涡轮转子及涡轮转子的制造方法技术

本发明专利技术提供不会导致制造成本的升高，不会使制造时间长期化，且具有适当的强度、韧性的涡轮转子及涡轮转子的制造方法。在焊接由高Ｃｒ钢构成的高温用转子材和由低Ｃｒ钢构成的低温用转子材构成的涡轮转子中，所述高温用转子材由氮含量以质量％计为０．０２％以上的高Ｃｒ钢形成，焊接所述高温用转子材和低温用转子材的熔合材是氮含量以质量％计为０．０２５％以下的９％Ｃｒ系熔合材。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，特别是适用于蒸汽涡轮的转子及涡轮转子的制造方法。
技术介绍
制造蒸汽涡轮用转子时，从相对于蒸汽涡轮内的温度分布的高温强度的观点出发 选择该转子材料。具体地说，在超过566t:的高温区域使用含有0. 02%以上的氮被强化的 10% Cr钢或含有W(鸨)的10XCr钢(高Cr钢)等，在566 380°C的中间区域使用l 2. 25% CrMoV低合金钢，在低于38(TC的低温区域使用3. 5% NiCrMoV低合金钢构成的涡轮 转子。另外，在高温区域和中低温区域共存的环境中，使用相对于高温区域具有强度的高Cr 钢构成的一体型涡轮转子。 但是，所述高Cr钢是高成本材料，在高温区域和中低温区域共存的环境中使用的 涡轮转子全体由高Cr钢构成，在成本面负担太大。 因此，提出了不同钢种焊接转子，用于蒸汽涡轮内高温区域和中低温区域共存的 蒸汽涡轮，其中，配置在蒸汽涡轮内的环境温度为中低温区域的位置的涡轮转子部位由低 价的所述低合金钢形成，配置在蒸汽涡轮内的环境温度为高温区域的位置的涡轮转子部位 由高温强度优异的所述高Cr钢形成。 作为所述不同钢种焊接转子，在专利文献1中公开有例如使用Cr钢含量以质量％计为1. 0 3. 5%的熔合材焊接高Cr钢转子和低Cr钢转子的涡轮转子。 但是，在专利文献1中公开的现有的焊接高Cr钢转子材和低Cr钢转子材的涡轮转子中，通常为了提高高温强度，在高Cr钢中以质量X计含有0. 02%以上的氮，但在焊接作为高Cr钢的10X的Cr钢或含有W的10% Cr钢和低Cr钢时，存在由于所述高Cr钢中所含的氮使得熔合材中容易产生微小的吹孔的问题。 特别是使用低Cr钢的熔合材时，确认到由于熔合材中的Cr含量少，所以熔合材的 氮的溶解度低，微小的吹孔容易产生。涡轮转子是高速旋转体，不允许受到反复疲劳的缺 陷，即使是微小的吹 L集中时也会发生问题，因此，需要没有吹孔的稳定的焊接接头。 另外，在专利文献2中公开了如下的制造不同钢种转子的技术，其中，在焊接由 12% Cr钢(广义上讲为10% Cr钢)构成的高温用转子材和由低合金构成的低温用转子材 制造不同钢种转子时，包括对所述高温用转子材实施适当材料的包覆焊接形成中间材的工 序，和对具有该中间材的高温用转子材进行高温热处理的工序，和对所述中间材焊接所述 低温用转子材的工序，和对这些高温用转子材和低温用转子材的全体进行低温热处理的工 序。 但是，在专利文献2所公开的技术中，包覆焊接需要两次热处理，因此，存在制造 成本高，制造时间长时间化的课题。 另外，在专利文献3中公开了如下技术，高温用转子材由9% Cr钢(广义上讲为 10%0钢)形成，低温用转子材由1%0钢形成，使用9%0系熔合材讲所述高温用转子材和低温用转子材焊接，在625 655t:进行热处理，由此，制造不同钢种转子。但是，在专 利文献3所公开的技术中也会有微小吹孔发生的情况。 8卩，在专利文献1所公开的技术中，直接焊接为了提高高温强度而以质量％计含 有0. 02%以上的氮的高Cr钢转子材和低Cr钢转子材时，由于所述高Cr钢中所含的氮，存 在熔合材中发生微小吹孔的问题。还有，所述焊接中使用的熔合材不是低Cr，是9Cr钢等的 高Cr钢时，虽然吹孔难以产生，但并非完全不产生，不能解决问题。 另外，在专利文献2所公开的技术中，包覆焊接需要两次热处理，因此，存在制造 成本高，制造时间长时间化的课题。 S卩，在专利文献3所公开的技术中，使用9% Cr钢和1% Cr钢的不同钢种转子即使在高中温度区域中使用的高中压涡轮的情况下，也存在产生微小吹孔的问题。 专利文献1特开2008-93668号公报 专利文献2特开2001-123801号公报 专利文献3特开2003-49223号公报
技术实现思路
因此，本专利技术鉴于上述技术课题，其目的在于，提供一种涡轮转子及涡轮转子的制 造方法，焊接和热处理次数1次即可，不会导致制造成本的升高，难以发生制造时间的长期 化，且没有吹孔。 本专利技术者确认到作为熔合材使用氮含量为0.025%以下的9% Cr钢时，能够防止微小的吹孔的产生，从而专利技术了能够解决课题的。 在解决上述课题的本专利技术中，在焊接由高Cr钢构成的高温用转子材和由低Cr钢构成的低温用转子材构成的涡轮转子中，所述高温用转子材由氮含量以质量％计为0. 02%以上的高Cr钢形成，焊接所述高温用转子材和低温用转子材的熔合材是氮含量以质量X计为O. 025%以下的9% Cr系熔合材。 通过使所述熔合材为氮含量以质量％计为0. 025%以下的9% Cr系熔合材，即使 焊接由氮含量为O. 02X以上的高Cr钢构成的高温用转子材和由低Cr钢构成的低温用转子 材，也能够防止微小吹孔的发生。 另外，由于没有必要包覆焊接，所以焊接次数、热处理次数1次即可，不会发生制 造成本的升高，制造时间的长期化的问题。 另外，所述低温用转子材由2. 25CrMoV钢形成，对被焊接的所述高温用转子材和 低温用转子材，在625 65(TC进行40 60小时热处理，所述高温用转子材的维氏硬度为 Hv350以下。 不同钢种焊接接头的蠕变破断位置是低合金钢侧生成的微细组织的热影响部，蠕 变强度受低合金钢的种类和微细组织的状态支配。因此，通过用比1% Cr钢材的蠕变强度 高的2. 25CrMoV钢形成所述低温用转子材，能够确保充分的蠕变强度。另外，使用氮含量以 质量％计为0. 025%以下的9% Cr系熔合材进行焊接，在625 65(TC进行40 60小时 热处理，使高温用转子材的维氏硬度为Hv350以下，由此，所述高温用转子不会发生延迟裂 纹，能够得到适当的涡轮转子。 另外，所述低温用转子材由3. 5NiCrMoV钢形成，对被焊接的所述高温用转子材和低温用转子材，在595 62(TC进行40 60小时热处理，使高温用转子材的维氏硬度为 Hv350以下。 另外，由于所述低温用转子材由3.5NiCrMoV钢形成，使用氮含量以质量X计为 0. 025%以下的9% Cr系熔合材进行焊接，在595 62(TC进行40 60小时热处理，使高 温用转子材的维氏硬度为Hv350以下，从而所述高温用转子不会发生延迟裂纹，能够得到 能够确保适当的强度的涡轮转子。 另外，对用于解决课题的涡轮转子的制造方法进行说明。在焊接由高Cr钢构成的 高温用转子材和由低Cr钢构成的低温用转子材的涡轮转子的制造方法中，用氮含量以质 量％计为0. 02%以上的高0钢形成所述高温用转子材，用氮含量以质量％计为0. 025%以 下的9% Cr系熔合材，通过焊接接合所述高温用转子材和低温用转子材。 可以用2. 25CrMoV钢形成所述低温用转子材，通过焊接接合所述高温用转子材和 低温用转子材后，在625 65(TC对被焊接的所述高温用转子材和低温用转子材进行40 60小时热处理，使所述高温用转子材的维氏硬度为Hv350以下。 可以用3. 5NiCrMoV钢形成所述低温用转子材，通过焊接接合所述高温用转子材 和低温用转子材后，在595 62(TC对被焊接的所述高温用转子材和低温用转子材进行 40 60小时热处理，使所述高温用转子材的维氏硬度为Hv350以下。 根据上述的本专利技术，能够提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涡轮转子，焊接由高Ｃｒ钢构成的高温用转子材和由低Ｃｒ钢构成的低温用转子材而构成，其特征在于，所述高温用转子材由氮含量以质量％计为０．０２％以上的高Ｃｒ钢形成，焊接所述高温用转子材和低温用转子材的熔合材是氮含量以质量％计为０．０２５％以下的９％Ｃｒ系熔合材。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2008-10-8 2008-261660一种涡轮转子，焊接由高Cr钢构成的高温用转子材和由低Cr钢构成的低温用转子材而构成，其特征在于，所述高温用转子材由氮含量以质量％计为0.02％以上的高Cr钢形成，焊接所述高温用转子材和低温用转子材的熔合材是氮含量以质量％计为0.025％以下的9％Cr系熔合材。2. 根据权利要求l所述的涡轮转子，其特征在于， 所述低温用转子材由2. 25CrMoV钢形成，对被焊接的所述高温用转子材和低温用转子材在625 65(TC进行40 60小时热处 理，使所述高温用转子材的维氏硬度为Hv350以下。3. 根据权利要求l所述的涡轮转子，其特征在于， 所述低温用转子材由3. 5NiCrMoV钢形成，对被焊接的所述高温用转子材和低温用转子材在595 62(TC进行40 60小时热处 理，使所述高温用转子材的维氏硬度为Hv350以下。4. 一种涡轮转子的制造方法，是焊接...

【专利技术属性】
技术研发人员：重隆司，西本慎，丸山金满，川崎宪治，福永义昭，中野隆，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]