專利名稱：旋轉(zhuǎn)機(jī)器的轉(zhuǎn)子及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的旋轉(zhuǎn)機(jī)器的轉(zhuǎn)子可以通過(guò)下述方式形成在對(duì)由上述Ni基合金形成的第1部件之間的焊接接縫實(shí)施了第一階段的時(shí)效處理后，焊接上述第1部件與上述第2部件，并在同樣的溫度下同時(shí)進(jìn)行對(duì)上述第1部件之間的焊接接縫的第二階段時(shí)效處理、和對(duì)上述第1部件和上述第2部件之間的焊接部位的焊接后熱處理。
上述第1部件之間、以及上述第1部件和第2部件之間的焊接部位在焊接后將直接進(jìn)入淬火狀態(tài)，因此，為了保證焊接接縫部位的強(qiáng)度特性，必須針對(duì)于各接縫進(jìn)行焊接后熱處理。另外，對(duì)于Ni基合金之間的焊接部位、即第1部件之間的焊接部位，必須進(jìn)行第一階段以及第二階段的時(shí)效處理；對(duì)于Ni基合金和高鉻鋼、即第1部件和第2部件之間的焊接部位，必須實(shí)施焊接后熱處理。如果上述第1部件為Ni基合金、第2部件為高鉻鋼，則上述第二階段的時(shí)效處理?xiàng)l件與上述第1部件和第2部件之間的焊接部位的焊接后熱處理?xiàng)l件基本相同。
于是，通過(guò)在實(shí)施了第一階段時(shí)效處理后，焊接上述第1部件和上述第2部件，并在同樣的溫度下同時(shí)進(jìn)行對(duì)上述第1部件之間的焊接接縫的第二階段時(shí)效處理和對(duì)上述第1部件和第2部件之間的焊接部位的焊接后熱處理，可以將上述第二階段的時(shí)效和對(duì)上述第1部件與第2部件之間的焊接部位的焊接后熱處理同時(shí)進(jìn)行，從而可以縮短熱處理的時(shí)間。
需要說(shuō)明的是，此時(shí)，如果不只是對(duì)上述第1部件之間的焊接接縫以及第1部件和第2部件之間的焊接部位進(jìn)行局部熱處理，而是對(duì)整個(gè)轉(zhuǎn)子進(jìn)行熱處理，則還可以有效防止殘留應(yīng)力不均的出現(xiàn)以及變形的發(fā)生。
另外，本發(fā)明涉及的旋轉(zhuǎn)機(jī)器的轉(zhuǎn)子也可以通過(guò)下述方式形成在對(duì)由上述Ni基合金形成的第1部件之間的焊接接縫實(shí)施了第一階段時(shí)效處理后，焊接上述第1部件和上述第2部件，再進(jìn)一步焊接上述第2部件和第3部件，并在同樣的溫度下同時(shí)進(jìn)行對(duì)上述第1部件之間的焊接接縫的第二階段時(shí)效處理、對(duì)上述第1部件和第2部件之間的焊接部位的焊接后處理、以及對(duì)上述第2部件和第3部件之間的焊接部位的焊接后處理。
對(duì)上述第1部件之間的焊接部位的第二階段時(shí)效的條件、和上述第1部件和上述第2部件之間的焊接部位的焊接后熱處理的條件、以及上述第2部件和第3部件之間的焊接部位的焊接后熱處理的條件基本相同。
于是，通過(guò)在對(duì)由上述Ni基合金形成的第1部件之間的焊接接縫實(shí)施了第一階段時(shí)效處理后，焊接上述第1部件和上述第2部件，再進(jìn)一步焊接上述第2部件和第3部件，并在同樣的溫度下同時(shí)進(jìn)行對(duì)上述Ni基合金的焊接接縫的第二階段時(shí)效處理、對(duì)上述第1部件和第2部件之間的焊接部位的焊接后處理、以及上述第2部件和第3部件之間的焊接部位的焊接后處理，可以將上述第二階段時(shí)效、對(duì)上述第1部件和第2部件之間的焊接部位的焊接后熱處理、以及對(duì)上述第2部件和第3部件之間的焊接部位的焊接后熱處理同時(shí)進(jìn)行，從而可以縮短熱處理的時(shí)間。
需要說(shuō)明的是，此時(shí)，如果不只是對(duì)上述第1部件之間的焊接接縫、第1部件和第2部件之間的焊接部位、以及第2部件和第3部件的之間的焊接部位進(jìn)行局部熱處理，而是對(duì)整個(gè)轉(zhuǎn)子進(jìn)行熱處理，則還可以有效防止殘留應(yīng)力不均的出現(xiàn)以及變形的發(fā)生。
另外，作為用以解決本發(fā)明的課題的轉(zhuǎn)子的制造方法的發(fā)明 提供一種制造旋轉(zhuǎn)機(jī)器的轉(zhuǎn)子的方法，該方法包括利用焊接將由Ni基合金形成的至少兩個(gè)第1部件之間接合，其中的所述Ni基合金從室溫到700℃之間的平均線性膨脹系數(shù)為12.4×10-6/℃～14.5×10-6/℃、優(yōu)選為14.0×10-6/℃以下；對(duì)該第1部件之間的焊接接縫實(shí)施第一階段時(shí)效處理；利用焊接在由上述第1部件之間連接而成的部件的兩端部分別接合由高鉻鋼形成的第2部件；并在同樣的溫度下同時(shí)進(jìn)行對(duì)上述第1部件之間的焊接接縫的第二階段時(shí)效處理、和對(duì)上述第1部件和第2部件之間的焊接部位的焊接后處理。
另外，優(yōu)選對(duì)上述第1部件之間的焊接接縫的第一階段時(shí)效處理在700～1000℃下進(jìn)行，對(duì)上述第1部件之間的焊接接縫的第二階段時(shí)效處理、以及對(duì)上述第1部件及第2部件之間的焊接部位的焊接后處理在600～800℃下實(shí)施。
通過(guò)在這樣的溫度范圍內(nèi)實(shí)施熱處理，可以為上述各焊接部位賦予充分的強(qiáng)度。
另外，本發(fā)明還提供下述制造旋轉(zhuǎn)機(jī)器的轉(zhuǎn)子的方法，其特征在于利用焊接將至少兩個(gè)上述第1部件之間接合；對(duì)該第1部件之間的焊接接縫實(shí)施第一階段時(shí)效處理；利用焊接分別在由上述第1部件之間連接而成的部件的兩端部接合由高鉻鋼形成的第2部件；在上述第2部件的至少一端側(cè)利用焊接接合由低合金鋼形成的第3部件；并在同樣的溫度下同時(shí)進(jìn)行對(duì)上述第1部件之間的焊接接縫的第二階段時(shí)效處理、對(duì)上述第1部件和第2部件之間的焊接部位的焊接后處理、以及對(duì)上述第2部件和第3部件之間的焊接部位的焊接后處理。
另外，優(yōu)選對(duì)上述第1部件之間的焊接接縫的第一階段時(shí)效處理在700～1000℃下進(jìn)行，對(duì)上述第1部件之間的焊接接縫的第二階段的時(shí)效處理、對(duì)上述第1部件和第2部件之間的焊接部位的焊接后處理、以及對(duì)上述第2部件和第3部件之間的焊接部位的焊接后處理在600～800℃下實(shí)施。
通過(guò)在這樣的溫度范圍內(nèi)實(shí)施熱處理，可以為上述各焊接部位賦予充分的強(qiáng)度。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可提供一種即使在利用焊接將Ni基合金和12Cr鋼等其他耐熱性鋼鐵材料之間接合，也可以保持該接合部位處的強(qiáng)度，且在700℃水平的蒸汽條件下仍能夠使用的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子及其制造方法。



圖1為示出了實(shí)施例1涉及的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)的平面示意圖。
圖2為表示出實(shí)施例1涉及的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的制造工序的概略圖。

具體實(shí)施例方式 下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行示例性的詳細(xì)說(shuō)明。但在沒(méi)有特殊說(shuō)明的情況下，記載在該實(shí)施例中的構(gòu)成部件的尺寸、材質(zhì)、形狀、及其相對(duì)配置等并不用以限定本發(fā)明的范圍，該實(shí)施例僅為單純的說(shuō)明例。
實(shí)施例1 圖1為示出了實(shí)施例1涉及的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子1的結(jié)構(gòu)的平面示意圖。
(構(gòu)成) 首先，利用圖1對(duì)實(shí)施例1涉及的用于蒸汽汽輪機(jī)的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明，其中，所述蒸汽汽輪機(jī)是例如導(dǎo)入了650℃以上的高溫蒸汽的蒸汽汽輪機(jī)。
如圖1所示，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子1由兩個(gè)Ni基合金部11a、11b、兩個(gè)高鉻鋼部12a、12b、以及兩個(gè)低鉻鋼部13a、13b構(gòu)成。
通過(guò)利用焊接接合兩個(gè)Ni基合金部11a和11b來(lái)形成焊接接縫21，利用焊接將兩個(gè)Ni基合金部11a、11b分別與高鉻鋼部12a、12b接合來(lái)分別形成焊接接縫22a、22b，并進(jìn)一步利用焊接將高鉻鋼部12a、12b分別與低鉻鋼部13a、13b接合來(lái)分別形成焊接接縫23a，由此，從一端部開(kāi)始按照低鉻鋼部13a、焊接接縫23a、高鉻鋼部12a、焊接接縫22a、Ni基合金部11a、焊接接縫21、Ni基合金部11b、焊接接縫22b、高鉻鋼部12b、焊接接縫23b、低鉻鋼部13b的順序，形成一體化的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子1。
另外，將上述Ni基合金部11a、11b以及焊接接縫21設(shè)置在暴露于650℃以上溫度的蒸汽中的位置，將焊接接縫22a和22b、以及高鉻鋼部12a及12b設(shè)置在暴露于650℃以下溫度的蒸汽中的位置，將上述焊接接縫23a和23b、以及低鉻鋼部13a和13b設(shè)置在溫度更低的位置。上述各部位的設(shè)置溫度還可以被設(shè)定在其它溫度，只要所設(shè)定的溫度在可以使構(gòu)成上述各部位的材料穩(wěn)定使用的高溫臨界溫度以下即可。
(材料) 以下，對(duì)構(gòu)成汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子1的Ni基合金部11a、11b、高鉻鋼部12a、12b、低鉻鋼部13a、13b的材料進(jìn)行說(shuō)明。
(A)Ni基合金部 Ni基合金部件由Ni基合金形成，所述Ni基合金具有在650℃以上、優(yōu)選在700℃左右的高溫下仍能夠穩(wěn)定使用的耐熱性，且其從室溫到700℃之間的平均線性膨脹系數(shù)為12.4×10-6/℃～14.5×10-6/℃、優(yōu)選為14.0×10-6/℃以下。通過(guò)使用具有上述范圍的線性膨脹系數(shù)的Ni基合金，可縮小Ni基合金部11a、11b與高鉻鋼部12a、12b之間的線性膨脹系數(shù)之差，使得Ni基合金部11a、11b和高鉻鋼部12a、12b之間的焊接接縫22a、22b處的熱應(yīng)力也變小，從而實(shí)現(xiàn)在上述焊接接縫處仍可保持充分的強(qiáng)度，進(jìn)而可以將Ni合金部11a、11b和高鉻鋼部12a、12b接合。
作為上述線性膨脹系數(shù)為12.4×10-6/℃～14.5×10-6/℃、優(yōu)選為14.0×10-6/℃以下的Ni基合金，可以舉出歸納于表1中的具有(1)～(4)的化學(xué)組成范圍的材料。
需要說(shuō)明的是，Ni基合金并不僅限于(1)～(4)的范圍，只要是具有在650℃以上的高溫下仍可穩(wěn)定使用的耐熱性，且從室溫到700℃之間的平均線性膨脹系數(shù)在上述的12.4×10-6/℃～14.5×10-6/℃、優(yōu)選14.0×10-6/℃以下的范圍的Ni基合金即可，也可以為其他的組成。
[表1]
表1中的％表示重量％。
另外，在表1中涉及的具有(1)～(4)組成的Ni基合金中，還包含不可避免的雜質(zhì)，所述雜質(zhì)的含有率越接近于0％則越為優(yōu)選。
(B)高鉻鋼部 高鉻鋼部由高鉻鋼形成，所述高鉻鋼具有到650℃左右的溫度為止可穩(wěn)定使用的耐熱性，且其從室溫到700℃之間的平均線性膨脹系數(shù)為11.2×10-6/℃～12.4×10-6/℃。通過(guò)使用具有上述范圍的線性膨脹系數(shù)的Ni基合金，可縮小Ni基合金部11a、11b和高鉻鋼部12a、12b之間的線性膨脹系數(shù)之差，使得Ni基合金部11a、11b和高鉻鋼部12a、12b之間的焊接接縫22a、22b處的熱應(yīng)力也變小，從而實(shí)現(xiàn)在上述焊接接縫處仍可保持充分的強(qiáng)度，進(jìn)而可以將Ni基合金部11a、11b和高鉻鋼部12a、12b接合。
作為上述線性膨脹系數(shù)為11.2×10-6/℃～12.4×10-6/℃的高鉻鋼，可以舉出歸納于表2中的具有(5)(6)的化學(xué)組成范圍的材料。
需要說(shuō)明的是，高鉻鋼并不僅限于(5)(6)的范圍，只要是具有到650℃左右的溫度為止可穩(wěn)定使用的耐熱性、且從室溫到700℃之間的平均線性膨脹系數(shù)在上述的11.2×10-6/℃～12.4×10-6/℃范圍內(nèi)的高鉻鋼即可，也可以為其他的組成。
在上述范圍的高鉻鋼中，也包括通常被用于汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的12Cr鋼，因此，可以使用以往被用于汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的12Cr鋼作為高鉻鋼。
[表2] 表2中涉及的％表示重量％。
另外，在表2中涉及的具有(5)(6)組成的高鉻鋼中，還包含不可避免的雜質(zhì)，所述雜質(zhì)的含有率越接近于0％則越為優(yōu)選。
(C)低鉻鋼部 就低鉻鋼部而言，只要是具有到低于上述高鉻鋼部的溫度、即低高鉻鋼所上升到的溫度為止可穩(wěn)定使用的耐熱性的低鉻鋼即可，例如，可以舉出2.25CrMoV鋼或CrMoV鋼等。
需要說(shuō)明的是，低鉻鋼部并不只限于2.25CrMoV鋼或CrMoV鋼，只要是具有到低于上述高鉻鋼部的溫度、即低高鉻鋼所上升到的溫度為止可穩(wěn)定使用的耐熱性的低鉻鋼即可，也可以為其他組成。
(制造方法) 以下，參照?qǐng)D1以及圖2對(duì)實(shí)施例1中涉及的汽輪機(jī)1的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
圖2為表示出實(shí)施例1涉及的汽輪機(jī)1的制造工序(制造順序)的概略圖。
圖2中以概略圖的形式示出了4種類型的制造工序，第1制造工序?yàn)?01→102→103→104→111→112→115→116→117工序，第2制造工序?yàn)?01→102→103→104→111→112→113→114工序，第3制造工序?yàn)?01→102→103→104→105→108→109→110工序，第4制造工序?yàn)?01→102→103→104→105→106→107工序。
下面，從第1制造工序開(kāi)始進(jìn)行說(shuō)明。
(A)第1制造工序 在第1制造工序中，首先，在101中進(jìn)行Ni基合金部11a、11b的固溶處理。
然后，在102中將Ni基合金部之間進(jìn)行焊接，并根據(jù)需要在103中實(shí)施對(duì)Ni基合金之間的接縫21的固溶處理。接下來(lái)，在104中進(jìn)行對(duì)Ni基合金之間接縫21的第一階段時(shí)效(a)。第一階段時(shí)效在700～1000℃范圍進(jìn)行。
當(dāng)在104中完成了上述第一階段時(shí)效后，繼續(xù)在111中進(jìn)行對(duì)完成了第一階段時(shí)效的Ni基合金之間的接縫21(a)的第二階段時(shí)效。第二階段時(shí)效在600～800℃下實(shí)施。
在111中完成了第二階段時(shí)效后，在112中實(shí)施對(duì)Ni基合金部11a、11b和高鉻鋼部12a、12b的焊接(b”)，并在115中對(duì)該焊接部位(b”)實(shí)施熱處理。該熱處理在600～800℃下實(shí)施。
在115中完成對(duì)Ni基合金部11a、11b和高鉻鋼部12a、12b之間的焊接部位(b”)的熱處理后，在116中實(shí)施對(duì)高鉻鋼部12a、12b和低鉻鋼部13a、13b的焊接(c’”)，并在117中對(duì)該焊接部位(c’”)實(shí)施熱處理。該熱處理在600～800℃下實(shí)施。
通過(guò)上述的101到117工序，對(duì)Ni基合金之間的焊接部位實(shí)施了第一階段時(shí)效(104)以及第二階段時(shí)效(111)，對(duì)Ni基合金和高鉻鋼的焊接部位實(shí)施了焊接后的熱處理(115)，并對(duì)高鉻鋼和低鉻鋼的焊接部位實(shí)施了焊接后的熱處理(117)，從而可以制成在焊接接縫部位仍能保持充分強(qiáng)度的轉(zhuǎn)子。
(B)第2制造工序 在第2制造工序中，到圖2中112為止的操作與上述第1制造工序相同，因而省略對(duì)該部分的說(shuō)明。
在112中對(duì)Ni基合金部11a、11b和高鉻鋼部12a、12b進(jìn)行焊接(b”)，然后，在113中對(duì)高鉻鋼部12a、12b和低鉻鋼部13a、13b進(jìn)行焊接(c”)。
在113中完成上述焊接(c”)之后，在114中對(duì)Ni基合金部11a、11b和高鉻鋼部12a、12b之間的焊接部位(b”)、以及高鉻鋼部12a、12b和低鉻鋼部13a、13b之間的焊接部位(c”)實(shí)施熱處理。該熱處理在600～800℃下實(shí)施。
利用上述工序制造出轉(zhuǎn)子1。
在第2制造工序中，基于對(duì)Ni基合金部11a、11b和高鉻鋼部12a、12b之間的焊接部位的熱處理、和對(duì)高鉻鋼部12a、12b和低鉻鋼部13a、13b之間的焊接部位的熱處理可以在同一溫度下實(shí)施這一事實(shí)，在112、113中實(shí)施焊接之后，在114中對(duì)二者同時(shí)實(shí)施熱處理。由此，可以在比第1制造工序更短的時(shí)間內(nèi)制造出汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子1。
(C)第3制造工序 在第3制造工序中，到圖2中104為止的操作與上述第1及第2制造工序相同，因而省略對(duì)該部分的說(shuō)明。
在104中完成對(duì)Ni基合金之間接縫21的第一階段時(shí)效處理后，在105中對(duì)Ni基合金部11a、11b和高鉻鋼部12a、12b進(jìn)行焊接。在該焊接結(jié)束后，在600～800℃下對(duì)整個(gè)轉(zhuǎn)子實(shí)施熱處理。通過(guò)上述操作，在Ni基合金之間的接縫21的第二階段時(shí)效成立的同時(shí)，也完成了對(duì)Ni基合金部和高鉻鋼部之間的焊接部位的焊接后熱處理。
在108中結(jié)束熱處理之后，在109中對(duì)高鉻鋼部12a、12b和低鉻鋼部13a、13b進(jìn)行焊接(c’)，并在110中在600～800℃下對(duì)該焊接部位(c’)實(shí)施熱處理。
利用上述工序制造出轉(zhuǎn)子1。
在第3制造工序中，基于對(duì)Ni基合金部之間的第二階段時(shí)效、和對(duì)Ni基合金部11a、11b與高鉻鋼部12a、12b之間的焊接部位的熱處理可以在同一溫度下實(shí)施這一事實(shí)，在108中同時(shí)實(shí)施該第二階段時(shí)效和熱處理。由此，可以在比第1制造工序更短的時(shí)間內(nèi)制造出汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子1，同時(shí)，通過(guò)在108中對(duì)整個(gè)轉(zhuǎn)子進(jìn)行熱處理，還可以有效防止殘留應(yīng)力不均的出現(xiàn)和變形的發(fā)生。
(D)第4制造工序 在第4制造工序中，到圖2中到105為止的操作與上述第3制造工序相同，因而省略對(duì)該部分的說(shuō)明。
在105中對(duì)Ni基合金部11a、11b和高鉻鋼部12a、12b進(jìn)行焊接(b)之后，在106中對(duì)高鉻鋼部12a、12b和低鉻鋼部13a、13b進(jìn)行焊接(c)。在該焊接結(jié)束后，在600～800℃下對(duì)整個(gè)轉(zhuǎn)子實(shí)施熱處理。由此，在Ni基合金之間的接縫21的第二階段時(shí)效成立的同時(shí)，Ni基合金部件和高鉻鋼部件之間的焊接部位的焊接后的熱處理也完成了，也進(jìn)一步完成了對(duì)高鉻鋼部和低鉻鋼部之間的焊接部位的焊接后熱處理。
利用上述工序制造出轉(zhuǎn)子1。
在第4制造工序中，基于對(duì)Ni基合金部之間接縫的第二階段時(shí)效、對(duì)Ni基合金部11a、11b與高鉻鋼部12a、12b之間的焊接部位的熱處理、以及對(duì)高鉻鋼部12a、12b和低鉻鋼部13a、13b之間的焊接部位的熱處理可以在同一溫度下實(shí)施這一事實(shí)，在107中同時(shí)實(shí)施該第二階段時(shí)效和熱處理。由此，可以在與第1～第3的任一種制造工序相比更短的時(shí)間內(nèi)制造出汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子1，同時(shí)，通過(guò)在107中對(duì)整個(gè)轉(zhuǎn)子進(jìn)行熱處理，還可以有效防止殘留應(yīng)力不均的出現(xiàn)和變形的發(fā)生。
工業(yè)實(shí)用性 本發(fā)明可用作下述汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子及其制造方法，所述汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子是即使利用焊接將Ni基合金和12Cr鋼等其他耐熱性鋼鐵材料進(jìn)行接合，也可以保持該接合部位的強(qiáng)度，并且在700℃水平的蒸汽條件下仍能夠使用的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子。
權(quán)利要求
1.旋轉(zhuǎn)機(jī)器的轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子被設(shè)置在導(dǎo)入了蒸汽或燃燒氣體作為工作流體的旋轉(zhuǎn)機(jī)器中，是利用焊接將多個(gè)部件接合而形成的轉(zhuǎn)子，所述多個(gè)部件的強(qiáng)度因流通的工作流體的溫度而不同，其中，
該轉(zhuǎn)子通過(guò)利用焊接將第1部件和第2部件接合而構(gòu)成，所述第1部件由Ni基合金形成，該Ni基合金從室溫到700℃之間的平均線性膨脹系數(shù)為12.4×10-6/℃～14.5×10-6/℃，所述第2部件由高鉻鋼形成，
并且，使上述工作流體的入口部位為由上述Ni基合金形成的第1部件。
2.權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)器的轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子由分別由Ni基合金形成的至少兩個(gè)上述第1部件和分別由高鉻鋼形成的至少兩個(gè)上述第2部件構(gòu)成，其中，
該轉(zhuǎn)子通過(guò)利用焊接將上述兩個(gè)以上的第1部件之間接合、并利用焊接分別在由該第1部件之間接合而成的部件的兩端部接合上述第2部件而構(gòu)成。
3.權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)器的轉(zhuǎn)子，其中，該轉(zhuǎn)子是如下形成的對(duì)由上述Ni基合金形成的第1部件之間的焊接接縫實(shí)施第一階段時(shí)效處理，然后焊接上述第1部件和上述第2部件，并在同樣的溫度下同時(shí)進(jìn)行對(duì)上述第1部件之間的焊接接縫的第二階段時(shí)效處理、和對(duì)上述第1部件和第2部件之間的焊接部位的焊接后熱處理。
4.權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)器的轉(zhuǎn)子，其中，所述Ni基合金中含有下述物質(zhì)以重量百分比表示，C0.15％以下，Si1％以下，Mn1％以下，Cr5～15％，Mo、W以及Re中的1種或者2種以上且Mo+(W+Re)/2大于17％且在25％以下，Al0.2～2％，Ti0.5～4.5％，F(xiàn)e10％以下，B0.02％以下以及Zr0.2％以下中的1種或者2種，且Al+Ti的原子百分比為2.5～7.0％，其余部分由Ni和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
5.權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)器的轉(zhuǎn)子，其中，所述Ni基合金中含有下述物質(zhì)以重量百分比表示，C0.15％以下，Si1％以下，Mn1％以下，Cr5～20％，Mo17～26％，Al0.1～2.0％，Ti0.1～2.0％，F(xiàn)e10％以下，B0.02％以下，Zr0.2％以下，W以及Re，其余部分實(shí)質(zhì)上由Ni構(gòu)成，且Al+Ti的原子百分比為1～5.5％，并且滿足下式17≤Mo+(W+Re)/2≤27。
6.權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)器的轉(zhuǎn)子，其中，所述Ni基合金中含有下述物質(zhì)以重量百分比表示，C0.15％以下，Si1％以下，Mn1％以下，Cr5～20％，Mo、W以及Re中的1種或者2種以上且Mo+(W+Re)/217～27％，Al0.1～2％，Ti0.1～2％，Nb以及Ta且Nb+Ta/21.5％以下，F(xiàn)e10％以下，Co5％以下，B0.001～0.02％，Zr0.001～0.2％，其余部分由Ni和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
7.權(quán)利要求1～3中任一種所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)器的轉(zhuǎn)子，其中，所述Ni基合金中含有下述物質(zhì)以重量百分比表示，C0.15％以下，Si1％以下，Mn1％以下，Cr5％以上且低于20％，Mo、W以及Re中的1種或者2種以上且Mo+(W+Re)/25％以上且低于20％，W10％以下，Al0.1～2.5％，Ti0.10～0.95％，Nb以及Ta且Nb+Ta/21.5％以下，B0.001～0.02％，Zr0.001～0.2％，F(xiàn)e4％以下，且Al+Ti+Nb+Ta的原子百分比為2.0～6.5％，其余部分由Ni和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
8.權(quán)利要求1～7中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)器的轉(zhuǎn)子，其中，所述高鉻鋼從室溫到700℃之間的平均線性膨脹系數(shù)為11.2×10-6/℃～12.4×10-6/℃，且其含有下述物質(zhì)以重量百分比表示，Cr大于7％且小于10.0％，Ni1.5％以下，V0.10％～0.30％，Nb0.02～0.10％，N0.01～0.07％，C0.10％以上，Si0.10％以下，Mn0.05～1.5％，Al0.02％以下，以及Mo和W，且Mo和W的含量在依次連接A(1.75％Mo、0.0％W)、B(1.75％Mo、0.5％W)、C(1.53％Mo、0.5％W)、D(1.3％Mo、1.0％W)、E(2.0％Mo、1.0％W)、F(2.5％Mo、0.5％W)、G(2.5％Mo、0.0％W)、以及A所形成的區(qū)域內(nèi)，所述區(qū)域內(nèi)不包括連接各點(diǎn)所形成的直線，其余部分由鐵以及附帶的雜質(zhì)構(gòu)成。
9.權(quán)利要求1～7中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)器的轉(zhuǎn)子，其中，所述高鉻鋼從室溫到700℃之間的平均線性膨脹系數(shù)為11.2×10-6/℃～12.4×10-6/℃，且其含有下述物質(zhì)以重量百分比表示，C0.08～0.25％，Si0.10％以下，Mn0.10％以下，Ni0.05～1.0％，Cr10.0～12.5％，Mo0.6～1.9％，W1.0～1.95％，V0.10～0.35％，Nb0.02～0.10％，N0.01～0.08％，B0.001～0.01％，Co2.0～8.0％，其余部分由鐵及附帶的雜質(zhì)構(gòu)成。
10.權(quán)利要求1～9中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)器的轉(zhuǎn)子，其中，該轉(zhuǎn)子通過(guò)利用焊接在由上述高鉻鋼形成的第2部件的至少一端側(cè)接合由低合金鋼形成的第3部件而構(gòu)成。
11.權(quán)利要求10所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)器的轉(zhuǎn)子，其中，所述低合金鋼為2.25CrMoV鋼或CrMoV鋼。
12.權(quán)利要求10或11所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)器的轉(zhuǎn)子，其中，該轉(zhuǎn)子是如下形成的對(duì)由上述Ni基合金形成的第1部件之間的焊接接縫實(shí)施第一階段時(shí)效處理，然后焊接上述第1部件和上述第2部件，再焊接上述第2部件和上述第3部件，并在同樣的溫度下同時(shí)進(jìn)行對(duì)上述Ni基合金的焊接接縫的第二階段時(shí)效處理、對(duì)上述第1部件和第2部件之間的焊接部位的焊接后處理、以及對(duì)上述第2部件和第3部件之間的焊接部位的焊接后處理。
13.旋轉(zhuǎn)機(jī)器的轉(zhuǎn)子的制造方法，該方法包括
利用焊接將由Ni基合金形成的至少兩個(gè)第1部件之間接合，所述Ni基合金從室溫到700℃之間的平均線性膨脹系數(shù)為12.4×10-6/℃～14.5×10-6/℃；
對(duì)該第1部件之間的焊接接縫實(shí)施第一階段時(shí)效處理；
利用焊接分別在由上述第1部件之間連接而成的部件的兩端部接合由高鉻鋼形成的第2部件；
在同樣的溫度下同時(shí)進(jìn)行對(duì)上述第1部件之間的焊接接縫的第二階段時(shí)效處理、和對(duì)上述第1部件和第2部件之間的焊接部位的焊接后處理。
14.權(quán)利要求13所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)器的轉(zhuǎn)子的制造方法，其中，對(duì)上述第1部件之間的焊接接縫的第一階段時(shí)效處理在700～1000℃下進(jìn)行，對(duì)上述第1部件之間的焊接接縫的第二階段時(shí)效處理、和對(duì)上述第1部件和第2部件之間的焊接部位的焊接后處理在600～800℃下實(shí)施。
15.權(quán)利要求13所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)器的轉(zhuǎn)子的制造方法，該方法包括
利用焊接將至少兩個(gè)上述第1部件之間接合；
對(duì)該第1部件之間的焊接接縫實(shí)施第一階段時(shí)效處理；
利用焊接分別在由上述第1部件之間連接而成的部件的兩端部接合由高鉻鋼形成的第2部件；
利用焊接在上述第2部件的至少一端側(cè)接合由低合金鋼形成的第3部件；
在同樣的溫度下同時(shí)實(shí)施對(duì)上述第1部件之間的焊接接縫的第二階段時(shí)效處理、對(duì)上述第1部件和第2部件之間的焊接部位的焊接后處理、以及對(duì)上述第2部件和第3部件之間的焊接部位的焊接后處理。
16.權(quán)利要求15所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)器的轉(zhuǎn)子的制造方法，其中，對(duì)上述第1部件之間的焊接接縫的第一階段時(shí)效處理在700～1000℃下進(jìn)行，對(duì)上述第1部件之間的焊接接縫的第二階段時(shí)效處理、對(duì)上述第1部件和第2部件之間的焊接部位的焊接后處理、以及對(duì)上述第2部件和第3部件之間的焊接部位的焊接后處理在600～800℃下實(shí)施。
全文摘要
本發(fā)明提供汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子及其制造方法，其中，該轉(zhuǎn)子為即使利用焊接將Ni基合金和12Cr鋼等其他耐熱性鋼鐵材料進(jìn)行接合、也可以保持該焊接部位的強(qiáng)度，并且在700℃水平的蒸汽條件下仍能夠使用的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子。該轉(zhuǎn)子被設(shè)置在導(dǎo)入了650℃以上的工作流體的旋轉(zhuǎn)機(jī)器中，是利用焊接將多個(gè)部件接合而形成的旋轉(zhuǎn)機(jī)器的轉(zhuǎn)子，所述多個(gè)部件的強(qiáng)度因流通的工作流體的溫度而不同，其中，該轉(zhuǎn)子通過(guò)利用焊接將第1部件和第2部件接合而構(gòu)成，所述第1部件Ni基合金形成，該Ni基合金從室溫到700℃之間的平均線性膨脹系數(shù)為12.4×10-6/℃～14.5×10-6/℃、優(yōu)選為14.0×10-6/℃以下，所述第2部件由高鉻鋼形成，并且，使與650℃以上的工作流體相接觸的部位為由上述Ni基合金形成的第1部件。
文檔編號(hào)F01D5/02GK101765702SQ20098010005
公開(kāi)日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2009年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月18日
發(fā)明者西本慎, 中野隆, 田中良典, 藤川立誠(chéng), 川崎憲治, 角屋好邦, 山本隆一, 平川裕一, 重隆司 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社