JPS59232247A - Nozzle having weldable structure for gas turbine - Google Patents

Nozzle having weldable structure for gas turbine

Info

Publication number
JPS59232247A
JPS59232247A JP10526883A JP10526883A JPS59232247A JP S59232247 A JPS59232247 A JP S59232247A JP 10526883 A JP10526883 A JP 10526883A JP 10526883 A JP10526883 A JP 10526883A JP S59232247 A JPS59232247 A JP S59232247A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nozzle
gas turbine
welding
less
alloy
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.)
Granted
Application number
JP10526883A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6331541B2 (en
Inventor
Hiromi Kozobara
楮原 広美
Tetsuo Kuroda
哲郎 黒田
Masahiko Sakamoto
坂本 征彦
Noritoshi Ishikawa
文紀 石川
Nobuyuki Iizuka
飯塚 信之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP10526883A priority Critical patent/JPS59232247A/en
Publication of JPS59232247A publication Critical patent/JPS59232247A/en
Publication of JPS6331541B2 publication Critical patent/JPS6331541B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To obtain a nozzle having a weldable structure and showing superior creep rupture strength for a gas turbine by using an alloy consisting of specified percentages of C, Si, Mn, Ni, Cr, W, B, Nb, Ti, Zr, Y and Co and having a specified total content of Y and Zr. CONSTITUTION:An alloy consisting of, by weight, 0.15-1% C, <=1% Si, <=1% Mn, 5-15% Ni, 18-35% Cr, 3-15% W, 0.003-0.1% B, 0.01-0.8% Nb, 0.01- 0.8% Ti, 0.01-0.8% Zr, 0.1-0.7% Y and the balance Co with inevitable impurities and satisfying Y+Zr=0.1-0.8% is prepd., and a nozzle having a weldable structure for a gas turbine is made of the alloy. The resulting weldable nozzle shows superior creep rupture strength, thermal fatigue resistance and corrosion resitance at about 850-900 deg.C.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ガスタービン用溶接構造ノズルに関する。[Detailed description of the invention] [Field of application of the invention] The present invention relates to a welded structure nozzle for a gas turbine.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

ガスタービンノズルは900〜100OCの腐食性ガス
にさらされる。しかし、従来、この様な高温に耐えられ
る耐熱合金はないので、第1図に示す様に、ノズルを中
空にして内部を空気で冷却し、ノズル衣面温耽を850
C以下にして使用している。その場合、ただ冷却空気を
流したのでは冷却効率が劣るため、多量の空気を流す必
要がある。しかし、多量の空気を流すとガス温か下が9
、ガスタービンの効率を下げてしまい好ましくない。
Gas turbine nozzles are exposed to corrosive gases at 900-100 OC. However, conventionally, there is no heat-resistant alloy that can withstand such high temperatures, so as shown in Figure 1, the nozzle is made hollow and the inside is cooled with air, reducing the nozzle surface temperature to 850%.
I am using it below C. In that case, simply flowing cooling air will result in poor cooling efficiency, so it is necessary to flow a large amount of air. However, when a large amount of air is passed through, the gas temperature drops to 9.
, which is undesirable because it lowers the efficiency of the gas turbine.

そこで、第1図に示すコア5をノズル内に入れ、ノズル
を二重構造にする。コア5は一端封じで、かつ、細孔が
多数設けられておシ、コア内部からの空気はこの細孔を
通りノズル内壁面に噴出し、ノズルを激しく冷却する。
Therefore, the core 5 shown in FIG. 1 is inserted into the nozzle to make the nozzle a double structure. The core 5 is sealed at one end and has a large number of pores, and air from inside the core passes through the pores and is ejected onto the inner wall surface of the nozzle, thereby intensely cooling the nozzle.

そのだめ、少量の空気でも効率よくノズル温度を下げる
。従って、ノズルには、使用状態において、内外の温度
差による熱応力によるクリープ損傷、起動の繰り返しに
よる熱疲労割れが発生する。
Instead, it efficiently lowers the nozzle temperature even with a small amount of air. Therefore, during use, the nozzle suffers from creep damage due to thermal stress due to temperature differences between inside and outside, and thermal fatigue cracking due to repeated activation.

ノズルは精密鋳造、コアは機械加工で製作し、最後に両
者を溶接し一体にする。従って、ノズルに適用する合金
は、いかに耐熱疲労性、クリープ破断強度、高温耐食性
が優れていても溶接性が悪ければ使用できない。
The nozzle is precision cast, the core is manufactured by machining, and finally the two are welded together. Therefore, no matter how good the alloy applied to the nozzle is in thermal fatigue resistance, creep rupture strength, and high temperature corrosion resistance, it cannot be used if it has poor weldability.

従来、溶接構造のガスタービンノズルには、上記特性の
バランスがとれたCo基合金F S X 414(表I
AI)が使用されている。しかし、これには加熱脆化に
よる熱疲労割れが短期に発生し、ガスタービンの信頼性
は著しく低下している。そこで、本発明者は、先に、C
o基合金にN’ri%Nb、Zrを添加して、耐熱疲労
性を改善した合金を提案した(特願昭53−14913
5)。
Conventionally, welded gas turbine nozzles have been manufactured using Co-based alloy F S X 414 (Table I
AI) is used. However, thermal fatigue cracking due to heating embrittlement occurs in a short period of time, and the reliability of the gas turbine is significantly reduced. Therefore, the inventor first conducted C
We proposed an alloy with improved thermal fatigue resistance by adding N'ri%Nb and Zr to the
5).

ところで、近年ガスタービンの高効率化のためガスター
ビンノズルを、800〜950Cの温度に耐えうるよう
に設計せざるを得なくなってきた。
Incidentally, in recent years, in order to improve the efficiency of gas turbines, it has become necessary to design gas turbine nozzles so that they can withstand temperatures of 800 to 950C.

というのは、高効率化のためにガス温度を上げても、ノ
ズル用合金が850C以下でしか使えないなら、多量の
冷却空気が必要となシ、その結果、ガス温度も下がって
しまい、ガスタービンの効率は低下してし−まうからで
ある。従って、どうしても850C〜950Cにおいて
、前記特性のバランスのとれたCo基合金の開発が必要
となってきた。ところが、前記提案(特願昭53−14
9135)のCo基合金は、耐熱疲労性、クリープ破断
特性は良いが、8500以上において、高温耐食性が急
激に低下する。一方、Yを添加したCo基合金(特願昭
457123130 )は、8500以上での高温耐食
性は優れているが、溶接ができないという欠点がある。
This is because even if the gas temperature is raised to improve efficiency, if the nozzle alloy can only be used at temperatures below 850C, a large amount of cooling air will be required, and as a result, the gas temperature will drop, causing the gas temperature to drop. This is because the efficiency of the turbine decreases. Therefore, it has become necessary to develop a Co-based alloy with well-balanced properties in the range of 850C to 950C. However, the above proposal (Japanese Patent Application No. 53-14)
The Co-based alloy of 9135) has good thermal fatigue resistance and creep rupture properties, but the high temperature corrosion resistance rapidly decreases at 8500 or higher. On the other hand, a Co-based alloy to which Y is added (Japanese Patent Application No. 457123130) has excellent high-temperature corrosion resistance at temperatures above 8500, but has the disadvantage that it cannot be welded.

本発明者は、1)Yo、1wt%以上で高温耐食性が著
しく改善され、2 ) Y 0.1〜Q、、7 w t
%以内では溶接性が改善され、3)溶接性には、Zrの
影響が犬きく 、Z r o、 s V/ t%以上で
は溶接不能となり、4)しかし、Yと7.rが共存する
ときは、Y + Z r−0,1〜0.8 w 1%を
満タセハ溶接可能であることを見い出した。
The present inventor has found that 1) high temperature corrosion resistance is significantly improved when Yo is 1 wt% or more, and 2) when Y is 0.1 to Q, 7 wt
% or less, weldability is improved; 3) weldability is significantly affected by Zr; if Zr o, s V/t% or more, welding becomes impossible; 4) However, when Y and 7. It has been found that when r coexists, Y + Z r-0.1 to 0.8 w 1% can be fully welded.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本出願に係る第1発明及び第2発明の目的は、850〜
900Cにおける、クリープ破断強度、耐熱疲労性、耐
食性に優れ、かつ、溶接可能なガスタービン用溶接構造
ノズルを提供することを目的とする。
The purpose of the first invention and the second invention according to the present application is to
It is an object of the present invention to provide a welded structure nozzle for a gas turbine that has excellent creep rupture strength, thermal fatigue resistance, and corrosion resistance at 900C, and can be welded.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本出願に係る第1発明は、C0,15〜l w i%、
511wt%以下、M’rl I W t%以下、Ni
5〜15wt%、Cr18〜35wt%、W3〜15w
t%、J30.003〜0.1 W 1%、Nb01o
1〜o、swt%、T iO,01〜o、s w 1%
、Zr0.01〜0.8wt%、Y O,1〜0.7 
W 1%、残部Coおよび不可避の不純物からなり、Y
+zr=o、t〜o、 s w 1%である合金からな
るガスタービン用溶接構造ノズルである。
The first invention according to the present application is C0,15~l w i%,
511 wt% or less, M'rl I W t% or less, Ni
5-15wt%, Cr18-35wt%, W3-15w
t%, J30.003~0.1 W 1%, Nb01o
1~o, sw %, TiO, 01~o, s w 1%
, Zr0.01-0.8wt%, Y O,1-0.7
Consisting of W 1%, balance Co and unavoidable impurities, Y
This is a welded structure nozzle for a gas turbine made of an alloy in which +zr=o, t~o, s w 1%.

第2発明は、C0,15〜Q、 6W 1%、5itW
j%以下、Mn1wt%以下、N l) 5〜1,5w
t%、crts 〜35wt%、W3〜1−5wt%、
B O,003〜0.I W 1%、Nb O,01〜
0.8w t%、’r i o、o i 〜o、sw 
t%、Z r 0.01〜0.8Wi%、Yo、1〜0
.7wt%、Fe10wt%以下、残部Coおよび不可
避の不純物よりなり、Y+zr=o、t〜0.8wt%
である合金からなるガスタービン用溶接構造ノズルであ
る。
The second invention is C0,15~Q, 6W 1%, 5itW
j% or less, Mn1wt% or less, Nl) 5-1.5w
t%, crts ~35wt%, W3~1-5wt%,
BO, 003~0. IW 1%, NbO, 01~
0.8 w t%, 'ri o, o i ~o, sw
t%, Z r 0.01-0.8Wi%, Yo, 1-0
.. 7wt%, Fe 10wt% or less, balance Co and unavoidable impurities, Y+zr=o, t~0.8wt%
This is a welded structure nozzle for gas turbines made of an alloy.

次に第1発明における各元素の成分限定理由を述べる。Next, the reason for limiting the composition of each element in the first invention will be described.

以下%はwt%を表わす。Below, % represents wt%.

C0,15〜1% Cは合金の強、吠を上げるために必須のものである。し
かし、0.15%より少ないと所望の強度が得られない
。また、1%を越えると粗大なデンドライト状炭化物が
晶出するため、耐熱疲労性が低下する他、高温で長時間
加熱した場合、炭化物の凝集が起こシ延性を低下させる
。特に0.2〜0.4%が、以下で述べるTt、 Nb
、zr量との組合せに対し好ましい。
C0.15~1% C is essential for increasing the strength and strength of the alloy. However, if it is less than 0.15%, the desired strength cannot be obtained. Moreover, if it exceeds 1%, coarse dendrite-like carbides will crystallize, resulting in a decrease in thermal fatigue resistance, and when heated at high temperatures for a long time, carbides will agglomerate, resulting in a decrease in ductility. In particular, 0.2 to 0.4% is Tt, Nb, which will be described below.
, is preferable in combination with the amount of zr.

Si  1%以下 Siは一般に脱酸剤として加えるが、本発明においては
溶接性の点からも重要であり、さらにそれは耐酸化性を
向上させる。十分な効果を得るには0.3%以上がよい
。しかし、1%を越えると鋳造時に介在物を残す原因と
なり溶接性を低下さ亡るので1%以下とした。特に、0
.5〜1%が好ましい。
Si 1% or less Si is generally added as a deoxidizing agent, but in the present invention it is also important from the viewpoint of weldability, and furthermore, it improves oxidation resistance. In order to obtain a sufficient effect, the content is preferably 0.3% or more. However, if it exceeds 1%, it causes inclusions to remain during casting, resulting in a decrease in weldability, so it is set at 1% or less. In particular, 0
.. 5 to 1% is preferred.

W 3〜15% Wは高温強度向上の目的で3%以上添加されるが、逆に
15%を越えると高温延性及び面1酸化性と同時に溶接
性を悪くするので3〜15%とした。
W 3-15% W is added in an amount of 3% or more for the purpose of improving high-temperature strength, but on the other hand, if it exceeds 15%, high-temperature ductility and surface 1 oxidation property as well as weldability deteriorate, so W is added in an amount of 3-15%.

この中で6〜8%が好ましい。Among these, 6 to 8% is preferable.

Bo、003〜0.1% Bは高温強度および高部延性を向上させるために添加さ
れるが0.003%未満では効果がなく、また0、1%
を越えると溶接性に問題が生ずるので0.003〜0.
1%とした。この中で0. O(15〜0.015%が
好ましい。
Bo, 0.003~0.1% B is added to improve high temperature strength and high section ductility, but it has no effect if it is less than 0.003%, and 0.1%
If it exceeds 0.003 to 0.003, problems will occur in weldability.
It was set at 1%. Among these, 0. O (15 to 0.015% is preferred.

7、r  O,01〜0.8% Ti 0.01〜0.8% Nb0.01〜0.8% TiとNbとzrはそれらの組合せによる複合添加させ
ることによシ一層大きな効果を示すものである。これら
の元素は特に上述および以下に述べるC量、W量、B量
、Cr量およびNi量において最適の関係を示すもので
ある。
7. r O, 01-0.8% Ti 0.01-0.8% Nb 0.01-0.8% Ti, Nb, and zr show even greater effects by adding a combination of them. It is something. These elements exhibit an optimal relationship particularly in the above and below-mentioned C content, W content, B content, Cr content, and Ni content.

一般にzr、TiおよびNbは炭化物析出強化元素とし
て耐熱合金に用いられ炭化物の析出による強化を目的と
したものでおる。本発明者らはzr、 TfおよびNb
の複合添加により高強度高靭性が得られることが判明し
たのである。これらの元素はいずれも0.01%未満で
は目標とする高温強度および高温延性が得られない。す
なわち、これらの元素の微量の添加により共晶炭化物お
よび粒界炭化物の分割作用、二次炭化物の粗大化抑制、
さらには脱酸、脱窒作用が得られ、クリープ破断強度と
破断時の伸び、絞りが著しく向上する。
Generally, zr, Ti, and Nb are used as carbide precipitation strengthening elements in heat-resistant alloys for the purpose of strengthening by carbide precipitation. We found that zr, Tf and Nb
It was found that high strength and high toughness can be obtained by the combined addition of . If the content of any of these elements is less than 0.01%, the target high temperature strength and high temperature ductility cannot be obtained. In other words, the addition of trace amounts of these elements has the effect of splitting eutectic carbides and grain boundary carbides, suppressing coarsening of secondary carbides,
Furthermore, deoxidizing and denitrifying effects can be obtained, and creep rupture strength, elongation at break, and reduction of area are significantly improved.

しかし、これらの元素はいずれも0.8%を越えると介
在物の形成を多くしたシあるいは炭化物の凝集、脆化を
起こす。また、zrは0.8%以上ではYとともにNi
、coと低融点共晶を形成して溶接割れを加速する。さ
らにNbは0.8%以上では耐酸化性を著しく悪くする
。従って、これらの元素は0.01〜0.8%とした。
However, if the content of any of these elements exceeds 0.8%, it causes increased formation of inclusions, agglomeration of carbides, and embrittlement. In addition, when zr is 0.8% or more, Ni as well as Y
, and co to form a low melting point eutectic to accelerate weld cracking. Furthermore, if Nb exceeds 0.8%, the oxidation resistance will be significantly deteriorated. Therefore, these elements were set at 0.01 to 0.8%.

この中でT i 0.05〜0.5%、N b O,1
〜0.6%およびZr0.05〜0.25%が好しい。
Among these, Ti 0.05-0.5%, N b O,1
~0.6% and Zr 0.05-0.25% are preferred.

特にT i o、 t〜0.2%、NbO,2〜0.3
%およびZr0.1〜0.2%の組合せが最もすぐれて
いる。
Especially Tio, t~0.2%, NbO, 2~0.3
% and 0.1 to 0.2% of Zr is the best combination.

Yの添加量は耐高温腐食性と溶接性の点から非常に重要
である。耐高温腐食性の点からは少なくとも0.1%は
必要であシ、多いほど効果が大きい。
The amount of Y added is very important from the viewpoint of high temperature corrosion resistance and weldability. From the viewpoint of high-temperature corrosion resistance, at least 0.1% is necessary, and the larger the amount, the greater the effect.

しかし、0.7%以上では効果が小さい。また、溶接性
の点からも0.1〜0.7%が好ましい。両特性を総合
すると特に0.15〜0.5%が好ましい。
However, if it exceeds 0.7%, the effect is small. Further, from the viewpoint of weldability, the content is preferably 0.1 to 0.7%. Considering both characteristics, 0.15 to 0.5% is particularly preferable.

Mn  1%以下 Mnは“Siと同様脱酸剤として添加されるが、十分な
効果を得るには0.3%以上がよい。しかし1%を越え
ると耐酸化性を悪くする。特に0.4〜0.6%が好ま
しい。また、真空溶解においては0.3%以下でもよい
Mn 1% or lessMn is added as a deoxidizing agent like Si, but it is preferably 0.3% or more to obtain a sufficient effect.However, if it exceeds 1%, oxidation resistance deteriorates.Especially 0.3% or more. It is preferably 4 to 0.6%.In addition, it may be 0.3% or less in vacuum melting.

Ni  5〜15% Niは高温強度を向上させるために5%以上含有される
が、多くしても添加量の割には強度改善が期待されない
ので5〜15%とした。この中でも9.5〜11.5%
が好ましい。
Ni 5-15% Ni is contained in an amount of 5% or more in order to improve high-temperature strength, but even if it is increased, no improvement in strength is expected considering the amount added, so it is set at 5-15%. Among these, 9.5 to 11.5%
is preferred.

Cr 18〜35% CrはTiとの関係でコールドショットおよび炭化物の
内部酸化を受けないように範囲を選ぶべきである。Cr
は耐酸化性を向上させるために、18%以上必要である
。しかし、35%を越えるとコールドショットの生成、
防用中に生ずる炭化物の内部酸化によシ高温延性の低下
をきたしさらに高温長時間使用中に脆化をきたす原因に
なる。
Cr 18-35% Cr should be selected in a range so as not to undergo cold shot and internal oxidation of carbides in relation to Ti. Cr
is required to be 18% or more in order to improve oxidation resistance. However, if it exceeds 35%, cold shots will occur,
The internal oxidation of carbides that occurs during use causes a decrease in high-temperature ductility, which further causes embrittlement during long-term use at high temperatures.

この中で28〜31%が好ましい。Among these, 28 to 31% is preferable.

Y+Zr  0.1〜0.8% Y+Zr=0.1〜0.8%を満たせば溶接可能である
。溶接割れはS量に比例するが、少量のY添加において
は、YがSを固着するため溶接性が改善される。しかし
、Y+Zr=0.8%以上になると(Ni、Co)−(
Y、Zr )の低融点共量が多社に晶出し、溶接時の高
温割れを多情に発生させるものと思われる。従って、Y
+Zr=0.1〜0.8%を満すことが、高温耐食性と
溶接性を同時に満足するためには重要である。その中で
、特にY+Z r=0.15〜O15%が好ましい。
Y+Zr 0.1-0.8% Welding is possible if Y+Zr=0.1-0.8% is satisfied. Weld cracking is proportional to the amount of S, but when a small amount of Y is added, Y fixes S, so weldability is improved. However, when Y + Zr = 0.8% or more, (Ni, Co) - (
It is thought that the low melting point co-content of Y, Zr) crystallizes in many cases and causes high temperature cracking during welding. Therefore, Y
It is important to satisfy +Zr=0.1 to 0.8% in order to simultaneously satisfy high temperature corrosion resistance and weldability. Among these, Y+Z r = 0.15 to 15% is particularly preferred.

第2発明では、第1発明と次の点で異なシ、その他は同
じである。
The second invention differs from the first invention in the following points and is otherwise the same.

C0,15〜0.6% Cは合金の強度を上げるため必須であるが、Feの添加
によシ高温強度が維持されるのでCの添加量の上限は第
1発明よりも低くできる。
C0.15-0.6% C is essential to increase the strength of the alloy, but since high temperature strength is maintained by adding Fe, the upper limit of the amount of C added can be lower than in the first invention.

Fe  10%以下 peはC,Si、Mn、w、Nb、’J’i、Zr。Fe 10% or less pe is C, Si, Mn, w, Nb, 'J'i, Zr.

Bなどの添加に際し、母合金として添加することによっ
てこれらの添加の歩留シを高めるのに有効でおる。しか
し10%を越えると高温強度を低める。特に高い高温強
度を維持するのに4%以下がよい。
When adding B and the like, adding it as a master alloy is effective in increasing the yield of these additions. However, if it exceeds 10%, the high temperature strength will be lowered. In particular, the content is preferably 4% or less in order to maintain high high temperature strength.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

実施例1 0ストワツクス法ニて、100+nmX 2.00mm
×15+nmの素材を製作した。溶解は高周波真空溶解
、鋳造はAr雰囲気で行なった。熱処理は、1230C
X4hr保持後室温まで空冷した。この素材から高温腐
食試験片(5間X10mX15腑)、パレストレイン溶
接試欲片(6mmX6’OmmX200m)を採取し、
試験に供した。別表に各試料の化学成分を示す。A1.
A2が従来合金で、A4〜通8が本発明の実施例に係る
合金である。A9.A10は比較例である。
Example 1 100+nmX 2.00mm using 0 stwax method
A material of ×15+nm was fabricated. Melting was carried out by high frequency vacuum melting, and casting was carried out in an Ar atmosphere. Heat treatment is 1230C
After being maintained for 4 hours, it was air cooled to room temperature. A high-temperature corrosion test piece (5 mm x 10 m x 15 m) and a palestrain welding test piece (6 mm x 6'Omm x 200 m) were collected from this material.
Tested. The chemical composition of each sample is shown in the attached table. A1.
A2 is a conventional alloy, and A4 to A8 are alloys according to examples of the present invention. A9. A10 is a comparative example.

耐高温腐食性は、Na2SO425%NaCt塗布法に
て、850C1900C,100OCで各々500時間
保持後、腐食減量で評価した。
High-temperature corrosion resistance was evaluated by corrosion weight loss after holding at 850C, 1900C, and 100OC for 500 hours using a Na2SO425%NaCt coating method.

溶接性は、パレストレイン溶接試験機にて試験した。入
熱量7’920 J /catSt流110AX’を圧
12V、溶接速度IQCrn/miq、歪量1%(板厚
6喘、曲げ半径300mm)で行なった。溶接棒は、C
011%、Cr2O,5%、W15%、Ni10.5%
、Fe2.5%、NbO,15%、T io、 t 5
%、Z r 0.05%、Yo、15%、sio、s%
、Mn1.1%、Ba1.coの組成でおる。
Weldability was tested using a Palestrain welding tester. The heat input was 7'920 J/catSt flow 110AX', the pressure was 12V, the welding speed IQCrn/miq, and the strain was 1% (plate thickness 6mm, bending radius 300mm). The welding rod is C
011%, Cr2O, 5%, W15%, Ni10.5%
, Fe2.5%, NbO, 15%, Tio, t5
%, Z r 0.05%, Yo, 15%, sio, s%
, Mn1.1%, Ba1. It has a composition of co.

溶接は、上記試験片の60X200m+nの面上に行な
った。
Welding was performed on the 60×200 m+n surface of the test piece.

第3図に高温腐食試験の結果を示す。y o、 i%(
煮5)は従来例(&2)の約2倍の耐食性がある。また
、Yo、6%(第8)以上ではほとんど腐食しなくなる
Figure 3 shows the results of the high temperature corrosion test. yo, i%(
Boiled 5) has about twice the corrosion resistance of the conventional example (&2). Moreover, when Yo is 6% (8th) or more, corrosion hardly occurs.

第4図から第6図までに溶接試験の結果を示す。Figures 4 to 6 show the results of the welding tests.

第4図は、溶接性とYの関係を示すものである。FIG. 4 shows the relationship between weldability and Y.

Yが0.7%を越えると急激に溶接性が低下する。If Y exceeds 0.7%, weldability will drop sharply.

なお、溶接割れ長さが3m以下の時にはノズルへの溶接
が可能である。なぜなら、FSX414(aai)の溶
接割れ長さは、第4図及び第6図に示すように3Mであ
シ、従来からFSX414についてはノズルへの溶接に
ついては問題がないからである。
Note that welding to the nozzle is possible when the weld crack length is 3 m or less. This is because the weld crack length of FSX414 (aai) is 3M as shown in FIGS. 4 and 6, and conventionally there has been no problem with welding FSX414 to the nozzle.

第5図は溶接性とZr量との関係を示している。FIG. 5 shows the relationship between weldability and Zr content.

Zr量の増加に比例して溶接性が著しく低下し、Zrが
0.8%を越えると溶接は困難であることがわかる。
It can be seen that the weldability significantly decreases in proportion to the increase in the Zr content, and welding becomes difficult when the Zr content exceeds 0.8%.

第6図は溶接性とY+Zr量との関係を示している。第
6図中の″ハンチング領域、言いかえれば、Y+Zr=
0.1〜0,8%においては溶接が可能であることがわ
かる。
FIG. 6 shows the relationship between weldability and Y+Zr content. The ``hunting area'' in Figure 6, in other words, Y+Zr=
It can be seen that welding is possible at 0.1 to 0.8%.

実施例2 第1図に示すノズルセグメント本体4をロストワックス
法にてアルゴンガス雰囲気中で精密鋳造した。ノズルの
成分は、Co26%、Cr 29.5%、W7.2%、
Ni1O,2%、Fe1.2%、Zr0115%、Ti
o、xs%、NbO,25%、YO25%、SiO,8
5%、Mn0.5%、Ba1.Coである。
Example 2 The nozzle segment main body 4 shown in FIG. 1 was precision cast in an argon gas atmosphere by the lost wax method. The components of the nozzle are Co26%, Cr29.5%, W7.2%,
Ni1O, 2%, Fe1.2%, Zr0115%, Ti
o, xs%, NbO, 25%, YO25%, SiO, 8
5%, Mn0.5%, Ba1. It is Co.

この鋳造品を目視、ザイグロ等で検査し、発見されたシ
ェルかみ、プローホール、その他のザイグロ欠陥等の鋳
造欠陥部をグラインダー等で除去し、除去部を、肉盛溶
接等にょシ溶接補修を行なった。
This casting product is inspected visually and with a Zygro, etc., and found casting defects such as shell bites, plowholes, and other Zygro defects are removed using a grinder, etc., and the removed parts are repaired by overlay welding, etc. I did it.

溶接棒は、1.6φで、組成は、co、i%、cr20
.5%、W15%、Ni10.5%、F e 2.5%
、Nb0.15%、T i 0.1 s%、zro、o
s%、YO315%、sio、s%、Mn1.1%、B
al 6 C。
The welding rod is 1.6φ and the composition is co, i%, cr20
.. 5%, W15%, Ni10.5%, Fe 2.5%
, Nb0.15%, T i 0.1 s%, zro, o
s%, YO315%, sio, s%, Mn1.1%, B
al6C.

である。溶接は、へりアーク溶接で、溶接電流80〜9
0A1溶接電圧10〜11V、溶接速度200關/ m
mで行った。
It is. Welding is edge arc welding with a welding current of 80 to 9.
0A1 welding voltage 10~11V, welding speed 200cm/m
I went with m.

なお、鋳造欠陥の溶接補修前に、1230tl’X4h
、ガス冷却の熱処理を行なった。
In addition, before welding repair of casting defects, 1230tl'X4h
, gas cooling heat treatment was performed.

次いで、同一の溶接条件で、ノズルセグメント本体4と
、8US304のコア5及びメクラ板6を夫々溶接部7
及び8で溶接した。すなわち、たとえば、第1図に示す
ように、メクラ板6は、ノズルセグメント本体4の先端
周(いわゆるアウターシュラウド部)に、また、コア5
は、ノズルセグメント本体4の根元周(いわゆるインナ
ーシュラウド部)に溶接した。両部会は、特に棺密鋳造
品では溶接割れの発生しやすい部分である。
Next, under the same welding conditions, the nozzle segment main body 4, the core 5 of 8US304, and the blind plate 6 are welded at the welded portion 7.
and 8 welded. That is, for example, as shown in FIG.
was welded around the base of the nozzle segment main body 4 (so-called inner shroud part). Both sections are particularly prone to weld cracking in closed coffin castings.

この様にして得られた、本発明の実施例に係る溶接構造
ガスタービンノズルは、溶接割れはなく、高温における
熱疲労性、耐食性、耐クリープ性に優れていた。
The welded gas turbine nozzle according to the example of the present invention thus obtained had no weld cracks and was excellent in thermal fatigue resistance, corrosion resistance, and creep resistance at high temperatures.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本出願に係る第1発明によれば、850〜900Cにお
けるクリープ破断強度、耐熱疲労性、耐食性に優れ、か
つ、溶接可能なガスタービン用溶接構造ノズルが得られ
る。また、本出願に係る第2発明によっても第1発明と
同じ効果をあげることができる。
According to the first invention of the present application, a welded structure nozzle for a gas turbine which is excellent in creep rupture strength at 850 to 900C, thermal fatigue resistance, and corrosion resistance and can be welded is obtained. Further, the second invention according to the present application can also achieve the same effects as the first invention.

【図面の簡単な説明】 第1図はガスタービンノズル断面構成図であυ、第2図
は第1図のA−A断面図である。第3図は高温腐食試j
験での腐食減量とY量との関係、第4図、第5図及び第
6図はパレストレイン溶接試験における割れの長さと、
それぞれ、Y量、Zr量及びY+Zr&との関係を示す
線図である。 1・・・リテナーリング、2・・・冷却空気流、3・・
・高温燃焼ガス流、4・・・ノズルセグメント本体、5
・・・コア、6・・・メクラ板、7,8・・・溶接部。 代理人 弁理士 鵜沼辰之 茅 l 口 / 茅20 $3 口 276− $4.目 γ(×) 茅5 固 lr(′/−9 第4 固 γ↑zr  (wt :l)
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram of a gas turbine nozzle, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1. Figure 3 shows high temperature corrosion test.
Figures 4, 5, and 6 show the relationship between corrosion loss and Y amount in the Palestrain welding test, and the relationship between the length of the crack in the Palestrain welding test,
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between Y amount, Zr amount, and Y+Zr&, respectively. 1... Retainer ring, 2... Cooling air flow, 3...
・High temperature combustion gas flow, 4... Nozzle segment body, 5
... Core, 6 ... Blank plate, 7, 8 ... Welded part. Agent Patent Attorney Tatsuno Kaya Unuma l Mouth/ Kaya 20 $3 Mouth 276- $4. Eye γ (×) Chi 5 solid lr ('/-9 4th solid γ↑zr (wt :l)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1゜Co15〜Iwt%、511wt%以下、Mn1w
t%以下、Ni5〜15wt%、Cr18〜35wt%
、W3〜15wt%、Bo、003〜0.1 w 1%
、Nb0.01〜o、 s w 1%、Tio、oi 
〜o、swt%、Z r 0.01〜0.8W 1%、
Yo、1〜0.7 W 1%、残部COおよび不可避の
不純物からな’)、y+z r ==0.1〜0.8w
 1%である合金からなるガスタービン用溶接構造ノズ
ル。 =0.01〜0.17 である特許請求の範囲第1項記載のガスタービン用溶接
構造ノズル。 ’I’ i (at%)+Nb(at%)+Zr(at
%)3 、−            XZ r (w
t%)C(at%) =0.03〜0.08 である特許請求の範囲第2項記載のガスタービン用溶接
構造ノズル。 4、C0,15〜0.6 W 1%、511wt%以下
、Mn1wt%以下、Ni5〜15wt%、Cr18〜
35wt%、W3〜15wt%、Bo、003〜0. 
I W 1%、NbO,01〜0.8 W 1%、Ti
O,01〜0.8 w 1%、Z r 0.01〜0.
8w 1%、Y 0.1〜0.7 w 1%、’pel
Qwt%以下、残部Coおよび不可避の不純物よりなり
、Y+Zr=061〜o、swt%である合金からなる
ガスタービン用溶接構造ノズル。 =0.01〜0.17 W 1% である特許請求の範囲第4項記載のガスタービン用溶接
構造ノズル。 =0.03〜Q、93wt% である特許請求の範囲第5項記載のガスタービン用溶接
構造ノズル。
[Claims] 1°Co15~Iwt%, 511wt% or less, Mn1w
t% or less, Ni5-15wt%, Cr18-35wt%
, W3~15wt%, Bo, 003~0.1 w 1%
, Nb0.01~o, s w 1%, Tio, oi
~o, swt%, Z r 0.01~0.8W 1%,
Yo, 1~0.7 W 1%, balance from CO and unavoidable impurities'), y+z r ==0.1~0.8w
A welded structure nozzle for gas turbines made of a 1% alloy. The welded structure nozzle for a gas turbine according to claim 1, wherein: =0.01 to 0.17. 'I' i (at%) + Nb (at%) + Zr (at
%)3, -XZ r (w
The welded structure nozzle for a gas turbine according to claim 2, wherein C(at%) = 0.03 to 0.08. 4, C0,15~0.6 W 1%, 511 wt% or less, Mn 1 wt% or less, Ni 5~15 wt%, Cr18~
35wt%, W3-15wt%, Bo, 003-0.
IW 1%, NbO, 01-0.8 W 1%, Ti
O, 01-0.8 w 1%, Z r 0.01-0.
8w 1%, Y 0.1~0.7 w 1%, 'pel
A welded structure nozzle for a gas turbine made of an alloy consisting of Qwt% or less, the balance being Co and unavoidable impurities, and Y+Zr=061 to o, swt%. The welded structure nozzle for a gas turbine according to claim 4, wherein W = 0.01 to 0.17 W 1%. The welded structure nozzle for a gas turbine according to claim 5, wherein: =0.03 to Q, 93wt%.
JP10526883A 1983-06-13 1983-06-13 Nozzle having weldable structure for gas turbine Granted JPS59232247A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10526883A JPS59232247A (en) 1983-06-13 1983-06-13 Nozzle having weldable structure for gas turbine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10526883A JPS59232247A (en) 1983-06-13 1983-06-13 Nozzle having weldable structure for gas turbine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59232247A true JPS59232247A (en) 1984-12-27
JPS6331541B2 JPS6331541B2 (en) 1988-06-24

Family

ID=14402909

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10526883A Granted JPS59232247A (en) 1983-06-13 1983-06-13 Nozzle having weldable structure for gas turbine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS59232247A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6311638A (en) * 1986-03-20 1988-01-19 Hitachi Ltd Cobalt-base alloy having high strength and high toughness and its production
IT201800003601A1 (en) * 2018-03-15 2019-09-15 Nuovo Pignone Tecnologie Srl HIGH-PERFORMANCE METAL ALLOY FOR ADDITIVE MANUFACTURING OF MACHINE COMPONENTS

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5576038A (en) * 1978-12-04 1980-06-07 Hitachi Ltd High strength high toughness cobalt-base alloy

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5576038A (en) * 1978-12-04 1980-06-07 Hitachi Ltd High strength high toughness cobalt-base alloy

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6311638A (en) * 1986-03-20 1988-01-19 Hitachi Ltd Cobalt-base alloy having high strength and high toughness and its production
IT201800003601A1 (en) * 2018-03-15 2019-09-15 Nuovo Pignone Tecnologie Srl HIGH-PERFORMANCE METAL ALLOY FOR ADDITIVE MANUFACTURING OF MACHINE COMPONENTS
WO2019174789A1 (en) * 2018-03-15 2019-09-19 Nuovo Pignone Tecnologie - S.R.L. High-performance metal alloy for additive manufacturing of machine components
RU2750946C1 (en) * 2018-03-15 2021-07-06 НУОВО ПИНЬОНЕ ТЕКНОЛОДЖИ - С.р.л. High performance metal alloy for additive manufacture of machine parts
US11584976B2 (en) 2018-03-15 2023-02-21 Nuovo Pignone Tecnologie —S.R.L. High-performance metal alloy for additive manufacturing of machine components

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6331541B2 (en) 1988-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3629920B2 (en) Nozzle for gas turbine, gas turbine for power generation, Co-base alloy and welding material
US8491838B2 (en) Low thermal expansion Ni-base superalloy
JP3842717B2 (en) Welding material, welded structure, gas turbine rotor blade, and gas turbine rotor blade or stationary blade repair method
US6702906B2 (en) Ni-base heat resistant alloy and welded joint thereof
EP1717326B1 (en) Ni-based alloy member, method of producing the alloy member and turbine engine part
US4437913A (en) Cobalt base alloy
US4789412A (en) Cobalt-base alloy having high strength and high toughness, production process of the same, and gas turbine nozzle
EP1090710B1 (en) Superalloy weld composition and repaired turbine engine component
JP5147037B2 (en) Ni-base heat-resistant alloy for gas turbine combustor
EP0588657A1 (en) Controlled thermal expansion superalloy
EP2677053A1 (en) Ni-based alloy for welding material and welding wire, rod and powder
EP0074603B1 (en) Gas turbine nozzle having superior thermal fatigue resistance
EP0709477B1 (en) Heat-resistant nickel-based alloy excellent in weldability
US5882586A (en) Heat-resistant nickel-based alloy excellent in weldability
US6902633B2 (en) Nickel-base-alloy
EP2169087A2 (en) Nickel-based superalloy and gas turbine blade using the same
JP4520118B2 (en) Nickel alloy
JPS629659B2 (en)
WO1997010368A1 (en) Cobalt based alloy, and gas turbine nozzle and welding material made by using same
US5439640A (en) Controlled thermal expansion superalloy
JPS59232247A (en) Nozzle having weldable structure for gas turbine
EP2944704B1 (en) Nickel alloy composition
JPH07238349A (en) Heat resistant steel
JPS60100641A (en) Welded ni-base nozzle for gas turbine
JPH06277876A (en) Valve stem for diesel engine and its manufacture