JPS5916953A - タ−ビンロ−タ用スリ−ブ材 - Google Patents
タ−ビンロ−タ用スリ−ブ材Info
- Publication number
- JPS5916953A JPS5916953A JP12580482A JP12580482A JPS5916953A JP S5916953 A JPS5916953 A JP S5916953A JP 12580482 A JP12580482 A JP 12580482A JP 12580482 A JP12580482 A JP 12580482A JP S5916953 A JPS5916953 A JP S5916953A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- cracking
- steel
- turbine
- strength
- 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】
本発明は一体力ップリング構造の蒸気タービン１２Ｃｒ
系ロータシヤフトのスリーブ材に係り、特に、分割溶接
方式スリーブに好適な合金鋼に関する。
系ロータシヤフトのスリーブ材に係り、特に、分割溶接
方式スリーブに好適な合金鋼に関する。
近年、蒸気タービン用ロータは、高温強度及び靭性の高
い１２％Ｃｒ＠が使用されるようになってきた。しかし
、１２％Ｃｒ鋼は、軸受特性が悪いことが知られている
。このだめ、特開昭５５−１６７４４号公報にはジャー
ナル部に軸受特性の良い金属を溶射によって形成させ、
溶射層を設けた１２％Ｃｒ鋼製ロータ、及びンヤーナル
部に軸受特性のよい溶着金属を生じる溶接棒で肉盛溶接
し肉盛溶接層を設けた１２％Ｃｒ鋼製ロータが示されて
いる。
い１２％Ｃｒ＠が使用されるようになってきた。しかし
、１２％Ｃｒ鋼は、軸受特性が悪いことが知られている
。このだめ、特開昭５５−１６７４４号公報にはジャー
ナル部に軸受特性の良い金属を溶射によって形成させ、
溶射層を設けた１２％Ｃｒ鋼製ロータ、及びンヤーナル
部に軸受特性のよい溶着金属を生じる溶接棒で肉盛溶接
し肉盛溶接層を設けた１２％Ｃｒ鋼製ロータが示されて
いる。
溶射によるものは母材との結合力が弱く、また酸化物及
び空孔が形成されるため抗張力及び靭性が低く、破損す
る恐れがある。
び空孔が形成されるため抗張力及び靭性が低く、破損す
る恐れがある。
肉盛溶接によるものは、母材との溶接条件の関係からそ
の肉盛する金属を選ばなければならず、軸受特性の優れ
た金属を選定することが困難である。そのため溶接との
関係で軸受特性を犠牲にした金属を選択しなければなら
ないという問題がある。
の肉盛する金属を選ばなければならず、軸受特性の優れ
た金属を選定することが困難である。そのため溶接との
関係で軸受特性を犠牲にした金属を選択しなければなら
ないという問題がある。
一方、蒸気タービンロータは、発電機を接続するカップ
リングを一体構造とすることがその使用において信頼性
が高く、一体型のものが望まれ１いる。
リングを一体構造とすることがその使用において信頼性
が高く、一体型のものが望まれ１いる。
上記の問題点を解決する目的で、１２％Ｃｒ系鋼からな
るロータジャーナル部に、１２％系鋼より軸受特性のす
ぐれた金属部材からなり、その周方向で分割された分割
スリーブを溶接々続して形成された円筒形スリーブ（以
下分割溶接方式スリーブと略称する）を焼滅固着する方
法が提案されている。その分割溶接式スリーブ材の溶接
には主として溶接能率及び溶接変形の防止の点から電子
ビーム溶接法が好適である。しかし、電子ビーム溶接の
採用にあたっては特に溶接金属部の凝固割れを起す恐れ
があるため、その点に注意ｒる必要がある。
るロータジャーナル部に、１２％系鋼より軸受特性のす
ぐれた金属部材からなり、その周方向で分割された分割
スリーブを溶接々続して形成された円筒形スリーブ（以
下分割溶接方式スリーブと略称する）を焼滅固着する方
法が提案されている。その分割溶接式スリーブ材の溶接
には主として溶接能率及び溶接変形の防止の点から電子
ビーム溶接法が好適である。しかし、電子ビーム溶接の
採用にあたっては特に溶接金属部の凝固割れを起す恐れ
があるため、その点に注意ｒる必要がある。
μ子ビーム溶接における溶接金属部の凝固割れ防止法と
しては溶接条件選足またはスリーブ材の材質の選足が考
えられる。しかし、安定性から考えると後者の方法が有
効であることは言うまでもない。
しては溶接条件選足またはスリーブ材の材質の選足が考
えられる。しかし、安定性から考えると後者の方法が有
効であることは言うまでもない。
しかしながら、後者の場合において、凝固割れ感受性の
低い材質でめつ−Ｃ４ｆ、強匿や軸受特性全損うもので
あってはならない。
低い材質でめつ−Ｃ４ｆ、強匿や軸受特性全損うもので
あってはならない。
したがって、分割溶接式スリーブ材としては、強度及び
軸受特性が良好で、しかも凝固割れ感受性の低い材質の
ものを選択する必要がある。
軸受特性が良好で、しかも凝固割れ感受性の低い材質の
ものを選択する必要がある。
本発明の目的は、軸受特性及び耐浴接高温割れ感受性の
すぐれた蒸気タービンロータの溶接分割式スリーブ材を
提供するにある。
すぐれた蒸気タービンロータの溶接分割式スリーブ材を
提供するにある。
すでに鋼の高温割れ感受性を現すのに高温割れ感受性指
数ＬＴが提案されている。その提案式を下記に示す。
数ＬＴが提案されている。その提案式を下記に示す。
本発明者等は上記ＬＴと電子ビーム溶接部の溶５
融金属の高温割れとの関係を実験で求め、ＬＴを２２以
下に抑えたＮ ｌ−Ｃｒ −Ｍ Ｏ鋼を用いれば電子ビ
ーム溶接部の高温割れが防止でき、しかも強度及び軸受
特性のすぐれたスリーブが製造できることを見出した。
下に抑えたＮ ｌ−Ｃｒ −Ｍ Ｏ鋼を用いれば電子ビ
ーム溶接部の高温割れが防止でき、しかも強度及び軸受
特性のすぐれたスリーブが製造できることを見出した。
次に、本発明鋼の成分限定理由全通べる。
Ｃは本発明スリーブ材において、強度を得るために必要
な元素であるが、０．３３％以上になると溶接高温割れ
を起こし、０．０４％以丁では必要な強度が得られない
。好しくけ０．０５〜０，１５％の範囲が良い。
な元素であるが、０．３３％以上になると溶接高温割れ
を起こし、０．０４％以丁では必要な強度が得られない
。好しくけ０．０５〜０，１５％の範囲が良い。
Ｓｉは脱酸剤として添加するものであり、１．０％以下
の添加で十分である。多量の添加は焼もどし脆化の原因
となる。
の添加で十分である。多量の添加は焼もどし脆化の原因
となる。
Ｍｎは焼入性を増大し、靭性を改善するが、０．２％以
下では十分な効果が得られず、２％以上では溶接性に悪
影響を与えるので好ましくない。
下では十分な効果が得られず、２％以上では溶接性に悪
影響を与えるので好ましくない。
Ｐ及びＳは不純物元素として存任するものであり、でき
るだけ少ないのが好ましい。０．０２％以上になると、
溶接高温割れの原因となる。
るだけ少ないのが好ましい。０．０２％以上になると、
溶接高温割れの原因となる。
Ｎｉは焼入性及び靭性改善効果があり、０．５％以上必
要である。５％以上の添加は溶接高温割れを起し、１〜
３．５％が最適範囲である。
要である。５％以上の添加は溶接高温割れを起し、１〜
３．５％が最適範囲である。
Ｃｒは焼入性を高める成分であり、０．１％以上必要で
あるが、３．０％以上添加しても効果は少な（，０，７
〜１．８％が適正範囲である。
あるが、３．０％以上添加しても効果は少な（，０，７
〜１．８％が適正範囲である。
ＭＯｉ″ｉ焼もどし軟化抵抗を高めるばかりでなく、焼
もどし脆化防止効果があり、０．１％以上添加する必要
がある。２％以上添加すると溶接性が悪くなり、０．３
〜１％の範囲が好ましい。
もどし脆化防止効果があり、０．１％以上添加する必要
がある。２％以上添加すると溶接性が悪くなり、０．３
〜１％の範囲が好ましい。
■は焼もどし軟化抵抗を増大し強度を尚める効果はめる
が、多量の添加は溶接性を損なう原因となるので０．３
％以下にする必要が必る。
が、多量の添加は溶接性を損なう原因となるので０．３
％以下にする必要が必る。
Ｂは焼入れ性を向上させ、強度を高める。しかし、その
効果は０．０００２％末ｏＭでは不十分であり、０．０
０’５％を越えると鍛造加工性をそこない、更に溶接性
、特に応力除去焼なまし割れ感受性を＾める。したがっ
て、０．０００２〜０．００５％の範囲にしなければな
らない。なお、オーステナイト温度域におけるマトリッ
クへのＢの最太固容量は０．０２１％である。したがっ
て、上記の本発明のＢの成分範囲ではＢがマトリックス
中に十分固在するため、結晶粒界へ偏析することがなく
、結晶粒界で割れる高温割れ感受性には影＃を及はさな
い。
効果は０．０００２％末ｏＭでは不十分であり、０．０
０’５％を越えると鍛造加工性をそこない、更に溶接性
、特に応力除去焼なまし割れ感受性を＾める。したがっ
て、０．０００２〜０．００５％の範囲にしなければな
らない。なお、オーステナイト温度域におけるマトリッ
クへのＢの最太固容量は０．０２１％である。したがっ
て、上記の本発明のＢの成分範囲ではＢがマトリックス
中に十分固在するため、結晶粒界へ偏析することがなく
、結晶粒界で割れる高温割れ感受性には影＃を及はさな
い。
Ｂよシ窒化物形成能力が大きい窒化物形成元素はＮの固
定を目的として添加するものでおる。ＮはＢと結合し又
、Ｂ本来の効果を減する。その次Ｂより窒化物形成能力
の大きい元素をＢとともに複合添加させ、Ｎを固定させ
てＢ本来の効果を発輝させる必要がある。この効果は、
単独で、０．３％又は複合添加で１．０％を越えると、
介在物の關析量の増大を期たし、また鍛造性を悪くする
。この元素としてはＡＩ＋Ｔｉ＋Ｎｂ及び７．ｒが最も
好ましい。これらの元素は複合添加の方が効果が大きい
。Ａ Ｉ ０．０１”０．１％、 Ｔ ｉ ０．０１−
０．１％、Ｎｂ０．０１〜０．１％及びＺｒ０．０１〜
０．１％が最も有効である。
定を目的として添加するものでおる。ＮはＢと結合し又
、Ｂ本来の効果を減する。その次Ｂより窒化物形成能力
の大きい元素をＢとともに複合添加させ、Ｎを固定させ
てＢ本来の効果を発輝させる必要がある。この効果は、
単独で、０．３％又は複合添加で１．０％を越えると、
介在物の關析量の増大を期たし、また鍛造性を悪くする
。この元素としてはＡＩ＋Ｔｉ＋Ｎｂ及び７．ｒが最も
好ましい。これらの元素は複合添加の方が効果が大きい
。Ａ Ｉ ０．０１”０．１％、 Ｔ ｉ ０．０１−
０．１％、Ｎｂ０．０１〜０．１％及びＺｒ０．０１〜
０．１％が最も有効である。
Ｓ及びＰなどの低融点形成元素は多量に含まれると高温
割れを助長するので、少ない程好ましく、少なくとも０
．０２％以下に抑える必要がある。
割れを助長するので、少ない程好ましく、少なくとも０
．０２％以下に抑える必要がある。
Ｃｕは不純物として含有されるものであるが、多量に含
まれると溶接性及び機械的性質を偵なうので少ない程好
ましく、少なくとも０．３５％以下に抑える必要がある
。
まれると溶接性及び機械的性質を偵なうので少ない程好
ましく、少なくとも０．３５％以下に抑える必要がある
。
Ｃａは脱硫、脱酸剤とし使用されるもので、溶製後に鋼
中に内在ｒる元素であるが、多量に含まれると非金属介
在物を介在させ、鋼の清浄度を害する少なくとも０．２
％以下に抑える必要がある。
中に内在ｒる元素であるが、多量に含まれると非金属介
在物を介在させ、鋼の清浄度を害する少なくとも０．２
％以下に抑える必要がある。
本発明の実施例を比較ｗＩＩと共に示す。第１表に供試
材の化学組成、及び第２表に醒子ビーム溶接部の割れ率
及び機械的性を示す。Ａ３〜５は発明スリーブ材、Ｊｉ
ｉｌ＋２＋ ６及び７ｔま本発明に規定する範囲外の比
較鋼である。
材の化学組成、及び第２表に醒子ビーム溶接部の割れ率
及び機械的性を示す。Ａ３〜５は発明スリーブ材、Ｊｉ
ｉｌ＋２＋ ６及び７ｔま本発明に規定する範囲外の比
較鋼である。
これら供試材は溶解後、φ２９０Ｘ２８５ｔＸ３５ｔの
円筒状に鍛造し、９５０ｔｒから油焼入処理し、５５０
Ｃで６時間の焼もどし処理を施した。
円筒状に鍛造し、９５０ｔｒから油焼入処理し、５５０
Ｃで６時間の焼もどし処理を施した。
その後で、φ２８２Ｘ２８０ｔＸ２７ｔに内外周面・端
面を機械加工し、２等分に坐割りした。その半割９部を
電子ビーム溶接し、６１０Ｃで３時間の応力除去焼なま
しを行ない、Ｘ線及び超音波欠陥検査し溶接割れ長さを
求めた。さらに軸方向に引張試験片を採取し、引張試験
を行なった。第１表に示すよう（（、本発明で規定する
範囲外の組成である試料Ａ１．６及び７には割れが発生
した。
面を機械加工し、２等分に坐割りした。その半割９部を
電子ビーム溶接し、６１０Ｃで３時間の応力除去焼なま
しを行ない、Ｘ線及び超音波欠陥検査し溶接割れ長さを
求めた。さらに軸方向に引張試験片を採取し、引張試験
を行なった。第１表に示すよう（（、本発明で規定する
範囲外の組成である試料Ａ１．６及び７には割れが発生
した。
第１図は代表例として試料Ａ１に発生した溶接部）Ｉ
の高温割れを示カー夾；羊禽でろる。その割れは前述の
高温割れ感受性指数ＬＴが２５．６以上に発生している
。第２図はＬｒ１ｉｉと溶接割れ発生率の関係を示す。
高温割れ感受性指数ＬＴが２５．６以上に発生している
。第２図はＬｒ１ｉｉと溶接割れ発生率の関係を示す。
ＬＴが２２以上になると溶接割れが発生することがわか
る。次に機械的性質を見ると、ＬＴが２２以下であって
もＣ及びＮｉを低めた黒２では高温割れは防止できても
、スリーブ材として必要な強度（引張強さ＞ ６５ Ｋ
ｐ ／ ｍ＋ａ” 、耐力〉５０ Ｋｐ ／ ＋ｔｒｙ
ｔｒ’ ）が得られないことがわかる。
る。次に機械的性質を見ると、ＬＴが２２以下であって
もＣ及びＮｉを低めた黒２では高温割れは防止できても
、スリーブ材として必要な強度（引張強さ＞ ６５ Ｋ
ｐ ／ ｍ＋ａ” 、耐力〉５０ Ｋｐ ／ ＋ｔｒｙ
ｔｒ’ ）が得られないことがわかる。
一方、Ａ２の成分にＢを添加した本発明鋼Ａ３の場合に
はＢの効果によって、高強度が得られ更に高温割れが発
生しない。
はＢの効果によって、高強度が得られ更に高温割れが発
生しない。
更に本発明鋼の軸受特性を検討するため、従来鋼と同一
条件で軸受試験を行った。その結果、本発明鋼の軸受特
性は従来鋼と比較して変りなく、良好であることが確認
できた。
条件で軸受試験を行った。その結果、本発明鋼の軸受特
性は従来鋼と比較して変りなく、良好であることが確認
できた。
本発明によれば、ロータ材に関係なく軸受特性のすぐれ
た金属部材からなるスリーブをジャーナル部に設けるこ
とができるので、ロータにカップリングが一体となって
形成されるものにおいて軸受は特性のすぐれた蒸気ター
ビンロータが得られる。
た金属部材からなるスリーブをジャーナル部に設けるこ
とができるので、ロータにカップリングが一体となって
形成されるものにおいて軸受は特性のすぐれた蒸気ター
ビンロータが得られる。
本発明材は軸受特性が良好で引張強度特性も高いもので
あル、本文中で述た１ ２Ｃｒ鋼系のロータ材のジャー
ナルスリーブとしてばかりでなく、Ｃｒ＋Ｍｏ−Ｖ鋼糸
及びオーステナイト系ロータ材にも適用してもなんら問
題ない。
あル、本文中で述た１ ２Ｃｒ鋼系のロータ材のジャー
ナルスリーブとしてばかりでなく、Ｃｒ＋Ｍｏ−Ｖ鋼糸
及びオーステナイト系ロータ材にも適用してもなんら問
題ない。
また、本発明材は軸受特性が良好なので他の回転体の軸
受材などに適用可能である。
受材などに適用可能である。
第１図は比較材で発生した高温割れの発生状況説明図、
第２図は本発明の一実施例の実験結果を示す線図である
。
第２図は本発明の一実施例の実験結果を示す線図である
。
Claims (1)
- １、重量比でＣ０，０４〜０．３３％、Ｍｎ０．２〜２
．０％、Ｐｏ、０２％以下、８０．０２％以下、Ｂｓ１
．０％以下、Ｎｔｏ、ｓ 〜５．０％、Ｃｒ ０．１〜
３．０％、Ｍ Ｏ０，１〜２．０％、Ｂｏ、０００２〜
０．００５％、残部は実質的にＦｅ及び不純物よりなり
、高温割れ感受性指数Ｌ！が２２以下であることを特徴
とするタービンロータ用スリーブ材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12580482A JPS5916953A (ja) | 1982-07-21 | 1982-07-21 | タ−ビンロ−タ用スリ−ブ材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12580482A JPS5916953A (ja) | 1982-07-21 | 1982-07-21 | タ−ビンロ−タ用スリ−ブ材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5916953A true JPS5916953A (ja) | 1984-01-28 |
Family
ID=14919311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12580482A Pending JPS5916953A (ja) | 1982-07-21 | 1982-07-21 | タ−ビンロ−タ用スリ−ブ材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5916953A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6120366U (ja) * | 1984-07-10 | 1986-02-05 | 次郎 熊澤 | 行動計画帳 |
| JPS61188867U (ja) * | 1985-05-16 | 1986-11-25 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS579854A (en) * | 1980-06-18 | 1982-01-19 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Refining type high-tensile steel containing no v and having superior cod characteristic at weld zone |
| JPS57116756A (en) * | 1981-01-08 | 1982-07-20 | Sumitomo Metal Ind Ltd | High tensile stractural steel for pressure vessel |
-
1982
- 1982-07-21 JP JP12580482A patent/JPS5916953A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS579854A (en) * | 1980-06-18 | 1982-01-19 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Refining type high-tensile steel containing no v and having superior cod characteristic at weld zone |
| JPS57116756A (en) * | 1981-01-08 | 1982-07-20 | Sumitomo Metal Ind Ltd | High tensile stractural steel for pressure vessel |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6120366U (ja) * | 1984-07-10 | 1986-02-05 | 次郎 熊澤 | 行動計画帳 |
| JPS61188867U (ja) * | 1985-05-16 | 1986-11-25 |
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