JPH05345922A - 高低圧一体型タービンロータの製造方法 - Google Patents
高低圧一体型タービンロータの製造方法Info
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- JPH05345922A JPH05345922A JP17597792A JP17597792A JPH05345922A JP H05345922 A JPH05345922 A JP H05345922A JP 17597792 A JP17597792 A JP 17597792A JP 17597792 A JP17597792 A JP 17597792A JP H05345922 A JPH05345922 A JP H05345922A
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- cooling
- low
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高強度化、高靱性化して、大型のロータへ
の使用を可能とした高低圧一体型タービンロータの製造
方法を提供する。 【構成】 特定組成のタービンロータ素体を、所望に
より高圧部および中圧部に相当する部分が、低圧部に相
当する部分よりも高温になるように加熱し、さらに、低
圧部に相当する部分を油冷以上の冷却速度、高圧部およ
び中圧部に相当する部分を衝風冷却以下の冷却速度で焼
入れし、その後、前記素体を所定の温度で１回以上の焼
戻しを行う。 【効果】 優れた高温クリープ強度と優れた低温靱性
を有する材料が得られ、大型の高低圧一体型タービンロ
ータへの適用が可能になり、高低圧一体型タービンロー
タを大型化してエネルギー効率を向上させることができ
る。
の使用を可能とした高低圧一体型タービンロータの製造
方法を提供する。 【構成】 特定組成のタービンロータ素体を、所望に
より高圧部および中圧部に相当する部分が、低圧部に相
当する部分よりも高温になるように加熱し、さらに、低
圧部に相当する部分を油冷以上の冷却速度、高圧部およ
び中圧部に相当する部分を衝風冷却以下の冷却速度で焼
入れし、その後、前記素体を所定の温度で１回以上の焼
戻しを行う。 【効果】 優れた高温クリープ強度と優れた低温靱性
を有する材料が得られ、大型の高低圧一体型タービンロ
ータへの適用が可能になり、高低圧一体型タービンロー
タを大型化してエネルギー効率を向上させることができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、発電機のタービンロ
ータ軸などに用いられる高低圧一体型タービンロータの
製造方法に関するものである。
ータ軸などに用いられる高低圧一体型タービンロータの
製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】発電機のタービンの１つとして、高圧部
から低圧部までを一体化した高低圧一体型タービンが知
られており、このタービンには高低圧一体型タービンロ
ータが用いられている。このタービンロータは、高温で
高圧から低圧に至る蒸気圧力にさらされており、その材
料には、優れた高温クリープ特性と、優れた低温靱性と
を兼ね備えていることが要求される。従来、高低圧一体
型タービンロータ材としては、Ｃr ーＭo ーＶ系低合金
鋼が開発されており、さらに、例えば特公昭５４ー１９
３７０号や特開平３−１３０５０２号には、この種の材
料を改良した低合金鋼が開示されている。高低圧一体型
タービンロータを製造する際には、上記合金鋼からなる
タービンロータ素体を均一に加熱して、素体全体に油焼
入れ、水焼入れ、噴水焼入れなどを行い、その後に焼戻
しを行う熱処理を施している。ところで、上記した高低
圧一体型タービンロータには、従来、胴径が１ｍ程度の
小型のものが使用されていたが、エネルギ−効率を向上
させるために、例えば胴径が２ｍに及ぶ大型の高低圧一
体型タービンロータの開発が望まれている。
から低圧部までを一体化した高低圧一体型タービンが知
られており、このタービンには高低圧一体型タービンロ
ータが用いられている。このタービンロータは、高温で
高圧から低圧に至る蒸気圧力にさらされており、その材
料には、優れた高温クリープ特性と、優れた低温靱性と
を兼ね備えていることが要求される。従来、高低圧一体
型タービンロータ材としては、Ｃr ーＭo ーＶ系低合金
鋼が開発されており、さらに、例えば特公昭５４ー１９
３７０号や特開平３−１３０５０２号には、この種の材
料を改良した低合金鋼が開示されている。高低圧一体型
タービンロータを製造する際には、上記合金鋼からなる
タービンロータ素体を均一に加熱して、素体全体に油焼
入れ、水焼入れ、噴水焼入れなどを行い、その後に焼戻
しを行う熱処理を施している。ところで、上記した高低
圧一体型タービンロータには、従来、胴径が１ｍ程度の
小型のものが使用されていたが、エネルギ−効率を向上
させるために、例えば胴径が２ｍに及ぶ大型の高低圧一
体型タービンロータの開発が望まれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、高低圧一体型
タービンロータの大型化を実現するためには、従来の小
型ロータに比べ、材料の高強度化、高靱性化が要求さ
れ、従来の製造方法では、この要請に応えることが困難
である。例えば、小型の高低圧一体型タービンロータ材
として従来開発されているＣr−Ｍo −Ｖ系低合金鋼を
用いて常法の熱処理を施しても、大型の高低圧一体型タ
ービンロータとしては高温クリープ強度あるいは低温靱
性が不足し、大型高低圧一体型タービンロータ材として
十分な性能が得られないという問題点がある。この発明
は、上記事情を背景としてなされたものであり、優れた
高温クリープ特性と優れた低温靱性とを兼ね備えた高低
圧一体型タービンロータの製造方法を提供することを目
的とするものである。
タービンロータの大型化を実現するためには、従来の小
型ロータに比べ、材料の高強度化、高靱性化が要求さ
れ、従来の製造方法では、この要請に応えることが困難
である。例えば、小型の高低圧一体型タービンロータ材
として従来開発されているＣr−Ｍo −Ｖ系低合金鋼を
用いて常法の熱処理を施しても、大型の高低圧一体型タ
ービンロータとしては高温クリープ強度あるいは低温靱
性が不足し、大型高低圧一体型タービンロータ材として
十分な性能が得られないという問題点がある。この発明
は、上記事情を背景としてなされたものであり、優れた
高温クリープ特性と優れた低温靱性とを兼ね備えた高低
圧一体型タービンロータの製造方法を提供することを目
的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願発明の高低圧一体型タービンロータの製造方法
のうち第１の発明は、重量％で、Ｃ：０．１５〜０．４
％、Ｓi ：０．１％以下、Ｍn ：０．０５〜０．５％、
Ｎi ：１．５〜２．５％、Ｃr ：０．８〜２．５％、Ｍ
o ：０．８〜２．５％、Ｖ：０．１５〜０．３５％を含
有し、残部がＦeおよび不可避的不純物からなり、さら
に下記に示す（１）、（２）、（３）の条件の少なくと
も一つの条件を満たす耐熱鋼からなるタービンロータ素
体を焼入れする際に、このタービンロータ素体を９００
〜１０００℃に加熱して、蒸気タービンの稼働環境にお
ける高・中圧部に相当する部分を衝風冷却以下の冷却速
度、低圧部に相当する部分を油冷以上の冷却速度で焼入
れし、その後、前記素体を５５０〜７００℃で１回以上
の焼戻しを行うことを特徴とする。 （Ｍn／Ｎi）比：０．１２以下 （１） （Ｓi＋Ｍn）／Ｎi比：０．１８以下 （２） （Ｖ＋Ｍo）／（Ｎi＋Ｃr）比：０．４５〜０．７ （３）
め、本願発明の高低圧一体型タービンロータの製造方法
のうち第１の発明は、重量％で、Ｃ：０．１５〜０．４
％、Ｓi ：０．１％以下、Ｍn ：０．０５〜０．５％、
Ｎi ：１．５〜２．５％、Ｃr ：０．８〜２．５％、Ｍ
o ：０．８〜２．５％、Ｖ：０．１５〜０．３５％を含
有し、残部がＦeおよび不可避的不純物からなり、さら
に下記に示す（１）、（２）、（３）の条件の少なくと
も一つの条件を満たす耐熱鋼からなるタービンロータ素
体を焼入れする際に、このタービンロータ素体を９００
〜１０００℃に加熱して、蒸気タービンの稼働環境にお
ける高・中圧部に相当する部分を衝風冷却以下の冷却速
度、低圧部に相当する部分を油冷以上の冷却速度で焼入
れし、その後、前記素体を５５０〜７００℃で１回以上
の焼戻しを行うことを特徴とする。 （Ｍn／Ｎi）比：０．１２以下 （１） （Ｓi＋Ｍn）／Ｎi比：０．１８以下 （２） （Ｖ＋Ｍo）／（Ｎi＋Ｃr）比：０．４５〜０．７ （３）
【０００５】第２の発明は、上記耐熱鋼からなるタービ
ンロータ素体の高・中圧部に相当する部分を９００〜１
０３０℃、低圧部に相当する部分を８７０〜１０００℃
で、しかも高・中圧部に相当する部分が低圧部よりも２
０〜８０℃高温となるように加熱して、焼入れし、その
後、前記素体を５５０〜７００℃で１回以上の焼戻しを
行うことを特徴とする。第３の発明は、上記耐熱鋼から
なるタービンロータ素体の高・中圧部に相当する部分を
９００〜１０３０℃、低圧部に相当する部分を８７０〜
１０００℃で、しかも高・中圧部に相当する部分が低圧
部よりも２０〜８０℃高温となるように加熱して、高・
中圧部に相当する部分を衝風冷却以下の冷却速度、低圧
部に相当する部分を油冷以上の冷却速度で焼入れし、そ
の後、前記素体を５５０〜７００℃で１回以上の焼戻し
を行うことを特徴とする。第４の発明は、上記耐熱鋼の
組成に、さらに重量％で、Ｎb およびＴa ：０．００５
〜０．１５％、Ｗ：０．１〜１．０％の１種以上を含有
することを特徴とする。第５の発明は、上記耐熱鋼の組
成に、さらに重量％で、Ｔi 、Ａl 、Ｚr 、Ｂ、Ｃa お
よび希土類元素の少なくとも１種を合計で０．００１〜
０．１％含有することを特徴とする。
ンロータ素体の高・中圧部に相当する部分を９００〜１
０３０℃、低圧部に相当する部分を８７０〜１０００℃
で、しかも高・中圧部に相当する部分が低圧部よりも２
０〜８０℃高温となるように加熱して、焼入れし、その
後、前記素体を５５０〜７００℃で１回以上の焼戻しを
行うことを特徴とする。第３の発明は、上記耐熱鋼から
なるタービンロータ素体の高・中圧部に相当する部分を
９００〜１０３０℃、低圧部に相当する部分を８７０〜
１０００℃で、しかも高・中圧部に相当する部分が低圧
部よりも２０〜８０℃高温となるように加熱して、高・
中圧部に相当する部分を衝風冷却以下の冷却速度、低圧
部に相当する部分を油冷以上の冷却速度で焼入れし、そ
の後、前記素体を５５０〜７００℃で１回以上の焼戻し
を行うことを特徴とする。第４の発明は、上記耐熱鋼の
組成に、さらに重量％で、Ｎb およびＴa ：０．００５
〜０．１５％、Ｗ：０．１〜１．０％の１種以上を含有
することを特徴とする。第５の発明は、上記耐熱鋼の組
成に、さらに重量％で、Ｔi 、Ａl 、Ｚr 、Ｂ、Ｃa お
よび希土類元素の少なくとも１種を合計で０．００１〜
０．１％含有することを特徴とする。
【０００６】なお、前記タービンロータ素体は、高圧
部、中圧部、低圧部をそれぞれ必ず具備している必要は
なく、これらの２以上を具備しているものであればよ
い。また、高中圧部と低圧部とで冷却速度を変える場合
に、低圧部相当部分に適用する焼入れ時の冷却は、油冷
以上の冷却速度を有する方法で行えばよく、例えば、油
冷、水冷、噴水冷却で行うことができ、さらに、高、中
圧部相当部分に適用する焼入れ時の冷却は、衝風冷却以
下の冷却速度を有する方法で行えばよく、例えば、衝風
冷却、空冷により行うことができる。次に、焼戻し温度
およびその回数も、鋼の組成、必要な焼戻し効果などに
従って適宜選定される。
部、中圧部、低圧部をそれぞれ必ず具備している必要は
なく、これらの２以上を具備しているものであればよ
い。また、高中圧部と低圧部とで冷却速度を変える場合
に、低圧部相当部分に適用する焼入れ時の冷却は、油冷
以上の冷却速度を有する方法で行えばよく、例えば、油
冷、水冷、噴水冷却で行うことができ、さらに、高、中
圧部相当部分に適用する焼入れ時の冷却は、衝風冷却以
下の冷却速度を有する方法で行えばよく、例えば、衝風
冷却、空冷により行うことができる。次に、焼戻し温度
およびその回数も、鋼の組成、必要な焼戻し効果などに
従って適宜選定される。
【０００７】
【作用】高低圧一体型タービンロータは、部位によって
使用条件が異なるために、要求される性質にも部位によ
って差異があり、特に、高圧部および中圧部では高温ク
リープ強度が十分に高いことが必要とされ、低圧部では
低温靱性に優れていることが必要とされる。ところで、
焼入れ時の冷却速度は、フェライト変態が起らない程度
に遅いほど（例えば約５℃／ｈ以上）高温クリープ強度
は良好となり、逆に、焼入れ時の冷却速度が速いほど低
温靱性は良好となる。
使用条件が異なるために、要求される性質にも部位によ
って差異があり、特に、高圧部および中圧部では高温ク
リープ強度が十分に高いことが必要とされ、低圧部では
低温靱性に優れていることが必要とされる。ところで、
焼入れ時の冷却速度は、フェライト変態が起らない程度
に遅いほど（例えば約５℃／ｈ以上）高温クリープ強度
は良好となり、逆に、焼入れ時の冷却速度が速いほど低
温靱性は良好となる。
【０００８】本願発明の高低圧一体型タービンロータの
製造方法によれば、特定の組成を有する公知の耐熱鋼を
採用し、タービンロータ素体の高中圧部と、低圧部とに
よって焼入れ時の冷却速度を前記のように変えて（以
下、偏差冷却という）、焼入れを行うので、高、中圧部
に相当する部分は十分な高温クリープ強度が確保され、
一方、低圧部では優れた低温靱性が確保される。また、
タービンロータ素体は上記組成により焼入れ性が向上し
ており、熱処理によって、大型のロータにおいても大胴
径の中心部に至るまで十分に焼入れされ、高温クリープ
強度を損なうことなく低温靱性を向上させることができ
る。さらに、焼入れの際に、冷却に先立つ加熱温度を、
高、中圧部と低圧部で差異を設ける（以下、偏差加熱と
いう）ことにより、上記作用が確実なものとなる。
製造方法によれば、特定の組成を有する公知の耐熱鋼を
採用し、タービンロータ素体の高中圧部と、低圧部とに
よって焼入れ時の冷却速度を前記のように変えて（以
下、偏差冷却という）、焼入れを行うので、高、中圧部
に相当する部分は十分な高温クリープ強度が確保され、
一方、低圧部では優れた低温靱性が確保される。また、
タービンロータ素体は上記組成により焼入れ性が向上し
ており、熱処理によって、大型のロータにおいても大胴
径の中心部に至るまで十分に焼入れされ、高温クリープ
強度を損なうことなく低温靱性を向上させることができ
る。さらに、焼入れの際に、冷却に先立つ加熱温度を、
高、中圧部と低圧部で差異を設ける（以下、偏差加熱と
いう）ことにより、上記作用が確実なものとなる。
【０００９】次に、上記組成のタービンロータ素体に施
す熱処理の条件およびその限定理由について説明する。焼入れ加熱温度 均一加熱 ：９００〜１０００℃ 全体を均一に加熱する場合に、そのオーステナイト化温
度は、９００℃未満では、十分な高温クリープ強度が得
られず、また１０００℃を超えると、低温靱性が低下す
るので上記範囲とする。偏差加熱 ：高中圧部 ９００〜１０３０℃、低圧部 ８７
０〜１０００℃ （高中圧部温度−低圧部温度） ２０〜８０℃ 高、中圧部と、低圧部の加熱温度に差異を設ける場合
に、高、中圧部では、オーステナイト化温度が９００℃
未満であると十分な高温クリープ強度が得られず、また
１０３０℃を超えると、高温での切欠弱化が認められる
ため上記範囲とする。一方、低圧部のオーステナイト化
温度は、８７０℃未満では、炭化物が完全に固溶しない
ため低温靱性が低下し、また、１０００℃を超えるとオ
ーステナイト結晶粒が粗大化して低温靱性が低下するこ
とから上記範囲とする。なお、高、中圧部のオーステナ
イト化温度は、低圧部のオーステナイト化温度よりも、
２０〜８０℃高い温度範囲で選ばれるが、その作用効果
を得るためには２０℃以上の温度差を付ける必要があ
る。また、その温度差が８０℃を超えると製造が難しい
ため、その温度差の範囲を２０〜８０℃に限定した。
す熱処理の条件およびその限定理由について説明する。焼入れ加熱温度 均一加熱 ：９００〜１０００℃ 全体を均一に加熱する場合に、そのオーステナイト化温
度は、９００℃未満では、十分な高温クリープ強度が得
られず、また１０００℃を超えると、低温靱性が低下す
るので上記範囲とする。偏差加熱 ：高中圧部 ９００〜１０３０℃、低圧部 ８７
０〜１０００℃ （高中圧部温度−低圧部温度） ２０〜８０℃ 高、中圧部と、低圧部の加熱温度に差異を設ける場合
に、高、中圧部では、オーステナイト化温度が９００℃
未満であると十分な高温クリープ強度が得られず、また
１０３０℃を超えると、高温での切欠弱化が認められる
ため上記範囲とする。一方、低圧部のオーステナイト化
温度は、８７０℃未満では、炭化物が完全に固溶しない
ため低温靱性が低下し、また、１０００℃を超えるとオ
ーステナイト結晶粒が粗大化して低温靱性が低下するこ
とから上記範囲とする。なお、高、中圧部のオーステナ
イト化温度は、低圧部のオーステナイト化温度よりも、
２０〜８０℃高い温度範囲で選ばれるが、その作用効果
を得るためには２０℃以上の温度差を付ける必要があ
る。また、その温度差が８０℃を超えると製造が難しい
ため、その温度差の範囲を２０〜８０℃に限定した。
【００１０】冷却速度（偏差冷却の場合） 高・中圧部に相当する部分は良好な高温クリープ強度を
得るために、衝風冷却以下の冷却速度で焼入れする。こ
れを衝風冷却を超える速度で冷却すると、低温変態ベイ
ナイト組織量が増加し、十分な高温クリープ強度を得る
ことができない。また、低圧部に相当する部分は、良好
な低温靱性を得るために油冷以上の冷却速度で焼入れす
る。これを油冷よりも小さな冷却速度で冷却すると、そ
の中心部においてフェライトあるいは高温変態ベイナイ
トを含む組織となり低温靱性が上昇する。焼戻し温度 ：５５０〜７００℃ 焼戻し温度は、５５０℃未満では十分な焼戻し効果が得
らないため、良好な靱性を得ることができず、また、７
００℃を超えると所望の強度が得られないため上記範囲
内とする。
得るために、衝風冷却以下の冷却速度で焼入れする。こ
れを衝風冷却を超える速度で冷却すると、低温変態ベイ
ナイト組織量が増加し、十分な高温クリープ強度を得る
ことができない。また、低圧部に相当する部分は、良好
な低温靱性を得るために油冷以上の冷却速度で焼入れす
る。これを油冷よりも小さな冷却速度で冷却すると、そ
の中心部においてフェライトあるいは高温変態ベイナイ
トを含む組織となり低温靱性が上昇する。焼戻し温度 ：５５０〜７００℃ 焼戻し温度は、５５０℃未満では十分な焼戻し効果が得
らないため、良好な靱性を得ることができず、また、７
００℃を超えると所望の強度が得られないため上記範囲
内とする。
【００１１】
【実施例】表１に示す組成の供試鋼（Ｎｏ．１〜３）を
真空溶解炉にて溶解し、５０Ｋｇ鋼塊を溶製した。各鋼
塊を１２００℃に加熱して、鍛造比約４で熱間鍛造して
胴径７５ｍｍのタービンロータ素体とし、以下の熱処理
を施した。本発明法の一方法として、各素体を９４０℃
に均一に加熱した後、高圧部および中圧部に相当する部
分を、実体のタービンロータ素体を強制空冷した場合の
中心部冷却速度を想定した２５℃／ｈの冷却速度で冷却
し、低圧部に相当する部分を、噴水冷却した場合の中心
部冷却速度を想定した５０℃／ｈの冷却速度で冷却し
て、冷却速度に差異を設けて焼入れを行った（均一加熱
・偏差冷却）。また、本発明の他の方法として、タービ
ンロータ素体の高圧部および中圧部に相当する部分を９
７０℃、低圧部に相当する部分を９３０℃に加熱し、そ
の後、実体のタービンロータ素体を噴水冷却した場合の
中心部冷却速度を想定した５０℃／ｈの冷却速度で冷却
して、焼入れを行った（偏差加熱・均一冷却）。
真空溶解炉にて溶解し、５０Ｋｇ鋼塊を溶製した。各鋼
塊を１２００℃に加熱して、鍛造比約４で熱間鍛造して
胴径７５ｍｍのタービンロータ素体とし、以下の熱処理
を施した。本発明法の一方法として、各素体を９４０℃
に均一に加熱した後、高圧部および中圧部に相当する部
分を、実体のタービンロータ素体を強制空冷した場合の
中心部冷却速度を想定した２５℃／ｈの冷却速度で冷却
し、低圧部に相当する部分を、噴水冷却した場合の中心
部冷却速度を想定した５０℃／ｈの冷却速度で冷却し
て、冷却速度に差異を設けて焼入れを行った（均一加熱
・偏差冷却）。また、本発明の他の方法として、タービ
ンロータ素体の高圧部および中圧部に相当する部分を９
７０℃、低圧部に相当する部分を９３０℃に加熱し、そ
の後、実体のタービンロータ素体を噴水冷却した場合の
中心部冷却速度を想定した５０℃／ｈの冷却速度で冷却
して、焼入れを行った（偏差加熱・均一冷却）。
【００１２】さらに、本発明の他の方法として、タービ
ンロータ素体の高圧部および中圧部に相当する部分を９
７０℃、低圧部に相当する部分を９３０℃に加熱し、さ
らに、高、中圧部に相当する部分を、実体のタービンロ
ータ素体を強制空冷した場合の中心部冷却速度を想定し
た２５℃／ｈの冷却速度で冷却し、低圧部に相当する部
分を、噴水冷却した場合の中心部冷却速度を想定した５
０℃／ｈの冷却速度で冷却して、焼入れを行った（偏差
加熱・偏差冷却）。また、比較法として、タービンロー
タ素体を均一に９５０℃に加熱し、その後、実体のター
ビンロータ素体を噴水冷却した場合の中心部冷却速度を
想定した５０℃／ｈの冷却速度で冷却して、焼入れを行
った（均一加熱・均一冷却）。なお、各素体は、焼入れ
後に、６５０℃で２０時間の焼戻しを施した。
ンロータ素体の高圧部および中圧部に相当する部分を９
７０℃、低圧部に相当する部分を９３０℃に加熱し、さ
らに、高、中圧部に相当する部分を、実体のタービンロ
ータ素体を強制空冷した場合の中心部冷却速度を想定し
た２５℃／ｈの冷却速度で冷却し、低圧部に相当する部
分を、噴水冷却した場合の中心部冷却速度を想定した５
０℃／ｈの冷却速度で冷却して、焼入れを行った（偏差
加熱・偏差冷却）。また、比較法として、タービンロー
タ素体を均一に９５０℃に加熱し、その後、実体のター
ビンロータ素体を噴水冷却した場合の中心部冷却速度を
想定した５０℃／ｈの冷却速度で冷却して、焼入れを行
った（均一加熱・均一冷却）。なお、各素体は、焼入れ
後に、６５０℃で２０時間の焼戻しを施した。
【００１３】次に、熱処理後の供試鋼の材料試験結果を
表２に示す。表２から明らかなように、本発明法によれ
ば、従来法に比べて、高圧部では高温クリープ強度が向
上し、低圧部では靱性が向上している。また、本発明法
中では、偏差加熱・偏差冷却による方法の方が、均一加
熱・偏差冷却または偏差加熱・均一冷却による方法より
も上記効果はより顕著となっている。
表２に示す。表２から明らかなように、本発明法によれ
ば、従来法に比べて、高圧部では高温クリープ強度が向
上し、低圧部では靱性が向上している。また、本発明法
中では、偏差加熱・偏差冷却による方法の方が、均一加
熱・偏差冷却または偏差加熱・均一冷却による方法より
も上記効果はより顕著となっている。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【表２】
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本願発明の高低圧一
体型タービンロータの製造方法によれば、特定組成のタ
ービンロータ素体を所望により偏差加熱し、さらに偏差
冷却して焼入れを行ったので、高、中圧部の高温クリー
プ強度が向上するとともに、低圧部の靱性が向上し、タ
ービンロータの大型化が可能となり、エネルギ効率を向
上させることができる。また、材料特性の向上により高
い信頼性を得ることができる。
体型タービンロータの製造方法によれば、特定組成のタ
ービンロータ素体を所望により偏差加熱し、さらに偏差
冷却して焼入れを行ったので、高、中圧部の高温クリー
プ強度が向上するとともに、低圧部の靱性が向上し、タ
ービンロータの大型化が可能となり、エネルギ効率を向
上させることができる。また、材料特性の向上により高
い信頼性を得ることができる。
フロントページの続き (72)発明者 志賀 正男 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 福井 寛 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 丹 敏美 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 金子 了市 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内 (72)発明者 森定 祝雄 茨城県勝田市堀口832番地の２ 日立マテ リアルエンジニアリング株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ：０．１５〜０．４％、Ｓ
i ：０．１％以下、Ｍn ：０．０５〜０．５％、Ｎi ：
１．５〜２．５％、Ｃr ：０．８〜２．５％、Ｍo ：
０．８〜２．５％、Ｖ：０．１５〜０．３５％を含有
し、残部がＦe および不可避的不純物からなり、さらに
下記に示す（１）、（２）、（３）の条件の少なくとも
一つの条件を満たす耐熱鋼からなるタービンロータ素体
を焼入れする際に、このタービンロータ素体を９００〜
１０００℃に加熱して、蒸気タービンの稼働環境におけ
る高・中圧部に相当する部分を衝風冷却以下の冷却速
度、低圧部に相当する部分を油冷以上の冷却速度で焼入
れし、その後、前記素体を５５０〜７００℃で１回以上
の焼戻しを行うことを特徴とする高低圧一体型タービン
ロータの製造方法 （Ｍn／Ｎi）比：０．１２以下 （１） （Ｓi＋Ｍn）／Ｎi比：０．１８以下 （２） （Ｖ＋Ｍo）／（Ｎi＋Ｃr）比：０．４５〜０．７ （３） - 【請求項２】 請求項１記載の耐熱鋼からなるタービン
ロータ素体の高・中圧部に相当する部分を９００〜１０
３０℃、低圧部に相当する部分を８７０〜１０００℃
で、しかも高・中圧部に相当する部分が低圧部よりも２
０〜８０℃高温となるように加熱して、焼入れし、その
後、前記素体を５５０〜７００℃で１回以上の焼戻しを
行うことを特徴とする高低圧一体型タービンロータの製
造方法 - 【請求項３】 請求項１記載の耐熱鋼からなるタービン
ロータ素体の高・中圧部に相当する部分を９００〜１０
３０℃、低圧部に相当する部分を８７０〜１０００℃
で、しかも高・中圧部に相当する部分が低圧部よりも２
０〜８０℃高温となるように加熱して、高・中圧部に相
当する部分を衝風冷却以下の冷却速度、低圧部に相当す
る部分を油冷以上の冷却速度で焼入れし、その後、前記
素体を５５０〜７００℃で１回以上の焼戻しを行うこと
を特徴とする高低圧一体型タービンロータの製造方法 - 【請求項４】 耐熱鋼の組成に、さらに重量％で、Ｎb
およびＴa ：０．００５〜０．１５％、Ｗ：０．１〜
１．０％の１種以上を含有することを特徴とする請求項
１〜３のいずれかに記載の高低圧一体型タービンロータ
の製造方法 - 【請求項５】 耐熱鋼の組成に、さらに重量％で、Ｔi
、Ａl 、Ｚr 、Ｂ、Ｃa および希土類元素の少なくと
も１種を合計で０．００１〜０．１％含有することを特
徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の高低圧一体型
タービンロータの製造方法
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|---|---|---|---|
| JP4175977A JP3066998B2 (ja) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | 高低圧一体型タービンロータの製造方法 |
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| JP33467596A Division JPH09194946A (ja) | 1996-11-29 | 1996-11-29 | 高低圧一体型タービンロータの製造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1992
- 1992-06-11 JP JP4175977A patent/JP3066998B2/ja not_active Expired - Fee Related
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