JP7163009B2 - 高温摺動部材および蒸気タービン - Google Patents
高温摺動部材および蒸気タービン Download PDFInfo
- Publication number
- JP7163009B2 JP7163009B2 JP2017124103A JP2017124103A JP7163009B2 JP 7163009 B2 JP7163009 B2 JP 7163009B2 JP 2017124103 A JP2017124103 A JP 2017124103A JP 2017124103 A JP2017124103 A JP 2017124103A JP 7163009 B2 JP7163009 B2 JP 7163009B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- overlay
- sliding member
- weld
- base material
- concentration
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Control Of Turbines (AREA)
- Lift Valve (AREA)
- Details Of Valves (AREA)
Description
また特許文献2の技術では、ステライト肉盛に先立ってNi基合金を肉盛するため、その製造のために高コスト化を招かざるを得ず、また工期の点でも問題がある。
希釈率Pz(%)={(Q1-Q2)/(Q3-Q2)}×100・・・(2)
図1には、高温摺動部材としての蒸気弁の弁体1の全体形状を示す。
図1において、弁体1の全体の形状は、従来から蒸気タービンの蒸気弁の形状と同様であればよい。この弁体1は、鉄基材料からなる母材部2のうち、相手材である弁座(図示せず)の弁座シート部に当接する部位、すなわち先端側の周縁部2Aに、Co-Cr系耐熱合金が肉盛溶接されて、肉盛溶接部3が形成されている。この肉盛溶接部3を拡大して図2に示している。
なお肉盛溶接部3の厚み(母材部の表面に対して垂直な方向の肉盛溶接部断面の厚み)は特に限定しないが、一般的な蒸気タービンの蒸気弁の弁体や弁座の場合、2~5mm程度である。
母材部の材料(母材)である鉄基材料は、従来から蒸気弁の弁体や弁座に使用されているFe基の耐熱材料、すなわち耐熱鋼と称されるものが好ましく、基本的には限定されないが、例えばFeを75mass%以上含み、Cr、Mo、V、W、Nb等の耐熱性向上のための合金元素を1種以上含む耐熱鋼が好ましい。その耐熱鋼の鋼種、鋼成分も特に限定されないが、例えば9Cr鋼や12Cr鋼等のCr鋼、Cr-Mo鋼、Cr-Mo―V鋼などが代表的である。具体的には、例えばJIS G 4311で規定されるSUH1、SUH3、SUH4、SUH11、SUH600、SUH616、あるいはそれらに類する耐熱鋼が挙げられる。
肉盛溶接時に加える肉盛材料(溶加材)としては、商品名「ステライト」として知られるCo-Cr系耐熱合金、もしくはステライトに類するCo-Cr系耐熱合金を使用する。このCo-Cr系耐熱合金の成分組成は、例えば、質量%で、Cr:24~32%、W:0~20%、C:0.2~3.5%、Mo:0~6%、Ni:0~25%、Fe:3%以下、残部がCo及び不純物であることが好ましい。
一般的に肉盛溶接部における母材成分による希釈率は、肉盛溶接部全体の平均的な希釈率P0としては、母材表面に対して垂直な断面で見て、肉盛溶接部全体の断面積をA、肉盛溶接時に溶融した母材部分の断面積をBとすれば、次の(1)式、
P0(%)=(B/A)×100・・・(1)
によって規定するのが通常である。
これらの結果、母材の主成分であるFeの溶け込みに起因する、加熱時効によるσ相の生成量も、母材との界面近傍で大きくなり、またそれに伴う硬度上昇による亀裂発生のおそれも、界面近傍で大きくなる。
具体的には、上記領域Zにおける分析した溶接金属(肉盛溶接後の肉盛溶接部の金属)の特定成分の成分量(濃度)をQ1、肉盛溶接のために供給される肉盛材料(溶加材)の同じ特定成分の成分量(濃度)をQ2、母材の同じ特定成分の成分量(濃度)をQ3とすれば、
希釈率Pz(%)={(Q1-Q2)/(Q3-Q2)}×100・・・(2)
によって、領域Zにおける希釈率Pz(%)を算出することができる。
ここで、上記の領域Zにおける希釈率Pzが30%を超えれば、500~700℃程度の温度に加熱された際に、σ相が急速に析出しやすくなり、短時間でσ相析出による硬度上昇が生じて、亀裂発生の可能性が増大する。このような希釈率と硬度との関係は、本発明者等の新規な知見である。
なおこの実機データの弁体は、母材として12Cr鋼及び2.25CrMo鋼を用い、肉盛材料のCo-Cr系耐熱合金として、Cr:24.0~32.0%、C:0.2~3.5%、Fe<3.0%、残部がCo及び不純物からなる合金を用いて、プラズマ紛体肉盛溶接法によって肉盛溶接を実施したものである。
一方、希釈率Pzが10%未満では、肉盛溶接部と母材との間の融合不良が生じやすくなる。すなわち、母材と溶接金属との界面が充分に融合されず、その境界から割れが発生してしまう危険性が大きくなる。
なおここで対象とした実機弁体は、母材として12Cr鋼及び2.25CrMo鋼を用い、肉盛材料のCo-Cr系耐熱合金として、Cr:24.0~32.0%、C:0.2~3.5%、Fe<3.0%、残部がCo及び不純物からなる合金を用いて、プラズマ紛体肉盛溶接法によって肉盛溶接を行ったものである。
希釈率Pzを10~30%、好ましくは12~28%に制御するための方法は特に限定されるものではないが、例えば肉盛溶接時において、肉盛材料の供給速度(紛体肉盛溶接では紛体の単位時間当たりの供給量)や、肉盛溶接速度(ビード進行速度)を制御することによって、希釈率を調整することができる。例えば肉盛材料の供給速度もしくは溶接速度を大きくすれば、肉盛溶接部への母材成分の溶け込みが小さくなって、希釈率は小さくなる。したがって、実験や実績データによって肉盛材料の供給速度、溶接速度と希釈度との関係を求めておき、それに基づいて、希釈率が前記範囲内となるように、肉盛材料の供給速度、溶接速度を適切に設定して肉盛溶接を行えばよい。
2・・・母材部
3・・・肉盛溶接部
4・・・界面
Z・・・領域
Claims (6)
- 鉄基材料からなる母材部と、Co-Cr系耐熱合金によって前記母材部の表面に形成された厚み2~5mmの肉盛溶接部とを有し、
前記肉盛溶接部の厚み方向に前記母材部との界面から0.2mm~0.8mmの範囲内の領域での、母材成分による希釈率が10~30%の範囲内であり、
前記Co-Cr系耐熱合金の成分組成が、質量%で、Cr:24.0~32.0%、C:0.2~3.5%、Fe:3.0%未満、残部がCo及び不純物のみからなり、
前記希釈率は、前記界面から0.2mm~0.8mmの前記範囲内の前記領域における分析した溶接金属(肉盛溶接後の前記肉盛溶接部の金属)の特定成分の成分量(濃度)をQ1、前記肉盛溶接のために供給される肉盛材料(溶加材)の同じ特定成分の成分量(濃度)をQ2、前記母材の同じ特定成分の成分量(濃度)をQ3とすれば、下記式(2)によって表されることを特徴とする高温摺動部材。
希釈率Pz(%)={(Q1-Q2)/(Q3-Q2)}×100・・・(2) - 前記希釈率が、12~28%の範囲内であることを特徴とする請求項1に記載の高温摺動部材。
- 前記希釈率が、Fe濃度とCo濃度とのうち、いずれか一方の濃度により算出した値、もしくはFe濃度により算出した値とCo濃度により算出した値との平均値であることを特徴とする請求項1、請求項2のいずれかの請求項に記載の高温摺動部材。
- 前記鉄基材料が、Feを75mass%以上含有する耐熱鋼であることを特徴とする請求項1~請求項3のいずれかの請求項に記載の高温摺動部材。
- 蒸気タービンにおける蒸気弁の弁体もしくは弁座であることを特徴とする請求項1~請求項4のいずれかの請求項に記載の高温摺動部材。
- 請求項1~請求項4のいずれかの請求項に記載の高温摺動部材が、蒸気弁の弁体もしくは弁座に用いられていることを特徴とする蒸気タービン。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017124103A JP7163009B2 (ja) | 2017-06-26 | 2017-06-26 | 高温摺動部材および蒸気タービン |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017124103A JP7163009B2 (ja) | 2017-06-26 | 2017-06-26 | 高温摺動部材および蒸気タービン |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019005784A JP2019005784A (ja) | 2019-01-17 |
JP7163009B2 true JP7163009B2 (ja) | 2022-10-31 |
Family
ID=65027311
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017124103A Active JP7163009B2 (ja) | 2017-06-26 | 2017-06-26 | 高温摺動部材および蒸気タービン |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7163009B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116234997A (zh) * | 2021-04-30 | 2023-06-06 | 三菱重工业株式会社 | 蒸汽阀 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008111150A1 (ja) | 2007-03-12 | 2008-09-18 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | 弁装置 |
JP2010240700A (ja) | 2009-04-07 | 2010-10-28 | Fujico Co Ltd | 複合金属管の摩擦肉盛方法及び摩擦肉盛により形成した複合金属管 |
JP2015224385A (ja) | 2014-05-30 | 2015-12-14 | アイセイハード株式会社 | NbC分散強化型ハステロイ系合金とその製造方法、耐腐食性・耐摩耗性表面肉盛溶接層を備えた鋼材とその製造方法、並びに冷間工具 |
JP2016150376A (ja) | 2015-02-19 | 2016-08-22 | 大同特殊鋼株式会社 | 肉盛溶接用材料および肉盛金属材 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60206567A (ja) * | 1984-03-30 | 1985-10-18 | Ebara Corp | 耐食・耐摩耗性肉盛層の形成方法 |
-
2017
- 2017-06-26 JP JP2017124103A patent/JP7163009B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008111150A1 (ja) | 2007-03-12 | 2008-09-18 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | 弁装置 |
JP2010240700A (ja) | 2009-04-07 | 2010-10-28 | Fujico Co Ltd | 複合金属管の摩擦肉盛方法及び摩擦肉盛により形成した複合金属管 |
JP2015224385A (ja) | 2014-05-30 | 2015-12-14 | アイセイハード株式会社 | NbC分散強化型ハステロイ系合金とその製造方法、耐腐食性・耐摩耗性表面肉盛溶接層を備えた鋼材とその製造方法、並びに冷間工具 |
JP2016150376A (ja) | 2015-02-19 | 2016-08-22 | 大同特殊鋼株式会社 | 肉盛溶接用材料および肉盛金属材 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019005784A (ja) | 2019-01-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4288304B1 (ja) | タービンロータ及びタービンロータの製造方法 | |
US6596411B2 (en) | High energy beam welding of single-crystal superalloys and assemblies formed thereby | |
JP5742447B2 (ja) | 高硬度肉盛合金粉末 | |
EP2196551B1 (en) | Use of low-thermal-expansion nickel-based superalloy for a boiler component, according boiler component and method for its production | |
JP2007332412A (ja) | 低熱膨張Ni基超合金 | |
EP2172299B1 (en) | Welded rotor for turbine and method for manufacturing the same | |
JP4901413B2 (ja) | 浸食防止方法と浸食防止部を備えた部材 | |
NO782392L (no) | Fremgangsmaate til anbringelse av et belegg ved smeltesveising | |
KR20090031438A (ko) | 침식방지 방법 및 침식방지부를 구비한 부재 | |
US20110062220A1 (en) | Superalloy composition and method of forming a turbine engine component | |
EP2677053A1 (en) | Ni-based alloy for welding material and welding wire, rod and powder | |
US20100059572A1 (en) | Weld repair process and article repaired thereby | |
JP4645303B2 (ja) | 熱間鍛造金型用肉盛溶接材料及びその溶接材料を用いた熱間鍛造用金型 | |
EP3369521A1 (en) | Weld filler additive and method of welding | |
JP5917312B2 (ja) | 蒸気弁装置およびその製造方法 | |
US9346132B2 (en) | Metal chemistry for improved weldability of super alloys | |
CN104511702A (zh) | 用于焊接超级合金的焊接材料 | |
JP7163009B2 (ja) | 高温摺動部材および蒸気タービン | |
US6713722B2 (en) | Rotor and method for welding an element of a rotor | |
JP5554192B2 (ja) | Co基硬化肉盛材料及び肉盛方法 | |
JP5283139B2 (ja) | 低熱膨張Ni基超合金 | |
CN107810087A (zh) | 一种使用填充金属通过焊接连接FeCrAl合金和FeNiCr合金的方法 | |
EP2564978B1 (en) | Filler metal chemistry for improved weldability of super alloys | |
KR102326108B1 (ko) | 슈퍼 오스테나이트 스테인리스강의 용접이음부 제조방법 | |
WO2020116588A1 (ja) | フェライト系耐熱鋼溶接継手の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20170627 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20181109 |
|
A625 | Written request for application examination (by other person) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625 Effective date: 20200605 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210317 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210511 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210630 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20211005 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211126 |
|
C60 | Trial request (containing other claim documents, opposition documents) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60 Effective date: 20211126 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20211208 |
|
C21 | Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21 Effective date: 20211214 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20220124 |
|
A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20220218 |
|
C211 | Notice of termination of reconsideration by examiners before appeal proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C211 Effective date: 20220222 |
|
C22 | Notice of designation (change) of administrative judge |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C22 Effective date: 20220531 |
|
C13 | Notice of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C13 Effective date: 20220614 |
|
C302 | Record of communication |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C302 Effective date: 20220802 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220804 |
|
C23 | Notice of termination of proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C23 Effective date: 20220913 |
|
C03 | Trial/appeal decision taken |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C03 Effective date: 20221011 |
|
C30A | Notification sent |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C3012 Effective date: 20221011 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221019 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7163009 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |