KR101207147B1 - Ｎｉ기 합금-고크롬강 구조물 및 그 제조 방법 - Google Patents

Ｎｉ기 합금-고크롬강 구조물 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101207147B1
KR101207147B1 KR1020107002531A KR20107002531A KR101207147B1 KR 101207147 B1 KR101207147 B1 KR 101207147B1 KR 1020107002531 A KR1020107002531 A KR 1020107002531A KR 20107002531 A KR20107002531 A KR 20107002531A KR 101207147 B1 KR101207147 B1 KR 101207147B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
members
welding
weld
heat treatment
based alloy
Prior art date
Application number
KR1020107002531A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100038219A (ko
Inventor
신 니시모또
다까시 나까노
요시노리 다나까
다쯔아끼 후지까와
겐지 가와사끼
요시꾸니 가도야
류이찌 야마모또
유이찌 히라까와
다까시 시게
Original Assignee
미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
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 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 filed Critical 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
Publication of KR20100038219A publication Critical patent/KR20100038219A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101207147B1 publication Critical patent/KR101207147B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/06—Rotors for more than one axial stage, e.g. of drum or multiple disc type; Details thereof, e.g. shafts, shaft connections
    • F01D5/063—Welded rotors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/001—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces
    • B23K35/004—Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces at least one of the workpieces being of a metal of the iron group
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3053—Fe as the principal constituent
    • B23K35/308—Fe as the principal constituent with Cr as next major constituent
    • 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
    • C21D9/50—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for welded joints
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C22C19/051—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
    • C22C19/053—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being at least 30% but less than 40%
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C22C19/05—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium
    • C22C19/051—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W
    • C22C19/057—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel with chromium and Mo or W with the maximum Cr content being less 10%
    • 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
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • 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
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • 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
    • 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
    • C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
    • 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
    • C22C38/24—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium 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
    • C22C38/26—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with niobium or tantalum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/10—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of nickel or cobalt or alloys based thereon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/001—Turbines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/04—Tubular or hollow articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/18—Sheet panels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
    • B23K2103/04—Steel or steel alloys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/18—Dissimilar materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/18—Dissimilar materials
    • B23K2103/26—Alloys of Nickel and Cobalt and Chromium
    • 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
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/02—Hardening by precipitation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/40—Heat treatment

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

본 발명의 과제는 Ni기 합금과 고크롬강을 용접에 의해 접합하고, 적절한 열처리를 실시함으로써 상기 접합부에 있어서의 강도를 유지할 수 있는 Ni기 합금-고크롬강 구조물 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다. Ni기 합금으로 형성된 적어도 2개의 제1 부재끼리를 용접에 의해 접합하고, 상기 제1 부재끼리가 접합된 부재에 고크롬강으로 형성된 제2 부재를 접합함으로써 형성되는 구조물의 제조 방법이며, Ni기 합금으로 형성된 적어도 2개의 제1 부재끼리를 용접에 의해 접합하고, 상기 제1 부재끼리의 용접 접합부에 1차 시효 처리를 실시한 후, 상기 제1 부재끼리가 접속된 부재에, 고크롬강으로 형성된 제2 부재를 용접에 의해 접합하고, 그 후, 상기 제1 부재끼리의 용접 접합부에의 2차 시효 처리의 시공 및 상기 제1 부재와 제2 부재의 용접부에의 용접 후 열처리를 실시한다.

Description

Ｎｉ기 합금-고크롬강 구조물 및 그 제조 방법 {Ni-BASE ALLOY-HIGH CHROMIUM STEEL STRUCTURE AND PROCESS FOR PRODUCING THE Ni-BASE ALLOY-HIGH CHROMIUM STEEL STRUCTURE}
본 발명은 주로 증기 터빈이나 가스 터빈 등의 로터나 케이싱 등 고온 유체에 접촉하는 부재를 구성하는 Ni기 합금-고크롬강 구조물 및 그 제조 방법에 관한다.
현재, 주요한 발전 방법으로서 원자력, 화력, 수력의 3개의 방법이 사용되고 있고, 자원량 및 에너지 밀도의 관점에서, 앞으로도 상기 3개의 발전 방법이 주요한 발전 방법으로서 사용되어 갈 것이라고 예상된다. 그 중에서도 화력 발전은 안전하고 부하 변동으로의 대응 능력이 높은 발전 방법으로서 이용 가치가 높아, 발전 분야에 있어서 앞으로도 계속해서 중요한 역할을 발휘해 갈 것이라고 예상된다.
증기 터빈을 포함하는 석탄 화력 발전에서는, 종래부터 고효율화가 진행되어 오고 있고, 현재에는 일반적으로 600℃급 이하의 증기 조건에서 발전이 행해지고, 터빈 로터, 동익(moving blade) 등의 주요 부재에는 상기 증기 온도에 대한 내열성을 갖는 12Cr강 등의 고크롬강(페라이트계 내열강)이 사용되고 있다.
또한 최근, CO2 배출량 삭감과, 가일층의 열효율 향상을 위해, 700℃급의 증기 조건을 채용한 발전 기술이 요구되고 있지만, 700℃급의 증기 조건을 채용하면 상기 12Cr강 등의 고크롬강(페라이트계 내열강)에서는 강도 부족으로 된다.
따라서, 터빈 로터의 재료로서, 더 높은 고온 강도를 갖는 Ni기 합금을 적용하는 것이 고려되지만, Ni기 합금은 대형 강괴의 제조가 어렵기 때문에 터빈 로터의 대형화가 어렵고, 또한 매우 고가이므로, Ni기 합금만을 사용하여 터빈 로터를 제조하는 것은 현실적이지 않다.
따라서, 특허 문헌 1에는 Ni기 합금으로 구성하는 것이 필수인 부위에만 Ni기 합금을 사용하고, 그 이외의 부위는 철강 재료로 구성한 터빈 로터로서, 650℃ 이상의 고온 증기가 도입되는 증기 터빈에 구비되는 터빈 로터이며, 상기 터빈 로터가, 증기 온도에 따라서 Ni기 합금으로 이루어지는 부분과 CrMoV강으로 이루어지는 부분으로 분할된 부위를 각각 용착에 의해 연결하여 구성되고, 상기 Ni기 합금으로 이루어지는 부분과 상기 CrMoV강으로 이루어지는 부분의 연결부 및 상기 CrMoV강으로 이루어지는 부분의 증기 온도가 580℃ 이하로 유지되는 터빈 로터가 개시되어 있다. 또한, CrMoV강으로서는, Cr이 중량％로 0.85 내지 2.5％ 함유되는 저CrMoV강을 들 수 있다.
그러나, 특허 문헌 1에 개시된 기술에 있어서는, CrMoV강으로서 Cr이 중량％로 0.85 내지 2.5％ 함유되는 저CrMoV강을 들고 있고, 상기 저CrMoV강에서는 Ni기 합금으로 구성되는 부위 이외의 부위에 있어서 내열성이 부족한 것이 예상되어, 고온의 증기 터빈이나 가스 터빈에서 사용하는 경우에는 저CrMoV강 대신에, 12Cr강 등의 고크롬강을 사용할 필요가 있다.
또한, 용접 후의 접합부의 강도를 확보하기 위해서는 용접 후에 적절한 처리를 행할 필요가 있지만, 특허 문헌 1에는, 열처리에 대해서는 개시되어 있지 않아 용접 접합부의 강도를 확보할 수 있는지 여부가 불명확하다.
[특허문헌1]일본특허출원공개제2008-88525호공보
따라서, 본 발명은 이러한 종래 기술의 문제에 감안하여, Ni기 합금과 고크롬강을 용접에 의해 접합하고, 적절한 열처리를 실시함으로써 상기 접합부에 있어서의 강도를 유지할 수 있는 Ni기 합금-고크롬강 구조물 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명에 있어서는,
Ni기 합금으로 형성된 적어도 2개의 제1 부재끼리를 용접에 의해 접합하고, 상기 제1 부재끼리가 접합된 부재에 고크롬강으로 형성된 제2 부재를 접합함으로써 형성되는 구조물의 제조 방법이며, Ni기 합금으로 형성된 적어도 2개의 제1 부재끼리를 용접에 의해 접합하고, 상기 제1 부재끼리의 용접 접합부에 1차 시효 처리를 실시한 후, 상기 제1 부재끼리가 접속된 부재에, 고크롬강으로 형성된 제2 부재를 용접에 의해 접합하고, 그 후, 상기 제1 부재끼리의 용접 접합부에의 2차 시효 처리의 시공 및 상기 제1 부재와 제2 부재의 용접부에의 용접 후 열처리를 실시하는 것을 특징으로 한다.
또한, Ni기 합금으로 형성된 적어도 2개의 제1 부재끼리를 용접에 의해 접합하고, 상기 제1 부재끼리가 접합된 부재에 고크롬강으로 형성된 제2 부재를 접합함으로써 구성되는 구조물의 제조 방법이며, Ni기 합금으로 형성된 적어도 2개의 제1 부재끼리를 용접에 의해 접합하고, 상기 제1 부재끼리의 용접 접합부에 1차 시효 처리 및 2차 시효 처리를 실시한 후, 상기 제1 부재끼리가 접속된 부재에, 고크롬강으로 형성된 제2 부재를 용접에 의해 접합하고, 상기 용접부에 용접 후 열처리를 실시하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 부재끼리 및 제1 부재와 제2 부재의 용접부는, 용접한 상태에서는 켄칭 상태로 되어 있어, 용접 접합부의 강도 특성을 확보하기 위해서는 각 접합부에 따른 용접 후 열처리가 불가결하다. 그로 인해, Ni기 합금끼리의 용접부, 즉 제1 부재끼리의 용접부에서는 1차 및 2차 시효 처리를 행하고, Ni기 합금과 고크롬강, 즉 제1 부재와 제2 부재의 용접부는 용접 후 열처리를 실시함으로써 용접부의 강도를 확보할 수 있다.
또한, 상기 제1 부재끼리의 용접 접합부에의 2차 시효 처리 온도와, 상기 제1 부재와 제2 부재의 용접부에 실시하는 용접 후 열처리 온도를 동일 온도로 하여, 상기 2차 시효 처리와 상기 용접 후 열처리를 동시에 행해도 좋다.
상기 제1 부재가 Ni기 합금, 제2 부재가 고크롬강일 때, 상기 2차 시효 처리 온도 조건과, 상기 제1 부재와 제2 부재의 용접부의 용접 후 열처리 온도 조건은 대략 동일하다.
따라서, 상기 1차 시효 처리를 실시한 후, 상기 제1 부재와 상기 제2 부재를 용접하고, 상기 제1 부재끼리의 용접 접합부의 2차 시효 처리와, 상기 용접 후 열처리를 동시에 행함으로써, 열처리에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다.
또한, 이때, 상기 제1 부재끼리의 용접 접합부, 제1 부재와 제2 부재의 용접부에만 국소적으로 열처리를 행하는 것이 아니라, Ni기 합금-고크롬 구조물 전체를 열처리하면 잔류 응력의 편차나 변형 방지에도 효과적이다.
또한, 상기 제1 부재끼리의 용접 접합부의 1차 시효 처리를 700 내지 1000℃에서 행하고, 상기 2차 시효 처리, 상기 제1 부재와 제2 부재의 용접부의 용접 후 열처리를 600 내지 800℃에서 실시해도 좋다.
이와 같은 온도 범위에서 열처리를 실시함으로써, 상기 각 용접부에 충분한 강도를 갖게 할 수 있다.
또한, 적어도 2개의 상기 제1 부재끼리를 용접에 의해 접합하고, 상기 제1 부재끼리의 용접 접합부에 1차 시효 처리를 실시한 후, 상기 제1 부재끼리가 접속된 부재에, 고크롬강으로 형성된 제2 부재를 용접에 의해 접합하고, 또한 상기 제2 부재에 저크롬강으로 형성된 제3 부재를 용접에 의해 접합하고, 그 후, 상기 제1 부재끼리의 용접 접합부에의 2차 시효 처리, 상기 제1 부재와 제2 부재의 용접부에의 용접 후 열처리 및 상기 제2 부재와 제3 부재의 용접부에의 용접 후 열처리를 실시해도 좋다.
Ni기 합금 및 고크롬강뿐만 아니라, 필요에 따라서 저크롬강을 용접하여 접합할 수도 있다. 예를 들어, 증기 터빈의 로터에서는, 고온의 증기가 통과하는 부근에서는 높은 내열성을 갖는 Ni기 합금으로 할 필요가 있지만, 단부 부근에서는 그다지 높은 내열성은 필요없으므로 저크롬강으로 충분하다. 그로 인해, 본 발명의 Ni기 합금-고크롬강 구조물을 증기 터빈의 로터에 사용하는 경우에는 그 단부를 저크롬강으로 해도 내열의 면에서는 문제가 없고, 저크롬강을 일부에 사용함으로써 로터(Ni기 합금-고크롬강 구조물) 전체의 재료비를 저액으로 억제할 수 있다.
또한, 상기 제1 부재끼리의 용접 접합부에의 2차 시효 처리 온도와, 상기 제1 부재와 제2 부재의 용접부에 실시하는 용접 후 열처리 온도와, 상기 제2 부재와 제3 부재의 용접부에 실시하는 용접 후 열처리 온도를 동일 온도로 하여, 상기 2차 시효 처리와 상기 각각의 용접 후 열처리를 동시에 행해도 좋다.
상기 제1 부재가 Ni기 합금, 제2 부재가 고크롬강, 제3 부재가 저크롬강일 때, 상기 2차 시효 처리 온도 조건과, 상기 제1 부재와 제2 부재의 용접부의 용접 후 열처리 온도 조건과, 상기 제2 부재와 제3 부재의 용접부의 용접 후 열처리 온도 조건은 대략 동일하다.
따라서, 상기 1차 시효 처리를 실시한 후, 상기 제1 부재와 상기 제2 부재를 용접하고, 상기 제1 부재끼리의 용접 접합부의 2차 시효 처리와, 상기 각각의 용접 후 열처리(상기 제1 부재와 제2 부재의 용접부의 용접 후 열처리 및 상기 제2 부재와 제3 부재의 용접부의 용접 후 열처리)를 동시에 행함으로써, 열처리에 필요로 하는 시간을 단축할 수 있다.
또한, 이때, 상기 제1 부재끼리의 용접 접합부, 제1 부재와 제2 부재의 용접부 및 제2 부재와 제3 부재의 용접부에만 국소적으로 열처리를 행하는 것이 아니라, Ni기 합금-고크롬 구조물 전체를 열처리하면 잔류 응력의 편차나 변형 방지에도 효과적이다.
또한, 상기 제1 부재끼리의 용접 접합부의 1차 시효 처리를 700 내지 1000℃에서 행하고, 상기 2차 시효 처리, 상기 제1 부재와 제2 부재의 용접부의 용접 후 열처리 및 상기 제2 부재와 제3 부재의 용접부의 용접 후 열처리를 600 내지 800℃에서 실시해도 좋다.
이와 같은 온도 범위에서 열처리를 실시함으로써, 상기 각 용접부에 충분한 강도를 갖게 할 수 있다.
또한, 과제를 해결하기 위한 구조물의 발명으로서,
Ni기 합금으로 형성된 적어도 2개의 제1 부재끼리를 용접에 의해 접합하고, 상기 제1 부재끼리가 접합된 부재에 고크롬강으로 형성된 제2 부재를 접합함으로써 형성되는 구조물이며, Ni기 합금으로 형성된 적어도 2개의 제1 부재끼리를 용접에 의해 접합하고, 상기 제1 부재끼리의 용접 접합부에 1차 시효 처리를 실시한 후, 상기 제1 부재끼리가 접속된 부재에, 고크롬강으로 형성된 제2 부재를 용접에 의해 접합하고, 상기 제1 부재끼리의 용접 접합부에의 2차 시효 처리의 시공 및 상기 제1 부재와 제2 부재의 용접부에의 용접 후 열처리를 실시함으로써 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, Ni기 합금으로 형성된 적어도 2개의 제1 부재끼리를 용접에 의해 접합하고, 상기 제1 부재끼리가 접합된 부재에 고크롬강으로 형성된 제2 부재를 접합함으로써 구성되는 구조물이며, Ni기 합금으로 형성된 적어도 2개의 제1 부재끼리를 용접에 의해 접합하고, 상기 제1 부재끼리의 용접 접합부에 1차 시효 처리 및 2차 시효 처리를 실시한 후, 상기 제1 부재끼리가 접속된 부재에 고크롬강으로 형성된 제2 부재를 용접에 의해 접합하고, 상기 용접부에 용접 후 열처리를 실시함으로써 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 Ni기 합금-고크롬강 구조물은 적어도 2개의 상기 제1 부재끼리를 용접에 의해 접합하고, 상기 제1 부재끼리의 용접 접합부에 1차 시효 처리를 실시한 후, 상기 제1 부재끼리가 접속된 부재에 고크롬강으로 형성된 제2 부재를 용접에 의해 접합하고, 상기 제2 부재에 저크롬강으로 형성된 제3 부재를 용접에 의해 접합하고, 상기 제1 부재끼리의 용접 접합부에의 2차 시효 처리, 상기 제1 부재와 제2 부재의 용접부에의 용접 후 열처리 및 상기 제2 부재와 제3 부재의 용접부에의 용접 후 열처리를 실시함으로써 형성해도 좋다.
또한, 본 발명의 Ni기 합금-고크롬강 구조물은 상기 제1 부재끼리의 용접 접합부의 1차 시효 처리를 700 내지 1000℃에서 행하고, 상기 2차 시효 처리, 상기 제1 부재와 제2 부재의 용접부의 용접 후 열처리 및 상기 제2 부재와 제3 부재의 용접부의 용접 후 열처리를 600 내지 800℃에서 실시함으로써 형성해도 좋다.
또한, 본 발명의 Ni기 합금-고크롬강 구조물은 증기 또는 연소 가스인 작동 유체가 도입되는 회전 기기의 로터 또는 케이싱의 구성에 사용해도 좋다.
이상 기재한 바와 같이 본 발명에 따르면, Ni기 합금과 고크롬강을 용접에 의해 접합하고, 적절한 열처리를 실시함으로써 상기 접합부에 있어서의 강도를 유지할 수 있는 Ni기 합금-고크롬강 구조물 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 관한 본 발명의 Ni기 합금-고크롬강 구조물에 의해 형성되는 터빈 로터의 구성을 모식적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 제1 실시예에 관한 터빈 로터의 제조 공정을 나타낸 개략도이다.
도 3은 제2 실시예에 관한 본 발명의 Ni기 합금-고크롬강 구조물에 의해 형성되는 내부 케이싱을 구비한 증기 터빈의 상부 단면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 적합한 실시예를 예시적으로 상세하게 설명한다. 단, 본 실시예에 기재되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대적 배치 등은 특별히 특정적인 기재가 없는 한, 본 발명의 범위를 그것으로 한정하는 취지가 아니라, 단순한 설명예에 지나지 않는다.
(제1 실시예)
도 1은 제1 실시예에 관한 본 발명의 Ni기 합금-고크롬강 구조물에 의해 형성되는 터빈 로터(1)의 구성을 모식적으로 도시한 평면도이다.
(구성)
우선, 도 1을 사용하여 제1 실시예에 관한 650℃ 이상의 증기가 도입되는 증기 터빈에 사용되는 터빈 로터의 구성에 대해 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 터빈 로터(1)는 2개의 Ni기 합금부(11a, 11b), 2개의 고크롬강부(12a, 12b), 2개의 저크롬강부(13a, 13b)로 구성되어 있다.
2개의 Ni기 합금부(11a와 11b)는 용접에 의해 접합되어 용접 접합부(21)를 형성하고, 2개의 Ni기 합금부(11a, 11b)는 각각 고크롬강부(12a, 12b)와 용접에 의해 접합되어 각각 용접 접합부(22a, 22b)를 형성하고, 또한 고크롬강부(12a, 12b)는 각각 저크롬강부(13a, 13b)와 용접에 의해 접합되어 각각 용접 접합부(23a, 23b)를 형성함으로써, 일단부로부터 저크롬강부(13a), 용접 접합부(23a), 고크롬강부(12a), 용접 접합부(22a), Ni기 합금부(11a), 용접 접합부(21), Ni기 합금부(11b), 용접 접합부(22b), 고크롬강부(12b), 용접 접합부(23b), 저크롬강부(13b)의 순으로 일체화된 터빈 로터(1)를 형성하고 있다.
또한, 상기 Ni기 합금부(11a, 11b) 및 용접 접합부(21)는 650℃ 이상의 온도의 증기에 노출되는 위치에 배치되고, 용접 접합부(22a 및 22b) 및 고크롬강부(12a 및 12b)는 650℃ 이하의 온도의 증기에 노출되는 위치에 배치되고, 상기 용접 접합부(23a 및 23b) 및 저크롬강(13a 및 13b)은 더 낮은 온도의 위치에 배치된다. 이들 배치 온도는 상기 각 부위를 구성하는 재료를 안정적으로 사용 가능한 고온 한계 온도 이하이면 다른 온도로 설정할 수도 있다.
(재료)
다음에, 터빈 로터(1)를 구성하는, Ni기 합금부(11a, 11b), 고크롬강부(12a, 12b), 저크롬강부(13a, 13b)의 재료에 대해 설명한다.
(A) Ni기 합금부
Ni기 합금부는, 650℃ 이상이며 바람직하게는 700℃ 정도의 고온이라도 안정적으로 사용 가능한 내열성을 갖고, 실온(「상온」이라고도 함. 이하 동일함.)으로부터 700℃까지의 평균 선팽창 계수가 12.4 × 10-6/℃ 내지 15.5 × 10-6/℃인 Ni기 합금으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 상기 범위의 선팽창 계수를 갖는 Ni기 합금을 사용함으로써, Ni기 합금부(11a, 11b)와 고크롬강부(12a, 12b)의 선팽창 계수의 차가 작아지므로, Ni기 합금부(11a, 11b)와 고크롬강부(12a, 12b) 사이의 용접 접합부(22a, 22b)에 가해지는 열응력도 작아지고, 따라서 상기 용접 접합부에 있어서의 강도를 확보하기 쉬워지기 때문이다.
상기 선팽창 계수가 12.4 × 10-6/℃ 내지 15.5 × 10-6/℃인 Ni기 합금의 예로서 표 1에 정리한 (1) 내지 (6)의 화학 조성 범위의 재료를 들 수 있다.
또한, Ni기 합금은, (1) 내지 (6)의 범위로 한정되는 것이 아니라, 650℃ 이상 바람직하게는 700℃ 이상의 고온이라도 안정적으로 사용 가능한 내열성을 갖고, 실온으로부터 700℃까지의 평균 선팽창 계수가 상기한 12.4 × 10-6/℃ 내지 15.5 × 10-6/℃의 범위의 Ni기 합금이면 다른 조성이라도 좋다.
Figure 112010007582287-pct00001
표 1 중에 있어서의 ％는 중량％를 의미한다.
또한, 표 1 중에 있어서의 (1) 내지 (6)의 조성의 Ni기 합금에는 불가피적 불순물도 포함되지만, 그 함유율은 0％에 가까울수록 바람직하다.
(B) 고크롬강부
고크롬강부는 650℃ 정도의 온도까지 안정적으로 사용 가능한 내열성을 갖고, 실온으로부터 700℃까지의 평균 선팽창 계수가 11.2 × 10-6/℃ 내지 12.4 × 10-6/℃인 고크롬강으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 상기 범위의 선팽창 계수를 갖는 Ni기 합금을 사용함으로써, Ni기 합금부(11a, 11b)와 고크롬강부(12a, 12b)의 선팽창 계수의 차가 작아지므로, Ni기 합금부(11a, 11b)와 고크롬강부(12a, 12b) 사이의 용접 접합부(22a, 22b)에 가해지는 열응력도 작아지고, 따라서 상기 용접 접합부에 있어서도 충분한 강도를 확보하기 쉬워지기 때문이다.
상기 선팽창 계수가 11.2 × 10-6/℃ 내지 12.4 × 10-6/℃인 고크롬강으로서 표 2에 정리한 (7), (8)의 화학 조성 범위의 재료를 들 수 있다.
또한, 고크롬강은 (7), (8)의 범위로 한정되는 것이 아니라, 650℃ 정도의 온도까지 안정적으로 사용 가능한 내열성을 갖고, 실온으로부터 700℃까지의 평균 선팽창 계수가 상기한 11.2 × 10-6/℃ 내지 12.4 × 10-6/℃ 범위의 고크롬강이면 다른 조성이라도 좋다.
이와 같은 범위의 고크롬강에는 일반적으로 터빈 로터에 사용되는 12Cr강도 포함되어 있어, 종래부터 터빈 로터에 사용되고 있는 12Cr강을 고크롬강으로서 사용할 수 있다.
Figure 112010007582287-pct00002
표 2 중에 있어서의 ％는 중량％를 의미한다.
또한, 표 2 중에 있어서의 (7), (8)의 조성의 고크롬강에는 불가피적 불순물도 포함되지만, 그 함유율은 0％에 가까울수록 바람직하다.
(C) 저크롬강부
저크롬강부는 상기 고크롬강부보다도 저온인 저크롬강부가 상승하는 온도까지 안정적으로 사용 가능한 내열성을 갖는 것이면 좋고, 예를 들어 2.25CrMoV강 또는 CrMoV강 등을 들 수 있다.
또한, 저크롬강부는 2.25CrMoV강 또는 CrMoV강으로 한정되는 것이 아니라, 상기 고크롬강부보다도 저온인 저크롬강부가 상승하는 온도라도 안정적으로 사용 가능한 내열성을 갖는 저크롬강이면 다른 조성이라도 좋다.
(제조 방법)
다음에, 도 1 및 도 2를 참조하면서 제1 실시예에 관한 터빈(1)의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 2는 제1 실시예에 관한 터빈(1)의 제조 공정을 도시한 개략도이다.
도 2에 있어서는 4종류의 제조 공정을 개략도로 도시하고 있고, 제1 제조 공정은 101 → 102 → 103 → 104 → 111 → 112 → 115 → 116 → 117의 공정이고, 제2 제조 공정은 101 → 102 → 103 → 104 → 111 → 112 → 113 → 114의 공정이고, 제3 제조 공정은 101 → 102 → 103 → 104 → 105 → 108 → 109 → 110의 공정이고, 제4 제조 공정은 101 → 102 → 103 → 104 → 105 → 106 → 107이다.
이하에 있어서는 제1 제조 공정으로부터 순서대로 설명해 간다.
(A) 제1 제조 공정
제1 제조 공정에 있어서는, 101에서 우선 Ni기 합금부(11a, 11b)의 용체화 처리를 행한다.
다음에, 102에서 Ni기 합금부끼리를 용접하고, 필요에 따라서 103에서 Ni기 합금끼리의 접합부(21)의 용체화 처리를 실시한다. 계속해서, 104에서 Ni기 합금끼리의 접합부(21)의 1차 시효를 행한다(a). 1차 시효는 700 내지 1000℃의 범위에서 행한다.
104에서 상기 1차 시효가 종료되면, 111에서 계속해서, 1차 시효를 종료한 Ni기 합금끼리의 접합부[21(a)]의 2차 시효를 행한다. 2차 시효는 600 내지 800℃에서 실시한다.
111에서 2차 시효가 종료되면 112에서 Ni기 합금부(11a, 11b)와 고크롬강부(12a, 12b)를 용접하고(b''), 115에서 상기 용접부(b'')의 열처리를 실시한다. 상기 열처리는 600 내지 800℃에서 실시한다.
115에서 Ni기 합금부(11a, 11b)와 고크롬강부(12a, 12b)의 용접부(b'')의 열처리가 종료되면, 116에서 고크롬강부(12a, 12b)와 저크롬강부(13a, 13b)를 용접하고(c'''), 117에서 상기 용접부(c''')에 열처리를 실시한다. 상기 열처리는 600 내지 800℃에서 실시한다.
이상의 101로부터 117의 공정에 의해, Ni기 합금끼리의 용접부는 1차 시효(104) 및 2차 시효(111)가 실시되고, Ni기 합금과 고크롬강의 용접부는 용접 후에 열처리(115)가 실시되고, 고크롬강과 저크롬강의 용접부는 용접 후에 열처리(117)가 실시되어, 용접 접합부에도 충분한 강도를 갖게 한 로터를 제조할 수 있다.
(B) 제2 제조 공정
제2 제조 공정은 상기 제1 제조 공정과 도 2에 있어서의 112까지는 동일하므로 그 설명을 생략한다.
112에서 Ni기 합금부(11a, 11b)와 고크롬강부(12a, 12b)를 용접(b'')하면, 계속해서 113에서 고크롬강부(12a, 12b)와 저크롬강부(13a, 13b)를 용접(c'')한다.
113에서 상기 용접(c'')이 종료되면, 114에서 Ni기 합금부(11a, 11b)와 고크롬강부(12a, 12b)의 용접부(b'')와 고크롬강부(12a, 12b)와 저크롬강부(13a, 13b)를 용접부(c'')에 열처리를 실시한다. 상기 열처리는 600 내지 800℃에서 실시한다.
이상의 공정에 의해 로터(1)가 제조된다.
제2 제조 공정에 있어서는, Ni기 합금부(11a, 11b)와 고크롬강부(12a, 12b)의 용접부의 열처리와, 고크롬강부(12a, 12b)와 저크롬강부(13a, 13b)의 용접부의 열처리를 동일한 온도에서 실시할 수 있는 것을 이용하여, 112, 113에서 용접을 실시한 후, 114에서 동시에 열처리를 실시하였다. 이에 의해, 제1 제조 공정보다도 단시간에 터빈 로터(1)의 제조가 가능해진다.
(C) 제3 제조 공정
제3 제조 공정은 상기 제1 및 제2 제조 공정과 도 2에 있어서의 104까지는 동일하므로 그 설명을 생략한다.
104에서 Ni기 합금끼리의 접합부(21)의 1차 시효 처리가 종료되면, 105에서 Ni기 합금부(11a, 11b)와 고크롬강부(12a, 12b)를 용접(b)한다. 상기 용접이 종료되면 108에서 로터 전체에 600 내지 800℃에서 열처리를 실시한다. 이에 의해, Ni기끼리의 접합부(21)의 2단 시효가 성립되는 동시에, Ni기 합금부와 고크롬강부의 용접부의 용접 후의 열처리도 성립된다.
108에서 열처리가 종료되면, 109에서 고크롬강부(12a, 12b)와 저크롬강부(13a, 13b)를 용접(c')하고, 110에서 상기 용접부(c')에 600 내지 800℃에서 열처리를 실시한다.
이상의 공정에 의해 로터(1)가 제조된다.
제3 제조 공정에 있어서는, Ni기 합금부끼리의 접합부의 2차 시효와, Ni기 합금부(11a, 11b)와 고크롬강부(12a, 12b)의 용접부의 열처리를 동일한 온도에서 실시할 수 있는 것을 이용하여, 상기 2차 시효와 열처리를 108에서 동시에 실시하였다. 이에 의해, 제1 제조 공정보다도 단시간에 터빈 로터(1)의 제조가 가능해진다. 또한, 108에서 로터 전체를 열처리함으로써 잔류 응력의 편차나 변형 방지에도 효과적이다.
(D) 제4 제조 공정
제4 제조 공정은 상기 제3 제조 공정과 도 2에 있어서의 105까지는 동일하므로 그 설명을 생략한다.
105에서 Ni기 합금부(11a, 11b)와 고크롬강부(12a, 12b)를 용접(b)하면, 계속해서 106에서 고크롬강부(12a, 12b)와 저크롬강부(13a, 13b)를 용접(c)한다. 상기 용접이 종료되면 로터 전체에 600 내지 800℃에서 열처리를 실시한다. 이에 의해 Ni기끼리의 접합부(21)의 2단 시효가 성립되는 동시에, Ni기 합금부와 고크롬강부의 용접부의 용접 후의 열처리도 성립되고, 또한 고크롬강부와 저크롬강부의 용접부의 용접 후의 열처리도 성립된다.
이상의 공정에 의해 로터(1)가 제조된다.
제4 제조 공정에 있어서는, Ni기 합금부끼리의 접합부의 2차 시효와, Ni기 합금부(11a, 11b)와 고크롬강부(12a, 12b)의 용접부의 열처리와, 고크롬강부(12a, 12b)와 저크롬강부(13a, 13b)의 용접부의 열처리를 동일한 온도에서 실시할 수 있는 것을 이용하여, 상기 2차 시효와 열처리를 107에서 동시에 실시하였다. 이에 의해, 제1 내지 제3 제조 공정 중의 어느 제조 공정보다도 단시간에 터빈 로터(1)의 제조가 가능해지는 동시에, 107에서 로터 전체를 열처리함으로써 잔류 응력의 편차나 변형 방지에도 효과적이다.
(제2 실시예)
도 3은 제2 실시예에 관한 본 발명의 Ni기 합금-고크롬강 구조물에 의해 형성되는 내부 케이싱을 구비한 증기 터빈의 상부 단면도이다.
이하 내부 케이싱에 대해 설명한다.
(구성)
도 3에 도시한 바와 같이, 증기 터빈(30)은, 내부 케이싱(31)과 그 외측에 설치된 외부 케이싱(34)으로 구성되는 이중 구조의 케이싱을 구비하고 있다. 또한, 내부 케이싱(33) 내에는 터빈 로터(36)가 관통 설치되어 있다. 또한, 증기 터빈(30)에는 주증기관(35)이 외측 케이싱(34) 및 내측 케이싱(31)을 관통하여 설치되고, 상기 주증기관(35)으로부터 도입된 증기가 상기 내측 케이싱(33)의 내주면에 설치한 정익(stator vane)(도시하지 않음)과 로터(36)의 외주면에 설치한 동익(도시하지 않음) 사이를 유통하도록 구성되어 있다.
상기 내부 케이싱(30)은 본 발명의 Ni기 합금-고크롬강 구조물에 의해 형성된다. 도 3에 도시한 바와 같이, 내부 케이싱(33)은 2개의 Ni기 합금부(32a, 32b, 1개의 고크롬강부(33)로 구성되어 있다.
2개의 Ni기 합금부(32a와 32b)는 용접에 의해 접합되어 용접 접합부(42)를 형성하고, Ni기 합금부(32b)는 고크롬강부(33)와 용접에 의해 접합되어 용접 접합부(43)를 형성함으로써, 일단부로부터 Ni기 합금부(32a), 용접 접합부(42), Ni기 합금부(32b), 용접 접합부(43), 고크롬강부(33)의 순으로 일체화된 내부 케이싱(31)을 형성하고 있다.
또한, 상기 Ni기 합금부(32a)는 상기 주증기관(35)을 둘러싸도록 하여 설치되어 있고, 증기가 도입되는 주위의 고온부는 Ni기 합금부(32a 또는 32b)로 형성되어 있다.
(재료)
Ni기 합금부(32a, 32b) 및 고크롬강부(33)는 제1 실시예와 마찬가지로, 예를 들어 표 1 및 표 2에 정리한 재료로 할 수 있다.
(제조 방법)
도 2에 정리한 제1 실시예와 동일한 방법으로 제조할 수 있다. 단, 제2 실시예에 있어서는 제1 실시예와 달리 저크롬강부를 설치하고 있지 않으므로, 제1 실시예에 있어서의 상기 (A) 제1 제조 방법, (B) 제2 제조 방법, (C) 제3 제조 방법, (D) 제4 제조 방법은 제1 제조 방법과 제2 제조 방법, 제3 제조 방법과 제4 제조 방법이 마찬가지로 되어, 도 2에 있어서의
ㆍ101 → 102 → 103 → 104 → 111 → 112 → 114
ㆍ101 → 102 → 103 → 104 → 105 → 107
의 2종류의 제조 방법을 예시할 수 있다.
Ni기 합금과 고크롬강을 용접에 의해 접합하고, 적절한 열처리를 실시함으로써 상기 접합부에 있어서의 강도를 유지할 수 있는 Ni기 합금-고크롬강 구조물 및 그 제조 방법으로서 이용할 수 있다.

Claims (15)

  1. Ni기 합금으로 형성된 적어도 2개의 제1 부재끼리를 용접에 의해 접합하고, 상기 제1 부재끼리가 접합된 부재에 고크롬강으로 형성된 제2 부재를 접합함으로써 형성되는 구조물의 제조 방법이며,
    Ni기 합금으로 형성된 적어도 2개의 제1 부재끼리를 용접에 의해 접합하고,
    상기 제1 부재끼리의 용접 접합부에 1차 시효 처리를 실시한 후, 상기 제1 부재끼리가 접합된 부재에, 고크롬강으로 형성된 제2 부재를 용접에 의해 접합하고,
    그 후, 상기 제1 부재끼리의 용접 접합부에의 2차 시효 처리의 시공 및 상기 제1 부재와 제2 부재의 용접부에의 용접 후 열처리를 실시하는 것을 특징으로 하는, Ni기 합금-고크롬강 구조물의 제조 방법.
  2. Ni기 합금으로 형성된 적어도 2개의 제1 부재끼리를 용접에 의해 접합하고, 상기 제1 부재끼리가 접합된 부재에 고크롬강으로 형성된 제2 부재를 접합함으로써 구성되는 구조물의 제조 방법이며,
    Ni기 합금으로 형성된 적어도 2개의 제1 부재끼리를 용접에 의해 접합하고,
    상기 제1 부재끼리의 용접 접합부에 1차 시효 처리 및 2차 시효 처리를 실시한 후, 상기 제1 부재끼리가 접합된 부재에, 고크롬강으로 형성된 제2 부재를 용접에 의해 접합하고, 상기 제1 부재끼리가 접합된 부재와 제2 부재를 접합한 용접부에 용접 후 열처리를 실시하는 것을 특징으로 하는, Ni기 합금-고크롬강 구조물의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 부재끼리의 용접 접합부에의 2차 시효 처리 온도와, 상기 제1 부재와 제2 부재의 용접부에 실시하는 용접 후 열처리 온도를 동일 온도로 하고,
    상기 2차 시효 처리와 상기 용접 후 열처리를 동시에 행하는 것을 특징으로 하는, Ni기 합금-고크롬강 구조물의 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 부재끼리의 용접 접합부의 1차 시효 처리를 700 내지 1000℃에서 행하고, 상기 2차 시효 처리와, 상기 제1 부재 및 제2 부재의 용접부의 용접 후 열처리를 600 내지 800℃에서 실시하는 것을 특징으로 하는, Ni기 합금-고크롬강 구조물의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서, 적어도 2개의 상기 제1 부재끼리를 용접에 의해 접합하고,
    상기 제1 부재끼리의 용접 접합부에 1차 시효 처리를 실시한 후, 상기 제1 부재끼리가 접합된 부재에, 고크롬강으로 형성된 제2 부재를 용접에 의해 접합하고,
    또한, 상기 제2 부재에 저크롬강으로 형성된 제3 부재를 용접에 의해 접합하고,
    그 후, 상기 제1 부재끼리의 용접 접합부에의 2차 시효 처리, 상기 제1 부재와 제2 부재의 용접부에의 용접 후 열처리 및 상기 제2 부재와 제3 부재의 용접부에의 용접 후 열처리를 실시하는 것을 특징으로 하는, Ni기 합금-고크롬강 구조물의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 부재끼리의 용접 접합부에의 2차 시효 처리 온도와, 상기 제1 부재와 제2 부재의 용접부에 실시하는 용접 후 열처리 온도와, 상기 제2 부재와 제3 부재의 용접부에 실시하는 용접 후 열처리 온도를 동일 온도로 하고,
    상기 2차 시효 처리와 상기 각각의 용접 후 열처리를 동시에 행하는 것을 특징으로 하는, Ni기 합금-고크롬강 구조물의 제조 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 제1 부재끼리의 용접 접합부의 1차 시효 처리를 700 내지 1000℃에서 행하고, 상기 2차 시효 처리, 상기 제1 부재와 제2 부재의 용접부의 용접 후 열처리 및 상기 제2 부재와 제3 부재의 용접부의 용접 후 열처리를 600 내지 800℃에서 실시하는 것을 특징으로 하는, Ni기 합금-고크롬강 구조물의 제조 방법.
  8. Ni기 합금으로 형성된 적어도 2개의 제1 부재끼리를 용접에 의해 접합하고, 상기 제1 부재끼리가 접합된 부재에 고크롬강으로 형성된 제2 부재를 접합함으로써 형성되는 구조물이며,
    Ni기 합금으로 형성된 적어도 2개의 제1 부재끼리를 용접에 의해 접합하고, 상기 제1 부재끼리의 용접 접합부에 1차 시효 처리를 실시한 후, 상기 제1 부재끼리가 접합된 부재에, 고크롬강으로 형성된 제2 부재를 용접에 의해 접합하고, 상기 제1 부재끼리의 용접 접합부에의 2차 시효 처리의 시공 및 상기 제1 부재와 제2 부재의 용접부에의 용접 후 열처리를 실시함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는, Ni기 합금-고크롬강 구조물.
  9. Ni기 합금으로 형성된 적어도 2개의 제1 부재끼리를 용접에 의해 접합하고, 상기 제1 부재끼리가 접합된 부재에 고크롬강으로 형성된 제2 부재를 접합함으로써 구성되는 구조물이며,
    Ni기 합금으로 형성된 적어도 2개의 제1 부재끼리를 용접에 의해 접합하고, 상기 제1 부재끼리의 용접 접합부에 1차 시효 처리 및 2차 시효 처리를 실시한 후, 상기 제1 부재끼리가 접합된 부재에 고크롬강으로 형성된 제2 부재를 용접에 의해 접합하고, 상기 제1 부재끼리가 접합된 부재와 제2 부재를 접합한 용접부에 용접 후 열처리를 실시함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는, Ni기 합금-고크롬강 구조물.
  10. 제8항에 있어서, 상기 제1 부재끼리의 용접 접합부에의 2차 시효 처리 온도와, 상기 제1 부재와 제2 부재의 용접부에 실시하는 용접 후 열처리 온도를 동일 온도로 하고,
    상기 2차 시효 처리와 상기 용접 후 열처리를 동시에 실시함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는, Ni기 합금-고크롬강 구조물.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 부재끼리의 용접 접합부의 1차 시효 처리를 700 내지 1000℃에서 행하고, 상기 2차 시효 처리, 상기 제1 부재와 제2 부재의 용접부의 용접 후 열처리를 600 내지 800℃에서 실시함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는, Ni기 합금-고크롬강 구조물.
  12. 제8항에 있어서, 적어도 2개의 상기 제1 부재끼리를 용접에 의해 접합하고, 상기 제1 부재끼리의 용접 접합부에 1차 시효 처리를 실시한 후, 상기 제1 부재끼리가 접합된 부재에 고크롬강으로 형성된 제2 부재를 용접에 의해 접합하고, 상기 제2 부재에 저크롬강으로 형성된 제3 부재를 용접에 의해 접합하고,
    상기 제1 부재끼리의 용접 접합부에의 2차 시효 처리, 상기 제1 부재와 제2 부재의 용접부에의 용접 후 열처리 및 상기 제2 부재와 제3 부재의 용접부에의 용접 후 열처리를 실시함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는, Ni기 합금-고크롬강 구조물.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 부재끼리의 용접 접합부에의 2차 시효 처리 온도와, 상기 제1 부재와 제2 부재의 용접부에 실시하는 용접 후 열처리 온도와, 상기 제2 부재와 제3 부재의 용접부에 실시하는 용접 후 열처리 온도를 동일 온도로 하고,
    상기 2차 시효 처리와 상기 각각의 용접 후 열처리를 동시에 실시함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는, Ni기 합금-고크롬강 구조물.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 제1 부재끼리의 용접 접합부의 1차 시효 처리를 700 내지 1000℃에서 행하고, 상기 2차 시효 처리, 상기 제1 부재와 제2 부재의 용접부의 용접 후 열처리 및 상기 제2 부재와 제3 부재의 용접부의 용접 후 열처리를 600 내지 800℃에서 실시함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는, Ni기 합금-고크롬강 구조물.
  15. 제8항 내지 제10항, 제12항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 증기 또는 연소 가스인 작동 유체가 도입되는 회전 기기의 로터 또는 케이싱의 구성에 사용되는 것을 특징으로 하는, Ni기 합금-고크롬강 구조물.
KR1020107002531A 2008-06-18 2009-06-11 Ｎｉ기 합금-고크롬강 구조물 및 그 제조 방법 KR101207147B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008159261 2008-06-18
JPJP-P-2008-159261 2008-06-18
PCT/JP2009/061065 WO2009154245A1 (ja) 2008-06-18 2009-06-11 Ｎｉ基合金－高クロム鋼構造物及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100038219A KR20100038219A (ko) 2010-04-13
KR101207147B1 true KR101207147B1 (ko) 2012-11-30

Family

ID=41434160

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107002531A KR101207147B1 (ko) 2008-06-18 2009-06-11 Ｎｉ기 합금-고크롬강 구조물 및 그 제조 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8603265B2 (ko)
EP (1) EP2182086B1 (ko)
JP (1) JP5073051B2 (ko)
KR (1) KR101207147B1 (ko)
CN (1) CN101772586B (ko)
WO (1) WO2009154245A1 (ko)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4929399B2 (ja) 2008-06-18 2012-05-09 三菱重工業株式会社 回転機器のロータ及びその製造方法
JP5731915B2 (ja) * 2011-06-22 2015-06-10 川崎重工業株式会社 タービン用ロータおよびその製造方法ならびにＮｉ基超合金材と鋼材の接合方法および構造
JP6122319B2 (ja) * 2013-03-15 2017-04-26 三菱重工業株式会社 異材継手
JP6118714B2 (ja) * 2013-11-19 2017-04-19 三菱日立パワーシステムズ株式会社 厚肉大径管の溶接継手構造とその溶接施工方法
JP6398277B2 (ja) * 2014-04-14 2018-10-03 新日鐵住金株式会社 Ｎｉ基耐熱合金溶接継手の製造方法
CN104002057B (zh) * 2014-06-06 2017-02-15 南通国电电站阀门有限公司 Wb36阀体密封面焊接工艺
US10590508B2 (en) 2014-10-10 2020-03-17 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Method for manufacturing shaft body
JP6519007B2 (ja) * 2015-04-03 2019-05-29 日本製鉄株式会社 Ｎｉ基耐熱合金溶接継手の製造方法
CN106121733B (zh) * 2016-08-12 2019-01-11 上海电气燃气轮机有限公司 一种用于重型燃气轮机的混合转子结构及组装方法
CN108080774A (zh) * 2016-11-22 2018-05-29 上海电气电站设备有限公司 一种耐热钢在630度汽轮机转子中的应用及转子焊接方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58103972A (ja) 1981-12-16 1983-06-21 Hitachi Ltd 超合金耐熱材料の溶接方法
JP2006291344A (ja) 2005-04-15 2006-10-26 Hitachi Ltd Ｎｉ基合金部材とその製造法及びタービンエンジン部品並びに溶接材料とその製造法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3741824A (en) * 1970-10-29 1973-06-26 United Aircraft Corp Method to improve the weldability and formability of nickel-base superalloys
US5106010A (en) * 1990-09-28 1992-04-21 Chromalloy Gas Turbine Corporation Welding high-strength nickel base superalloys
JPH08170132A (ja) * 1994-12-16 1996-07-02 Honda Motor Co Ltd 鉄系合金とニッケル合金との接合部材
JP3999402B2 (ja) 1998-06-09 2007-10-31 三菱重工業株式会社 蒸気タービンの異材溶接ロータ
JP2000282808A (ja) 1999-03-26 2000-10-10 Toshiba Corp 蒸気タービン設備
JP3956602B2 (ja) 2000-10-13 2007-08-08 株式会社日立製作所 蒸気タービン用ロータシャフトの製造法
DE10112062A1 (de) 2001-03-14 2002-09-19 Alstom Switzerland Ltd Verfahren zum Zusammenschweißen zweier thermisch unterschiedlich belasteter Teile sowie nach einem solchen Verfahren hergestellte Turbomaschine
JP2003013161A (ja) 2001-06-28 2003-01-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd オーステナイト系低熱膨張Ｎｉ基超合金およびその製造方法
JP2004036469A (ja) * 2002-07-03 2004-02-05 Hitachi Ltd 蒸気タービンロータ
US6927361B2 (en) * 2003-09-04 2005-08-09 Thomas Joseph Kelly Surface oxide weld penetration enhancement method and article
DE10348424A1 (de) 2003-10-14 2005-05-19 Alstom Technology Ltd Geschweisster Rotor für eine thermische Maschine sowie Verfahren zur Herstellung eines solchen Rotors
JP2007291966A (ja) 2006-04-26 2007-11-08 Toshiba Corp 蒸気タービンおよびタービンロータ
JP4805728B2 (ja) 2006-05-31 2011-11-02 株式会社東芝 蒸気タービンロータ及び蒸気タービン
JP4908137B2 (ja) 2006-10-04 2012-04-04 株式会社東芝 タービンロータおよび蒸気タービン
JP5011931B2 (ja) 2006-10-06 2012-08-29 株式会社日立製作所 蒸気タービン溶接ロータ
JP4929399B2 (ja) 2008-06-18 2012-05-09 三菱重工業株式会社 回転機器のロータ及びその製造方法
JP4719780B2 (ja) * 2008-09-09 2011-07-06 株式会社日立製作所 タービン用の溶接型ロータおよびその製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58103972A (ja) 1981-12-16 1983-06-21 Hitachi Ltd 超合金耐熱材料の溶接方法
JP2006291344A (ja) 2005-04-15 2006-10-26 Hitachi Ltd Ｎｉ基合金部材とその製造法及びタービンエンジン部品並びに溶接材料とその製造法

Also Published As

Publication number Publication date
US8603265B2 (en) 2013-12-10
EP2182086B1 (en) 2016-09-21
WO2009154245A1 (ja) 2009-12-23
JPWO2009154245A1 (ja) 2011-12-01
US20110126945A1 (en) 2011-06-02
EP2182086A1 (en) 2010-05-05
CN101772586B (zh) 2012-02-29
JP5073051B2 (ja) 2012-11-14
EP2182086A4 (en) 2015-04-22
CN101772586A (zh) 2010-07-07
KR20100038219A (ko) 2010-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101207147B1 (ko) Ｎｉ기 합금-고크롬강 구조물 및 그 제조 방법
KR101193727B1 (ko) 회전 기기의 로터 및 그 제조 방법
JP4520481B2 (ja) 高温蒸気タービンプラント
JP4288304B1 (ja) タービンロータ及びタービンロータの製造方法
EP2786827B1 (en) Turbine body
EP2180149B1 (en) Steam turbine equipment
JP4995317B2 (ja) 低圧タービン用ロータ
US8794913B2 (en) Steam turbine facility
CN103195491A (zh) 多材料转子、具有该转子的蒸汽涡轮和生产该转子的方法
JP5973870B2 (ja) 蒸気タービンロータの溶接方法
JPS6142492A (ja) 蒸気タ−ビン主蒸気管とケ−シングとの溶接構造
JP4934738B2 (ja) 高温蒸気タービンプラント
Magoshi et al. Development of welded rotors for high-temperature steam turbines
JP2010084550A (ja) 蒸気タービン，タービンロータ及びその製造方法
JPS6142493A (ja) 蒸気タ−ビン主蒸気管とケ−シングとの溶接構造
JP2011069307A (ja) 蒸気タービンロータ、それを用いた蒸気タービン
JPS58106104A (ja) 蒸気タ−ビン
JPS61139650A (ja) タ−ビンダイヤフラム

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151102

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161028

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171030

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181119

Year of fee payment: 7