JPH09310156A - Steam turbine rotor material for high temperature use - Google Patents

Steam turbine rotor material for high temperature use

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JPH09310156A
JPH09310156A JP12561096A JP12561096A JPH09310156A JP H09310156 A JPH09310156 A JP H09310156A JP 12561096 A JP12561096 A JP 12561096A JP 12561096 A JP12561096 A JP 12561096A JP H09310156 A JPH09310156 A JP H09310156A
Authority
JP
Japan
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present
high temperature
steam turbine
turbine rotor
strength
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP12561096A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akiji Fujita
明次 藤田
Masatomo Kamata
政智 鎌田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP12561096A priority Critical patent/JPH09310156A/en
Publication of JPH09310156A publication Critical patent/JPH09310156A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steam turbine rotor material excellent in high temp. strength and applicable under the steam condition of >=593 deg.C as for Cr base steel. SOLUTION: This material has a compsn. contg., by weight, 0.05 to 0.13% carbon, 0.01 to 0.1% silicon, 0.01 to 1% manganese, 10 to 11.5% chromium, 0.1 to 0.3% vanadium, niobium and/or tantalum by 0.01 to 0.2% in total, 0.01 to 0.1% nitrogen, 0.01 to 0.5% molybdenum, 0.9 to 3% tungsten, 0.1 to 2% cobalt, and the balance iron with inevitable impurities.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は高温用蒸気タービン
ロータ材に関し、特に火力発電用蒸気タービンロータ材
として有利に適用しうる同材料に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high temperature steam turbine rotor material, and more particularly to the same material which can be advantageously applied as a steam turbine rotor material for thermal power generation.

【0002】[0002]

【従来の技術】火力発電用蒸気タービンプラントに用い
られる高温用ロータ材としては、CrMoV鋼や12C
r鋼があげられる。このうちCrMoV鋼は高温強度の
限界から566℃までの蒸気温度のプラントに制限され
る。一方、12Cr系鋼製のロータ材(例えば特公昭4
0−4137号公報など)は高温強度がCrMoV鋼よ
りも優れているため、593℃までの蒸気温度のプラン
トに適用することも可能であるが、これを越える温度に
対しては高温強度が不足することから蒸気タービンロー
タとしての適用は困難である。
2. Description of the Related Art High-temperature rotor materials used in steam turbine plants for thermal power generation include CrMoV steel and 12C.
r Steel is an example. Among them, CrMoV steel is limited to a plant having a steam temperature up to 566 ° C. due to the limit of high temperature strength. On the other hand, rotor material made of 12Cr steel (for example, Japanese Patent Publication
0-4137) has higher high temperature strength than CrMoV steel, so it can be applied to a plant with a steam temperature up to 593 ° C., but the high temperature strength is insufficient for temperatures exceeding this. Therefore, application as a steam turbine rotor is difficult.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は12
Cr系鋼の材料で593℃以上の蒸気条件で適用できる
高温強度の優れた高温用蒸気タービンロータ材を提供す
るものである。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention provides
An object of the present invention is to provide a high-temperature steam turbine rotor material excellent in high-temperature strength which is a Cr-based steel material and can be applied under a steam condition of 593 ° C. or higher.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意研究を
重ねた結果、以下に示す優れた高温用蒸気タービンロー
タ材を発明した。すなわち、本発明は(1)重量比で炭
素:0.05〜0.13%,シリコン:0.01〜0.
1%,マンガン:超0.1〜1%,クロム:10〜1
1.5%,バナジウム:0.1〜0.3%,ニオブ及び
/又はタンタルの合計:0.01〜0.2%,窒素:
0.01〜0.1%,モリブデン:0.01〜0.5
%,タングステン:0.9〜3%,コバルト:0.1〜
2%及び不可避的不純物及び鉄からなることを特徴とす
る高温用蒸気タービンロータ材(以下、この構成材を本
発明材1と略称する)、(2)重量比で炭素:0.05
〜0.13%,シリコン:0.01〜0.1%,マンガ
ン:0.01〜0.1%,クロム:10〜11.5%,
バナジウム:0.1〜0.3%,ニオブ及び/又はタン
タルの合計:0.01〜0.2%,窒素:0.01〜
0.1%,モリブデン:0.01〜0.5%,タングス
テン:0.9〜3%,コバルト:0.1〜2%及び不可
避的不純物及び鉄からなることを特徴とする高温用蒸気
タービンロータ材(以下、この構成材を本発明材2と略
称する)及び(3)重量比でボロン:0.001〜0.
01%を含むことを特徴とする上記(1)又は(2)記
載の高温用蒸気タービンロータ材(以下、この構成材を
本発明材3と略称する)である。
As a result of intensive studies, the inventors of the present invention have invented the following excellent high temperature steam turbine rotor material. That is, in the present invention, (1) weight ratio of carbon: 0.05 to 0.13%, silicon: 0.01 to 0.
1%, manganese: super 0.1-1%, chromium: 10-1
1.5%, vanadium: 0.1-0.3%, total of niobium and / or tantalum: 0.01-0.2%, nitrogen:
0.01-0.1%, molybdenum: 0.01-0.5
%, Tungsten: 0.9-3%, cobalt: 0.1
2%, unavoidable impurities and iron, which are characterized by high temperature steam turbine rotor material (hereinafter, this constituent material is abbreviated as material 1 of the present invention), (2) carbon by weight: 0.05
.About.0.13%, silicon: 0.01 to 0.1%, manganese: 0.01 to 0.1%, chromium: 10 to 11.5%,
Vanadium: 0.1-0.3%, total of niobium and / or tantalum: 0.01-0.2%, nitrogen: 0.01-
High temperature steam turbine characterized by comprising 0.1%, molybdenum: 0.01 to 0.5%, tungsten: 0.9 to 3%, cobalt: 0.1 to 2%, unavoidable impurities and iron. The rotor material (hereinafter, this constituent material is abbreviated as the present invention material 2) and (3) the weight ratio of boron: 0.001 to 0.
The high temperature steam turbine rotor material according to the above (1) or (2), characterized by containing 01% (hereinafter, this constituent material is abbreviated as the material 3 of the present invention).

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】以下、本発明材1〜3における成
分限定理由を説明する。但し、本発明材1,2及び3と
特定していない場合には本発明材1〜3を含めての説明
である。なお、以下の説明における%は重量%を意味す
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The reasons for limiting the components in the present invention materials 1 to 3 will be described below. However, unless specified as the present invention materials 1, 2, and 3, the present invention materials 1 to 3 are included in the description. In addition,% in the following description means weight%.

【0006】C:CはNとともに炭窒化物を形成しクリ
ープ破断強度の向上に寄与する。しかし、0.05%未
満では十分な効果は得られず、また0.13%を越える
と使用中に炭窒化物が凝集粗大化し高温長時間強度を劣
化させる。このため0.05〜0.13%とする。特に
好ましい範囲は0.08〜0.11%である。
C: C forms carbonitrides together with N and contributes to the improvement of creep rupture strength. However, if it is less than 0.05%, a sufficient effect cannot be obtained, and if it exceeds 0.13%, carbonitrides agglomerate and coarsen during use to deteriorate high-temperature long-term strength. Therefore, the content is set to 0.05 to 0.13%. A particularly preferable range is 0.08 to 0.11%.

【0007】Si:Siは脱酸材としての効果がある。
その効果は0.1%未満では十分ではない。また、Si
は高温強度、とりわけクリープ破断強さを低下させる。
このため、本発明材においては真空カーボン脱酸法を適
用することも併せて考慮し、製鋼において必要な最小限
度の添加とし、その範囲を0.01〜0.1%とする。
Si: Si is effective as a deoxidizer.
If the effect is less than 0.1%, it is not sufficient. In addition, Si
Reduces high temperature strength, especially creep rupture strength.
Therefore, in consideration of the application of the vacuum carbon deoxidizing method to the material of the present invention, the minimum addition necessary for steelmaking is made, and the range is 0.01 to 0.1%.

【0008】Mn:Mnも脱酸材として有用な元素であ
り、さらにδフェライトの生成を抑制する作用がある。
しかし、後述するNiと同様にクリープ破断強度が劣化
する。このため、1%を越える量の添加は好ましくな
い。また、Mnは不純物として混入するSの悪影響をM
nSを形成することで、無害化する作用もある。このた
め、0.01%以上の添加は必要である。但し、製鋼段
階での作り込みを考えた場合にはスクラップの管理をす
る上で超0.1%以上(0.1%を越える量)の方がコ
スト的にメリットがある。そこで本発明材1においては
Mnを超0.1〜1%とする。また、スクラップの管理
上のメリットを考慮しないでクリープ破断強度の改善及
びSの無害化を目的とする場合の本発明材2においては
Mnを0.01〜0.1%とする。
Mn: Mn is also an element useful as a deoxidizer, and has an action of suppressing the formation of δ ferrite.
However, the creep rupture strength deteriorates similarly to Ni described later. Therefore, it is not preferable to add more than 1%. In addition, Mn reduces the adverse effect of S mixed as an impurity by Mn.
Forming nS also has the effect of rendering it harmless. Therefore, addition of 0.01% or more is necessary. However, when considering the production in the steelmaking stage, it is more cost effective to manage scrap by more than 0.1% (amount exceeding 0.1%). Therefore, in the material 1 of the present invention, Mn is set to be more than 0.1 to 1%. Further, Mn is set to 0.01 to 0.1% in the material 2 of the present invention for the purpose of improving creep rupture strength and detoxifying S without considering the merit in scrap management.

【0009】Cr:Crは炭化物を形成しクリープ破断
強度の改善に寄与するとともに、マトリックス中に溶け
込んで耐酸化性を改善するとともにマトリックス自体を
強化して高温長時間側の強度の向上に寄与する。10%
未満であるとその効果が十分でなく、また11.5%を
越える量を添加するとδフェライトを生成しやすくなっ
て強度の低下や靱性の劣化をもたらす。このため、10
〜11.5%とする。特に好ましい範囲は10.2〜1
0.7%である。
Cr: Cr forms a carbide and contributes to the improvement of creep rupture strength. It also dissolves in the matrix to improve the oxidation resistance and strengthens the matrix itself to contribute to the improvement of the strength at high temperature and long time. . 10%
If it is less than the above range, the effect is not sufficient, and if it is added in an amount exceeding 11.5%, δ ferrite is likely to be formed, resulting in a decrease in strength and a deterioration in toughness. Therefore, 10
~ 11.5%. A particularly preferred range is 10.2-1
0.7%.

【0010】V:Vは炭窒化物となってクリープ破断強
度を改善する。0.1%未満では十分な効果が得られな
い。また、逆に0.3%を越える量を添加すると、むし
ろクリープ破断強度は低下してしまう。このため、0.
1〜0.3%とする。特に好ましい範囲は0.18〜
0.23%である。
V: V becomes a carbonitride to improve creep rupture strength. If it is less than 0.1%, a sufficient effect cannot be obtained. Conversely, if the amount exceeds 0.3%, the creep rupture strength is rather lowered. Therefore, 0.
1 to 0.3%. A particularly preferred range is 0.18
0.23%.

【0011】Nb及び/又はTa:Nb及び/又はTa
は炭窒化物を形成して高温強度の改善に寄与する。ま
た、高温で析出する炭化物(M236 )を微細にして長
時間ククリープ破断強度の改善に寄与する。0.01%
未満ではその効果はなく、またその合計量が0.2%を
越える量を添加すると鋼塊製造時に生成したNb又はT
aの炭窒化物が熱処理(溶体化処理:980〜1150
℃)時にマトリックスに十分に固溶できず、使用中に粗
大化して長時間のクリープ破断強度を低下させる。この
ため、Nb及び/又はTaの合計量を0.01〜0.2
%とする。特に好ましい範囲は0.03〜0.1%であ
る。
Nb and / or Ta: Nb and / or Ta
Forms carbonitrides and contributes to improvement of high temperature strength. Also, contributing to the improvement of long-time Kukuripu breaking strength in the fine carbides (M 23 C 6) to precipitate at high temperatures. 0.01%
If the total amount exceeds 0.2%, the effect will not be obtained, and if the total amount exceeds 0.2%, Nb or T produced during the steel ingot production will be produced.
The carbonitride of a is heat treated (solution treatment: 980 to 1150).
(° C), it does not form a solid solution sufficiently in the matrix, and it coarsens during use to reduce long-term creep rupture strength. Therefore, the total amount of Nb and / or Ta is 0.01 to 0.2.
%. A particularly preferred range is 0.03 to 0.1%.

【0012】N:NはCや合金元素とともに炭窒化物を
形成して高温強度の改善に寄与する。0.01%未満で
は十分な炭窒化物を形成することができないために、ク
リープ破断強度が十分に得られない。また、0.1%を
越える量を添加すると、長時間側で炭窒化物が凝集粗大
化して十分なクリープ破断強度を得ることができなくな
る。このため、0.01〜0.1%とする。特に好まし
い範囲は0.02〜0.07%である。
N: N forms carbonitrides together with C and alloy elements and contributes to improvement of high temperature strength. If it is less than 0.01%, sufficient carbonitride cannot be formed, so that sufficient creep rupture strength cannot be obtained. On the other hand, if the amount exceeds 0.1%, carbonitrides aggregate and grow over a long period of time, making it impossible to obtain sufficient creep rupture strength. Therefore, it is set to 0.01 to 0.1%. A particularly preferable range is 0.02 to 0.07%.

【0013】Mo:MoはWとともにマトリックス中に
固溶してクリープ破断強度を改善する。Moの単独の添
加であれば1.5%程度添加することが可能であるが、
本発明材のようにWを添加する場合、Wの方が高温強度
の改善に有効であり、またMo及びWを多量に添加する
とδフェライトが形成されてクリープ破断強度を劣化さ
せる。このため、Wの添加量とのバランスから0.5%
以下の添加となる。また、W単独では十分な高温強度が
発揮できないことから、僅かな添加でも必要であり、そ
の量は0.01%以上となる。したがって、Moの添加
量は0.01〜0.5%とする。特に好ましい範囲は
0.1〜0.4%である。
Mo: Mo forms a solid solution with W in the matrix to improve creep rupture strength. It is possible to add about 1.5% if Mo is added alone,
When W is added as in the case of the material of the present invention, W is more effective for improving the high-temperature strength, and when Mo and W are added in large amounts, δ ferrite is formed and the creep rupture strength is deteriorated. Therefore, from the balance with the added amount of W, 0.5%
The following additions are made. Further, W alone cannot exhibit sufficient high-temperature strength, so even a slight addition is necessary, and the amount is 0.01% or more. Therefore, the addition amount of Mo is set to 0.01 to 0.5%. A particularly preferred range is 0.1 to 0.4%.

【0014】W:Wは前述のようにMoとともにマトリ
ックス中に固溶してクリープ破断強度を改善する。Wは
Moよりも固溶体強化機能が強く有効な元素である。し
かし、多量に添加するとδフェライトや多量のラーベス
相を生成するため、逆にクリープ破断強度を劣化させ
る。このため、Moの添加量とのバランスを考慮して
0.9〜3%の添加とする。特に好ましい範囲は1.5
〜2.5%である。
W: W improves the creep rupture strength by forming a solid solution in the matrix together with Mo as described above. W is an element that has a stronger solid solution strengthening function than Mo and is effective. However, when a large amount is added, δ ferrite and a large amount of Laves phase are generated, and conversely, creep rupture strength is deteriorated. Therefore, in consideration of the balance with the addition amount of Mo, the addition amount is set to 0.9 to 3%. Particularly preferred range is 1.5
~ 2.5%.

【0015】Co:Coはマトリックスに固溶してδフ
ェライトの生成を抑制する。また、Niのように高温強
度を劣化させることはない。このため、Coを添加する
と、Coを添加しないものよりもCrやW,Mo等の強
化元素を多く添加することが可能となる。この結果、高
いクリープ破断強度を得ることが可能となる。しかし、
2%を越える量を添加すると、炭化物の析出を促進して
しまうために、長時間側のクリープ破断強度を劣化させ
てしまう。また、後述するように本発明材では通常添加
されるNiを完全排除している関係でδフェライトの生
成抑止や靱性確保をする上でCoの添加が不可欠であ
る。その効果は他の元素との関係にもよるが本発明材の
場合0.1%以上の添加が必要である。したがって0.
1〜2%の添加とする。特に好ましい範囲は0.8〜
1.9%である。
Co: Co forms a solid solution in the matrix and suppresses the formation of δ ferrite. Also, the high temperature strength is not deteriorated unlike Ni. Therefore, when Co is added, it becomes possible to add more strengthening elements such as Cr, W, and Mo than when Co is not added. As a result, high creep rupture strength can be obtained. But,
Addition of an amount exceeding 2% accelerates the precipitation of carbides, which deteriorates the creep rupture strength on the long-term side. Further, as will be described later, in the material of the present invention, the addition of Co is indispensable for suppressing the formation of δ ferrite and ensuring the toughness because Ni which is usually added is completely excluded. The effect depends on the relationship with other elements, but in the case of the material of the present invention, addition of 0.1% or more is necessary. Therefore, 0.
The addition is 1-2%. Particularly preferred range is 0.8 to
It is 1.9%.

【0016】B:Bは粒界強度を高くする作用がある。
このため、クリープ破断強度の改善に寄与する。しか
し、多量に添加すると熱間加工性が悪くなるとともに、
靱性が低下する。0.001%より少ない量ではBの効
果が十分に得られない。一方、0.01%を越える量を
添加すると熱間加工性や靱性が低下する。このため、本
発明材3においてはBの添加量は0.001〜0.01
%とする。特に好ましい範囲は0.003〜0.007
%である。
B: B has the effect of increasing the grain boundary strength.
This contributes to improvement in creep rupture strength. However, if added in a large amount, the hot workability deteriorates, and
The toughness decreases. If the amount is less than 0.001%, the effect of B cannot be sufficiently obtained. On the other hand, if the amount exceeds 0.01%, hot workability and toughness are reduced. Therefore, in the present invention material 3, the addition amount of B is 0.001 to 0.01.
%. A particularly preferred range is 0.003 to 0.007.
%.

【0017】本発明材では通常添加されるNiについて
は構成元素として特定していない。しかし、この元素は
本発明材のような材料の性質を左右する重要な元素の一
つであるので、以下にその理由を説明する。Niは靱性
を改善する上で有効な元素である。また、Cr当量を下
げてδフェライトの生成を抑制する効果もある。しか
し、この元素の添加はクリープ破断強度を低下させるた
め必要最小限度の添加が望まれている。本発明ではNi
の効果を発揮する元素としてCoを添加しており、Ni
の役割をCoによって置き換えている。このため高温強
度、とりわけクリープ破断強さに悪影響を及ぼすNiは
不可避的に混入する以外のものを完全に排除し、高温強
度の向上を図ったものが本発明材料であり、消極的な条
件とは云え、本発明の極めて重要な要件である。
In the material of the present invention, Ni which is usually added is not specified as a constituent element. However, this element is one of the important elements that influence the properties of the material such as the material of the present invention, and the reason will be described below. Ni is an element effective in improving toughness. It also has the effect of reducing the Cr equivalent to suppress the formation of δ ferrite. However, the addition of this element lowers the creep rupture strength, and therefore the addition to the minimum necessary amount is desired. In the present invention, Ni
Co is added as an element that exerts the effect of
Is replaced by Co. For this reason, Ni that adversely affects high temperature strength, especially creep rupture strength, is completely eliminated except for Ni which is unavoidably mixed in, and the material of the present invention aims to improve high temperature strength. However, it is a very important requirement of the present invention.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例をあげ、本発
明の効果を明らかにする。
EXAMPLES Hereinafter, specific examples of the present invention will be described to clarify the effects of the present invention.

【0019】(実施例1)以下、本発明材1に関する実
施例について説明する。表1には試験に供した材料の化
学成分をまとめて示す。全ての材料は50kg真空高周
波溶解炉にて溶製し試験材とした。この試験材を加熱温
度:1200℃にて熱間鍛造を行い、その後に以下の熱
処理を施した。熱処理は胴径1200φのロータを油冷
したときの中心部を模擬した焼入れ処理を行い、次いで
焼もどしは0.2%耐力がおよそ62〜68kgf/m
2 になるように各材料の焼もどし温度を決めて行っ
た。
(Example 1) An example of the material 1 of the present invention will be described below. Table 1 shows a summary of the chemical components of the materials used in the test. All materials were melted in a 50 kg vacuum high-frequency melting furnace and used as test materials. This test material was subjected to hot forging at a heating temperature of 1200 ° C., and then subjected to the following heat treatment. The heat treatment is a quenching process that simulates the center of a rotor with a body diameter of 1200φ when it is oil-cooled. Then, the tempering process has a 0.2% proof stress of about 62 to 68 kgf / m
The tempering temperature of each material was determined so as to be m 2 .

【0020】表2に本発明材1及び比較材の機械的性質
並びにクリープ破断強さを示す。常温引張試験の結果に
はほとんど差はないが、比較材の9の材料の伸び、絞り
が他の材料に比べて低くなっている。また、衝撃特性の
点では、比較材の材料番号9,10,11,14,1
6,17,20が低い値を示しており、本発明材に比べ
て靱性が低いことが明らかとなっている。また、表2に
は625℃の10万時間後のクリープ破断強さ(外挿
値)を示すが、この結果から明らかなように比較材の1
0を除いて本発明材1のクリープ破断強さは比較材に比
べて格段に優れていることがわかる。
Table 2 shows the mechanical properties and creep rupture strength of the invention material 1 and the comparative material. Although there is almost no difference in the results of the room temperature tensile test, the elongation and the reduction of the material of Comparative Material 9 are lower than those of the other materials. In terms of impact characteristics, the material numbers of the comparative materials are 9, 10, 11, 14, 1
6, 17, and 20 show low values, and it is clear that the toughness is lower than that of the material of the present invention. Further, Table 2 shows the creep rupture strength (extrapolated value) after 100,000 hours at 625 ° C.
Except for 0, the creep rupture strength of Inventive Material 1 is far superior to that of the Comparative Material.

【0021】[0021]

【表1】 [Table 1]

【0022】[0022]

【表2】 [Table 2]

【0023】(実施例2)以下、本発明材2に関する実
施例について説明する。表3には試験に供した材料の化
学成分をまとめて示す。全ての材料は実施例1と同様に
50kg真空高周波溶解炉にて溶製し試験材とした。こ
の試験材を加熱温度:1200℃にて熱間鍛造を行い、
その後に以下の熱処理を施した。熱処理は胴径1200
φのロータを油冷したときの中心部を模擬した焼入れ処
理を行い、次いで焼もどしは0.2%耐力がおよそ62
〜68kgf/mm2 になるように各材料の焼もどし温
度を決めて行った。
(Example 2) An example of the material 2 of the present invention will be described below. Table 3 collectively shows the chemical components of the materials used in the test. All materials were melted in a 50 kg vacuum high-frequency melting furnace in the same manner as in Example 1 to obtain test materials. This test material is subjected to hot forging at a heating temperature of 1200 ° C.
Thereafter, the following heat treatment was performed. Heat treatment is 1200
A φ rotor is oil-cooled, and a quenching process that simulates the central part is performed, and then tempering is performed with a 0.2% proof stress of approximately 62%.
The tempering temperature of each material was determined so as to be about 68 kgf / mm 2 .

【0024】表4に本発明材2及び比較として本発明材
1の機械的性質並びにクリープ破断強さを示す。この表
4から明らかなように常温引張試験の結果にはほとんど
差はない。ただし、衝撃特性において本発明材2はMn
が少なくなった関係で本発明材1に比べて若干衝撃値が
低くなっている。しかし、この低下は小さいものであり
問題となるものではない。一方、クリープ破断強さを比
較するとMnを低くしたことによって本発明材2は本発
明材1よりも明らかにクリープ破断強さが向上している
ことがわかる。
Table 4 shows the mechanical properties and creep rupture strength of the invention material 2 and the invention material 1 for comparison. As is clear from Table 4, there is almost no difference in the results of the room temperature tensile test. However, in the impact characteristics, the material 2 of the present invention has
The impact value is slightly lower than that of the material 1 of the present invention due to the decrease in the amount. However, this decrease is small and not a problem. On the other hand, comparing the creep rupture strengths, it can be seen that the material 2 of the present invention has a significantly higher creep rupture strength than the material 1 of the present invention by lowering Mn.

【0025】[0025]

【表3】 [Table 3]

【0026】[0026]

【表4】 [Table 4]

【0027】(実施例3)以下、本発明材3に関する実
施例について説明する。表5には試験に供した材料の化
学成分をまとめて示す。全ての材料は実施例1,2と同
様に50kg真空高周波溶解炉にて溶製し試験材とし
た。この試験材を加熱温度:1200℃にて熱間鍛造を
行い、その後に以下の熱処理を施した。熱処理は胴径1
200φのロータを油冷したときの中心部を模擬した焼
入れ処理を行い、次いで焼もどしは0.2%耐力がおよ
そ62〜68kgf/mm2 になるように各材料の焼も
どし温度を決めて行った。
(Example 3) An example of the material 3 of the present invention will be described below. Table 5 shows a summary of the chemical components of the materials used in the test. All materials were melted in a 50 kg vacuum high-frequency melting furnace in the same manner as in Examples 1 and 2 to prepare test materials. This test material was subjected to hot forging at a heating temperature of 1200 ° C., and then subjected to the following heat treatment. Heat treatment is body diameter 1
Quenching is performed by simulating the center part of a 200φ rotor when oil-cooled, and then tempering is performed by deciding the tempering temperature of each material so that the 0.2% proof stress is about 62 to 68 kgf / mm 2. It was

【0028】表6に本発明材3及び比較として本発明材
1並びに本発明材2の機械的性質並びにクリープ破断強
さを示す。この表6から明らかであるように本発明材
1,本発明材2並びに本発明材3の3材料とも機械的性
質においてほとんど差はない。クリープ破断強さを比較
するとBを添加した本発明材3はそれぞれ本発明材1並
びに本発明材2よりも明らかにクリープ破断強さが向上
していることがわかる。(本発明材3の31は同様な成
分の本発明材1の3にBを添加したものである。同様に
本発明材3の32は本発明材1の4に、本発明材3の3
3は本発明材2の21材に、本発明材3の34は本発明
材2の22に、本発明材3の35は本発明材2の23材
にそれぞれBを添加したものである。)
Table 6 shows the mechanical properties and creep rupture strength of Inventive material 3 and Comparative invention material 1 and Inventive material 2 for comparison. As is clear from Table 6, there is almost no difference in mechanical properties between the three materials of the present invention material 1, the present invention material 2 and the present invention material 3. Comparing the creep rupture strengths, it can be seen that the inventive material 3 containing B has a significantly improved creep rupture strength as compared with the inventive material 1 and the inventive material 2, respectively. (31 of the invention material 3 is obtained by adding B to 3 of the invention material 1 of the same composition. Similarly, 32 of the invention material 3 is 4 of the invention material 3 and 3 of the invention material 3.
3 is 21 of the invention material 2, 34 of the invention material 3 is 22 of the invention material 2, 35 of the invention material 3 is 23 of the invention material 2, and B is added. )

【0029】[0029]

【表5】 [Table 5]

【0030】[0030]

【表6】 [Table 6]

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明の高温用蒸気タービンロータ材
は、優れた高温強度を有するため、蒸気温度が593℃
を越える超々臨界圧発電プラント用の高温用蒸気タービ
ンロータ材として有用である。本発明により、現在の超
々臨界圧発電プラントをさらに高温化し、化石燃料の節
約に寄与するとともに二酸化炭素の発生量を低く抑える
上で有用なものであると言える。
The high temperature steam turbine rotor material of the present invention has excellent high temperature strength, so that the steam temperature is 593 ° C.
It is useful as a high temperature steam turbine rotor material for ultra-supercritical power generation plants exceeding 100. According to the present invention, it can be said that the present ultra-supercritical power plant is useful for further raising the temperature, contributing to the saving of fossil fuels, and keeping the amount of generated carbon dioxide low.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 重量比で炭素:0.05〜0.13%,
シリコン:0.01〜0.1%,マンガン:超0.1〜
1%,クロム:10〜11.5%,バナジウム:0.1
〜0.3%,ニオブ及び/又はタンタルの合計:0.0
1〜0.2%,窒素:0.01〜0.1%,モリブデ
ン:0.01〜0.5%,タングステン:0.9〜3
%,コバルト:0.1〜2%及び不可避的不純物及び鉄
からなることを特徴とする高温用蒸気タービンロータ
材。
1. Carbon by weight ratio: 0.05 to 0.13%,
Silicon: 0.01-0.1%, Manganese: Super 0.1-
1%, chromium: 10 to 11.5%, vanadium: 0.1
~ 0.3%, sum of niobium and / or tantalum: 0.0
1 to 0.2%, nitrogen: 0.01 to 0.1%, molybdenum: 0.01 to 0.5%, tungsten: 0.9 to 3
%, Cobalt: 0.1 to 2%, unavoidable impurities, and iron. A high temperature steam turbine rotor material.
【請求項2】 重量比で炭素:0.05〜0.13%,
シリコン:0.01〜0.1%,マンガン:0.01〜
0.1%,クロム:10〜11.5%,バナジウム:
0.1〜0.3%,ニオブ及び/又はタンタルの合計:
0.01〜0.2%,窒素:0.01〜0.1%,モリ
ブデン:0.01〜0.5%,タングステン:0.9〜
3%,コバルト:0.1〜2%及び不可避的不純物及び
鉄からなることを特徴とする高温用蒸気タービンロータ
材。
2. Carbon by weight ratio: 0.05 to 0.13%,
Silicon: 0.01 to 0.1%, manganese: 0.01 to
0.1%, chromium: 10 to 11.5%, vanadium:
0.1-0.3%, the sum of niobium and / or tantalum:
0.01-0.2%, nitrogen: 0.01-0.1%, molybdenum: 0.01-0.5%, tungsten: 0.9-
3%, cobalt: 0.1 to 2%, inevitable impurities, and iron. A high temperature steam turbine rotor material.
【請求項3】 重量比でボロン:0.001〜0.01
%を含むことを特徴とする請求項1又は2記載の高温用
蒸気タービンロータ材。
3. Boron: 0.001 to 0.01 by weight.
%, The high temperature steam turbine rotor material according to claim 1 or 2.
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