the outer periphery of the rotor disk. The blade root portion of the rotor blade or the fitting portion of the rotor disk is provided with any one of the above corrosion-resistant covering members.
翼根部と嵌合部との間には、流体中の水分が凝縮して侵入しやすいため、塩化ナトリウムが濃縮されやすい環境となる。本発明では、上記のいずれかの耐食性被覆部材を翼根部または嵌合部に設けることとしたので、この領域が塩化ナトリウム環境に曝された場合であっても、腐食を防止することができる。また、上記の耐食性被覆部材は、靱性および疲労強度特性に優れているので、疲労破壊を防止することもできる。
回転機械としては、翼根部と嵌合部との間に塩化ナトリウムが濃縮されやすいものとして、蒸気タービンが挙げられ、特に、蒸気が凝縮しやすい環境にある低圧段の蒸気タービンに好適である。
Between the blade root portion and the fitting portion, moisture in the fluid is likely to condense and enter, so that an environment in which sodium chloride is easily concentrated is obtained. In the present invention, since any one of the above corrosion-resistant covering members is provided at the blade root portion or the fitting portion, corrosion can be prevented even when this region is exposed to a sodium chloride environment. Moreover, since said corrosion-resistant coating | coated member is excellent in toughness and fatigue strength characteristic, fatigue failure can also be prevented.
As a rotating machine, a steam turbine is mentioned as a thing which sodium chloride tends to concentrate between a blade root part and a fitting part, and it is especially suitable for a low pressure stage steam turbine in the environment where steam is easy to condense.
本発明の耐食性被覆部材は、高い疲労強度を有するラジカル窒化層が形成された基材上に、耐Cl−性および靱性を有する耐食性被膜4を被覆したので、塩化ナトリウム水溶液が存在する環境であっても、十分な耐食性および疲労強度を発揮することができる。
また、本発明の回転機械は、本発明の耐食性被覆部材を翼根部または嵌合部に設けることとしたので、この領域が塩化ナトリウム環境に曝された場合であっても、腐食を防止することができ、靱性および疲労強度特性に優れている耐食性被服部材によって疲労破壊をも防止することができる。
The corrosion-resistant coated member of the present invention is an environment in which an aqueous sodium chloride solution is present because the corrosion-
In addition, since the rotating machine of the present invention is provided with the corrosion-resistant covering member of the present invention at the blade root part or the fitting part, corrosion can be prevented even when this region is exposed to a sodium chloride environment. It is possible to prevent fatigue failure by the corrosion-resistant clothing member having excellent toughness and fatigue strength characteristics.
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
本発明の耐食性被覆部材は、図10及び図11に示したように、蒸気タービンの低圧段の動翼100の翼根部103に用いられて特に好適なものである。なお、ロータディスク105の嵌合部107に用いることとしても良い。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 10 and 11, the corrosion-resistant covering member of the present invention is particularly suitable for use in the
図1には、この耐食性被覆部材1の断面が示されている。
耐食性被覆部材1は、基材3と、この基材の表面上に被覆された耐食性皮膜4とを備えている。
FIG. 1 shows a cross section of the corrosion-resistant covering
The corrosion-resistant covering
基材3としては、例えばSUS410J1等のステンレス鋼が用いられる。
基材3の表面側には、ラジカル窒化層3aが設けられている。このラジカル窒化層3aによる圧縮応力付与効果によって、疲労強度の向上が図られている。
ラジカル窒化層3aの厚さは、30μm以上、好ましくは40μm以上とされている。30μm未満では、圧縮応力付与量が不十分となり、疲労強度の向上が望めないからである。ラジカル窒化層3aの厚さは、図9に示すように、基材3の表面から、硬さが母材と同等となる位置までの寸法とされる。ラジカル窒化層3aのHv硬さは、一般に、800〜1200である。
As the
A
The thickness of the
ラジカル窒化層3aは、図3に示したラジカル窒化装置10によって形成される。
ラジカル窒化装置10は、チャンバ12と、チャンバ12の外周を覆う外部ヒータ13と、チャンバ12内を真空引きする真空ポンプ14と、チャンバ12内にプロセスガスを供給するプロセスガス供給手段16と、チャンバ12内に冷却ガスを供給する冷却ガス供給手段18と、直流電源20とを備えている。
チャンバ12内には、処理対象となる基材3を設置する設置棚24が設けられている。設置棚24は、直流電源20の負極に接続されている。直流電源20の正極は、チャンバ12に接続されている。
The
The
An
上記構成のラジカル窒化装置10によるラジカル窒化層の形成は以下のように行われる。
外部加熱ヒータ13により、設置棚24に設置された基材3を約400℃に加熱する。また、真空ポンプ14によって、チャンバ12内を所定の真空度に維持する。そして、直流電源20によって直流電流を供給することにより、チャンバ12内にグロー放電を発生させる。この状態で、プロセスガス供給手段16によってアンモニア及び水素のプロセスガスを導入し、チャンバ12内にプラズマを発生させる。このプラズマによって発生するNHラジカルにより、Nを基材3中に進入させ、Fe等との窒化物を形成させてラジカル窒化層3aが形成される。
Formation of the radical nitride layer by the
The
図1の耐食性皮膜4は、Ni-P-B合金層5とされている。Ni-P-B合金層5は、無電解めっきによって成膜することが好ましい。
Ni-P-B合金層5は、Ni基合金に対して、P及びBを少量添加したものである。
Ni-P-B合金にPを添加することにより、耐Cl−性が向上する。これにより、塩化ナトリウム水溶液環境に優れた耐食性被膜が実現される。Ni-P-B合金層5のP濃度は、4.0wt%以上7.0wt%以下とされる。P濃度が4.0wt%未満の場合、耐Cl−性の向上が期待できないからである。一方、P濃度が7.0wt%を超えると、無電解めっきを行う際にめっき液が不安定となるからである。
また、Ni-P-B合金にBを添加することにより、靱性が向上する。Ni-P-B合金層5のB濃度は、0.5wt%以上1.0wt%以下とされる。0.5wt%未満の場合、靱性の向上が期待できないからである。一方、1.0wt%を超えると、無電解めっきを行う際にめっき液が不安定となるからである。
The corrosion
The Ni-
By adding P in Ni-PB alloy, resistance to Cl - is improved. Thereby, the corrosion-resistant film excellent in the sodium chloride aqueous solution environment is realized. The P concentration of the Ni—
Moreover, toughness is improved by adding B to the Ni-PB alloy. The B concentration of the Ni—
なお、耐食性皮膜4は、図2のように、最表層に設けられたNi-P-B合金層5と、Ni-P-B合金層5と基材3との間に設けられたNi-P合金層7とを備えた構成としても良い。Ni-P合金層7は、基材3とNi-P-B合金層5との密着性を高めるために用いられる。Ni-P合金層7は、Ni基合金に対してPを少量添加したものである。Ni-P合金層7は、無電解めっきによって成膜することが好ましい。Ni-P合金層7のP濃度は、3wt%以上13wt%以下とされる。
As shown in FIG. 2, the corrosion-
以上の通り、本実施形態にかかる耐食性被覆部材1は、高い疲労強度を有するラジカル窒化層3aが形成された基材3上に、耐Cl−性および靱性を有する耐食性被膜4を被覆したので、塩化ナトリウム水溶液が存在する環境であっても、十分な耐食性および疲労強度を発揮することができる。
As described above, the corrosion-
次に、本発明の実施例について説明する。
[ラジカル窒化層の厚さ評価]
基材3の表面側に形成するラジカル窒化層3aの厚さの評価を行った。
図4に示す試験片に対して、図3に示したラジカル窒化装置10を用いて、ラジカル窒化層を形成した。試験片には、SUS401J1を用いた。
窒化層を形成した試験片に対して、回転曲げ疲労試験を実施した。この疲労試験では、試験片形状として平滑試験片を用い、繰り返し速度は3600rpm、試験温度は室温とした。そして、回転曲げ試験における107回時の疲労強度を測定し、ラジカル窒化層が形成されていない比較試験片に対する比率(疲労強度向上倍数)を求めた。
図5には、この疲労強度向上倍数が、ラジカル窒化層深さ(μm)に対して示されている。ラジカル窒化層3aの厚さは、図9に示すように、基材3の表面から、硬さが母材と同等となる位置までの寸法とされる。ラジカル窒化層3aのHv硬さは、一般に、800〜1200である。
図5から分かるように、ラジカル窒化層深さが30μm以上となったときに、疲労強度向上倍数が顕著に増加していることが分かる。したがって、ラジカル窒化層深さは、30μm以上、より好ましくは40μm以上が好ましい。また、ラジカル窒化層深さが70μmを超えても、疲労強度向上倍数は1.4程度で一定となるので、ラジカル窒化層深さは70μm以下が適切といえる。
Next, examples of the present invention will be described.
[Radical nitride layer thickness evaluation]
The thickness of the
A radical nitriding layer was formed on the test piece shown in FIG. 4 using the
A rotating bending fatigue test was performed on the test piece on which the nitride layer was formed. In this fatigue test, a smooth test piece was used as the shape of the test piece, the repetition rate was 3600 rpm, and the test temperature was room temperature. Then, the fatigue strength at 10 7 times in the rotating bending test was measured, and the ratio to the comparative test piece in which the radical nitride layer was not formed (fatigue strength improvement multiple) was determined.
FIG. 5 shows this fatigue strength enhancement factor with respect to the radical nitride layer depth (μm). As shown in FIG. 9, the thickness of the
As can be seen from FIG. 5, when the radical nitride layer depth is 30 μm or more, the fatigue strength improvement factor is remarkably increased. Therefore, the radical nitride layer depth is preferably 30 μm or more, more preferably 40 μm or more. Even if the radical nitride layer depth exceeds 70 μm, the multiple of improvement in fatigue strength is constant at about 1.4. Therefore, it can be said that the radical nitride layer depth is 70 μm or less.
[Ni-P-B合金層]
次に、基材3上に形成する耐食性皮膜4としてのNi-P-B合金層5について検討した。
基材3の試験片としては、20mm×20mm×5mmの大きさのSUS410J1を用い、以下に示すプロセスによりNi-P-B合金層を50μmの厚さで形成した。
Ni-P-B合金層5は、図6に示す工程にて、無電解めっきにて形成した。
先ず、市販品のアルカリ溶液を用いて、60℃で15分間、試験片を脱脂した。次に、塩酸(35wt%)を用いて、500ml/L(1リットルの水溶液中に35wt%の塩酸が500ml)にて、25℃で3分間にわたって酸処理をした。そして、硫酸(95wt%)を用いて、50ml/L(1リットルの水溶液中に95wt%の硫酸が50ml)にて、25℃で30秒間にわたって活性化処理をした。その後、80℃に保たれたNi-P-Bの三元系のめっき液中に試験片を浸漬し、無電解めっきを行った。
[Ni-PB alloy layer]
Next, the Ni—
As a test piece of the
The Ni-
First, the test piece was degreased for 15 minutes at 60 ° C. using a commercially available alkaline solution. Next, acid treatment was carried out using hydrochloric acid (35 wt%) at 500 ml / L (500 ml of 35 wt% hydrochloric acid in 1 liter of aqueous solution) at 25 ° C. for 3 minutes. Then, activation treatment was carried out using sulfuric acid (95 wt%) at 50 ml / L (50 ml of 95 wt% sulfuric acid in 1 liter of aqueous solution) at 25 ° C. for 30 seconds. Thereafter, the test piece was immersed in a Ni—PB ternary plating solution maintained at 80 ° C. to perform electroless plating.
上述のようにNi-P-B合金層が形成された試験片を用い、耐食性の評価を行った。
具体的には、電気化学的手法によるアノード・カソード分極特性を測定し、以下の方法で耐孔食性を評価した。耐孔食性は、腐食電流密度100μA/cm2における孔食電位測定によって評価した。この試験に用いた条件は以下の通りである。
<電気化学試験条件>
試験液 :22%NaCl水溶液
試験温度 :80℃
雰囲気 :脱気
測定方法 :自然電位よりカソード及びアノード方向に20mV/minにて電位を掃引し、試験片(□15mm)に流れる電流値を計測し、分極曲線を取得する。
The corrosion resistance was evaluated using the test piece on which the Ni—PB alloy layer was formed as described above.
Specifically, anode / cathode polarization characteristics were measured by an electrochemical method, and pitting corrosion resistance was evaluated by the following method. Pitting corrosion resistance was evaluated by pitting potential measurement at a corrosion current density of 100 μA / cm 2 . The conditions used for this test are as follows.
<Electrochemical test conditions>
Test solution: 22% NaCl aqueous solution Test temperature: 80 ° C
Atmosphere: Deaeration measurement method: Sweep the potential from the natural potential in the direction of the cathode and anode at 20mV / min, measure the value of the current flowing through the test piece (□ 15mm), and obtain the polarization curve.
図7に試験結果を示す。横軸はめっき液中のりん(P)濃度(wt%)を示し、縦軸は100μA/cm2時のアノード電流の電位(V)を示す。また、めっき液中のB濃度については、0,0.5,1.0wt%のそれぞれについて示されている。同図において、アノード電流の電位が高いほど、耐食性が高いことを意味する。
同図から分かるように、P濃度が高くなるにつれて、アノード電流の電位が上昇することが分かる。
B濃度が0wt%に比べて、0.5wt%及び1.0wt%のときの方がアノード電流の電位が高いことが分かる。また、B濃度が0.5wt%の方が、1.0wt%よりもアノード電流の電位が高い。
さらに、B濃度が0.5wt%及び1.0wt%で、P濃度が4〜7wt%のとき、アノード電流の電位が大幅に上昇していることが分かる。したがって、P濃度4〜7wt%,B濃度0.5〜1.0wt%が好適であると判断される。
なお、P濃度が4〜7wt%のNi-P-BめっきでB濃度が3.0wt%を超えて添加しためっき液は、建浴後から1時間後におけるめっき液が濁り不安定となったので、当該領域におけるデータは同図に示されていない。同様に、B濃度が0.5〜3.0wt%のNi-P-BめっきでP濃度が10wt%を超えて添加されためっき液は、建浴後から1時間後におけるめっき液が濁り不安定となったので、当該領域におけるデータは同図に示されていない。
FIG. 7 shows the test results. The horizontal axis represents the phosphorus (P) concentration (wt%) in the plating solution, and the vertical axis represents the anode current potential (V) at 100 μA / cm 2 . The B concentration in the plating solution is shown for 0, 0.5, and 1.0 wt%, respectively. In the figure, the higher the anode current potential, the higher the corrosion resistance.
As can be seen from the figure, the anode current potential increases as the P concentration increases.
It can be seen that the potential of the anode current is higher when the B concentration is 0.5 wt% and 1.0 wt% compared to 0 wt%. Further, the potential of the anode current is higher when the B concentration is 0.5 wt% than when 1.0 wt%.
Further, it can be seen that when the B concentration is 0.5 wt% and 1.0 wt% and the P concentration is 4 to 7 wt%, the potential of the anode current is significantly increased. Therefore, it is judged that the P concentration is 4 to 7 wt% and the B concentration is 0.5 to 1.0 wt%.
In addition, the plating solution added by Ni-PB plating with P concentration of 4-7wt% exceeding B concentration of 3.0wt% became unstable because the plating solution became cloudy and unstable 1 hour after the bathing. The data in are not shown in the figure. Similarly, the plating solution added with P concentration exceeding 10wt% in Ni-PB plating with B concentration of 0.5 ~ 3.0wt% became turbid and unstable 1 hour after the bathing. Data in this area is not shown in the figure.
[腐食疲労特性]
次に、Ni-P-B合金層を図6に示した無電解めっきにて基材上に形成した試験片を用い、腐食疲労特性の検討を行った。
試験片の基材には、SUS410J1を用い、形状は図4に示した平滑試験片とした。
基材に対して図3に示したラジカル窒化装置によって、表面にラジカル窒化層を60μm形成した。そして、無電解めっきにてNi-P-B合金層を50μmの厚さで形成した。Ni-P-B合金のP濃度およびB濃度については、図7に示した試験結果に基づいて、P濃度を7wt%,B濃度を0.5wt%とした。その後、300℃で1時間の熱処理を施した。
比較材としては、基材に対して何も処理を施していないもの、すなわちラジカル窒化層およびNi-P-B合金層を形成していないものを用いた。
それぞれの試験片の仕様について以下にまとめる。
表1 腐食疲労試験片仕様
Next, corrosion fatigue characteristics were examined using a test piece in which a Ni—PB alloy layer was formed on a substrate by electroless plating shown in FIG.
As the base material of the test piece, SUS410J1 was used, and the shape was the smooth test piece shown in FIG.
A radical nitriding layer having a thickness of 60 μm was formed on the surface of the substrate using the radical nitriding apparatus shown in FIG. Then, a Ni—PB alloy layer was formed to a thickness of 50 μm by electroless plating. Regarding the P concentration and B concentration of the Ni-PB alloy, the P concentration was 7 wt% and the B concentration was 0.5 wt% based on the test results shown in FIG. Thereafter, heat treatment was performed at 300 ° C. for 1 hour.
As a comparative material, a material in which no treatment was applied to the base material, that is, a material in which a radical nitride layer and a Ni—PB alloy layer were not formed was used.
The specifications of each specimen are summarized below.
Table 1 Corrosion fatigue test piece specifications
腐食疲労試験の条件は、以下の通りである。
<腐食疲労試験条件>
回転曲げ疲労試験
22%NaCl水溶液滴下
22%NaCl水溶液温:80℃
繰返し周波数:60Hz
最長1×108回サイクルの疲労強度評価
The conditions of the corrosion fatigue test are as follows.
<Corrosion fatigue test conditions>
Rotating bending fatigue test
22% NaCl aqueous solution dripping
22% NaCl aqueous solution temperature: 80 ℃
Repetition frequency: 60Hz
Fatigue strength evaluation of up to 1 × 10 8 cycles
図8に、腐食疲労試験の結果を示す。
同図から、いずれの破断繰返し数Nfにおいても、Ni-P-B合金層を有する実施例の方が、比較材よりも応力振幅σaが大きいことが分かる。したがって、塩化ナトリウム(Nacl)水溶液の環境下においても、実施例のNi-P-B合金層を備えた耐食性被覆部材では十分に耐腐食性を有し、高い疲労強度を有することが分かる。
FIG. 8 shows the results of the corrosion fatigue test.
From the figure, it can be seen that the stress amplitude σa is larger in the example having the Ni-PB alloy layer than in the comparative material at any number of repetitions Nf. Therefore, it can be seen that even in the environment of sodium chloride (Nacl) aqueous solution, the corrosion-resistant covering member provided with the Ni-PB alloy layer of the example has sufficient corrosion resistance and high fatigue strength.
1 耐食性被覆部材
3 基材
3a ラジカル窒化層
4 耐食性皮膜
5 Ni-P-B合金層
7 Ni-P合金層
DESCRIPTION OF
Claims (5)
該基材の表面上に被覆された耐食性皮膜と、を備え、
前記耐食性皮膜は、Ni-P-B合金層を備え、
前記Ni-P-B合金層のP濃度は、4.0wt%以上とされ、
前記Ni-P-B合金層のB濃度は、0.5wt%以上とされていることを特徴とする耐食性被覆部材。 A base material on which a nitride layer containing nitrogen is formed on the surface side;
A corrosion-resistant film coated on the surface of the substrate,
The corrosion-resistant film includes a Ni-PB alloy layer ,
The P concentration of the Ni-PB alloy layer is 4.0 wt% or more,
A corrosion-resistant covering member, wherein the B concentration of the Ni-PB alloy layer is 0.5 wt% or more .
該ロータディスクの外周囲に複数形成された嵌合部に翼根部が嵌合されて固定される複数の動翼と、を備え、
前記動翼の前記翼根部、又は、前記ロータディスクの前記嵌合部には、耐食性被覆部材が設けられ、
該耐食性被覆部材は、窒素が含有された窒化層が表面側に形成された基材と、該基材の表面上に被覆された耐食性皮膜と、を備え、
前記耐食性皮膜は、Ni-P-B合金層を備えていることを特徴とする回転機械。 A rotor disk that rotates about the axis of rotation;
A plurality of blades that are fitted and fixed to a plurality of fitting portions formed on the outer periphery of the rotor disk; and
The blade root of the rotor blade, or to the fitting portion of the rotor disk is provided with a corrosion resistance coating member,
The corrosion-resistant coating member includes a base material on which a nitrogen-containing nitride layer is formed on the surface side, and a corrosion-resistant film coated on the surface of the base material,
The rotary machine characterized in that the corrosion-resistant film includes a Ni-PB alloy layer .
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