超々臨界圧蒸気タービンロータ材の開発研究

Research Project

Project/Area Number	60850017
Research Category	Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	機械材料工学
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	藤田利夫東京大学, 工学部, 教授 (20010746)
Project Period (FY)	1985 – 1986
Project Status	Completed (Fiscal Year 1986)
Budget Amount *help	¥9,500,000 (Direct Cost: ¥9,500,000) Fiscal Year 1986: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000) Fiscal Year 1985: ¥7,600,000 (Direct Cost: ¥7,600,000)
Keywords	超々臨界圧蒸気タービン / タービンロータ / クリープ破断強度 / 10Cr耐熱鋼 / 熱処理 / 合金元素 / 焼入冷却速度 / 靭性 / 偏析 / 強化機構 / ESR溶解法
Research Abstract	超々臨界圧蒸気タービンロータ材として10Cr耐熱鋼を選び以下のような研究を行った。 (1)長時間クリープ破断強度向上に関する研究 10Cr耐熱鋼のクリープ破断強度におよぼすC,N,Crなどの影響について研究を行った。Cを0.10〜0.16%,Nを0.04%に固定した試料について、600〜700℃のクリープ破断試験を行ったが、Cは0.12〜0.13%が最も良かった。またCrを10〜13%に変化させた試料につき、700℃でクリープ破断試験を行ったが11.5%Cr付近で最もすぐれていた。11.5%Cr鋼は10%Cr鋼に比較して700℃,100hのクリープ破断強度は25%向上する。またNを0.05〜0.07%添加した試料の700℃のクリープ破断試験を行ったが、C0.13%付近では0.055%が最もすぐれていた。從ってC+N量は0.18%が最も良い。 (2)クリープ破断強度におよぼす焼入冷却速度の影響最もすぐれた高温強度を有する試料に100℃/h、700℃/hの焼入冷却速度をあたえた試料に650〜700℃のクリープ破断試験を行ったが、700℃/hの焼入冷却速度の方がややすぐれた高温強度を有する。 (3)常温靭性向上に関する研究焼入温度を980〜1050℃に変化させて、700℃のクリープ破断試験を行ったが、強度はあまり変らない。しかし常温靭性は焼入温度が低い方がすぐれている。從ってロータ材としては100℃、からの焼入が、最も適したものと考える。 (4)強化機構に関する研究 W添加の試料は炭化物の凝集粗大化がおそく、また【M_(23)】【C_6】から【M_6】Cへの変態はいちじるしくおくらされるが、これが強化の主原因と考える。 (5)偏析に関する研究 W添加の2t鋼塊をESR法により再溶解して、鋼塊各部のC,W,Cr,RNなど化学分析を行なったが、偏析は殆んどなく均貭な鋼塊を得た。