[发明专利]沉淀硬化型马氏体系不锈钢、汽轮机动叶片和汽轮机

说明书

技术领域

本发明涉及沉淀硬化（析出硬化）型马氏体系不锈钢、汽轮机动叶片和汽轮机。

背景技术

对于发电用的汽轮机而言，为了提高发电效率并且增大发电容量，低压级的涡轮级所具备的动叶片的叶片长度有增加的趋势。因此，对于低压级的涡轮级所具备的动叶片，要求有高强度、高韧性、高耐腐蚀性。

作为现有的汽轮机中构成低压级的动叶片的材料，使用了具有强度以抗拉强度计为1300MPa级、韧性以室温的夏氏吸收能（夏氏冲击吸收能）计为40J级的特性的钢铁材料。现在，作为构成动叶片的钢铁材料，要求强度和韧性更加优异的材料。

由于由涡轮的高速旋转产生的离心应力作用于动叶片，因此就强度而言更重视比强度（将抗拉强度除以密度得到的参数）。所以，近年来，作为构成动叶片的材料，还使用了密度小的钛合金等。然而，由于钛合金价格昂贵，所以希望用便宜的钢铁材料来代替钛合金。

作为具有高强度、高韧性、高耐腐蚀性的钢铁材料，有沉淀硬化型马氏体系不锈钢，对于这种不锈钢进行了用于使强度、韧性、耐腐蚀性等提高的研究。作为这样的研究，有日本专利公报专利第3227468号公报(以下称为专利文献1)和日本专利公报专利第3962743号公报(以下称为专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3227468号公报

专利文献2：日本专利第3962743号公报

发明内容

发明所要解决的问题

对于现有的沉淀硬化型马氏体系不锈钢而言，通常来说如果使抗拉强度提高则韧性降低。因此，为了以均衡方式提高强度和韧性，添加了各种元素。然而，添加元素的量多时，马氏体相变开始温度会降低，在淬火时容易生成残留奥氏体。为了实现耐腐蚀性的提高而增加Cr的添加量时，容易生成δ铁素体。

这样，为了在热处理工艺中维持马氏体组织的稳定性，有复杂的约束条件，要求在该约束下具有规定的强度和韧性的沉淀硬化型马氏体系不锈钢。

对于现有的沉淀硬化型马氏体系不锈钢而言，例如有时为了在热处理工艺中使马氏体相变结束而需要深冷处理（sub-zero treating），存在制造成本增加这样的问题。另外，对于现有的沉淀硬化型马氏体系不锈钢而言，例如得不到足够适合作为汽轮机中低压级的动叶片的材料的强度和韧性。

本发明所要解决的问题在于，提供强度和韧性优异的沉淀硬化型马氏体系不锈钢、使用了该沉淀硬化型马氏体系不锈钢的汽轮机动叶片和汽轮机。

用于解决问题的手段

本发明的沉淀硬化型马氏体系不锈钢以质量%计含有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和不可避免的杂质构成。

附图说明

图1是表示使用本发明的实施方式的沉淀硬化型马氏体系不锈钢而构成的动叶片的立体图。

图2是表示具备使用本发明的实施方式的沉淀硬化型马氏体系不锈钢而构成的动叶片的汽轮机的子午截面的一部分的图。

符号说明

10    动叶片

20    汽轮机

21    机匣

22    涡轮转子

23    隔板外环

24    隔板内环

25    静叶片

26    蒸汽通道

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行说明。

实施方式的沉淀硬化型马氏体系不锈钢以质量%计含有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和不可避免的杂质构成。

这里，作为不可避免的杂质，可以列举例如P、S、As、Sn、Sb等。

实施方式的沉淀硬化型马氏体系不锈钢优选被以由下式（1）算出的值为0.1以上的方式构成。

[Cr]/([Cr]+[Fe])          式（1）