JPS609099B2 - タービン翼の表面処理方法 - Google Patents
タービン翼の表面処理方法Info
- Publication number
- JPS609099B2 JPS609099B2 JP50149379A JP14937975A JPS609099B2 JP S609099 B2 JPS609099 B2 JP S609099B2 JP 50149379 A JP50149379 A JP 50149379A JP 14937975 A JP14937975 A JP 14937975A JP S609099 B2 JPS609099 B2 JP S609099B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plating
- turbine blade
- blade
- surface treatment
- turbine
- Prior art date
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- Expired
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は水滴や水蒸気などによるＣｒ系金属タービン翼
表面層の侵食を防止するのに好適な表面処理方法に関す
る。
表面層の侵食を防止するのに好適な表面処理方法に関す
る。
Ｃｒ系金属の蒸気タービンにおいて、その低圧段翼の周
辺には湿り蒸気が流れ、その流速が非常に大きいため翼
面の緑部は水滴によって著しく侵食される。
辺には湿り蒸気が流れ、その流速が非常に大きいため翼
面の緑部は水滴によって著しく侵食される。
近年、蒸気タービンの容量が大型化されるに伴い、大量
の蒸気量が流れる低圧タービンには有効長の大きい翼が
採用されるようになっている。例えば現在わが国で使わ
れている最長の３３．５インチ翼の場合蒸気の流速は約
５００肌／ｓｅｃにも達する。従って低圧タービン内で
発生する水滴と翼先端との相対速度も大きくなり、水滴
の衝突による翼の侵食が大きな問題となっている。
の蒸気量が流れる低圧タービンには有効長の大きい翼が
採用されるようになっている。例えば現在わが国で使わ
れている最長の３３．５インチ翼の場合蒸気の流速は約
５００肌／ｓｅｃにも達する。従って低圧タービン内で
発生する水滴と翼先端との相対速度も大きくなり、水滴
の衝突による翼の侵食が大きな問題となっている。
また原子力タービンの低圧タービン最終段付近の湿り度
は１２〜２０％にも達し、新鋭火力プラント低圧タービ
ンの８〜１０％に比べるとはるかに湿り度が高く、従っ
て原子力タービンの安全性の面からも腐食による侵食防
止が問題となっている。
は１２〜２０％にも達し、新鋭火力プラント低圧タービ
ンの８〜１０％に比べるとはるかに湿り度が高く、従っ
て原子力タービンの安全性の面からも腐食による侵食防
止が問題となっている。
従来は、これを防止する方法として作用蒸気中の湿り度
が高くならないように過熱蒸気を使用することはもちろ
ん、気水分離器により飽和蒸気中の水滴を防止したり、
あるいは水滴が直撃する翼面に、耐侵食性の薄板をろう
付、あるいは溶接してタービン翼の侵食を防止していた
。しかしこのようにタービン翼にろう付、あるいは溶接
によって取付けた場合はいずれもタービン翼に与える熱
変形が大きく、特に熔接の場合は高炭素含有量のステラ
ィトを溶接するため溶接割れが発生する。
が高くならないように過熱蒸気を使用することはもちろ
ん、気水分離器により飽和蒸気中の水滴を防止したり、
あるいは水滴が直撃する翼面に、耐侵食性の薄板をろう
付、あるいは溶接してタービン翼の侵食を防止していた
。しかしこのようにタービン翼にろう付、あるいは溶接
によって取付けた場合はいずれもタービン翼に与える熱
変形が大きく、特に熔接の場合は高炭素含有量のステラ
ィトを溶接するため溶接割れが発生する。
ざらにろう付による場合は接着面積を１００％近く確保
することがむずかしいので、未着部分が多く、溶接によ
る場合とともに使用中に疲労破損の起点になるという欠
点があった。本発明は前述のようなＣｒ系金属タービン
翼防食法における従来の欠点を解消する目的で提案され
たもので、−１父ｒ鋼又は１７Ｃｒ−小ｉ−４Ｃｕ鋼か
らなるタービン翼の表面にＮｉとＣｏとＭｏを含有する
析出硬化型１＊ｒ系マルェージング鋼をイオンメッキし
た後、該タービン翼を熱処理して拡散浸透とともに時効
硬化させることを特徴とするタービン翼の表面処理方法
を提供する。本発明方法において、イオンメッキ法を用
いることにより純金属でも合金でもメッキが可能であり
、さらにメッキの雰囲気中で翼表面の酸化物などを除去
清浄しながらメッキするので、純粋な金属表面則ち結晶
面にメッキ金属が付着し、原子結合型に近いメッキの構
造となるので、電気メッキでは不可能なメッキ金属の翼
母材への拡散接合が行なわれる。
することがむずかしいので、未着部分が多く、溶接によ
る場合とともに使用中に疲労破損の起点になるという欠
点があった。本発明は前述のようなＣｒ系金属タービン
翼防食法における従来の欠点を解消する目的で提案され
たもので、−１父ｒ鋼又は１７Ｃｒ−小ｉ−４Ｃｕ鋼か
らなるタービン翼の表面にＮｉとＣｏとＭｏを含有する
析出硬化型１＊ｒ系マルェージング鋼をイオンメッキし
た後、該タービン翼を熱処理して拡散浸透とともに時効
硬化させることを特徴とするタービン翼の表面処理方法
を提供する。本発明方法において、イオンメッキ法を用
いることにより純金属でも合金でもメッキが可能であり
、さらにメッキの雰囲気中で翼表面の酸化物などを除去
清浄しながらメッキするので、純粋な金属表面則ち結晶
面にメッキ金属が付着し、原子結合型に近いメッキの構
造となるので、電気メッキでは不可能なメッキ金属の翼
母材への拡散接合が行なわれる。
またメッキ材として使用される前記のようなマルェージ
ング鋼は耐侵食性及び高硬度・高籾性をもち、タービン
翼の１父ｒ鋼。
ング鋼は耐侵食性及び高硬度・高籾性をもち、タービン
翼の１父ｒ鋼。
１にｒ−４Ｎｉ−４Ｃｕ鋼と強固に結びついて高硬度・
高鞠性のメッキ層を形成する。
高鞠性のメッキ層を形成する。
また時効硬化させることにより、メッキ材の拡散が進行
し、さらに密着性のよいメッキ層を形成する。
し、さらに密着性のよいメッキ層を形成する。
このように本発明方法では高硬度・高級性を備え、密着
性の良い表面層が得られ、溶接、ろう付による表面層の
ように未着部分から疲労亀裂が発生して剥離飛散するこ
ともなく、さらにメッキ層を時効硬化させる場合に、表
面硬化の程度を自由に選ぶことができる。
性の良い表面層が得られ、溶接、ろう付による表面層の
ように未着部分から疲労亀裂が発生して剥離飛散するこ
ともなく、さらにメッキ層を時効硬化させる場合に、表
面硬化の程度を自由に選ぶことができる。
次に本発明の一実施例を図面に塞いて説明する。
第１図は１父ｒ鋼からなるタービン翼１の翼前綾部にＮ
ｉｌ５％，Ｃｏ７％，Ｍｏ３％を含有する析出硬化型１
父ｒ系マルェージング鋼をイオンメッキした翼の横断面
及び表面を示し、２はメッキ層、３はメッキ材の拡散層
である。部分的なメッキの施行方法は、例えばレジスト
（抵抗体）で不要な部分を覆ってメッキを施せばよい。
第２図はメッキ層表面の硬度及びメッキ材の拡散状態を
示し、曲線４はメッキ後時効硬化前の拡散状態を示し、
メッキ層から約５オングストローム翼母村に拡散された
。メッキ後さらに５００午０で２０時間時効硬化処理を
行ったところ、曲線５に示されるように翼母材に深く浸
透した拡散層ができるとともに、曲線６に示されるよう
に表面は高い硬度が得られた。このメッキ層は高炭素鋼
で硬化させるのと異なり、十分な鞠性をそなえた表面硬
化層である。このように１＊ｒ鋼からなるタービン翼の
表面に前記組成を有する析出硬化型１父ｒ系マルェージ
ング鋼をイオンメッキすることにより、これら両金属が
強固に結合して高硬度・高鋤性の表面層が得られ、かつ
メッキ雰囲気中で翼表面に付着した酸化物などを除去情
浄しながらメッキされるので、純粋な金属表面則ち結晶
面にメッキ金属が付着し、原子結合型に近いメッキ構造
となるので、電気メッキでは不可能な拡散層が形成され
る。また溶接、ろう付による表面層のように未着部分か
ら疲労亀裂が発生して剥離飛散することがない。さらに
時効硬化処理を施すことにり拡散層がさらに翼材内部に
浸透するため密着性のよい表面層が得られ、かつ時効硬
化処理の程度を調節することにより表面硬化の程度を自
由に選ぶことができる。なお本実施例は翼の部分的な耐
侵食性を考慮したものであるが、翼全面の侵食が問題に
なる場合、あるいはヱロージョン侵食が問題となる１＊
ｒ鋼、又は１にｒ−４Ｎｉ−４Ｃｕ鋼からなる他のター
ビン翼についても本発明方法の適用が可能である。
ｉｌ５％，Ｃｏ７％，Ｍｏ３％を含有する析出硬化型１
父ｒ系マルェージング鋼をイオンメッキした翼の横断面
及び表面を示し、２はメッキ層、３はメッキ材の拡散層
である。部分的なメッキの施行方法は、例えばレジスト
（抵抗体）で不要な部分を覆ってメッキを施せばよい。
第２図はメッキ層表面の硬度及びメッキ材の拡散状態を
示し、曲線４はメッキ後時効硬化前の拡散状態を示し、
メッキ層から約５オングストローム翼母村に拡散された
。メッキ後さらに５００午０で２０時間時効硬化処理を
行ったところ、曲線５に示されるように翼母材に深く浸
透した拡散層ができるとともに、曲線６に示されるよう
に表面は高い硬度が得られた。このメッキ層は高炭素鋼
で硬化させるのと異なり、十分な鞠性をそなえた表面硬
化層である。このように１＊ｒ鋼からなるタービン翼の
表面に前記組成を有する析出硬化型１父ｒ系マルェージ
ング鋼をイオンメッキすることにより、これら両金属が
強固に結合して高硬度・高鋤性の表面層が得られ、かつ
メッキ雰囲気中で翼表面に付着した酸化物などを除去情
浄しながらメッキされるので、純粋な金属表面則ち結晶
面にメッキ金属が付着し、原子結合型に近いメッキ構造
となるので、電気メッキでは不可能な拡散層が形成され
る。また溶接、ろう付による表面層のように未着部分か
ら疲労亀裂が発生して剥離飛散することがない。さらに
時効硬化処理を施すことにり拡散層がさらに翼材内部に
浸透するため密着性のよい表面層が得られ、かつ時効硬
化処理の程度を調節することにより表面硬化の程度を自
由に選ぶことができる。なお本実施例は翼の部分的な耐
侵食性を考慮したものであるが、翼全面の侵食が問題に
なる場合、あるいはヱロージョン侵食が問題となる１＊
ｒ鋼、又は１にｒ−４Ｎｉ−４Ｃｕ鋼からなる他のター
ビン翼についても本発明方法の適用が可能である。
第１図は本発明方法の一実施例を示した説明図、第２図
は上記実施例のメッキ層のタービン翼母材への拡散状態
と硬度を示す線図である。 １・・・・・・タービン翼、２・・・・・・メッキ層、
３……メッキ材の拡散層、４・・・・・・メッキのまま
の拡散状態を示す曲線、５・・・・・・メッキ及び時効
硬化処理後の拡散状態を示す曲線、６・・・・・・硬度
曲線。 第１図第２図
は上記実施例のメッキ層のタービン翼母材への拡散状態
と硬度を示す線図である。 １・・・・・・タービン翼、２・・・・・・メッキ層、
３……メッキ材の拡散層、４・・・・・・メッキのまま
の拡散状態を示す曲線、５・・・・・・メッキ及び時効
硬化処理後の拡散状態を示す曲線、６・・・・・・硬度
曲線。 第１図第２図
Claims (1)
- １ １３Ｃｒ鋼又は１７Ｃｒ−４Ｎｉ−４Ｃｕ鋼からな
るタービン翼の表面にＮｉとＣｏとＭｏを含有する析出
硬化型１３Ｃｒ系マルエージング鋼をイオンメツキした
後、該タービン翼を熱処理して拡散浸透とともに時効硬
化させることを特徴とするタービン翼の表面処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50149379A JPS609099B2 (ja) | 1975-12-15 | 1975-12-15 | タービン翼の表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50149379A JPS609099B2 (ja) | 1975-12-15 | 1975-12-15 | タービン翼の表面処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5272336A JPS5272336A (en) | 1977-06-16 |
| JPS609099B2 true JPS609099B2 (ja) | 1985-03-07 |
Family
ID=15473834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50149379A Expired JPS609099B2 (ja) | 1975-12-15 | 1975-12-15 | タービン翼の表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS609099B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5556713A (en) * | 1995-04-06 | 1996-09-17 | Southwest Research Institute | Diffusion barrier for protective coatings |
| US6143141A (en) * | 1997-09-12 | 2000-11-07 | Southwest Research Institute | Method of forming a diffusion barrier for overlay coatings |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1096294A (en) * | 1964-06-12 | 1967-12-29 | English Electric Co Ltd | Turbine blades |
-
1975
- 1975-12-15 JP JP50149379A patent/JPS609099B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5272336A (en) | 1977-06-16 |
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