JPS6043471A - 蒸気タ−ビンロ−タ - Google Patents
蒸気タ−ビンロ−タInfo
- Publication number
- JPS6043471A JPS6043471A JP15057783A JP15057783A JPS6043471A JP S6043471 A JPS6043471 A JP S6043471A JP 15057783 A JP15057783 A JP 15057783A JP 15057783 A JP15057783 A JP 15057783A JP S6043471 A JPS6043471 A JP S6043471A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- steam turbine
- alkaline earth
- strength
- less
- 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.)
- Pending
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- 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】
〔廃明の技術分野〕
本発明はタービンロータに関し、さらに詳しくは、主蒸
気温度６ｏｏ°Ｃ以上の条件下においてすぐれた高温強
度と耐熱疲労性を有する蒸気タービン四−夕に関する。
気温度６ｏｏ°Ｃ以上の条件下においてすぐれた高温強
度と耐熱疲労性を有する蒸気タービン四−夕に関する。
従来、蒸気タービン用のロータ材としては、Ｏｒ −Ｍ
ｏ −ＶｔＭ＆どの低Ｏｒ合金鋼あるいは／コＱｒ基鋼
が主として使用されている。これらのロータ材は、！３
１ ’Ｃあるいは５島°Ｃの主蒸気条件下で運転される
タービンロータ用材料として適している。
ｏ −ＶｔＭ＆どの低Ｏｒ合金鋼あるいは／コＱｒ基鋼
が主として使用されている。これらのロータ材は、！３
１ ’Ｃあるいは５島°Ｃの主蒸気条件下で運転される
タービンロータ用材料として適している。
しかしながら、近年、熱効率向上の見地から蒸気タービ
ンの大容量化や使用蒸気の高温・高圧化が進み、その使
用先付は次第に苛酷になってきている。そして、主蒸気
温度がｔｏｏ ’ｃ以上の高温蒸気タービンにおいては
、上記従来のＯｒ −Ｍｏ −Ｖ鋼、１２ａｒ基銅はク
リープ破断強度、熱疲労強度が低く、強度的に溝足のい
くものではないという問題がある。
ンの大容量化や使用蒸気の高温・高圧化が進み、その使
用先付は次第に苛酷になってきている。そして、主蒸気
温度がｔｏｏ ’ｃ以上の高温蒸気タービンにおいては
、上記従来のＯｒ −Ｍｏ −Ｖ鋼、１２ａｒ基銅はク
リープ破断強度、熱疲労強度が低く、強度的に溝足のい
くものではないという問題がある。
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、主蒸気
温度ｔｏｏ″Ｃ以上で、すぐれたラブチャー強度お千び
熱疲労寿命を有する蒸気タービンロータを提供すること
、を目的とする。
温度ｔｏｏ″Ｃ以上で、すぐれたラブチャー強度お千び
熱疲労寿命を有する蒸気タービンロータを提供すること
、を目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の蒸気タービンロータ
は、重量比でＣＯ，１％以下、Ｓｉ／％以下、Ｍｎ、２
％以下、Ｏｒ／２〜／ざチ、Ｎｉ、２＃〜コア饅、Ｍｏ
Ｏ，ＪＰ−２，０％、Ｔ１／、ｊＡ−Ｊ％、Ａ１０．ｌ
〜ｏ、ｓ％、Ｂ ｏ、ｏｏ、ｉ 〜ｏ、ｏｉｑｂ ％ｖ
ｏ、ｏｓ ｆＳ−ｏ、ｓｓ％′およびアルカリ土類金
属ｏ、ｏｉ〜０．２係の７種または２種以上（，２種以
上の場合、合計で０．０１〜０．．２％）、残部がＦｅ
および伺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ものである。
は、重量比でＣＯ，１％以下、Ｓｉ／％以下、Ｍｎ、２
％以下、Ｏｒ／２〜／ざチ、Ｎｉ、２＃〜コア饅、Ｍｏ
Ｏ，ＪＰ−２，０％、Ｔ１／、ｊＡ−Ｊ％、Ａ１０．ｌ
〜ｏ、ｓ％、Ｂ ｏ、ｏｏ、ｉ 〜ｏ、ｏｉｑｂ ％ｖ
ｏ、ｏｓ ｆＳ−ｏ、ｓｓ％′およびアルカリ土類金
属ｏ、ｏｉ〜０．２係の７種または２種以上（，２種以
上の場合、合計で０．０１〜０．．２％）、残部がＦｅ
および伺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ものである。
以下、本発明をさらに詳細に説明する。以下の記載にお
いて、組成を表わす「チ」は、特に断らない限り重量基
準とする。
いて、組成を表わす「チ」は、特に断らない限り重量基
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、次の通りである。
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、次の通りである。
Ｃは、高温強度を高めるために必要不可欠の元素であり
、Ｃ量の増加とともに高温強度は向上するが、一方、０
量が多すぎるとＴ１と反応してＭＣ型の粗大炭化物を析
出し、じん性が低下するばかりでなく耐食性、特にｓｃ
ｃ感受性（応力腐食割れ感受性）が増加する。このため
、０量は０．１％以下とする。
、Ｃ量の増加とともに高温強度は向上するが、一方、０
量が多すぎるとＴ１と反応してＭＣ型の粗大炭化物を析
出し、じん性が低下するばかりでなく耐食性、特にｓｃ
ｃ感受性（応力腐食割れ感受性）が増加する。このため
、０量は０．１％以下とする。
Ｓｌは、ロータ製造上重要な脱酸剤であるが、高温強度
には寄与せず、多Ｂ、に添加すると材料の脆化をもたら
すため、１％以下とする。
には寄与せず、多Ｂ、に添加すると材料の脆化をもたら
すため、１％以下とする。
Ｍｎは、オーステナイト相を安定化し、高温強度を高め
るとともに熱間鍛造性を向上させるのに有効な元素であ
るが、多量に添加すると、耐酸化性を劣化させ、炭化物
の粗大化を促進するため、添加：１ｉｔ１１２％以下で
あることが好ましい。
るとともに熱間鍛造性を向上させるのに有効な元素であ
るが、多量に添加すると、耐酸化性を劣化させ、炭化物
の粗大化を促進するため、添加：１ｉｔ１１２％以下で
あることが好ましい。
Ｏｒは・健全な耐酸化性成Ｗ、＞を形成し利料に耐酸化
性を付与するに有効な元素であり、７．２・〜ｔｇ％添
加する。７２％未満では十分な効果は得られず、一方、
ｉｇ％を越えると高温での長時間使用に際して、脆化相
であるσ相を生成するため好ましくない。
性を付与するに有効な元素であり、７．２・〜ｔｇ％添
加する。７２％未満では十分な効果は得られず、一方、
ｉｇ％を越えると高温での長時間使用に際して、脆化相
であるσ相を生成するため好ましくない。
Ｎ１は、オーステナイト安定化に有効な元素であり、Ｔ
１、Ａ１とともに金属間化合物γ′相を形１４１４し高
温強度を向上させるばかりでなく、σ相、Ｌａｖｅｏ相
の生成を抑えて組織の安定性を増す。十分な効果を拘る
ためには、添加量は、２Ｑ−コク係の節回が好ましい。
１、Ａ１とともに金属間化合物γ′相を形１４１４し高
温強度を向上させるばかりでなく、σ相、Ｌａｖｅｏ相
の生成を抑えて組織の安定性を増す。十分な効果を拘る
ためには、添加量は、２Ｑ−コク係の節回が好ましい。
Ｍｏは、オーステナイト相と固溶強化しクリープラブチ
ャー強度を増大するに有効な元素であり、Ｏ，５−−２
，０％添加する。Ｏ，Ｓ％未詣では十分な効果が得られ
ず、一方、２飴を越えて添加すると、高温延性を低下さ
せる。
ャー強度を増大するに有効な元素であり、Ｏ，５−−２
，０％添加する。Ｏ，Ｓ％未詣では十分な効果が得られ
ず、一方、２飴を越えて添加すると、高温延性を低下さ
せる。
Ｔ１は、脱酸剤として作用するとともにｔｌｉとともに
金属間化合物γ′相を牛成し、高温強度を付方するに必
要な元素であり、／、ｊ〜３係添加する。
金属間化合物γ′相を牛成し、高温強度を付方するに必
要な元素であり、／、ｊ〜３係添加する。
／、！チ未満では十分な効果が得られず、３％を越えて
添加１−ると延性が減少する。
添加１−ると延性が減少する。
Ａ１は、耐酸化性を付方するとともにＮ１と金属間化合
物γ′相を生成し高温強度所・付与するに有効な元素で
あり、ｏ、ｉ〜Ｏ，Ｓチ添加する・０．３’係を越えて
添加すると、逆に強度が低下する。
物γ′相を生成し高温強度所・付与するに有効な元素で
あり、ｏ、ｉ〜Ｏ，Ｓチ添加する・０．３’係を越えて
添加すると、逆に強度が低下する。
Ｂは、粒界に偏析し粒界析出物の形成を制御して粒界を
強化するに有効な元素であり、 ０．００３〜’ ０．
０量％添加する。ｏ、ｏｉ％を越えて注加すると、低融
点共晶物を生成し鍛造割れを誘発するため好ましくない
。
強化するに有効な元素であり、 ０．００３〜’ ０．
０量％添加する。ｏ、ｏｉ％を越えて注加すると、低融
点共晶物を生成し鍛造割れを誘発するため好ましくない
。
Ｖは、高温切欠しん性を増すとともに炭化物を形成し高
温強度を伺与するに有効な元素であり、０、Ｏｊ −０
，６！ ％添加する。■は炭化物として析出強化作用を
有するのみであり、Ｏ，ＳＳ％を越えて添加しても強度
向上に寄与せず、逆に低融府の酸化物を形ｈスするため
好１しくない。
温強度を伺与するに有効な元素であり、０、Ｏｊ −０
，６！ ％添加する。■は炭化物として析出強化作用を
有するのみであり、Ｏ，ＳＳ％を越えて添加しても強度
向上に寄与せず、逆に低融府の酸化物を形ｈスするため
好１しくない。
アルカリ土類金ｉｌＩミは、本発明１／／：おいて最も
重要な元素であり、高温におけるラゾテヤー延性を増す
とともに熱疲労強度の向上に不動な元素である。
重要な元素であり、高温におけるラゾテヤー延性を増す
とともに熱疲労強度の向上に不動な元素である。
特に、Ｃｉ、Ｍｇ、Ｓｒが好１しく用いられる。
アルカリ土類金属の／ ｊｉｆｆあるいは、２種以」二
を絹み合わせて添加してもよい。十分な効果を得るため
には、添加量はｏ、ｏｉ〜Ｏ１，２％の範囲が好ましい
（２種以上添加する場合も、合ｈ１で０．０／〜０．、
Ｚ ％ ）。
を絹み合わせて添加してもよい。十分な効果を得るため
には、添加量はｏ、ｏｉ〜Ｏ１，２％の範囲が好ましい
（２種以上添加する場合も、合ｈ１で０．０／〜０．、
Ｚ ％ ）。
この範囲の添加量に対して鋼中の残留量は約０．００量
チ未満であるが、鋼中のＳと硫化物を形成してオ−ステ
ナイト相中に分散析出し、Ｓに起因するラブチャー延性
の低下を防止するに十分な効果が得られる。
チ未満であるが、鋼中のＳと硫化物を形成してオ−ステ
ナイト相中に分散析出し、Ｓに起因するラブチャー延性
の低下を防止するに十分な効果が得られる。
下記第１表に示す組成（表中の数字は重量係を意味する
）を有する５種の合金試料を真空酩導溶解炉にて各ｈ２
θ□Ｍｙ溶製し７た。なお、アルカリ土類金属のｔは、
派加猪゛乏示し、銅中残留是を示すものではない。
）を有する５種の合金試料を真空酩導溶解炉にて各ｈ２
θ□Ｍｙ溶製し７た。なお、アルカリ土類金属のｔは、
派加猪゛乏示し、銅中残留是を示すものではない。
比較例は：ｌ！； Ｎｉ −／！； Ｏｒ ＠４である
。実施例１んＶにおいては、アルカリ土類金属を添加し
たのち、１００ＭａＨｇ以下の雰囲気下で約５分間保持
し、鋼中への均一な溶融をはかったのち、モールドへの
注湯を行なった。凝固後、直径２夕Ｏｎに鍛伸し、りざ
ＯｏＣでグ時間加熱後、油焼入れし、７２０ ’Ｃで７
６時間の時効処理を行なった。
。実施例１んＶにおいては、アルカリ土類金属を添加し
たのち、１００ＭａＨｇ以下の雰囲気下で約５分間保持
し、鋼中への均一な溶融をはかったのち、モールドへの
注湯を行なった。凝固後、直径２夕Ｏｎに鍛伸し、りざ
ＯｏＣでグ時間加熱後、油焼入れし、７２０ ’Ｃで７
６時間の時効処理を行なった。
このようにして得られた上記５種の素材試験片について
、ｔｒｏ ′ｃ、荷重ｑｐＫｙ／ｖｉ”の条件でラブチ
ャー試験を行ない、さらに６０θ°Ｃで低サイクル疲労
試験を行なった。
、ｔｒｏ ′ｃ、荷重ｑｐＫｙ／ｖｉ”の条件でラブチ
ャー試験を行ない、さらに６０θ°Ｃで低サイクル疲労
試験を行なった。
下記第２表にラブチャー試験結果を示す。
第２表
上記第２表の結果から明らかなように、本発明の実施例
／〜グはいずれも、Ｊ、００時間前後の安定したラブチ
ャー寿命を有しており、伸び、絞りも比較例に比べ大巾
に改善されている。なお、比較例においては、同−鋼拐
工り採取した試験片であるにもかかわらずラブチャー寿
命に大きなばらつきが見られた。
／〜グはいずれも、Ｊ、００時間前後の安定したラブチ
ャー寿命を有しており、伸び、絞りも比較例に比べ大巾
に改善されている。なお、比較例においては、同−鋼拐
工り採取した試験片であるにもかかわらずラブチャー寿
命に大きなばらつきが見られた。
次に、添伺図面に、ｔｏｏ ’Ｃの温度下で行なった低
サイクル疲労試験の結果を示す。図面から明らかなよう
に、本発明のロータ材は、比較例の、２ｊＮｉ−７！ｒ
Ｃｒ鋼に比べて、約３θ飴繰返し寿命が向上している。
サイクル疲労試験の結果を示す。図面から明らかなよう
に、本発明のロータ材は、比較例の、２ｊＮｉ−７！ｒ
Ｃｒ鋼に比べて、約３θ飴繰返し寿命が向上している。
また、実施例／〜≠において、添加するアルカリ土類金
属の種類によって、繰返し寿命に有意差は認められなか
った。
属の種類によって、繰返し寿命に有意差は認められなか
った。
上記実施例の結果から明らかなように、本発明のタービ
ンロータは、乙ｊＯ′Ｃにおいて、従来材よりもすぐれ
たラブチャー寿命、伸び、絞りを有しており、また、１
００″Ｃにおける低サイクル疲労強度も従、来材よりす
ぐれている。したがって、本発明のタービンロータは、
ｔｏｏ ’ｃ以上の主蒸気条件子で運転されるん；気タ
ービン用のロータとして好適である。
ンロータは、乙ｊＯ′Ｃにおいて、従来材よりもすぐれ
たラブチャー寿命、伸び、絞りを有しており、また、１
００″Ｃにおける低サイクル疲労強度も従、来材よりす
ぐれている。したがって、本発明のタービンロータは、
ｔｏｏ ’ｃ以上の主蒸気条件子で運転されるん；気タ
ービン用のロータとして好適である。
図面は、本発明の実施例および比較例のｔｏｏ ’ｃに
おける低サイクル疲労試験の結果を示すグラフである。 出願人代理人 猪 股 清 〇−比較例 朦断繰近し数ＣＮｆ）
おける低サイクル疲労試験の結果を示すグラフである。 出願人代理人 猪 股 清 〇−比較例 朦断繰近し数ＣＮｆ）
Claims (1)
- 重量比で００．７％以下、Ｓｉ／チ以下、Ｍｎコチ以下
、Ｃｒ１．２〜／ｇｑＡ、Ｎｉ、２１Ｉ〜、２クチ、Ｍ
ｏａ、ｊ〜＋２％、Ｔ１／、！〜３俤、Ａｌ Ｏ，／ん
θ、ｔ％、Ｂθ、００３Ｐ−０，０／％、ｖｏ、θｊ〜
０．！ｒ！ｒ％およびアルカリ土類金属θ、０／−４，
２係の１種または２種以上（，２種以上の場合、合計で
０．０／〜０．２％）、残部が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 |
|---|---|---|---|
| JP15057783A JPS6043471A (ja) | 1983-08-18 | 1983-08-18 | 蒸気タ−ビンロ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15057783A JPS6043471A (ja) | 1983-08-18 | 1983-08-18 | 蒸気タ−ビンロ−タ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6043471A true JPS6043471A (ja) | 1985-03-08 |
Family
ID=15499920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15057783A Pending JPS6043471A (ja) | 1983-08-18 | 1983-08-18 | 蒸気タ−ビンロ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6043471A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4709593A (en) * | 1985-04-17 | 1987-12-01 | Tokai Trw & Co., Ltd. | Steering mechanism for automobile |
-
1983
- 1983-08-18 JP JP15057783A patent/JPS6043471A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4709593A (en) * | 1985-04-17 | 1987-12-01 | Tokai Trw & Co., Ltd. | Steering mechanism for automobile |
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