[發(fā)明專(zhuān)利]沉淀硬化型馬氏體系不銹鋼、汽輪機(jī)動(dòng)葉片和汽輪機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310276087.0
• 申請(qǐng)日: 2013-07-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103526122A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高久歷;大西春樹(shù);山田政之;村田賴治;今井健一
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 株式會(huì)社東芝
• 主分類(lèi)號(hào): C22C38/50
• 分類(lèi)號(hào): C22C38/50;F01D5/28
• 代理公司: 永新專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 陳建全

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及沉淀硬化（析出硬化）型馬氏體系不銹鋼、汽輪機(jī)動(dòng)葉片和汽輪機(jī)。

背景技術(shù)

對(duì)于發(fā)電用的汽輪機(jī)而言，為了提高發(fā)電效率并且增大發(fā)電容量，低壓級(jí)的渦輪級(jí)所具備的動(dòng)葉片的葉片長(zhǎng)度有增加的趨勢(shì)。因此，對(duì)于低壓級(jí)的渦輪級(jí)所具備的動(dòng)葉片，要求有高強(qiáng)度、高韌性、高耐腐蝕性。

作為現(xiàn)有的汽輪機(jī)中構(gòu)成低壓級(jí)的動(dòng)葉片的材料，使用了具有強(qiáng)度以抗拉強(qiáng)度計(jì)為1300MPa級(jí)、韌性以室溫的夏氏吸收能（夏氏沖擊吸收能）計(jì)為40J級(jí)的特性的鋼鐵材料?，F(xiàn)在，作為構(gòu)成動(dòng)葉片的鋼鐵材料，要求強(qiáng)度和韌性更加優(yōu)異的材料。

由于由渦輪的高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心應(yīng)力作用于動(dòng)葉片，因此就強(qiáng)度而言更重視比強(qiáng)度（將抗拉強(qiáng)度除以密度得到的參數(shù)）。所以，近年來(lái)，作為構(gòu)成動(dòng)葉片的材料，還使用了密度小的鈦合金等。然而，由于鈦合金價(jià)格昂貴，所以希望用便宜的鋼鐵材料來(lái)代替鈦合金。

作為具有高強(qiáng)度、高韌性、高耐腐蝕性的鋼鐵材料，有沉淀硬化型馬氏體系不銹鋼，對(duì)于這種不銹鋼進(jìn)行了用于使強(qiáng)度、韌性、耐腐蝕性等提高的研究。作為這樣的研究，有日本專(zhuān)利公報(bào)專(zhuān)利第3227468號(hào)公報(bào)(以下稱(chēng)為專(zhuān)利文獻(xiàn)1)和日本專(zhuān)利公報(bào)專(zhuān)利第3962743號(hào)公報(bào)(以下稱(chēng)為專(zhuān)利文獻(xiàn)2)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本專(zhuān)利第3227468號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)2：日本專(zhuān)利第3962743號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的問(wèn)題

對(duì)于現(xiàn)有的沉淀硬化型馬氏體系不銹鋼而言，通常來(lái)說(shuō)如果使抗拉強(qiáng)度提高則韌性降低。因此，為了以均衡方式提高強(qiáng)度和韌性，添加了各種元素。然而，添加元素的量多時(shí)，馬氏體相變開(kāi)始溫度會(huì)降低，在淬火時(shí)容易生成殘留奧氏體。為了實(shí)現(xiàn)耐腐蝕性的提高而增加Cr的添加量時(shí)，容易生成δ鐵素體。

這樣，為了在熱處理工藝中維持馬氏體組織的穩(wěn)定性，有復(fù)雜的約束條件，要求在該約束下具有規(guī)定的強(qiáng)度和韌性的沉淀硬化型馬氏體系不銹鋼。

對(duì)于現(xiàn)有的沉淀硬化型馬氏體系不銹鋼而言，例如有時(shí)為了在熱處理工藝中使馬氏體相變結(jié)束而需要深冷處理（sub-zero?treating），存在制造成本增加這樣的問(wèn)題。另外，對(duì)于現(xiàn)有的沉淀硬化型馬氏體系不銹鋼而言，例如得不到足夠適合作為汽輪機(jī)中低壓級(jí)的動(dòng)葉片的材料的強(qiáng)度和韌性。

本發(fā)明所要解決的問(wèn)題在于，提供強(qiáng)度和韌性優(yōu)異的沉淀硬化型馬氏體系不銹鋼、使用了該沉淀硬化型馬氏體系不銹鋼的汽輪機(jī)動(dòng)葉片和汽輪機(jī)。

用于解決問(wèn)題的手段

本發(fā)明的沉淀硬化型馬氏體系不銹鋼以質(zhì)量%計(jì)含有Cr：8.5～12.5、Mo：1～2、Ni：8.5～11.5、Ti：0.6～1.4、C：0.0005～0.05、Al：0.0005～0.25、Cu：0.005～0.75、Nb：0.0005～0.3、Si：0.005～0.75、Mn：0.005～1、N：0.0001～0.03，剩余部分由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。

附圖說(shuō)明

圖1是表示使用本發(fā)明的實(shí)施方式的沉淀硬化型馬氏體系不銹鋼而構(gòu)成的動(dòng)葉片的立體圖。

圖2是表示具備使用本發(fā)明的實(shí)施方式的沉淀硬化型馬氏體系不銹鋼而構(gòu)成的動(dòng)葉片的汽輪機(jī)的子午截面的一部分的圖。

符號(hào)說(shuō)明

10????動(dòng)葉片

20????汽輪機(jī)

21????機(jī)匣

22????渦輪轉(zhuǎn)子

23????隔板外環(huán)

24????隔板內(nèi)環(huán)

25????靜葉片

26????蒸汽通道

具體實(shí)施方式

以下，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。

實(shí)施方式的沉淀硬化型馬氏體系不銹鋼以質(zhì)量%計(jì)含有Cr：8.5～12.5、Mo：1～2、Ni：8.5～11.5、Ti：0.6～1.4、C：0.0005～0.05、Al：0.0005～0.25、Cu：0.005～0.75、Nb：0.0005～0.3、Si：0.005～0.75、Mn：0.005～1、N：0.0001～0.03，剩余部分由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。

這里，作為不可避免的雜質(zhì)，可以列舉例如P、S、As、Sn、Sb等。

實(shí)施方式的沉淀硬化型馬氏體系不銹鋼優(yōu)選被以由下式（1）算出的值為0.1以上的方式構(gòu)成。

[Cr]/([Cr]+[Fe])??????????式（1）