專利名稱：Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種主要構(gòu)成蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等的轉(zhuǎn)子、殼體等與高溫流體接觸的部件的Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物及其制造方法。

背景技術(shù)：
現(xiàn)在，作為主要的發(fā)電方法使用核能、火力、水力三種方法，從資源量及能量密度的觀點(diǎn)，預(yù)想今后也以上述三種發(fā)電方法作為主要的發(fā)電方法被使用。其中，火力發(fā)電作為安全且應(yīng)對負(fù)載變動的能力較高的發(fā)電方法而利用價(jià)值較高，預(yù)想在發(fā)電領(lǐng)域今后也會繼續(xù)發(fā)揮重要的作用。
在包括蒸汽輪機(jī)的煤焚燒火力發(fā)電中，一直以來高效率化得到推進(jìn)，現(xiàn)在一般在600℃級以下的蒸汽條件下進(jìn)行發(fā)電，對于渦輪轉(zhuǎn)子、動葉片等的主要部件使用具有相對于上述蒸汽溫度的耐熱性的12Cr鋼等的高鉻鋼(鐵素體系耐熱鋼)。
另外，近年為了降低CO2排出量和進(jìn)一步提高熱效率，要求采用700℃級的蒸汽條件的發(fā)電技術(shù)，但是如果采用700℃級的蒸汽條件則上述12Cr鋼等的高鉻鋼(鐵素體系耐熱鋼)變得強(qiáng)度不足。
因此，作為渦輪轉(zhuǎn)子的材料，考慮應(yīng)用具有更高的高溫強(qiáng)度的Ni基合金，但是由于Ni基合金難于進(jìn)行大型鋼塊的制造，因此渦輪轉(zhuǎn)子的大型化較難，進(jìn)而價(jià)格非常高，因此僅使用Ni基合金制造渦輪轉(zhuǎn)子不現(xiàn)實(shí)。
因此，在專利文獻(xiàn)1中公示了如下渦輪轉(zhuǎn)子是由Ni基合金構(gòu)成的情況為僅在必須的部位使用Ni基合金而除此以外的部位由鋼鐵材料構(gòu)成的渦輪轉(zhuǎn)子，且是導(dǎo)入650℃以上的高溫蒸汽的蒸汽輪機(jī)中具備的渦輪轉(zhuǎn)子，上述渦輪轉(zhuǎn)子通過熔敷分別連接根據(jù)蒸汽溫度分割為由Ni基合金構(gòu)成的部分和由CrMoV鋼構(gòu)成的部分的部位而構(gòu)成，由上述Ni基合金構(gòu)成的部分和由上述CrMoV鋼構(gòu)成的部分的連接部及由上述CrMoV鋼構(gòu)成的部分的蒸汽溫度維持在580℃以下。另外，作為CrMoV鋼，例舉了以重量％計(jì)含有0.85～2.5％的Cr的低CrMoV鋼。
但是，在專利文獻(xiàn)1公示的技術(shù)中，作為CrMoV鋼例舉了以重量％計(jì)含有0.85～2.5％的Cr的低CrMoV鋼，預(yù)想該低CrMoV鋼中在由Ni基合金構(gòu)成的部位以外的部位上耐熱性不足，在高溫的蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)中使用的情況下需要代替低CrMoV鋼而使用12Cr鋼等的高鉻鋼。
另外，為了確保焊接后的接頭部的強(qiáng)度，需要在焊接后進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，但是專利文獻(xiàn)1中對于熱處理沒有公開，不清楚是否能夠確保焊接接頭部的強(qiáng)度。
專利文獻(xiàn)1日本特開2008-88525號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明鑒于該現(xiàn)有技術(shù)的問題，其目的在于提供一種利用焊接使Ni基合金和高鉻鋼接合并能夠通過實(shí)施適當(dāng)?shù)臒崽幚韥砭S持上述接合部的強(qiáng)度的Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物及其制造方法。
為了解決上述課題，本發(fā)明中，提供一種構(gòu)造物的制造方法，所述構(gòu)造物通過利用焊接使由Ni基合金形成的至少兩個(gè)第一部件彼此接合，并在該第一部件彼此接合而成的部件上接合由高鉻鋼形成的第二部件而形成，其特征在于，利用焊接使由Ni基合金形成的至少兩個(gè)第一部件彼此接合，對該第一部件之間的焊接接頭實(shí)施第一級時(shí)效處理后，在上述第一部件彼此連接而成的部件上利用焊接接合由高鉻鋼形成的第二部件，其后，實(shí)施對上述第一部件之間的焊接接頭進(jìn)行的第二級時(shí)效處理的施工、及對上述第一部件和第二部件的焊接部進(jìn)行的焊接后熱處理。
另外，提供一種構(gòu)造物的制造方法，所述構(gòu)造物通過利用焊接使由Ni基合金形成的至少兩個(gè)第一部件彼此接合，并在該第一部件彼此接合而成的部件上接合由高鉻鋼形成的第二部件而構(gòu)成，其特征在于，利用焊接使由Ni基合金形成的至少兩個(gè)第一部件彼此接合，對該第一部件之間的焊接接頭實(shí)施第一級時(shí)效處理及第二級時(shí)效處理后，在上述第一部件彼此連接而成的部件上利用焊接接合由高鉻鋼形成的第二部件，并對該焊接部實(shí)施焊接后熱處理。
上述第一部件彼此、及第一部件和第二部件的焊接部直接在焊接的狀態(tài)下進(jìn)入淬火狀態(tài)，為了確保焊接接頭的強(qiáng)度特性不可缺少對應(yīng)于各接頭的焊接后熱處理。因此，在Ni基合金彼此的焊接部即第一部件彼此的焊接部進(jìn)行第一級及第二級時(shí)效處理，在Ni基合金和高鉻鋼即第一部件和第二部件的焊接部實(shí)施焊接后熱處理，從而能夠確保焊接部的強(qiáng)度。
另外，也可以使對上述第一部件之間的焊接接頭進(jìn)行的第二級時(shí)效處理溫度與對上述第一部件和第二部件的焊接部實(shí)施的焊接后熱處理溫度為同一溫度，并同時(shí)進(jìn)行上述第二級時(shí)效處理和上述焊接后熱處理。
上述第一部件為Ni基合金、第二部件為高鉻鋼時(shí)，上述第二級時(shí)效處理溫度條件與上述第一部件和第二部件的焊接部的焊接后熱處理溫度條件大致相同。
因此，可以在實(shí)施上述第一級時(shí)效處理后，將上述第一部件和上述第二部件焊接，并同時(shí)進(jìn)行上述第一部件之間的焊接接頭的第二級時(shí)效處理和上述焊接后熱處理，從而縮短熱處理所需時(shí)間。
此時(shí)，并不是僅對上述第一部件之間的焊接接頭、第一部件和第二部件的焊接部局部地進(jìn)行熱處理，而是對Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物整體進(jìn)行熱處理，這對于防止殘余應(yīng)力的不平衡、變形也是有效的。
另外，也可以在700～1000℃下進(jìn)行上述第一部件之間的焊接接頭的第一級時(shí)效處理，在600～800℃下實(shí)施上述第二級時(shí)效處理及上述第一部件和第二部件的焊接部的焊接后熱處理。
通過在這樣的溫度范圍內(nèi)實(shí)施熱處理，能夠使上述各焊接部具有充分的強(qiáng)度。
另外，也可以利用焊接使至少兩個(gè)上述第一部件彼此接合，對該第一部件之間的焊接接頭實(shí)施第一級時(shí)效處理后，在上述第一部件彼此連接而成的部件上利用焊接接合由高鉻鋼形成的第二部件，進(jìn)而，在上述第二部件上利用焊接接合由低鉻鋼形成的第三部件，其后，實(shí)施對上述第一部件之間的焊接接頭進(jìn)行的第二級時(shí)效處理、對上述第一部件和第二部件的焊接部進(jìn)行的焊接后熱處理、及對上述第二部件和第三部件的焊接部進(jìn)行的焊接后熱處理。
不僅是Ni基合金及高鉻鋼，還可以根據(jù)需要焊接接合低鉻鋼。例如在蒸汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子中，在高溫蒸汽通過的附近需要具有高耐熱性的Ni基合金，但是由于在端部附近并不那么需要高耐熱性，因此低鉻鋼就足夠。因此，在將本發(fā)明的Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物用于蒸汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子中的情況下，即使其端部為低鉻鋼，在耐熱上也沒有問題，通過在局部使用低鉻鋼能夠?qū)⑥D(zhuǎn)子(Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物)整體的材料費(fèi)抑制得較低。
另外，也可以使對上述第一部件之間的焊接接頭進(jìn)行的第二級時(shí)效處理溫度、對上述第一部件和第二部件的焊接部實(shí)施的焊接后熱處理溫度、及對上述第二部件和第三部件的焊接部實(shí)施的焊接后熱處理溫度為同一溫度，并同時(shí)進(jìn)行上述第二級時(shí)效處理和上述各焊接后熱處理。
上述第一部件為Ni基合金、第二部件為高鉻鋼、第三部件為低鉻鋼時(shí)，上述第二級時(shí)效處理溫度條件、上述第一部件和第二部件的焊接部的焊接后熱處理溫度條件、及上述第二部件和第三部件的焊接部的焊接后熱處理溫度條件大致相同。
因此，實(shí)施上述第一級時(shí)效處理后，焊接上述第一部件和上述第二部件，并同時(shí)進(jìn)行上述第一部件之間的焊接接頭的第二級時(shí)效處理和上述各焊接后熱處理(上述第一部件和第二部件的焊接部的焊接后熱處理及上述第二部件和第三部件的焊接部的焊接后熱處理)，從而能夠縮短熱處理所需時(shí)間。
此時(shí)，不是僅對上述第一部件之間的焊接接頭、第一部件和第二部件的焊接部及第二部件和第三部件的焊接部局部地進(jìn)行熱處理，而是對Ni基合金-高鉻構(gòu)造物整體進(jìn)行熱處理，這對于防止殘余應(yīng)力的不平衡、變形也是有效的。
另外，也可以在700～1000℃下進(jìn)行上述第一部件之間的焊接接頭的第一級時(shí)效處理，在600～800℃下實(shí)施上述第二級時(shí)效處理、上述第一部件和第二部件的焊接部的焊接后熱處理、及上述第二部件和第三部件的焊接部的焊接后熱處理。
通過在這樣的溫度范圍內(nèi)實(shí)施熱處理，能夠使上述各焊接部具有充分的強(qiáng)度。
另外，作為用于解決課題的構(gòu)造物的發(fā)明，其特征在于， 所述構(gòu)造物通過利用焊接使由Ni基合金形成的至少兩個(gè)第一部件彼此接合，并在該第一部件彼此接合而成的部件上接合由高鉻鋼形成的第二部件而形成，其特征在于，利用焊接使由Ni基合金形成的至少兩個(gè)第一部件彼此接合，對該第一部件之間的焊接接頭實(shí)施第一級時(shí)效處理后，在上述第一部件彼此連接而成的部件上利用焊接接合由高鉻鋼形成的第二部件，實(shí)施對上述第一部件之間的焊接接頭進(jìn)行的第二級時(shí)效處理的施工、及對上述第一部件和第二部件的焊接部進(jìn)行的焊接后熱處理，由此形成所述構(gòu)造物。
另外，所述構(gòu)造物通過利用焊接使由Ni基合金形成的至少兩個(gè)第一部件彼此接合，并在該第一部件彼此接合而成的部件上接合由高鉻鋼形成的第二部件而構(gòu)成，其特征在于，利用焊接使由Ni基合金形成的至少兩個(gè)第一部件彼此接合，對該第一部件之間的焊接接頭實(shí)施第一級時(shí)效處理及第二級時(shí)效處理后，在上述第一部件彼此連接而成的部件上利用焊接接合由高鉻鋼形成的第二部件，對該焊接部實(shí)施焊接后熱處理，由此形成所述構(gòu)造物。
本發(fā)明的Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物也可以利用焊接使至少兩個(gè)上述第一部件彼此接合，對該第一部件之間的焊接接頭實(shí)施第一級時(shí)效處理后，在上述第一部件彼此連接而成的部件上利用焊接接合由高鉻鋼形成的第二部件，在上述第二部件上利用焊接接合由低鉻鋼形成的第三部件，實(shí)施對上述第一部件之間的焊接接頭進(jìn)行的第二級時(shí)效處理、對上述第一部件和第二部件的焊接部進(jìn)行的焊接后熱處理、及對上述第二部件和第三部件的焊接部進(jìn)行的焊接后熱處理，由此形成所述Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物。
另外，本發(fā)明的Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物也可以在700～1000℃下進(jìn)行上述第一部件之間的焊接接頭的第一級時(shí)效處理，在600～800℃下實(shí)施上述第二級時(shí)效處理、上述第一部件和第二部件的焊接部的焊接后熱處理及上述第二部件和第三部件的焊接部的焊接后熱處理，由此形成所述Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物。
進(jìn)而，本發(fā)明的Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物也可以在導(dǎo)入作為蒸汽或燃?xì)獾膭幼髁黧w的旋轉(zhuǎn)設(shè)備的轉(zhuǎn)子或殼體的構(gòu)成中使用。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種利用焊接使Ni基合金和高鉻鋼接合并能夠通過實(shí)施適當(dāng)?shù)臒崽幚韥砭S持上述接合部的強(qiáng)度的Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物及其制造方法。



圖1是示意性地表示通過實(shí)施例1所涉及的本發(fā)明的Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物形成的渦輪轉(zhuǎn)子的構(gòu)成的俯視圖。
圖2是表示實(shí)施例1所涉及的渦輪轉(zhuǎn)子的制造工序的概略圖。
圖3是具備通過實(shí)施例2所涉及的本發(fā)明的Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物形成的內(nèi)部殼體的蒸汽輪機(jī)的上部剖面圖。

具體實(shí)施例方式 以下，參照附圖例示性地對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。但只要該實(shí)施例所記載的構(gòu)成部件的尺寸、材質(zhì)、形狀、及其相對配置等沒有特別特定的記載，本發(fā)明的范圍就不限于此，這僅是說明例。
[實(shí)施例1] 圖1是示意性地表示通過實(shí)施例1所涉及的本發(fā)明的Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物形成的渦輪轉(zhuǎn)子1的構(gòu)成的俯視圖。
(構(gòu)成) 首先使用圖1對實(shí)施例1所涉及的導(dǎo)入650℃以上的蒸汽的蒸汽輪機(jī)所使用的渦輪轉(zhuǎn)子的構(gòu)成進(jìn)行說明。
如圖1所示，渦輪轉(zhuǎn)子1由兩個(gè)Ni基合金部11a、11b、兩個(gè)高鉻鋼部12a、12b、兩個(gè)低鉻鋼部13a、13b構(gòu)成。
兩個(gè)Ni基合金部11a和11b利用焊接接合而形成焊接接頭21，兩個(gè)Ni基合金部11a、11b分別利用焊接與高鉻鋼部12a、12b接合而分別形成焊接接頭22a、22b，進(jìn)而高鉻鋼部12a、12b分別利用焊接與低鉻鋼部13a、13b接合而分別形成焊接接頭23a、23b，從而從一端部按照低鉻鋼部13a、焊接接頭23a、高鉻鋼部12a、焊接接頭22a、Ni基合金部11a、焊接接頭21、Ni基合金部11b、焊接接頭22b、高鉻鋼部12b、焊接接頭23b、低鉻鋼部13b的順序形成一體化的渦輪轉(zhuǎn)子1。
另外，上述Ni基合金部11a、11b及焊接接頭21配置在暴露于650℃以上的溫度的蒸汽中的位置，焊接接頭22a及22b、以及高鉻鋼部12a、12b配置在暴露于650℃以下的溫度的蒸汽中的位置，上述焊接接頭23a、23b、以及低鉻鋼13a、13b配置在更低溫的位置。這些配置溫度只要是可穩(wěn)定使用構(gòu)成上述各部位的材料的高溫界限溫度以下即可，也可以設(shè)定為其他的溫度。
(材料) 接著，對構(gòu)成渦輪轉(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)行說明。
(A)Ni基合金部 Ni基合金部優(yōu)選通過具有即使在650℃以上優(yōu)選700℃左右的高溫下也可穩(wěn)定地使用的耐熱性，且從室溫(也稱為“常溫”。以下相同。)到700℃的平均線膨脹系數(shù)為12.4×10-6/℃～15.5×10-6/℃的Ni基合金形成。這是因?yàn)?，通過使用具有上述范圍的線膨脹系數(shù)的Ni基合金，Ni基合金部11a、11b和高鉻鋼部12a、12b的線膨脹系數(shù)的差變小，因此Ni基合金部11a、11b和高鉻鋼部12a、12b之間的焊接接頭22a、22b的熱應(yīng)力也變小，因此容易確保上述焊接接頭的強(qiáng)度。
作為上述線膨脹系數(shù)為12.4×10-6/℃～15.5×10-6/℃的Ni基合金的例子，可以例舉表1總結(jié)的(1)～(6)的化學(xué)組成范圍的材料。
Ni基合金不限于(1)～(6)的范圍，只要是具有即使在650℃以上優(yōu)選700℃以上的高溫下也可穩(wěn)定地使用的耐熱性，且從室溫到700℃的平均線膨脹系數(shù)為上述12.4×10-6/℃～15.5×10-6/℃的范圍的Ni基合金即可，也可以是其他的組成。
[表1]

表1中的％是指重量％。
另外，表1中(1)～(6)的組成的Ni基合金中也包含不可避免的雜質(zhì)，但是優(yōu)選其含有率接近0％。
(B)高鉻鋼部 高鉻鋼部優(yōu)選通過具有到650℃左右的溫度為止可穩(wěn)定使用的耐熱性，且從室溫到700℃的平均線膨脹系數(shù)為11.2×10-6/℃～12.4×10-6/℃的高鉻鋼形成。這是因?yàn)椋ㄟ^使用具有上述范圍的線膨脹系數(shù)的Ni基合金，Ni基合金部11a、11b和高鉻鋼部12a、12b的線膨脹系數(shù)的差變小，因此Ni基合金部11a、11b和高鉻鋼部12a、12b之間的焊接接頭22a、22b的熱應(yīng)力也變小，因此即使在上述焊接接頭上也容易確保充分的強(qiáng)度。
作為上述線膨脹系數(shù)為11.2×10-6/℃～12.4×10-6/℃的高鉻鋼，可以列舉表2總結(jié)的(7)(8)的化學(xué)組成范圍的材料。
高鉻鋼不限于(7)(8)的范圍，只要是具有到650℃左右的溫度為止可穩(wěn)定地使用的耐熱性，且從室溫到700℃的平均線膨脹系數(shù)為上述的11.2×10-6/℃～12.4×10-6/℃的范圍的高鉻鋼即可，也可以是其他的組成。
這樣的范圍的高鉻鋼也包含一般渦輪轉(zhuǎn)子所使用的12Cr鋼，可以將以往渦輪轉(zhuǎn)子所使用的12Cr鋼作為高鉻鋼使用。
[表2] 表2中的％是指重量％。
另外，表2中(7)(8)的組成的高鉻鋼中也包含不可避免的雜質(zhì)，但是優(yōu)選其含有率接近0％。
(C)低鉻鋼部 低鉻鋼部具有到溫度低于上述高鉻鋼部的低鉻鋼部上升的溫度為止可穩(wěn)定地使用的耐熱性即可，例如可以列舉2.25CrMoV鋼或CrMoV鋼等。
低鉻鋼部不限于2.25CrMoV鋼或CrMoV鋼，只要是具有即使在溫度低于上述高鉻鋼部的低鉻鋼部上升的溫度下也可穩(wěn)定地使用的耐熱性的低鉻鋼即可，也可以是其他的組成。
(制造方法) 接著參照圖1及圖2對實(shí)施例1的渦輪轉(zhuǎn)子1的制造方法進(jìn)行說明。
圖2是表示實(shí)施例1涉及的渦輪轉(zhuǎn)子1的制造工序的概略圖。
圖2中通過概略圖表示四種制造工序，第一制造工序是101→102→103→104→111→112→115→116→117的工序，第二制造工序是101→102→103→104→111→112→113→114的工序，第三制造工序是101→102→103→104→105→108→109→110的工序，第四制造工序是101→102→103→104→105→106→107。
以下從第一制造工序開始依次說明。
(A)第一制造工序 在第一制造工序中，在101首先進(jìn)行Ni基合金部11a、11b的固溶處理。
接著在102將Ni基合金部彼此焊接，根據(jù)需要在103實(shí)施Ni基合金彼此的接頭21的固溶處理。接著在104進(jìn)行Ni基合金彼此的接頭21的第一級時(shí)效(a)。第一級時(shí)效在700～1000℃的范圍進(jìn)行。
在104結(jié)束上述第一級時(shí)效后，在111接著進(jìn)行完成了第一級時(shí)效的Ni基合金彼此的接頭21(a)的第二級時(shí)效。第二級時(shí)效在600～800℃下實(shí)施。
在111結(jié)束第二級時(shí)效后，在112將Ni基合金部11a、11b和高鉻鋼部12a、12b焊接(b”)，在115實(shí)施該焊接部(b”)的熱處理。該熱處理在600～800℃下實(shí)施。
在115結(jié)束Ni基合金部11a、11b和高鉻鋼部12a、12b的焊接部(b”)的熱處理后，在116將高鉻鋼部12a、12b和低鉻鋼部13a、13b焊接(c”’)，在117對該焊接部(c”’)實(shí)施熱處理。該熱處理在600～800℃下實(shí)施。
通過以上的從101到117的工序，Ni基合金彼此的焊接部被實(shí)施第一級時(shí)效(104)及第二級時(shí)效(111)，Ni基合金和高鉻鋼的焊接部在焊接后被實(shí)施熱處理(115)，高鉻鋼和低鉻鋼的焊接部在焊接后被實(shí)施熱處理(117)，能夠制造焊接接頭部也具有充分的強(qiáng)度的轉(zhuǎn)子。
(B)第二制造工序 第二制造工序到圖2的112為止與上述第一制造工序相同，因此省略其說明。
在112將Ni基合金部11a、11b和高鉻鋼部12a、12b焊接(b”)后，接著在113將高鉻鋼部12a、12b和低鉻鋼部13a、13b焊接(c”)。
在113結(jié)束上述焊接(c”)后，在114對Ni基合金部11a、11b和高鉻鋼部12a、12b的焊接部(b”)、以及高鉻鋼部12a、12b和低鉻鋼部13a、13b的焊接部(c”)實(shí)施熱處理。該熱處理在600～800℃下實(shí)施。
通過以上的工序制造轉(zhuǎn)子1。
在第二制造工序中，利用可在相同的溫度下實(shí)施Ni基合金部11a、11b和高鉻鋼部12a、12b的焊接部的熱處理與高鉻鋼部12a、12b和低鉻鋼部13a、13b的焊接部的熱處理，在112、113實(shí)施焊接后，在114同時(shí)實(shí)施熱處理。由此，可在比第一制造工序短的時(shí)間內(nèi)制造渦輪轉(zhuǎn)子1。
(C)第三制造工序 第三制造工序到圖2的104為止與上述第一及第二制造工序相同，因此省略其說明。
在104結(jié)束Ni基合金彼此的接頭21的第一級時(shí)效處理后，在105將Ni基合金部11a、11b和高鉻鋼部12a、12b焊接(b)。該焊接結(jié)束后在108對轉(zhuǎn)子整體在600～800℃下實(shí)施熱處理。由此，Ni基合金彼此的接頭21的二級時(shí)效完成，并且Ni基合金部和高鉻鋼部的焊接部的焊接后的熱處理也完成。
在108結(jié)束熱處理后，在109將高鉻鋼部12a、12b和低鉻鋼部13a、13b焊接(c’)，并在110對該焊接部(c’)在600～800℃下實(shí)施熱處理。
通過以上的工序制造轉(zhuǎn)子1。
在第三制造工序中，利用可在相同的溫度下實(shí)施Ni基合金部彼此的接頭的第二級時(shí)效與Ni基合金部11a、11b和高鉻鋼部12a、12b的焊接部的熱處理，在108同時(shí)實(shí)施該第二級時(shí)效和熱處理。由此，可在比第一制造工序短的時(shí)間內(nèi)制造渦輪轉(zhuǎn)子1。另外，通過在108對轉(zhuǎn)子整體進(jìn)行熱處理，對防止殘余應(yīng)力的不平衡、變形也是有效的。
(D)第四制造工序 第四制造工序到圖2的105為止與上述第三制造工序相同，因此省略其說明。
在105將Ni基合金部11a、11b和高鉻鋼部12a、12b焊接(b)后，接著在106將高鉻鋼部12a、12b和低鉻鋼部13a、13b焊接(c)。該焊接結(jié)束后對轉(zhuǎn)子整體在600～800℃下實(shí)施熱處理。由此，Ni基合金彼此的接頭21的二級時(shí)效完成，并且Ni基合金部和高鉻鋼部的焊接部的焊接后的熱處理也完成，進(jìn)而高鉻鋼部和低鉻鋼部的焊接部的焊接后的熱處理也完成。
通過以上的工序制造轉(zhuǎn)子1。
在第四制造工序中，利用可在相同的溫度下實(shí)施Ni基合金部彼此的接頭的第二級時(shí)效、Ni基合金部11a、11b和高鉻鋼部12a、12b的焊接部的熱處理、及高鉻鋼部12a、12b和低鉻鋼部13a、13b的焊接部的熱處理，在107同時(shí)實(shí)施該第二級時(shí)效和熱處理。由此，可在比第一～第三的任意一個(gè)制造工序都短的時(shí)間內(nèi)制造渦輪轉(zhuǎn)子1，并且在107對轉(zhuǎn)子整體進(jìn)行熱處理，從而對防止殘余應(yīng)力的不平衡、變形也是有效的。
[實(shí)施例2] 圖3是具備通過實(shí)施例2所涉及的本發(fā)明的Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物形成的內(nèi)部殼體的蒸汽輪機(jī)的上部剖面圖。
以下對內(nèi)部殼體進(jìn)行說明。
(構(gòu)成) 如圖3所示，蒸汽輪機(jī)30具備由內(nèi)部殼體31和設(shè)置在其外側(cè)的外部殼體34構(gòu)成的二重構(gòu)造的殼體。另外，在內(nèi)部殼體33內(nèi)貫通設(shè)置有渦輪轉(zhuǎn)子36。另外，蒸汽輪機(jī)30構(gòu)成為，主蒸汽管35貫通外側(cè)殼體34及內(nèi)側(cè)殼體31而設(shè)置，從該主蒸汽管35導(dǎo)入的蒸汽在安裝于上述內(nèi)側(cè)殼體33的內(nèi)周面上的靜葉片(未圖示)和安裝在轉(zhuǎn)子36的外周面上的動葉片(未圖示)之間流通。
上述內(nèi)部殼體30通過本發(fā)明的Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物形成。如圖3所示，內(nèi)部殼體33由兩個(gè)Ni基合金部32a、32b、一個(gè)高鉻鋼部33構(gòu)成。
兩個(gè)Ni基合金部32a和32b利用焊接接合而形成焊接接頭42，Ni基合金部32b利用焊接與高鉻鋼部33接合而形成焊接接頭43，從而從一端部按照Ni基合金部32a、焊接接頭42、Ni基合金部32b、焊接接頭43、高鉻鋼部33的順序形成一體化的內(nèi)部殼體31。
另外，上述Ni基合金部32a設(shè)置為包圍上述主蒸汽管35，導(dǎo)入蒸汽的周圍的高溫部通過Ni基合金部32a或32b形成。
(材料) Ni基合金部32a、32b及高鉻鋼部33可與實(shí)施例1相同地由例如表1及表2中總結(jié)的材料形成。
(制造方法) 能夠通過與圖2總結(jié)的實(shí)施例1相同的方法制造。但是在實(shí)施例2中，與實(shí)施例1不同沒有設(shè)置低鉻鋼部，因此實(shí)施例1的上述(A)第一制造方法、(B)第二制造方法、(C)第三制造方法、(D)第四制造方法與第一制造方法和第二制造方法、第三制造方法和第四制造方法同義，可以例示圖2的下述兩種制造方法 ·101→102→103→104→111→112→114 ·101→102→103→104→105→107 產(chǎn)業(yè)上的可利用性 可作為Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物及其制造方法進(jìn)行利用，所述Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物利用焊接使Ni基合金和高鉻鋼接合，并能夠通過實(shí)施適當(dāng)?shù)臒崽幚韥砭S持上述接合部的強(qiáng)度。
權(quán)利要求
1.一種Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物的制造方法，所述構(gòu)造物通過利用焊接使由Ni基合金形成的至少兩個(gè)第一部件彼此接合，并在該第一部件彼此接合而成的部件上接合由高鉻鋼形成的第二部件而形成，其特征在于，
利用焊接使由Ni基合金形成的至少兩個(gè)第一部件彼此接合，
對該第一部件之間的焊接接頭實(shí)施第一級時(shí)效處理后，在上述第一部件彼此連接而成的部件上利用焊接接合由高鉻鋼形成的第二部件，
其后，實(shí)施對上述第一部件之間的焊接接頭進(jìn)行的第二級時(shí)效處理的施工、及對上述第一部件和第二部件的焊接部進(jìn)行的焊接后熱處理。
2.一種Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物的制造方法，所述構(gòu)造物通過利用焊接使由Ni基合金形成的至少兩個(gè)第一部件彼此接合，并在該第一部件彼此接合而成的部件上接合由高鉻鋼形成的第二部件而構(gòu)成，其特征在于，
利用焊接使由Ni基合金形成的至少兩個(gè)第一部件彼此接合，
對該第一部件之間的焊接接頭實(shí)施第一級時(shí)效處理及第二級時(shí)效處理后，在上述第一部件彼此連接而成的部件上利用焊接接合由高鉻鋼形成的第二部件，并對該焊接部實(shí)施焊接后熱處理。
3.如權(quán)利要求1所述的Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物的制造方法，其特征在于，
使對上述第一部件之間的焊接接頭進(jìn)行的第二級時(shí)效處理溫度與對上述第一部件和第二部件的焊接部實(shí)施的焊接后熱處理溫度為同一溫度，
并同時(shí)進(jìn)行上述第二級時(shí)效處理和上述焊接后熱處理。
4.如權(quán)利要求1～3中任意一項(xiàng)所述的Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物的制造方法，其特征在于，
在700～1000℃下進(jìn)行上述第一部件之間的焊接接頭的第一級時(shí)效處理，在600～800℃下實(shí)施上述第二級時(shí)效處理及上述第一部件和第二部件的焊接部的焊接后熱處理。
5.如權(quán)利要求1所述的Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物的制造方法，其特征在于，
利用焊接使至少兩個(gè)上述第一部件彼此接合，
對該第一部件之間的焊接接頭實(shí)施第一級時(shí)效處理后，在上述第一部件彼此連接而成的部件上利用焊接接合由高鉻鋼形成的第二部件，
進(jìn)而，在上述第二部件上利用焊接接合由低鉻鋼形成的第三部件，
其后，實(shí)施對上述第一部件之間的焊接接頭進(jìn)行的第二級時(shí)效處理、對上述第一部件和第二部件的焊接部進(jìn)行的焊接后熱處理、及對上述第二部件和第三部件的焊接部進(jìn)行的焊接后熱處理。
6.如權(quán)利要求5所述的Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物的制造方法，其特征在于，
使對上述第一部件之間的焊接接頭進(jìn)行的第二級時(shí)效處理溫度、對上述第一部件和第二部件的焊接部實(shí)施的焊接后熱處理溫度、及對上述第二部件和第三部件的焊接部實(shí)施的焊接后熱處理溫度為同一溫度，
并同時(shí)進(jìn)行上述第二級時(shí)效處理和上述各焊接后熱處理。
7.如權(quán)利要求5或6所述的Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物的制造方法，其特征在于，
在700～1000℃下進(jìn)行上述第一部件之間的焊接接頭的第一級時(shí)效處理，在600～800℃下實(shí)施上述第二級時(shí)效處理、上述第一部件和第二部件的焊接部的焊接后熱處理、及上述第二部件和第三部件的焊接部的焊接后熱處理。
8.一種Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物，通過利用焊接使由Ni基合金形成的至少兩個(gè)第一部件彼此接合，并在該第一部件彼此接合而成的部件上接合由高鉻鋼形成的第二部件而形成，其特征在于，
利用焊接使由Ni基合金形成的至少兩個(gè)第一部件彼此接合，對該第一部件之間的焊接接頭實(shí)施第一級時(shí)效處理后，在上述第一部件彼此連接而成的部件上利用焊接接合由高鉻鋼形成的第二部件，實(shí)施對上述第一部件之間的焊接接頭進(jìn)行的第二級時(shí)效處理的施工、及對上述第一部件和第二部件的焊接部進(jìn)行的焊接后熱處理，由此形成所述Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物。
9.一種Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物，通過利用焊接使由Ni基合金形成的至少兩個(gè)第一部件彼此接合，并在該第一部件彼此接合而成的部件上接合由高鉻鋼形成的第二部件而構(gòu)成，其特征在于，
利用焊接使由Ni基合金形成的至少兩個(gè)第一部件彼此接合，對該第一部件之間的焊接接頭實(shí)施第一級時(shí)效處理及第二級時(shí)效處理后，在上述第一部件彼此連接而成的部件上利用焊接接合由高鉻鋼形成的第二部件，對該焊接部實(shí)施焊接后熱處理，由此形成所述Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物。
10.如權(quán)利要求8所述的Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物，其特征在于，
使對上述第一部件之間的焊接接頭進(jìn)行的第二級時(shí)效處理溫度與對上述第一部件和第二部件的焊接部實(shí)施的焊接后熱處理溫度為同一溫度，
并同時(shí)實(shí)施上述第二級時(shí)效處理和上述焊接后熱處理，由此形成所述Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物。
11.如權(quán)利要求8～10中任意一項(xiàng)所述的Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物，其特征在于，
在700～1000℃下進(jìn)行上述第一部件之間的焊接接頭的第一級時(shí)效處理，在600～800℃下實(shí)施上述第二級時(shí)效處理及上述第一部件和第二部件的焊接部的焊接后熱處理，由此形成所述Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物。
12.如權(quán)利要求8所述的Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物，其特征在于，
利用焊接使至少兩個(gè)上述第一部件彼此接合，對該第一部件之間的焊接接頭實(shí)施第一級時(shí)效處理后，在上述第一部件彼此連接而成的部件上利用焊接接合由高鉻鋼形成的第二部件，在上述第二部件上利用焊接接合由低鉻鋼形成的第三部件，
實(shí)施對上述第一部件之間的焊接接頭進(jìn)行的第二級時(shí)效處理、對上述第一部件和第二部件的焊接部進(jìn)行的焊接后熱處理、及對上述第二部件和第三部件的焊接部進(jìn)行的焊接后熱處理，由此形成所述Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物。
13.如權(quán)利要求12所述的Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物，其特征在于，
使對上述第一部件之間的焊接接頭進(jìn)行的第二級時(shí)效處理溫度、對上述第一部件和第二部件的焊接部實(shí)施的焊接后熱處理溫度、及對上述第二部件和第三部件的焊接部實(shí)施的焊接后熱處理溫度為同一溫度，
并同時(shí)實(shí)施上述第二級時(shí)效處理和上述各焊接后熱處理，由此形成所述Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物。
14.如權(quán)利要求12或13所述的Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物，其特征在于，
在700～1000℃下進(jìn)行上述第一部件之間的焊接接頭的第一級時(shí)效處理，在600～800℃下實(shí)施上述第二級時(shí)效處理、上述第一部件和第二部件的焊接部的焊接后熱處理、及上述第二部件和第三部件的焊接部的焊接后熱處理，由此形成所述Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物。
15.如權(quán)利要求8～14中任意一項(xiàng)所述的Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物，其特征在于，
在導(dǎo)入作為蒸汽或燃?xì)獾膭幼髁黧w的旋轉(zhuǎn)設(shè)備的轉(zhuǎn)子或殼體的構(gòu)成中使用。
全文摘要
提供一種利用焊接使Ni基合金和高鉻鋼接合并能夠通過實(shí)施適當(dāng)?shù)臒崽幚韥砭S持上述接合部的強(qiáng)度的Ni基合金-高鉻鋼構(gòu)造物及其制造方法。該構(gòu)造物的制造方法中，所述構(gòu)造物為通過利用焊接使由Ni基合金形成的至少兩個(gè)第一部件彼此接合，并在該第一部件彼此接合而成的部件上接合由高鉻鋼形成的第二部件而形成，利用焊接使由Ni基合金形成的至少兩個(gè)第一部件彼此接合，對該第一部件之間的焊接接頭實(shí)施第一級時(shí)效處理后，在上述第一部件彼此連接的部件上利用焊接接合由高鉻鋼形成的第二部件，其后，實(shí)施對上述第一部件之間的焊接接頭進(jìn)行的第二級時(shí)效處理的施工及對上述第一部件和第二部件的焊接部進(jìn)行的焊接后熱處理。
文檔編號C22C38/00GK101772586SQ20098010009
公開日2010年7月7日 申請日期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, 川崎憲治, 角屋好邦, 山本隆一, 平川裕一, 重隆司 申請人:三菱重工業(yè)株式會社