JPS60224766A - 蒸気タ−ビンロ−タ - Google Patents
蒸気タ−ビンロ−タInfo
- Publication number
- JPS60224766A JPS60224766A JP8153784A JP8153784A JPS60224766A JP S60224766 A JPS60224766 A JP S60224766A JP 8153784 A JP8153784 A JP 8153784A JP 8153784 A JP8153784 A JP 8153784A JP S60224766 A JPS60224766 A JP S60224766A
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- JP
- Japan
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- tensile strength
- turbine rotor
- rotor
- steam turbine
- steam
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
- C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (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】
〔発明の技術分野〕
本発明はタービンロータに関し、さらに詳しくは、高温
におけるしん性と比較的低温における引張強度の双方に
すぐれた蒸気タービンロータに関する。
におけるしん性と比較的低温における引張強度の双方に
すぐれた蒸気タービンロータに関する。
一般Ｖｒ、蒸気タービンにおいては、使用蒸気東件に応
じて異なる材質のロータが用いられている。
じて異なる材質のロータが用いられている。
たとえば、大型蒸気タービ／においては、高温・高圧側
（たとえば、５６６℃近傍）で用いられるロータ材とし
てはＡＳＴＭ−Ａ４７０ （ｃｌａｓｓ８）に規定され
ているような高温下ですぐれたクリープ破断強度を有す
るＣｒ Ｍｏ ｖ鋼が使用され、低圧側（たとえば、３
５０℃以下）用ロータ材としては、ＡＳＴＭ−Ａ４７０
（ｃｌａｓｓ２〜７ ）に規定されているような２．
５％以上のＮｉをよ有するＮｉ Ｃｒ Ｍｏ Ｖ鋼が使
用されている。そして、これら蒸気条件に対応した異な
る材質からなるロータを各々機械的に接合して蒸気ター
ビンを構成しているのが現状である。
（たとえば、５６６℃近傍）で用いられるロータ材とし
てはＡＳＴＭ−Ａ４７０ （ｃｌａｓｓ８）に規定され
ているような高温下ですぐれたクリープ破断強度を有す
るＣｒ Ｍｏ ｖ鋼が使用され、低圧側（たとえば、３
５０℃以下）用ロータ材としては、ＡＳＴＭ−Ａ４７０
（ｃｌａｓｓ２〜７ ）に規定されているような２．
５％以上のＮｉをよ有するＮｉ Ｃｒ Ｍｏ Ｖ鋼が使
用されている。そして、これら蒸気条件に対応した異な
る材質からなるロータを各々機械的に接合して蒸気ター
ビンを構成しているのが現状である。
一方、比較的小型の蒸気タービンにおＶ）では、通常、
高圧側から低圧側までを同一材料からなる一本のロータ
により構成した高低圧一体型ロータが用いられている。
高圧側から低圧側までを同一材料からなる一本のロータ
により構成した高低圧一体型ロータが用いられている。
しかしながら、上記従来の蒸気タービンロータには矢の
ような問題がある。すなわち、上記従来の大型蒸気ター
ビンにおいては、異なる材質からなる複数本のロータを
扱合してタービ／を構成するため、製造工程が複雑にな
る等の問題がある。
ような問題がある。すなわち、上記従来の大型蒸気ター
ビンにおいては、異なる材質からなる複数本のロータを
扱合してタービ／を構成するため、製造工程が複雑にな
る等の問題がある。
また、小型蒸気タービンにおいて用いられている高低圧
一体型ロータ用材料としては、通常、ＣｒＭｏＶｆ＠や
Ｎｉ Ｃｒ Ｍｏ Ｖ鋼が用いられてイルが、従来使用
されているＣｒ Ｍｏ Ｖｆ１＃４は引張強度の点で充
分満足のいくものではないため低圧最終段に装着できる
ゾ・／−ドの大きさが制限されるという問題があり、さ
らに、従来のＮｉ Ｃｒ Ｍｏ Ｖ鋼においては、引張
強歴はすぐれているものの高温しん注に欠け、３５０℃
以上の温度域においてぜい化が進行しやすいという間趙
がある。このため、従来のロータ材では、高温蒸気を使
用しかつ侵入の低圧最終段翼を装着することにより蒸気
タービ／の効率の向上を図ろうとする場合に、大きな制
限があった。１％温じん性にすぐれ、しかも低温域での
引張強度にもすぐれたロータ材としては１２Ｃｒ鋼があ
るが、ＪＺＣｒ鋼は高価値であるためこれをロータ材と
して用いると製造コストの増大をもたらすという問題が
ある。
一体型ロータ用材料としては、通常、ＣｒＭｏＶｆ＠や
Ｎｉ Ｃｒ Ｍｏ Ｖ鋼が用いられてイルが、従来使用
されているＣｒ Ｍｏ Ｖｆ１＃４は引張強度の点で充
分満足のいくものではないため低圧最終段に装着できる
ゾ・／−ドの大きさが制限されるという問題があり、さ
らに、従来のＮｉ Ｃｒ Ｍｏ Ｖ鋼においては、引張
強歴はすぐれているものの高温しん注に欠け、３５０℃
以上の温度域においてぜい化が進行しやすいという間趙
がある。このため、従来のロータ材では、高温蒸気を使
用しかつ侵入の低圧最終段翼を装着することにより蒸気
タービ／の効率の向上を図ろうとする場合に、大きな制
限があった。１％温じん性にすぐれ、しかも低温域での
引張強度にもすぐれたロータ材としては１２Ｃｒ鋼があ
るが、ＪＺＣｒ鋼は高価値であるためこれをロータ材と
して用いると製造コストの増大をもたらすという問題が
ある。
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり
、比較的低温の蒸気条件下において高い引張強度を有し
、かつ、高温蒸気条件下においてもぜい化の少ない蒸気
タービンロータを提供すること、を目的とする。
、比較的低温の蒸気条件下において高い引張強度を有し
、かつ、高温蒸気条件下においてもぜい化の少ない蒸気
タービンロータを提供すること、を目的とする。
［発明の概要］
上記目的を達成するため、本発明の蒸気タービンロータ
の第１の態様は、Ｍ量比で、ＣＤ、１０〜０．３５％、
Ｓ； Ｏ，１Ｏ％以下、Ｍｎ１．０％以下、Ｎ１１．５
〜２．５％以下、Ｃｒ １．５〜３．０％、Ｍｏ ０．
３〜１．５％、Ｖ Ｏ，０５〜０．２５％を含み、残部
Ｆｅおよび付随的不純物からなるＦｅ 基合金により形
成されたことを特徴とＴろ。
の第１の態様は、Ｍ量比で、ＣＤ、１０〜０．３５％、
Ｓ； Ｏ，１Ｏ％以下、Ｍｎ１．０％以下、Ｎ１１．５
〜２．５％以下、Ｃｒ １．５〜３．０％、Ｍｏ ０．
３〜１．５％、Ｖ Ｏ，０５〜０．２５％を含み、残部
Ｆｅおよび付随的不純物からなるＦｅ 基合金により形
成されたことを特徴とＴろ。
さらに、本発明の蒸気タービンロータの第２の態様は、
重量比で、ｃｏ、ｉｏ〜０．３５％、８１１１０％以下
、Ｍｎ１．０％以下、Ｎｉ １．５〜２−５％頃下、Ｃ
ｒ １．５〜３．０％、ＭＯ０，３〜１．５％、Ｖ（１
，０５〜０．２５％に加えて、Ｎｂ Ｏ，０１〜０．１
％、Ｎ Ｏ，０２〜０．１％を含み、残部Ｆｅおよび付
随的不純物からなるＦｅ 基合金により形成されたこと
を特徴とする。
重量比で、ｃｏ、ｉｏ〜０．３５％、８１１１０％以下
、Ｍｎ１．０％以下、Ｎｉ １．５〜２−５％頃下、Ｃ
ｒ １．５〜３．０％、ＭＯ０，３〜１．５％、Ｖ（１
，０５〜０．２５％に加えて、Ｎｂ Ｏ，０１〜０．１
％、Ｎ Ｏ，０２〜０．１％を含み、残部Ｆｅおよび付
随的不純物からなるＦｅ 基合金により形成されたこと
を特徴とする。
以下、本発明をさら罠詳細に説明する。以下の記載にお
いて、組、成を表わす「％」は、％に断らない限りＮ量
基準とする。
いて、組、成を表わす「％」は、％に断らない限りＮ量
基準とする。
本発明の蒸気タービンロータは、特定の組成のＦｅ基合
金からなる。合金中の各成分の添加目的ならびに組成限
定の理由は、次のとおりである。
金からなる。合金中の各成分の添加目的ならびに組成限
定の理由は、次のとおりである。
まず、Ｃは引張強さを高めるために必要な元素であり、
充分な引張強さを得るためには０．１％以上必要である
。しかし、０．３５％を越えて添加するとじん姓が低下
する。
充分な引張強さを得るためには０．１％以上必要である
。しかし、０．３５％を越えて添加するとじん姓が低下
する。
Ｓｉ は、税酸削として冷加するものであるが。
多葉に添加すると、その一部が酸化物として鋼中に残領
し、じん性に悪影響を及ぼす。したがって、Ｍｎは、唆
硫削として添加される。その効果を得るためには、０．
１％以下の添加量で充分である。
し、じん性に悪影響を及ぼす。したがって、Ｍｎは、唆
硫削として添加される。その効果を得るためには、０．
１％以下の添加量で充分である。
Ｎｉ は、鋼の焼入性を増し、引張強さやじん性を高め
るのに有効な元素であり５本発明のタービンロータとし
て必要な引張強さを得ろためには１．５％以上添加する
ことが必要である。しかし。
るのに有効な元素であり５本発明のタービンロータとし
て必要な引張強さを得ろためには１．５％以上添加する
ことが必要である。しかし。
２．５％乞越えて添加すると、逆に高温条件下でのぜい
化が促進される傾向があるので、１．５〜２．５％とｆ
る。
化が促進される傾向があるので、１．５〜２．５％とｆ
る。
Ｃｒ は、鋼の焼入性を増し、引張強さを高めるのに有
効な元素であり、本発明のタービンロータとして必要な
引張強さを得るためには１．５％以上添加することが必
要である。しかし、３％を越えて添加するとジャーナル
％性が低下するので上記の範囲が適切である。
効な元素であり、本発明のタービンロータとして必要な
引張強さを得るためには１．５％以上添加することが必
要である。しかし、３％を越えて添加するとジャーナル
％性が低下するので上記の範囲が適切である。
ＭＯは、鋼の焼入性、引張強さならび（クリープ破断強
さを高めるのに有効な元素であり、その効果を発揮させ
るためＫは０．３％μ上の添加が必要である。しかし、
１．５％を越えて添加するとじん性が低下するので帆３
〜１．５％の範囲とする。
さを高めるのに有効な元素であり、その効果を発揮させ
るためＫは０．３％μ上の添加が必要である。しかし、
１．５％を越えて添加するとじん性が低下するので帆３
〜１．５％の範囲とする。
■は、鋼の焼入性、クリープ破断強さを高めるのに有効
な元素であり、また結晶粒の微細化を達成するのに効果
がある。その効果を発揮させるためには０．０５％以上
の厳加が必要である。しかし、０．２５％な越えて添加
するとじん性が低下するので、０．０５〜０．２５％の
範囲とする。
な元素であり、また結晶粒の微細化を達成するのに効果
がある。その効果を発揮させるためには０．０５％以上
の厳加が必要である。しかし、０．２５％な越えて添加
するとじん性が低下するので、０．０５〜０．２５％の
範囲とする。
さらに、上記成５＋に加えて、ＮｂならびにＮを添加す
ることにより、じん性と引張強度をさらに一１４向上さ
せることができる。
ることにより、じん性と引張強度をさらに一１４向上さ
せることができる。
まず、 Ｎｂは、結晶粒の微細化罠効果のある元素であ
り、その効果を発揮させるためには０．０１９以上の６
加が必要である。しかし、０．１％を越えて添加すると
、逆に粗大な炭窒化物を形成してじん注を低下させるの
で、０．Ｏ１〜０．１％の範囲が好ましい。
り、その効果を発揮させるためには０．０１９以上の６
加が必要である。しかし、０．１％を越えて添加すると
、逆に粗大な炭窒化物を形成してじん注を低下させるの
で、０．Ｏ１〜０．１％の範囲が好ましい。
また、Ｎは、引張強度やクリープ破断強度を高めるのに
有効な九累であり、０．０２〜０．１％添加する。堵、
０２％未満ではその効果が乏しく、一方０．１％を越え
て添加するとじん注が低下するので好ましくない。
有効な九累であり、０．０２〜０．１％添加する。堵、
０２％未満ではその効果が乏しく、一方０．１％を越え
て添加するとじん注が低下するので好ましくない。
上記成分ならびに主成分としてのＦｅ を加える際に付
随的に含まれる不純物は少ない方が望ましい。
随的に含まれる不純物は少ない方が望ましい。
本発明の蒸気タービンロータを得るためには、まず各素
材金鵡を真空あるいは大気下で混合溶解し、悦酸後にお
いて実質的に上記組成のＦｅ基合金溶湯をイむる。次い
でこれを鋳造し、さらに必要に応じて鍛造を行ってター
ビンロータ形状の素材を形成する。次いで、この素材に
必要な熱処理および表面研摩その他の後処理を行なうこ
とにより本発明のタービンロータがｉｂれる。
材金鵡を真空あるいは大気下で混合溶解し、悦酸後にお
いて実質的に上記組成のＦｅ基合金溶湯をイむる。次い
でこれを鋳造し、さらに必要に応じて鍛造を行ってター
ビンロータ形状の素材を形成する。次いで、この素材に
必要な熱処理および表面研摩その他の後処理を行なうこ
とにより本発明のタービンロータがｉｂれる。
［発明の実施例および比較例］
下記第１表に示す組成（表中の数字は重量％を意味する
）のＦｅ基合金試料を電気炉で溶解して鋼塊ンイセだの
ち大型ロータと同等の鍛錬比を付与してＩｉｋ針し累月
試料をイ：すた。
）のＦｅ基合金試料を電気炉で溶解して鋼塊ンイセだの
ち大型ロータと同等の鍛錬比を付与してＩｉｋ針し累月
試料をイ：すた。
・き′
次吟で、比較例１については第１図に示す熱射試験台を
採取し、引帳試験、衝撃試験を実施した。
採取し、引帳試験、衝撃試験を実施した。
また、高温長時間ぜい化に対する感受性を評価するため
に、４３図にネオような、一般にぜい化の加速試験とし
て用いられいるステ・ソゾクール熱処理な実施した試料
からも試験片を採取し、衝撃試験を行なった。これら試
験結果を下記第２表および第３表に示す。
に、４３図にネオような、一般にぜい化の加速試験とし
て用いられいるステ・ソゾクール熱処理な実施した試料
からも試験片を採取し、衝撃試験を行なった。これら試
験結果を下記第２表および第３表に示す。
第３表
まず、上記第２表の結果から明らかなように、本発明に
係る実施例１〜４は、比較例１．２と同等もしくはそれ
以上の引張強さ、ならびに耐力、伸び、絞り、衝撃値を
有しており、特に従来の低圧段用ロータと同等の９０
Ｋ９．’１ｌ１２級の引張強さを有してＶ）るため低圧
最終段に長挑を装着することができる。また、上記第３
表の結果から明らかなように、本発明のロータは、従来
のロータにくらべぜい化量（ステップクール処理後のＦ
ＡＴＴ−焼入れ焼もどし処理後のＦＡＴＴ ）も小さい
ため、従来よりも旨い温度の蒸気乞作ｗｒｕ配体として
用いることができる。
係る実施例１〜４は、比較例１．２と同等もしくはそれ
以上の引張強さ、ならびに耐力、伸び、絞り、衝撃値を
有しており、特に従来の低圧段用ロータと同等の９０
Ｋ９．’１ｌ１２級の引張強さを有してＶ）るため低圧
最終段に長挑を装着することができる。また、上記第３
表の結果から明らかなように、本発明のロータは、従来
のロータにくらべぜい化量（ステップクール処理後のＦ
ＡＴＴ−焼入れ焼もどし処理後のＦＡＴＴ ）も小さい
ため、従来よりも旨い温度の蒸気乞作ｗｒｕ配体として
用いることができる。
［発明の効果］
上記実施例、比１秋例の結果から明らかなよ５Ｋ。
本発明の蒸気タービンロータは、９０Ｋｐ／關２級の引
張強さを有しているので低圧段側［！翼を採用すること
ができ、さらに、高温ぜい化も少ないため旨い蒸ス簡度
を採用することが可能となる。長翼Ｑ）採用ならびに高
温蒸気の採用は、タービンの熱効率向上に大きく寄与す
るため、本発明の蒸気タービンロータは工簗上すこぶる
有用である。
張強さを有しているので低圧段側［！翼を採用すること
ができ、さらに、高温ぜい化も少ないため旨い蒸ス簡度
を採用することが可能となる。長翼Ｑ）採用ならびに高
温蒸気の採用は、タービンの熱効率向上に大きく寄与す
るため、本発明の蒸気タービンロータは工簗上すこぶる
有用である。
錯１図〜第３図は、比較例ならびに本発明の実施例にｆ
系るロータの熱処理条件を示すグラフである。 出願人代理人 猪 股 清
系るロータの熱処理条件を示すグラフである。 出願人代理人 猪 股 清
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、重量比で、ＣＯ，１０〜０．３５％、Ｓｉ Ｏ，１
０％以下、Ｍｎ１．０％以下、Ｎｉ １．５〜２−５％
以下、Ｃｒ １．５〜３．０％、ＭＯｏ、３〜１．５％
１．ＶＯ，０５〜０．２５％を含み、残部Ｆｅおよび付
随的不純物からなるＦｅ 基合金により形成されたこと
を特徴とする、蒸気タービンロータ。 ２、重量比で、ＣＯ，１０〜０．３５％、ｓｉｏ、１０
％以下、Ｍｎ１．０％以下、Ｎｉ１．５〜２．５％以下
、Ｃｒ １．５〜３．０％、ＭＯｏ、３〜１．５％、Ｖ
Ｏ，ｔ１５−０．２５％に加えて、 Ｎｂ Ｏ，０１
〜０．１％、ＮＯ４０２〜０．１％をきみ、残部Ｆｅお
よび付随的不純物からなるＦｅ 基合金により形成され
たことを特徴とする、蒸気タービンロータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8153784A JPS60224766A (ja) | 1984-04-23 | 1984-04-23 | 蒸気タ−ビンロ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8153784A JPS60224766A (ja) | 1984-04-23 | 1984-04-23 | 蒸気タ−ビンロ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60224766A true JPS60224766A (ja) | 1985-11-09 |
Family
ID=13749048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8153784A Pending JPS60224766A (ja) | 1984-04-23 | 1984-04-23 | 蒸気タ−ビンロ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60224766A (ja) |
Cited By (9)
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-
1984
- 1984-04-23 JP JP8153784A patent/JPS60224766A/ja active Pending
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