[發(fā)明專利]沉淀硬化型馬氏體不銹鋼及使用有該不銹鋼的汽輪機部件

有效

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• 申請日: 2011-11-08
• 公開（公告）號: CN102465240A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發(fā)明（設計）人: 及川慎司;依田秀夫;新井將彥;土井裕之
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: C22C38/60
• 分類號: C22C38/60;C22C38/50;C21D1/78;F01D5/28
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 王永紅

技術領域

本發(fā)明涉及具有高的機械特性的鋼材，特別是涉及沉淀硬化型馬氏體不銹鋼及使用有該不銹鋼的汽輪機用部件。

背景技術

近年來，從節(jié)能(例如，化石燃料的節(jié)約)及防止全球變暖(例如，抑制CO₂氣體的產生量)的觀點考慮，期望提高火力發(fā)電設備的效率(例如，提高汽輪機的效率)。作為提高汽輪機的效率的有效手段之一，有使汽輪機的長葉片又長又大的方法。另外，汽輪機長葉片的又長又大還有望產生一些次要效果：通過減少機艙數(shù)來縮短設備建設時間并由此削減成本。

目前，超超臨界壓發(fā)電(USC)設備的汽輪機長葉片主要使用馬氏體不銹鋼。但是，當汽輪機長葉片又長又大時離心力顯著增大，因此，使人擔心現(xiàn)有的馬氏體不銹鋼的機械強度不足。因此，作為汽輪機長葉片的材料，要求機械強度更高的材料。另外，為了防止突然毀壞，還期望具有優(yōu)異的韌性。

作為具有良好機械強度和韌性的結構材料，例如，在專利文獻1中，公開有可優(yōu)選用于汽輪機葉片的馬氏體不銹鋼。

現(xiàn)有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2001-098349號公報

專利文獻2：日本特開2005-194626號公報

發(fā)明內容

發(fā)明要解決的課題

如前所述，為了實現(xiàn)汽輪機長葉片的又長又大，要求兼具高機械強度和高韌性的材料。而且，由于汽輪機長葉片在干濕交替區(qū)域使用而處于嚴酷的腐蝕環(huán)境下，因此，還期望它具有較高的耐腐蝕性[例如，對于應力腐蝕開裂(SCC)的耐性]。

一般而言，機械強度和耐腐蝕性是取舍關系。馬氏體不銹鋼雖然具有較高的機械強度，但其耐腐蝕性還有待進一步提高。另一方面，沉淀硬化型馬氏體不銹鋼由于Cr添加量多而C添加量少，因此雖然耐SCC性等耐腐蝕性優(yōu)異，但在機械強度方面稍有弱點。專利文獻2中公開的沉淀硬化型馬氏體不銹鋼以提高機械強度為重點，雖然機械強度提高，但有可能反而犧牲耐腐蝕性。

因此，本發(fā)明的目的在于，提供機械強度和韌性在高水平均衡且耐SCC性等耐腐蝕性優(yōu)異的沉淀硬化型馬氏體不銹鋼及使用該不銹鋼的汽輪機部件。

用于解決課題的手段

本發(fā)明的一個方式是，為了實現(xiàn)上述目的，提供沉淀硬化型馬氏體不銹鋼，其以組成計含有0.10質量％以下的C(碳)、13.0質量％以上15.0質量％以下的Cr(鉻)、7.0質量％以上10.0質量％以下的Ni(鎳)、2.0質量％以上3.0質量％以下的Mo(鉬)、0.5質量％以上2.5質量％以下的Ti(鈦)、0.5質量％以上2.5質量％以下的Al(鋁)、0.5質量％以下的Si(硅)、0.1質量％以上1.0質量％以下的Mn(錳)，其余部分由Fe(鐵)及不可避免的雜質構成，其特征在于，在以“[Ti濃度]”為x軸、以由與T?i成分組成化合物的Al成分和C成分而得到的“[Al濃度]+2[C濃度]”為y軸表示的x-y平面中，所述Ti、所述Al及所述C的成分量均衡處于由4個坐標點A(0.5，0.5)、B(0.5，2.7)、C(2.5，2.7)、D(2.5，0.5)構成的四邊形ABCD內。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，可以提供機械強度和韌性在高水平均衡且耐SCC性等耐腐蝕性優(yōu)異的沉淀硬化型馬氏體不銹鋼及使用有該不銹鋼的汽輪機部件。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明涉及的汽輪機長葉片的一個例子的透視示意圖。

圖2是在以“[Ti濃度]”為x軸、以“[Al濃度]+2[C濃度]”為y軸表示的x-y平面中標繪的發(fā)明鋼1～9及比較鋼1～4中的Ti、Al及C的成分量均衡之圖。

圖3是表示拉伸強度與時效溫度的關系的圖。

圖4是表示夏比沖擊值與時效溫度的關系的圖。

符號說明

1...葉片剖面部、2...葉片根部、3...防蝕片、4...短管(stub)、

5...圍筒、10...汽輪機長葉片

具體實施方式

以下，對于本發(fā)明的實施方式，一邊參照附圖一邊進行說明。但是，本發(fā)明并不限定于在此舉出的實施方式，在不改變要旨的范圍內適當組合或改良是可能的。