JPH083695A - タービンロータ用合金鋼 - Google Patents
タービンロータ用合金鋼Info
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- JPH083695A JPH083695A JP14022694A JP14022694A JPH083695A JP H083695 A JPH083695 A JP H083695A JP 14022694 A JP14022694 A JP 14022694A JP 14022694 A JP14022694 A JP 14022694A JP H083695 A JPH083695 A JP H083695A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/10—Geothermal energy
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 大型ロータ材として十分な特性を有するター
ビンロータ用合金鋼に関する。 【構成】 重量％で、Ｃ：０．０１〜０．１２％、Ｓ
ｉ：０．５％以下、Ｍｎ：０．１〜１％、Ｃｒ：１０〜
１３％、Ｎｉ：３〜７％、Ｍｏ：０．３〜３％、Ｃｕ：
０．１〜１％および必要に応じてＮ：０．０２〜０．１
％を含有し、残部Ｆｅおよび付随的不純物よりなるター
ビンロータ用合金鋼。
ビンロータ用合金鋼に関する。 【構成】 重量％で、Ｃ：０．０１〜０．１２％、Ｓ
ｉ：０．５％以下、Ｍｎ：０．１〜１％、Ｃｒ：１０〜
１３％、Ｎｉ：３〜７％、Ｍｏ：０．３〜３％、Ｃｕ：
０．１〜１％および必要に応じてＮ：０．０２〜０．１
％を含有し、残部Ｆｅおよび付随的不純物よりなるター
ビンロータ用合金鋼。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はロータ材として必要な強
度と格段に大きい靱性を有し、例えば地熱タービン用ロ
ータ材、低圧蒸気タービン用ロータ材のような大型ロー
タ材として十分な特性を有するタービンロータ用合金鋼
に関する。
度と格段に大きい靱性を有し、例えば地熱タービン用ロ
ータ材、低圧蒸気タービン用ロータ材のような大型ロー
タ材として十分な特性を有するタービンロータ用合金鋼
に関する。
【０００２】
【従来の技術】地熱タービン用ロータ材は地熱蒸気温度
が通常、約３００℃以下であるので、強度と靱性の優れ
た３．５ｗｔ％Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ鋼の低圧蒸気ター
ビンロータ材や靱性を改善したＣｒ−Ｍｏ−Ｖロータ材
が使用されているのが一般的である。しかし、これらの
材料は耐食性が劣るため、地熱蒸気のような腐食環境で
の使用には必ずしも十分な特性は有しているとは言えな
い。また１２％Ｃｒ鋼が蒸気タービン用ロータ材として
使用されているものもあるが、この場合は使用される蒸
気温度が６００℃程度と地熱蒸気に比べ相当に高温度で
使用できるよう成分調整がなされており、地熱蒸気中で
使用される場合のような比較的低温では十分な靱性が得
られていない。
が通常、約３００℃以下であるので、強度と靱性の優れ
た３．５ｗｔ％Ｎｉ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｖ鋼の低圧蒸気ター
ビンロータ材や靱性を改善したＣｒ−Ｍｏ−Ｖロータ材
が使用されているのが一般的である。しかし、これらの
材料は耐食性が劣るため、地熱蒸気のような腐食環境で
の使用には必ずしも十分な特性は有しているとは言えな
い。また１２％Ｃｒ鋼が蒸気タービン用ロータ材として
使用されているものもあるが、この場合は使用される蒸
気温度が６００℃程度と地熱蒸気に比べ相当に高温度で
使用できるよう成分調整がなされており、地熱蒸気中で
使用される場合のような比較的低温では十分な靱性が得
られていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記技術水準
に鑑み、地熱蒸気環境中における十分な耐食性の確保と
必要な強度と靱性を有するタービンロータ用合金鋼を提
供しようとするものである。
に鑑み、地熱蒸気環境中における十分な耐食性の確保と
必要な強度と靱性を有するタービンロータ用合金鋼を提
供しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の第１は耐食性を
確保するため１２％Ｃｒを基礎にして靱性および耐食性
向上のため低Ｃ化を図り、それにより低下した焼入性を
Ｎｉの多量添加で確保するとともに靱性を大きく向上さ
せ、さらにＣｕを添加し強度と耐食性の高めた低温用の
ロータ材であって、重量％で、Ｃ：０．０１〜０．１２
％、Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：０．１〜１％、Ｃｒ：
１０〜１３％、Ｎｉ：３〜７％、Ｍｏ：０．３〜３％、
Ｃｕ：０．１〜１％を含有し、残部をＦｅおよび付随的
不純物よりなることを特徴とするタービンロータ用合金
鋼である。また、本発明の第２は上記成分にＮ：０．０
２〜０．１％を含有するタービンロータ用合金鋼であ
る。
確保するため１２％Ｃｒを基礎にして靱性および耐食性
向上のため低Ｃ化を図り、それにより低下した焼入性を
Ｎｉの多量添加で確保するとともに靱性を大きく向上さ
せ、さらにＣｕを添加し強度と耐食性の高めた低温用の
ロータ材であって、重量％で、Ｃ：０．０１〜０．１２
％、Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：０．１〜１％、Ｃｒ：
１０〜１３％、Ｎｉ：３〜７％、Ｍｏ：０．３〜３％、
Ｃｕ：０．１〜１％を含有し、残部をＦｅおよび付随的
不純物よりなることを特徴とするタービンロータ用合金
鋼である。また、本発明の第２は上記成分にＮ：０．０
２〜０．１％を含有するタービンロータ用合金鋼であ
る。
【０００５】
【作用】本発明に係るタービンロータ用合金鋼は電気炉
等による溶解およびその後のエレクトロスラグ溶解炉や
真空溶解炉等で溶製し、次に、この鋼塊を１０００℃〜
１２００℃に加熱して熱間加工を行いロータ型状にした
後、９００℃〜１０５０℃に加熱後油中焼入れ等を施し
引続き５５０℃〜６５０℃で焼戻し処理を行う。
等による溶解およびその後のエレクトロスラグ溶解炉や
真空溶解炉等で溶製し、次に、この鋼塊を１０００℃〜
１２００℃に加熱して熱間加工を行いロータ型状にした
後、９００℃〜１０５０℃に加熱後油中焼入れ等を施し
引続き５５０℃〜６５０℃で焼戻し処理を行う。
【０００６】次に各合金成分の限定理由について述べ
る。 （１）Ｃ（炭素） Ｃは材料強度や低温での靱性を著しく変動させ、また耐
食性にも大きな影響を与える。Ｃが０．１２％を越える
と靱性および耐食性の低下が大きいため０．１２％以下
とした。一方、Ｃが０．０１％を下まわると、強度の確
保が困難になるため０．０１％を下限とする。 （２）Ｓｉ（珪素） Ｓｉは脱酸剤として有効な元素であるが、デルタフェラ
イトの生成を助長する元素であり、多量の添加は強度と
靱性を低下させるためそれらの影響が小さい０．５％以
下とする。この量は製造上不純物量として混入するもの
であり、零とすることはできない。 （３）Ｍｎ（マンガン） Ｍｎは脱酸剤として添加され、また焼入性の向上にも有
効な元素である。また、鋼中の有害なＳ（硫黄）を無害
なＭｎＳ（硫化マンガン）にするが１％を越えると靱性
が低下し、０．１％未満であると脱酸剤としての効果や
焼入性の確保、組織の調整ができないので、０．１〜１
％の範囲とした。 （４）Ｃｒ（クロム） Ｃｒは機械的性質および耐酸化性と耐食性を向上させる
ために最も重要な元素である。１０％未満では耐食性が
不十分であり、１３％を越えるとデルタフェライトが生
成し易くなるので１０〜１３％とした。 （５）Ｎｉ（ニッケル） Ｎｉはデルタフェライトの生成を抑え焼入性と靱性を向
上させる重要な元素である。良好な靱性を確保するため
３％以上が望ましく、７％を越えると組織中のオーステ
ナイト相が増加し強度の低下、特に０．２％耐力の低下
が著しくなるため、３〜７％の範囲とした。 （６）Ｍｏ（モリブデン） Ｍｏは強度を増加させ、焼戻し脆化を防止するため０．
３％以上が必要であり、耐食性も期待できるが３％を越
えると靱性の低下が生じるため０．３〜３％とした。 （７）Ｃｕ（銅） Ｃｕは強度と耐食性が向上するため添加するもので０．
１％以上でその効果が著しいが１％を越えてもその効果
は小さいため、０．１〜１％の範囲とした。 （８）Ｎ（窒素） ＮはＣと同程度のオーステナイト安定化元素であり、焼
入性を向上させ強度を高めるため有効であるが、多量の
添加は靱性の低下を生じるため、０．０２〜０．１％の
範囲とする。
る。 （１）Ｃ（炭素） Ｃは材料強度や低温での靱性を著しく変動させ、また耐
食性にも大きな影響を与える。Ｃが０．１２％を越える
と靱性および耐食性の低下が大きいため０．１２％以下
とした。一方、Ｃが０．０１％を下まわると、強度の確
保が困難になるため０．０１％を下限とする。 （２）Ｓｉ（珪素） Ｓｉは脱酸剤として有効な元素であるが、デルタフェラ
イトの生成を助長する元素であり、多量の添加は強度と
靱性を低下させるためそれらの影響が小さい０．５％以
下とする。この量は製造上不純物量として混入するもの
であり、零とすることはできない。 （３）Ｍｎ（マンガン） Ｍｎは脱酸剤として添加され、また焼入性の向上にも有
効な元素である。また、鋼中の有害なＳ（硫黄）を無害
なＭｎＳ（硫化マンガン）にするが１％を越えると靱性
が低下し、０．１％未満であると脱酸剤としての効果や
焼入性の確保、組織の調整ができないので、０．１〜１
％の範囲とした。 （４）Ｃｒ（クロム） Ｃｒは機械的性質および耐酸化性と耐食性を向上させる
ために最も重要な元素である。１０％未満では耐食性が
不十分であり、１３％を越えるとデルタフェライトが生
成し易くなるので１０〜１３％とした。 （５）Ｎｉ（ニッケル） Ｎｉはデルタフェライトの生成を抑え焼入性と靱性を向
上させる重要な元素である。良好な靱性を確保するため
３％以上が望ましく、７％を越えると組織中のオーステ
ナイト相が増加し強度の低下、特に０．２％耐力の低下
が著しくなるため、３〜７％の範囲とした。 （６）Ｍｏ（モリブデン） Ｍｏは強度を増加させ、焼戻し脆化を防止するため０．
３％以上が必要であり、耐食性も期待できるが３％を越
えると靱性の低下が生じるため０．３〜３％とした。 （７）Ｃｕ（銅） Ｃｕは強度と耐食性が向上するため添加するもので０．
１％以上でその効果が著しいが１％を越えてもその効果
は小さいため、０．１〜１％の範囲とした。 （８）Ｎ（窒素） ＮはＣと同程度のオーステナイト安定化元素であり、焼
入性を向上させ強度を高めるため有効であるが、多量の
添加は靱性の低下を生じるため、０．０２〜０．１％の
範囲とする。
【０００７】
【実施例】表１は本発明鋼と比較鋼の化学成分を示す。
供試鋼Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４は、本発明鋼であり、供試鋼
Ｎｏ．５およびＮｏ．６は比較鋼で現用の蒸気タービン
用１２Ｃｒロータ材である。各供試鋼は真空溶解炉で溶
製し、実ロータ胴部相当の鍛造を行い、その後、胴径φ
１６００ｍｍ中心部相当の焼入れおよび焼戻し処理を施
した。
供試鋼Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４は、本発明鋼であり、供試鋼
Ｎｏ．５およびＮｏ．６は比較鋼で現用の蒸気タービン
用１２Ｃｒロータ材である。各供試鋼は真空溶解炉で溶
製し、実ロータ胴部相当の鍛造を行い、その後、胴径φ
１６００ｍｍ中心部相当の焼入れおよび焼戻し処理を施
した。
【０００８】表２に熱処理後の引張試験および衝撃試験
結果を示す。本発明鋼は比較鋼とほぼ同等の引張特性を
有しているが衝撃特性は本発明鋼が格段に大きな値を示
している。
結果を示す。本発明鋼は比較鋼とほぼ同等の引張特性を
有しているが衝撃特性は本発明鋼が格段に大きな値を示
している。
【０００９】表３に地熱蒸気中における腐食試験結果の
一例を示す。本発明鋼は比較鋼に比べ同等以上の耐食性
を有しており低合金鋼ロータ材に比べ格段に優れている
といえる。
一例を示す。本発明鋼は比較鋼に比べ同等以上の耐食性
を有しており低合金鋼ロータ材に比べ格段に優れている
といえる。
【００１０】
【表１】
【００１１】
【表２】
【００１２】
【表３】
【００１３】
【発明の効果】以上のように本発明鋼はロータ材として
必要な強度と格段に大きい靱性を有し、大型ロータ材と
しての十分な特性を有している。また、耐食性が優れて
おり、耐応力腐食割れ特性も優れていると考えられ、地
熱蒸気中等腐食環境下で使用されるタービンロータ材と
して優れた合金鋼である。
必要な強度と格段に大きい靱性を有し、大型ロータ材と
しての十分な特性を有している。また、耐食性が優れて
おり、耐応力腐食割れ特性も優れていると考えられ、地
熱蒸気中等腐食環境下で使用されるタービンロータ材と
して優れた合金鋼である。
Claims (2)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ：０．０１〜０．１２％、
Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：０．１〜１％、Ｃｒ：１０
〜１３％、Ｎｉ：３〜７％、Ｍｏ：０．３〜３％、Ｃ
ｕ：０．１〜１％を含有し、残部Ｆｅおよび付随的不純
物よりなることを特徴とするタービンロータ用合金鋼。 - 【請求項２】 重量％で、Ｃ：０．０１〜０．１２％、
Ｓｉ：０．５％以下、Ｍｎ：０．１〜１％、Ｃｒ：１０
〜１３％、Ｎｉ：３〜７％、Ｍｏ：０．３〜３％、Ｃ
ｕ：０．１〜１％、Ｎ：０．０２〜０．１％を含有し、
残部Ｆｅおよび付随的不純物よりなることを特徴とする
タービンロータ用合金鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14022694A JPH083695A (ja) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | タービンロータ用合金鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14022694A JPH083695A (ja) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | タービンロータ用合金鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH083695A true JPH083695A (ja) | 1996-01-09 |
Family
ID=15263845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14022694A Pending JPH083695A (ja) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | タービンロータ用合金鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH083695A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021011611A (ja) * | 2019-07-08 | 2021-02-04 | 株式会社東芝 | 鋼、タービンロータ、および、蒸気タービン |
-
1994
- 1994-06-22 JP JP14022694A patent/JPH083695A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021011611A (ja) * | 2019-07-08 | 2021-02-04 | 株式会社東芝 | 鋼、タービンロータ、および、蒸気タービン |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020716 |