JPS599129A - タ−ビンロ−タ材の応力徐去焼鈍方法 - Google Patents
タ−ビンロ−タ材の応力徐去焼鈍方法Info
- Publication number
- JPS599129A JPS599129A JP11886782A JP11886782A JPS599129A JP S599129 A JPS599129 A JP S599129A JP 11886782 A JP11886782 A JP 11886782A JP 11886782 A JP11886782 A JP 11886782A JP S599129 A JPS599129 A JP S599129A
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- Japan
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- annealing
- steel
- temp
- turbine rotor
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- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/28—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for plain shafts
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- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
焼鈍方法に関する。
近年蒸気タービンの高効率化，大容量化ＶＣ＃って高温
．高応力に耐えるタービンの設創が要求され、ロータの
素材もクローム−モリブデン−バナジウム鋼のような低
合金鋼から畠温強度の大きな鋼種の合金鋼への変更が必
要となった〇一方高温強度の大きな＃ｆｌｌのものをロ
ータ材として使用する場合、ロータの軸受ジャーナル部
の焼付防止および軸受箱シール部ロータ表面保護の問題
があり、こσ）問題を解決するた’ｌ’） Ｖ，タービ
ンロータのジャーナル部表面に低合金鋼が溶着被覆され
ているう ロータ材基部と被覆一利層との熱膨張率が異なる場合に
は、低合金鋼材な溶着被覆した後に応力が残存し、６Ｑ
Ｏ〜７００℃の焼鈍温度で溶着によ石残留応力を消滅さ
せても冷却過程で杓び大きな残留応力が発生する。この
残留応力によって、タービンの揮転時Ｋｒーータに加わ
る機械的な力ｐｃ対する許容応力が低下すること忙なる
。そのためＶＣ，前述０）よ５な熱膨張率の差によって
生］゛る残留応力？で汁るだ１１小さくすることが要ま
れる０＃１図１オタービンロークＨの要部断面図で１、
ｐ−タ材は一点鎖線で囲む部分ではオ−ステナイトステ
ンレス鋼の基部１が母材上り熱膨張率の小さい低合金鋼
の被覆層２で囲まれイ・構造にンＺ ツており、被覆層
２は基部１０岩面には合金用が肉盛溶着されて形成され
ている。
．高応力に耐えるタービンの設創が要求され、ロータの
素材もクローム−モリブデン−バナジウム鋼のような低
合金鋼から畠温強度の大きな鋼種の合金鋼への変更が必
要となった〇一方高温強度の大きな＃ｆｌｌのものをロ
ータ材として使用する場合、ロータの軸受ジャーナル部
の焼付防止および軸受箱シール部ロータ表面保護の問題
があり、こσ）問題を解決するた’ｌ’） Ｖ，タービ
ンロータのジャーナル部表面に低合金鋼が溶着被覆され
ているう ロータ材基部と被覆一利層との熱膨張率が異なる場合に
は、低合金鋼材な溶着被覆した後に応力が残存し、６Ｑ
Ｏ〜７００℃の焼鈍温度で溶着によ石残留応力を消滅さ
せても冷却過程で杓び大きな残留応力が発生する。この
残留応力によって、タービンの揮転時Ｋｒーータに加わ
る機械的な力ｐｃ対する許容応力が低下すること忙なる
。そのためＶＣ，前述０）よ５な熱膨張率の差によって
生］゛る残留応力？で汁るだ１１小さくすることが要ま
れる０＃１図１オタービンロークＨの要部断面図で１、
ｐ−タ材は一点鎖線で囲む部分ではオ−ステナイトステ
ンレス鋼の基部１が母材上り熱膨張率の小さい低合金鋼
の被覆層２で囲まれイ・構造にンＺ ツており、被覆層
２は基部１０岩面には合金用が肉盛溶着されて形成され
ている。
次に従来（ｒよるＬｌ−５カ除去焼鈍方法を実施例によ
って謂、明する。従来によるタービンロータ材の応力除
去焼鈍は、６００〜７００℃の範囲の焼鈍温度で長時間
保持して均一（で加熱してい・ら徐冷させ、熱膨張率の
差による残留ひず・ζをクリープ（・Ｃよツー〔できる
だけ打清す方法であつ１こ。こ（Ｉ）応力除去焼鈍を１
〒フｘ ５場げ、オース戸ナイ１−ステンレス鋼の熱膨
張率が極めて大きいのに比−て低合金銅σノ熱膨張率が
小さいＯ（−たがって、６００〜７００℃ σ）焼鈍温
度で溶着圧よろ残留前カケ消滅させても冷却されると、
熱膨張率の差により再び大きな残留応力整時に二ロータ
妬加わる機械的な力Ｋｉする￥Ｆ １６応力が低下する
こと（Ｃなるなどの欠点があった。また、１２％クロー
ム鋼のロータ母相に母相より熱膨張率の大きな低合金鋼
が溶着された場合の応力除去焼鈍として、積極的に被覆
Ｍ相当の表面をり−タ材基部の温度より低く保つことに
よって被ｒｇ鋼材層に引張り熱応力を発生させ、この部
分σ）クリープひず入で残留応力の一部を打消す方法が
あるが、オーステナイトステンレス鋼の熱膨張率が大き
〜・θ）に比べて低合金鋼の熱膨張率が相対的に小Ｐい
ことにより、熱応力によるクリープひずみで残留応力を
打消すためには、前述と逆の圧縮の熱応力を発生させる
ことが必要とされる。
って謂、明する。従来によるタービンロータ材の応力除
去焼鈍は、６００〜７００℃の範囲の焼鈍温度で長時間
保持して均一（で加熱してい・ら徐冷させ、熱膨張率の
差による残留ひず・ζをクリープ（・Ｃよツー〔できる
だけ打清す方法であつ１こ。こ（Ｉ）応力除去焼鈍を１
〒フｘ ５場げ、オース戸ナイ１−ステンレス鋼の熱膨
張率が極めて大きいのに比−て低合金銅σノ熱膨張率が
小さいＯ（−たがって、６００〜７００℃ σ）焼鈍温
度で溶着圧よろ残留前カケ消滅させても冷却されると、
熱膨張率の差により再び大きな残留応力整時に二ロータ
妬加わる機械的な力Ｋｉする￥Ｆ １６応力が低下する
こと（Ｃなるなどの欠点があった。また、１２％クロー
ム鋼のロータ母相に母相より熱膨張率の大きな低合金鋼
が溶着された場合の応力除去焼鈍として、積極的に被覆
Ｍ相当の表面をり−タ材基部の温度より低く保つことに
よって被ｒｇ鋼材層に引張り熱応力を発生させ、この部
分σ）クリープひず入で残留応力の一部を打消す方法が
あるが、オーステナイトステンレス鋼の熱膨張率が大き
〜・θ）に比べて低合金鋼の熱膨張率が相対的に小Ｐい
ことにより、熱応力によるクリープひずみで残留応力を
打消すためには、前述と逆の圧縮の熱応力を発生させる
ことが必要とされる。
本発明は上述σ）よ５ フｘ、問題点の解決をはかり、
ロータの基部と溶着した銅相の被覆層との間に熱膨張率
の差によって生ずる残留応力を均一に低減することので
きる応力除去焼鈍方法を提供することを目的とする。
ロータの基部と溶着した銅相の被覆層との間に熱膨張率
の差によって生ずる残留応力を均一に低減することので
きる応力除去焼鈍方法を提供することを目的とする。
本発明によれば、この目的は、合金鋼の母相からなるタ
ービンｐ−夕の所定部分の表面に該母材より熱膨張率の
小さい鋼材を溶着被覆した後に残存する応力を除去する
ための焼鈍方法であって、焼鈍温度に保持した後肢焼鈍
温度から常温に戻す少なくとも中間温度まで下がるまで
の期間を徐冷し、該徐冷期間の終期から前記被覆鋼材層
の表面を少なくとも焼鈍温度に近くなるまで魚速加熱し
、常温に戻す少なくとも所定温度まで下がるまでの期間
を比較的早く冷却し、前記所定温度の終期から常温まで
下がるまでの期間を徐冷することによって達せられる。
ービンｐ−夕の所定部分の表面に該母材より熱膨張率の
小さい鋼材を溶着被覆した後に残存する応力を除去する
ための焼鈍方法であって、焼鈍温度に保持した後肢焼鈍
温度から常温に戻す少なくとも中間温度まで下がるまで
の期間を徐冷し、該徐冷期間の終期から前記被覆鋼材層
の表面を少なくとも焼鈍温度に近くなるまで魚速加熱し
、常温に戻す少なくとも所定温度まで下がるまでの期間
を比較的早く冷却し、前記所定温度の終期から常温まで
下がるまでの期間を徐冷することによって達せられる。
以下本発明によるタービンのロータ材の応力除去焼鈍方
法を実施例によって説明する。
法を実施例によって説明する。
本発明によるタービンロータ材の応力除去焼鈍は、第１
図に示すオーステナイトステンレス鋼の基ｍ１が母材よ
り熱膨張率の小さい低合金鋼の被覆ｒｉ４２で囲まれろ
構造のもので、ロータ材基表面忙低合金鋼を溶着被罹し
た後に残存する応力を除去するための応力除去焼鈍方法
である。ロータ材基Ｍ１に低合金鋼を溶着して被橢層２
を形成した後、溶着により発生する残留応力を６００〜
７００℃の範囲の焼鈍温度で一担消滅させ１こ後、４０
０°Ｃ程Ｊｆ （７）温度までゆっくり冷却させる。そ
こで、被覆Ｒ２０表面な高温のガスま友は放射熱で急激
に６００℃よりやや旨い温度に加熱し、メースフシイト
ステンレス鋼の基部ｌの温度があまり上昇しない間に５
０（ｌｔ程度に急激に冷却−）る。七し゛〔温度を均一
に併っ゛〔急激な幌１ｉ変化によって生じｆ二局部的ｌ
Ｚ残留応力のヒータを消滅させ、その後回びし）やくつ
と常温まで冷却さぜる・ 上述のよ５な応力除去焼鈍方法によれば、４００℃８度
まで冷却し１こ状態で被覆層２にはすでに１０〜１５ｋ
ｇＡｎＩ程度σ）圧縮の残留応力を生じている。肉盛溶
着された被覆層２０部分が急加熱された状態では基部１
とのｒ１度差によりさらに７０ ｋｇ／冒程度の圧縮応
力が追加されることＫなるが）被覆！脩２を形成してい
る溶着金属の高温強度は６００℃前後では極めて小さく
、応力が発生する代りに塑性ひずみを生じ、楊ＹＪ’−
５ＱＯ’Ｃ程度シて戻ったときには引張りσ〕残留応力
を生じている。この引張りの残留応力によって、常温に
戻る過料で生ずる圧縮の残留応力の一部が打消されて結
果として残留応力が減少し、前述しｆこ所期の目的を達
成することができる。
図に示すオーステナイトステンレス鋼の基ｍ１が母材よ
り熱膨張率の小さい低合金鋼の被覆ｒｉ４２で囲まれろ
構造のもので、ロータ材基表面忙低合金鋼を溶着被罹し
た後に残存する応力を除去するための応力除去焼鈍方法
である。ロータ材基Ｍ１に低合金鋼を溶着して被橢層２
を形成した後、溶着により発生する残留応力を６００〜
７００℃の範囲の焼鈍温度で一担消滅させ１こ後、４０
０°Ｃ程Ｊｆ （７）温度までゆっくり冷却させる。そ
こで、被覆Ｒ２０表面な高温のガスま友は放射熱で急激
に６００℃よりやや旨い温度に加熱し、メースフシイト
ステンレス鋼の基部ｌの温度があまり上昇しない間に５
０（ｌｔ程度に急激に冷却−）る。七し゛〔温度を均一
に併っ゛〔急激な幌１ｉ変化によって生じｆ二局部的ｌ
Ｚ残留応力のヒータを消滅させ、その後回びし）やくつ
と常温まで冷却さぜる・ 上述のよ５な応力除去焼鈍方法によれば、４００℃８度
まで冷却し１こ状態で被覆層２にはすでに１０〜１５ｋ
ｇＡｎＩ程度σ）圧縮の残留応力を生じている。肉盛溶
着された被覆層２０部分が急加熱された状態では基部１
とのｒ１度差によりさらに７０ ｋｇ／冒程度の圧縮応
力が追加されることＫなるが）被覆！脩２を形成してい
る溶着金属の高温強度は６００℃前後では極めて小さく
、応力が発生する代りに塑性ひずみを生じ、楊ＹＪ’−
５ＱＯ’Ｃ程度シて戻ったときには引張りσ〕残留応力
を生じている。この引張りの残留応力によって、常温に
戻る過料で生ずる圧縮の残留応力の一部が打消されて結
果として残留応力が減少し、前述しｆこ所期の目的を達
成することができる。
次にオーステナイトステンレス鋼の基部表面に低炭素鋼
ヲ溶着した際の応力除去焼鈍方法の実施例について説明
する。オーステナイトステンレス鋼の基部表面に低炭素
＄７溶着した際生ずる残留応ノ１を、６２０〜６８０℃
の範囲の焼鈍温度で一担消滅させた後、４００〜５００
℃の範囲シこなるまでゆっくりとｍ度にむらがあｆ、り
生じない速度で冷却する。
ヲ溶着した際の応力除去焼鈍方法の実施例について説明
する。オーステナイトステンレス鋼の基部表面に低炭素
＄７溶着した際生ずる残留応ノ１を、６２０〜６８０℃
の範囲の焼鈍温度で一担消滅させた後、４００〜５００
℃の範囲シこなるまでゆっくりとｍ度にむらがあｆ、り
生じない速度で冷却する。
次に溶着被覆部の表面を６００〜６５０℃の範囲忙急激
に加熱し、基部母相の温度が上昇しないうちに４８０〜
５５０℃の範囲に冷却する。そして暫くこの温度に保持
して局部的な高い応力を消滅させた後常温までゆっくり
冷却する。これにより溶着被覆した所定の部分における
残留応力の不均一性を解消してＪそのレベルを十分小さ
くすることができる。
に加熱し、基部母相の温度が上昇しないうちに４８０〜
５５０℃の範囲に冷却する。そして暫くこの温度に保持
して局部的な高い応力を消滅させた後常温までゆっくり
冷却する。これにより溶着被覆した所定の部分における
残留応力の不均一性を解消してＪそのレベルを十分小さ
くすることができる。
本発明は上記のよ５に、−一タ材基部表面に基部の材料
より熱膨張率の小さい材料を溶着して被覆す♂場合、彼
Ｕ１１４層に雫灼ひすみによる引張りの＋７やｉ′ｉ′
ｌ応力を生じ３ぜ、この引張りの残留応カ閑よって玲却
過春で生ずで）圧縮の残留応力を低減するよりにしｆ−
ことＫより、従来方法に比べてローフ材基部と溶着１−
だ被覆層とσ）熱膨張率の差に基づく残留応力を小さく
し、力・っ均一に低減することのできるカービンロータ
材の応力除去焼鈍方法な郷ＱＪ−ｆろことかできる。
より熱膨張率の小さい材料を溶着して被覆す♂場合、彼
Ｕ１１４層に雫灼ひすみによる引張りの＋７やｉ′ｉ′
ｌ応力を生じ３ぜ、この引張りの残留応カ閑よって玲却
過春で生ずで）圧縮の残留応力を低減するよりにしｆ−
ことＫより、従来方法に比べてローフ材基部と溶着１−
だ被覆層とσ）熱膨張率の差に基づく残留応力を小さく
し、力・っ均一に低減することのできるカービンロータ
材の応力除去焼鈍方法な郷ＱＪ−ｆろことかできる。
笛１図はタービンのロータ材の要部断面図である。
１・・１７−・夕材γ部、２・・・被覆層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ■）合金鋼の母材からなるタービンロータの所定部分の
表面に該母材より熱膨張率の小さな鋼材を溶着被覆しｌ
こ後に残存する応力を除去するための焼鈍方法であって
、焼鈍温度に保持した後肢焼鈍温度から常温に戻す少な
くとも中間温度まで下がるまでの期間を徐冷し、該徐冷
期間の終期から前記被覆鋼材層の表面な少くとも焼鈍温
度に近くなるまで急速加熱し、その優常温に戻す少なく
とも所定温度まで「がるまでの期間を比較的早く？冷却
し、前記所定温度の終期から常温まで下がるまでの期間
を徐冷することを特徴とするタービンロータｔＡの応力
除去焼鈍方法。 ２）ｌ（￥許請求の範囲第１項に記載の方法釦おいて、
タービンロータの母相がオーステナイトステンレス鋼で
あり、被覆鋼材が低合金鋼であることを特徴とするター
ビンロータ材の応力除去焼鈍方法Ｏ
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11886782A JPS599129A (ja) | 1982-07-08 | 1982-07-08 | タ−ビンロ−タ材の応力徐去焼鈍方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11886782A JPS599129A (ja) | 1982-07-08 | 1982-07-08 | タ−ビンロ−タ材の応力徐去焼鈍方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS599129A true JPS599129A (ja) | 1984-01-18 |
Family
ID=14747083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11886782A Pending JPS599129A (ja) | 1982-07-08 | 1982-07-08 | タ−ビンロ−タ材の応力徐去焼鈍方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS599129A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60147501A (ja) * | 1984-01-11 | 1985-08-03 | Hitachi Ltd | タ−ビンロ−タ |
-
1982
- 1982-07-08 JP JP11886782A patent/JPS599129A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60147501A (ja) * | 1984-01-11 | 1985-08-03 | Hitachi Ltd | タ−ビンロ−タ |
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