專利名稱：耐熱鋼、耐熱鋼的熱處理方法以及高溫汽輪機轉(zhuǎn)子的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種耐熱鋼，更具體涉及具有突出性能的作為發(fā)電設備構(gòu)件如高溫汽輪機轉(zhuǎn)子材料和汽輪機的耐熱鋼、耐熱鋼的熱處理方法以及高溫汽輪機轉(zhuǎn)子。
背景技術：
作為用于火力發(fā)電設備的高溫部件材料，大量地使用以1Cr-1Mo-0.25V鋼為代表的低合金耐熱鋼和以12Cr-1Mo-VNbN鋼為代表的高Cr耐熱鋼。但是，近年來由于火力發(fā)電設備要求很快地使蒸汽溫度升得更高，所以對于具有突出高溫性能的高Cr耐熱鋼的使用增加。
同時，由于近年來要求火力發(fā)電設備必需具有高的效率和經(jīng)濟效率，因此，期望使用廉價并且性能優(yōu)異的耐熱鋼作為部件材料。
構(gòu)成火力發(fā)電設備中心部分的部件由大尺寸的材料形成，這就必需要求在生產(chǎn)能力和形成所希望形狀的成型性方面是優(yōu)異的。而且，要求它們具有即使在形成大部件的情況下也不會損壞而是保持均勻的材料性能。然而，例如，含有在日本專利第3,334,217號中所公開的化學成分的傳統(tǒng)耐熱鋼當用作大部件時在淬火性能方面差，并且?guī)缀醪荒茉诰哂写鬂L筒直徑鋼錠的中心部分發(fā)揮預期的性能。含有在日本專利第3,439,197號所公開的化學成分的耐熱鋼當澆鑄大的鋼錠時具有相當大的組分沉淀，并且?guī)缀醪荒茉谡w鋼錠中發(fā)揮均勻的材料性能。當使用特殊的溶解來提高鋼錠的均勻性時，耐熱鋼具有包括利害得失例如差的經(jīng)濟效率在內(nèi)的缺點。
傳統(tǒng)的耐熱鋼包含相對大量的鐵素體形成元素，如Cr、Mo和W作為增強元素，因此產(chǎn)生鐵素體相的傾向變得很高。通常，在貝氏體相中所產(chǎn)生的鐵素體相由上述鐵素體形成元素與Fe的化學結(jié)合而形成。因此，這些所加入的作為增強元素的元素局部集中于產(chǎn)生的鐵素體中，并且具有貝氏體結(jié)構(gòu)中元素含量減少的缺點，這樣尤其使得高溫強度降低。此外，當耐熱鋼中鐵素體相產(chǎn)生的量增加時，材料的沖擊性能或韌性可能大幅度下降。

發(fā)明內(nèi)容
依照本發(fā)明的一個方面，提供了一種具有貝氏體單相結(jié)構(gòu)的能夠穩(wěn)定地用在高溫蒸汽環(huán)境中并且具有突出經(jīng)濟效率的耐熱鋼、該耐熱鋼的熱處理方法以及一種高溫汽輪機轉(zhuǎn)子。
本發(fā)明的耐熱鋼按重量百分比計由0.25～0.35的C、0.15或更少的Si、0.2～0.8的Mn、0.3～0.6的Ni、1.6～1.9的Cr、0.26～0.35的V、0.6～0.9的Mo、0.9～1.4的W、少于0.01的Ti、0.001～0.007的N、總量為1.3～1.4的Mo和W/2以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)組成，其中在回火熱處理之后，該耐熱鋼由貝氏體單相組織組成，確保按重量百分比計如1.0或更多的Fe、0.8～0.9的Cr、0.4～0.5的Mo、0.3～0.5的W以及0.2或更多的V移入沉淀物，且沉淀物總量為3.5或更高。
本發(fā)明的耐熱鋼按重量百分比計由0.25～0.35的C、0.15或更少的Si、0.2～0.8的Mn、0.3～0.6的Ni、1.6～1.9的Cr、0.26～0.35的V、0.6～0.9的Mo、0.9～1.4的W、少于0.01的Ti、總量為1.3～1.4的Mo和W/2以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)組成，其中在回火熱處理之后，該耐熱鋼由貝氏體單相組織組成，確保按重量百分比計1.0或更多的Fe、0.8～0.9的Cr、0.4～0.5的Mo、0.3～0.5的W以及0.2或更多的V移入沉淀物，且沉淀物總量為3.5或更高。
本發(fā)明的耐熱鋼按重量百分比計由0.25～0.35的C、0.15或更少的Si、0.2～0.8的Mn、0.3～0.6的Ni、1.6～1.9的Cr、0.26～0.35的V、0.6～0.9的Mo、0.9～1.4的W、0.001～0.007的N、總量為1.3～1.4的Mo和W/2以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)組成，其中在回火熱處理之后，該耐熱鋼由貝氏體單相組織組成，確保按重量百分比計1.0或更多的Fe、0.8～0.9的Cr、0.4～0.5的Mo、0.3～0.5的W以及0.2或更多的V移入沉淀物，且沉淀物總量為3.5或更高。
依照上述耐熱鋼，由貝氏體單相組織組成的耐熱鋼可以通過在單一組分元素的含量范圍內(nèi)成形形成。這樣，可以提供在高溫性能、韌性、脆化性能等等方面優(yōu)異并且不含當產(chǎn)生的量增加時大大降低材料機械性能的鐵素體相或類似物的耐熱鋼。上面描述的組分元素Ti和/或N可以被Fe和C所替換。
用于本發(fā)明耐熱鋼的熱處理方法包括將按重量百分比計由0.25～0.35的C、0.15或更少的Si、0.2～0.8的Mn、0.3～0.6的Ni、1.6～1.9的Cr、0.26～0.35的V、0.6～0.9的Mo、0.9～1.4的W、少于0.01的Ti、0.001～0.007的N、總量為1.3～1.4的Mo和W/2以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)組成的鋼錠加熱到980～1030℃，冷卻以使得鋼錠中心部分的冷卻速度變?yōu)橹辽?0℃/h或更多，然后進行回火處理。
用于本發(fā)明耐熱鋼的熱處理方法包括將按重量百分比計由0.25～0.35的C、0.15或更少的Si、0.2～0.8的Mn、0.3～0.6的Ni、1.6～1.9的Cr、0.26～0.35的V、0.6～0.9的Mo、0.9～1.4的W、少于0.01的Ti、總量為1.3～1.4的Mo和W/2以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)組成的鋼錠加熱到980～1030℃，冷卻以使得鋼錠中心部分的冷卻速度變?yōu)橹辽?0℃/h或更多，然后進行回火處理。
用于本發(fā)明耐熱鋼的熱處理方法包括將按重量百分比計由0.25～0.35的C、0.15或更少的Si、0.2～0.8的Mn、0.3～0.6的Ni、1.6～1.9的Cr、0.26～0.35的V、0.6～0.9的Mo、0.9～1.4的W、0.001～0.007的N、總量為1.3～1.4的Mo和W/2以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)組成的鋼錠加熱到980～1030℃，冷卻以使得鋼錠中心部分的冷卻速度變?yōu)橹辽?0℃/h或更多，然后進行回火處理。
依照上述用于耐熱鋼的熱處理方法，即使以非常低的在鋼錠中心部分至少為20℃/h或更高的冷卻速度實施淬火而不通過例如冷卻介質(zhì)如水、油或類似物或者鼓風而強迫冷卻，也可以形成包括沒有形成鐵素體相的貝氏體單相組織的耐熱鋼。
本發(fā)明的高溫汽輪機轉(zhuǎn)子包括按重量百分比計由0.25～0.35的C、0.15或更少的Si、0.2～0.8的Mn、0.3～0.6的Ni、1.6～1.9的Cr、0.26～0.35的V、0.6～0.9的Mo、0.9～1.4的W、少于0.01的Ti、0.001～0.007的N、總量為1.3～1.4的Mo和W/2以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)組成的耐熱鋼，其中在回火熱處理之后，該耐熱鋼由貝氏體單相組織組成，確保按重量百分比計1.0或更多的Fe、0.8～0.9的Cr、0.4～0.5的Mo、0.3～0.5的W以及0.2或更多的V移入沉淀物，且沉淀物總量為3.5或更高。
本發(fā)明的高溫汽輪機轉(zhuǎn)子包括按重量百分比計由0.25～0.35的C、0.15或更少的Si、0.2～0.8的Mn、0.3～0.6的Ni、1.6～1.9的Cr、0.26～0.35的V、0.6～0.9的Mo、0.9～1.4的W、少于0.01的Ti、總量為1.3～1.4的Mo和W/2以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)組成的耐熱鋼，其中在回火熱處理之后，該耐熱鋼由貝氏體單相組織組成，確保按重量百分比計1.0或更多的Fe、0.8～0.9的Cr、0.4～0.5的Mo、0.3～0.5的W以及0.2或更多的V移入沉淀物，且沉淀物總量為3.5或更高。
本發(fā)明的高溫汽輪機轉(zhuǎn)子包括按重量百分比計由0.25～0.35的C、0.15或更少的Si、0.2～0.8的Mn、0.3～0.6的Ni、1.6～1.9的Cr、0.26～0.35的V、0.6～0.9的Mo、0.9～1.4的W、0.001～0.007的N、總量為1.3～1.4的Mo和W/2以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)組成的耐熱鋼，其中在回火熱處理之后，耐熱鋼由貝氏體單相組織組成，確保按重量百分比計1.0或更多的Fe、0.8～0.9的Cr、0.4～0.5的Mo、0.3～0.5的W以及0.2或更多的V移入沉淀物，沉淀物總量為3.5或更高。
依照上述高溫汽輪機轉(zhuǎn)子，包括貝氏體單相組織的高溫汽輪機轉(zhuǎn)子可以通過在上面描述的單一組分元素的含量范圍內(nèi)成形而形成。這樣，可以提供在高溫性能、韌性、脆化性能等等方面優(yōu)異的、不含如果產(chǎn)生的量增加就會大大降低材料機械性能的鐵素體相或類似物的高溫汽輪機轉(zhuǎn)子。上面描述的組分元素Ti和/或N可以被Fe和C所替換。當高溫汽輪機轉(zhuǎn)子處于平穩(wěn)運轉(zhuǎn)時，在高溫汽輪機轉(zhuǎn)子暴露于蒸汽的部分的附近于最高溫度下操作相當于100,000小時后沉淀物的總量確保在2.8％或更高。平穩(wěn)運轉(zhuǎn)時蒸汽的最高溫度約為540～580℃。
高溫汽輪機轉(zhuǎn)子為高壓轉(zhuǎn)子、中壓轉(zhuǎn)子或高中壓轉(zhuǎn)子。它是在高壓轉(zhuǎn)子或高中壓轉(zhuǎn)子高壓部分的末級出口以300℃或更高的排氣溫度和在中壓轉(zhuǎn)子或高中壓轉(zhuǎn)子的中壓部分的末級出口以200℃或更高的排氣溫度運轉(zhuǎn)的汽輪機的轉(zhuǎn)子。廢汽被引入獨立配置的鍋爐或低壓渦輪中。
具體實施例方式
下面將描述本發(fā)明的一個實施方案。
首先，描述本發(fā)明中所使用合金的個別成分的范圍受限制的原因。除非另作說明，否則在下面描述中表示成分的“％”度量單位指“重量％”。
(1)C(碳)C是一種作為各種有助于彌散強化和確保淬火性能的碳化物組成元素的必然元素。如果它的含量低于0.25％，上述作用就小。如果它的含量超過0.35％，就會加速碳化物的晶粒粗化，而且鋼錠凝固時沉淀的傾向也會加強。因此，確定C含量在0.25～0.35％的范圍內(nèi)，更希望在0.27～0.33％的范圍內(nèi)。
(2)Si(硅)Si作為脫氧元素以及提高耐蒸汽氧化作用是有用的。但是，如果它的含量高，韌性就會降低并且脆化加速。因此，希望它的含量盡可能低。如果Si的含量超過0.15％，上述有利的性能就會大大降低。因此，確定Si的含量不超過0.15％(不包括0)。Si的含量優(yōu)選不超過0.1％。
(3)Mn(錳)Mn作為脫硫元素來說是一種有用的元素，但是如果它的含量低于0.2％，它的脫硫效果就不明顯，而且如果它的加入量超過0.8％，其蠕變強度就會降低。因此，確定Mn的含量在0.2～0.8％的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0.4～0.8％的范圍內(nèi)。
(4)Cr(鉻)Cr對于耐氧化作用以及耐腐蝕性來說是一種有效元素并且作為有助于增強析出的碳氮化物的組成元素來說也是不可或缺的。在依照本發(fā)明的耐熱鋼中，Cr作為提高韌性的有效元素來說也是有用的。如果Cr的含量低于1.6％，回火熱處理后進入碳氮化物的Cr的量就很少，從而就無法保證碳氮化物的高溫穩(wěn)定性。如果Cr的含量超過1.9％，抗回火軟化能力就會降低，所希望的常溫強度就不能保證，而且蠕變強度降低。因此，確定Cr的含量在1.6～1.9％的范圍內(nèi)。
(5)V(釩)V有助于固溶強化以及精細碳氮化物的形成。如果V的含量為0.26％或更高，就會沉積足夠的精細沉淀物以抑制貝氏體結(jié)構(gòu)的恢復，但是如果它的含量超過0.35％，其韌性就會降低，而且碳氮化物的晶粒粗化也會加速。因此，確定V的含量在0.26～0.35％的范圍內(nèi)。
(6)W(鎢)W通過成為碳氮化物的組成元素而有助于貝氏體結(jié)構(gòu)的固溶強化和彌散強化。尤其是當W和Mo一起加入時，可以顯著提高沉淀物的高溫穩(wěn)定性。W隨著在高溫下長時間加熱的時間的變化從貝氏體結(jié)構(gòu)進入沉淀物中。因此，有必要設定W的含量為0.9％或更高以保持有助于長時間高固溶強化的W的含量。但是，如果W的含量超過1.4％，韌性就會降低，就會易于產(chǎn)生鐵素體，而且大鋼錠的組分沉淀傾向就會增加。因此，確定W的含量在0.9～1.4％的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0.9～1.2％的范圍內(nèi)。
(7)Mo(鉬)Mo通過成為碳氮化物的組成元素而有助于固溶強化和彌散強化。尤其是當Mo和W一起加入時，可以顯著提高沉淀物的高溫穩(wěn)定性。Mo隨著在高溫下長時間加熱的時間的變化從貝氏體結(jié)構(gòu)進入沉淀物中。因此，有必要設定Mo的含量為0.6％或更高以保持有助于長時間高固溶強化的Mo的含量。但是，如果Mo的含量超過0.9％，韌性就會降低，就會易于產(chǎn)生鐵素體，而且大鋼錠的組分沉淀傾向就會增加。因此，確定Mo的含量在0.6～0.9％的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0.7～0.9％的范圍內(nèi)。
(8)N(氮)N形成氮化物或碳氮化物從而有助于彌散強化。此外，殘留在貝氏體結(jié)構(gòu)中的N也有助于固溶強化，但是如果N的含量低于0.001％，上述效果就不明顯。而如果N的含量超過0.007％，氮化物或碳氮化物的晶粒粗化就會加速，而且蠕變強度降低。因此，確定N的含量在0.001～0.007％的范圍內(nèi)。為了本發(fā)明耐熱鋼中碳氮化物的形成，可以通過在C含量的范圍內(nèi)增加C的含量來代替N。Fe也可以用于代替N。
(9)Ti(鈦)Ti作為脫氧元素是有用的。如果Ti的含量低于0.01％，它就能發(fā)揮脫氧作用，并且殘余的Ti形成固溶體。但是，如果Ti的含量超過0.01％，非固溶體粗化的Ti碳氮化物的產(chǎn)生量就會增加，從而導致韌性的降低或切口的弱化。因此，確定Ti的含量低于0.01％(不包括0)。Ti在上述含量中的包括使得鋼錠中O(氧氣)的量通過脫氧作用而降低，并且也可以在鋼錠制造之時防止氧化物的形成。Ti可以通過在C含量的范圍內(nèi)增加C的含量來代替。而且Fe也可以用于代替Ti。
(10)Ni(鎳)Ni改進淬火性能和韌性并且具有抑制鐵素體產(chǎn)生的作用。當Ni的含量為0.35或更高時可以觀察到這個作用。但是，如果Ni的含量超過0.6％，蠕變強度就會降低。因此，確定Ni的含量在0.3～0.6％的范圍內(nèi)。
在加入上面描述的組分以及主要組分Fe的時候盡可能減少偶然混進的雜質(zhì)是所希望的。本發(fā)明耐熱鋼中不可避免的雜質(zhì)包括P(磷)、S(硫)、Cu(銅)、Al(鋁)、As(砷)、Sn(錫)、Sb(銻)和O(氧)。這些雜質(zhì)會在耐熱鋼處于高溫下長時間加熱的時候引起脆化。就那些不可避免的雜質(zhì)的元素而論，盡可能地使它們的含量減少到零是所希望的，特別是低于0.015％的P、低于0.005％的S、低于0.1％的Cu、低于0.01％的Al、低于0.005％的As、0.005％的Sn、低于0.005％的Sb以及低于20ppm的氧。
接下來，將描述Mo和W/2的總量限制在1.3～1.4的原因。
本發(fā)明的耐熱鋼中，W和Mo每個都具有如上面(6)和(7)中所描述的作用。當它們一起加入時，蠕變強度的提高會優(yōu)于當它們分別加入時的提高，然而在制造大鋼錠的時候，輕元素組分的沉淀傾向會大大增加。因此有必要限制W和Mo一起加入的量以發(fā)揮所希望的蠕變強度并且避免沉淀。出于這么做的考慮，通常希望使用一個稱為Mo等效值的指標(Mo和W/2的總量(重量％))。對于本發(fā)明的耐熱鋼，當Mo等效值低于1.3時，蠕變強度降低，如果Mo等效值超過1.4，在大鋼錠制造的時候組分的沉淀就變得相當大。因此，確定Mo等效值(Mo和W/2的總量(重量％))為1.3～1.4。
然后，描述為什么其中元素加入量在上述范圍內(nèi)的耐熱鋼回火熱處理之后按重量百分比計1.0或更多的Fe、0.8～0.9的Cr、0.4～0.5的Mo、0.3～0.5的W以及0.2或更多的V包含在沉淀物中以及沉淀物的總量確保在3.5或更高的原因。
本發(fā)明的耐熱鋼通過貝氏體結(jié)構(gòu)的固溶強化以及碳氮化物的析出而增強。碳氮化物通過回火熱處理而有意地析出，并且本發(fā)明耐熱鋼中的沉淀物為M，VC，R型、M，RC型、M，QC型和MC型四種類型。M指金屬元素。M，VC，R型和M，RC型中的M主要是Fe和Cr，而且也可能另外包含Mo、W等等。M，QC型中的M主要是Mo和W，而且也可能另外包含V。MC型中的M主要是V，而且也可能另外包含Mo和W。
下面將描述為什么將上述Fe、Cr、Mo、W和V限制在各自組分范圍內(nèi)的原因。除非另作說明，否則下面描述中表示成分的“％”的度量單位指“重量％”。
按如下方法測量并鑒別沉淀物的量。將測試樣品放置在甲醇、乙酰丙酮和氯化四甲基銨的混合液體中，通過電解溶解貝氏體結(jié)構(gòu)。過濾后，將所得到的殘余物洗滌并稱重。使用由溶解前后重量的比所確定的值。此外，回收的殘余物通過X-射線分析或類似分析確定沉淀物的種類。
(11)Fe(鐵)沉淀物中的Fe是M，VC，R型和M，RC型沉淀物的主要成分元素，其有助于彌散強化。如果回火熱處理后進入沉淀物中的Fe量低于1.0％，那么沉淀的量小從而彌散強化作用進行的不充分。為了發(fā)揮蠕變強度，在回火熱處理之后作為M，RC型沉淀物沉淀后使用隨時間變化的轉(zhuǎn)化是有效的，但是，如果Fe的移動量低于1.0％，M，RC型沉淀物的沉淀量小，所以不能期望通過這個方法得到蠕變強度的增加。因此，在回火熱處理之后沉淀物中Fe的含量確定為1.0％或更高。
(12)Cr(鉻)沉淀物中的Cr是M，VC，R型和M，RC型沉淀物的主要成分元素，其有助于彌散強化。Cr代替沉淀物中的部分Fe，因此它也具有提高沉淀物穩(wěn)定性的作用。如果回火熱處理后進入沉淀物中的Cr量低于0.8％，那么沉淀的量小，從而彌散強化作用進行的不充分。而如果回火熱處理后進入沉淀物中的Cr量超過0.9％，在回火熱處理期間就會引起Fe，RC型沉淀物的消失，從而就不能發(fā)揮上面(11)中所描述的時滯效果。因此，在回火熱處理之后沉淀物中Cr的含量確定在0.8～0.9％的范圍內(nèi)。
(13)W(鎢)沉淀物中的W是M，QC型沉淀物的主要成分元素，其有助于彌散強化。W代替M，VC，R型、M，RC型和MC型沉淀物的一部分，因此它大大提高了沉淀物的高溫穩(wěn)定性。如果回火熱處理后進入沉淀物中的W量低于0.3％，沉淀物的穩(wěn)定性就低，就不能發(fā)揮所希望的蠕變強度。而如果回火熱處理后進入沉淀物中的W量超過0.5％，貝氏體結(jié)構(gòu)中W的固溶量就會減少，從而高溫下的固溶強化量減少。因此，在回火熱處理后沉淀物中的W的含量確定在0.3～0.5％的范圍內(nèi)。
(14)Mo(鉬)沉淀物中的Mo是M，QC型沉淀物的主要組分元素，其有助于彌散強化。Mo代替M，VC，R型、M，RC型和MC型沉淀物的一部分，從而大大提高了沉淀物的高溫穩(wěn)定性。如果回火熱處理后進入沉淀物中的Mo量低于0.4％，沉淀物的穩(wěn)定性就低，從而不能發(fā)揮所希望的蠕變強度。而如果回火熱處理后進入沉淀物中的Mo量超過0.5％，貝氏體結(jié)構(gòu)中的Mo的固溶量就會減少，從而高溫下的固溶強化量減少。因此，在回火熱處理之后沉淀物中Mo的含量確定在0.4～0.5％的范圍內(nèi)。
(15)V(釩)沉淀物中的V是精細MC型沉淀物的主要成分元素，其有助于彌散強化。v代替M，VC，R型、M，RC型和M，QC型沉淀物的一部分，從而大大提高了沉淀物的高溫穩(wěn)定性。如果回火熱處理后進入沉淀物中的V量低于0.2％，MC型沉淀物的沉淀量就會減少，從而其它沉淀物的穩(wěn)定性變低。因此，在回火熱處理之后沉淀物中的V的含量確定為0.2％或更多。
對于主要由上述(11)～(15)的五種元素和C、N等等通過回火熱處理而組成的沉淀物的精細和均勻的分散來說，要求沉淀物的總量為3.5％或更多。如果總量低于3.5％，強度特征和沉淀物的高溫穩(wěn)定性就會如上述(11)～(15)中所述減少。因此，回火熱處理后沉淀物的總量確定為3.5％或更多。
接下來，描述為什么在由上述(1)～(10)的范圍內(nèi)的組成元素組成的耐熱鋼所形成的高溫汽輪機轉(zhuǎn)子的回火熱處理后，即使在運轉(zhuǎn)相當于100,000小時后，暴露于平穩(wěn)運轉(zhuǎn)時最高溫度下的蒸汽的部分附近的沉淀物總量在回火熱處理后有所減少的情況下，最好將上述(11)～(15)的沉淀物的總量(3.5％)確保在2.8％或更多的原因。
成形為本發(fā)明高溫汽輪機轉(zhuǎn)子的耐熱鋼不同于普通的耐熱鋼，其在運轉(zhuǎn)期間碳氮化物的固溶量和沉淀量隨時間而變化，從而導致突出的高溫性能的發(fā)揮。耐熱鋼中處于過飽和溶體狀態(tài)的Mo和W主要隨時間進入M，QC型沉淀物和MC型沉淀物中，以提高它們的高溫穩(wěn)定性，含有作為主要組分元素Fe的M，RC型沉淀物隨時間轉(zhuǎn)化成比當含有作為主要組分元素Cr更穩(wěn)定的M，VC，R型沉淀物以保持蠕變強度。特別是，后者包括Fe在通過回火熱處理而大量沉淀的M，RC型沉淀物中的溶解，以致于沉淀物的總量與回火熱處理后的沉淀物總量相比減少。殘余的M，RC型沉淀物具有保持蠕變強度的作用，但是，如果沉淀物的總量低于2.8％，M，RC型沉淀物就會完全消除，從而彌散強化作用就會迅速降低。因此，在運轉(zhuǎn)相當于100,000小時后沉淀物總量被確定為2.8％或更多。
沉積在成形為高溫汽輪機轉(zhuǎn)子的耐熱鋼中的沉淀物在取決于它們類型的沉淀量方面是不同的，并且它們的沉淀量隨時間是可變的，這取決于高溫汽輪機轉(zhuǎn)子的運轉(zhuǎn)，但是當運轉(zhuǎn)時沒有新類型的沉淀物沉積。平穩(wěn)運轉(zhuǎn)期間蒸汽的最高溫度約在540～580℃的范圍內(nèi)。
接下來，將描述為什么原始奧氏體的粒徑平均來說優(yōu)選為100μm或更小的原因。
原始奧氏體粒徑對單獨的機械性能有較大的影響。如果它超過100μm，延展性就會降低，晶界處易于產(chǎn)生裂縫，缺口蠕變強度及韌性降低。因此，原始奧氏體的粒徑平均來說確定為100μm或更小。
粒徑是取決于淬火時的加熱溫度而最終確定的。對于本發(fā)明的耐熱鋼來說，980～1030℃的加熱溫度是所希望的。如果加熱溫度低于980℃，就不能得到充分的淬火效應，而且不能發(fā)揮所希望的機械性能。而如果加熱溫度超過1030℃，顆粒就會明顯變得粗化。性能隨上述的晶粒粗化而明顯降低。
本發(fā)明的耐熱鋼和高溫汽輪機轉(zhuǎn)子包含上述(1)～(10)的處于指定范圍內(nèi)的元素，Mo等效值在指定的范圍內(nèi)，而且原始奧氏體粒徑平均來說為100μm或更小。并且，上述(11)和(12)中所描述的元素以指定的范圍包含在沉淀物之內(nèi)。運轉(zhuǎn)相當于100,000小時后，在高溫汽輪機轉(zhuǎn)子暴露于平穩(wěn)運轉(zhuǎn)時最高溫度的蒸汽下的部分附近，沉淀物的總量能夠被確保在指定的值或更多，而且能夠相應地發(fā)揮所希望的機械性能。
如同本發(fā)明的包含鐵素體形成元素如Cr、Mo、W、V等等的耐熱鋼，在金屬結(jié)構(gòu)中可能取決于單個元素的加入量而產(chǎn)生鐵素體。這些元素集中在低合金鋼的鐵素體中，從而上述元素的作用不能充分發(fā)揮。因此，確定本發(fā)明的耐熱鋼具有單個添加元素((1)～(10))的附加范圍以便具有貝氏體單相結(jié)構(gòu)。
鐵素體相可以取決于制造時的加熱溫度或加熱后的冷卻條件而產(chǎn)生。特別是在制造過程中重復加熱和冷卻以及汽輪機轉(zhuǎn)子具有大的材料尺寸的地方，鐵素體相取決于例如淬火時的冷卻速度而產(chǎn)生。換句話說，鐵素體相具有當暴露在指定溫度范圍內(nèi)指定時間而產(chǎn)生的特征。例如，如果淬火時的冷卻速度低，它在冷卻階段就會穿過產(chǎn)生區(qū)域。結(jié)果，得到在貝氏體結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的帶有鐵素體相的結(jié)構(gòu)，從而性能降低。
即使當碳氮化物在鐵素體中沉積時，與貝氏體單相結(jié)構(gòu)相比，性能也會降低，并且成分濃度和結(jié)構(gòu)不可避免地變得不均勻。因此，為了避免淬火時的產(chǎn)生區(qū)域，在耐熱鋼的制造中，冷卻速度的調(diào)節(jié)以及貝氏體單相結(jié)構(gòu)的獲得是值得注意的。
盡管這樣還是能夠提供含有依照本發(fā)明成分范圍的、帶有貝氏體單相組織、具有高溫下好的機械性能而無需限制冷卻速度的耐熱鋼和高溫汽輪機轉(zhuǎn)子。此外，依照本發(fā)明的耐熱鋼和高溫汽輪機轉(zhuǎn)子，在高溫蒸汽環(huán)境中能夠進行穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)，而且在經(jīng)濟效率方面也是好的。
下面將描述本發(fā)明的實施方案。
(第一個實施方案)將要描述的是依照本發(fā)明一個實施方案的耐熱鋼具有優(yōu)異的性能。通過溶解約30公斤具有本發(fā)明化學成分范圍的材料、澆鑄、熱鍛鑄錠、進行退火、規(guī)格化和淬火以及回火而制造第一個實施方案中的樣品鋼。規(guī)格化后在鑄錠上于980～1030℃進行淬火，以使得鑄錠中心處的冷卻速度近似為20～80℃/h。
表1列出了制造的樣品鋼的化學成分。在表1所示的樣品鋼之中，鋼型P1～鋼型P14為含有依照本發(fā)明范圍的成分的耐熱鋼。而鋼型C1～鋼型C6為含有不是依照本發(fā)明范圍的化學成分的耐熱鋼，是比較例。表1也列出了每個鋼型的氧的殘余量。表1中的數(shù)值按重量百分比計。
如表1所示，包含Ti的樣品鋼中氧的殘余量最多為10ppm。這個值低于不含Ti的樣品鋼中氧的殘余量，這表明通過Ti加入的脫氧作用有效地運作。鋼型C2具有脫氧作用但是產(chǎn)生處于非固溶態(tài)的Ti碳氮化物。
調(diào)整表1中所示的鋼型使得其具有適合用于如表2所示汽輪機轉(zhuǎn)子的常溫下約660～690MPa的0.02％屈服應力。
對于每個鋼型，制備具有2mm厚度和V型缺口的用于依照JIS Z2202的擺錘式?jīng)_擊試驗的缺口試樣，并用這些試樣進行擺錘式?jīng)_擊試驗。測試結(jié)果如表2所示。表2也列出了在600℃和196MPa條件下蠕變斷裂試驗斷裂時間的測量結(jié)果。
處于本發(fā)明化學成分范圍內(nèi)的實施方案的鋼型P1～P14具有20℃下50～55J的沖擊吸收能量。而比較例的鋼型C1～C6具有20℃下最多40J的沖擊吸收能量，沖擊吸收能量一般比實施方案中的低。
對于實施方案的鋼型P1～P14的每個鋼來說，在600℃和196MPa條件下進行的蠕變斷裂試驗中的斷裂時間最短約為1850小時。而比較例的鋼型C1～C6的蠕變斷裂時間為800～1530小時。
在比較例的鋼型中，具有相對長斷裂時間的鋼型C1、鋼型C3和鋼型C5具有20℃下明顯低于實施方案的每個鋼型沖擊吸收能量的沖擊吸收能量。當Mo等效值(Mo和W/2的總量(重量％))低于如鋼型C4所具有的1.3并且當Mo等效值超過如鋼型C5所具有的1.4時，蠕變斷裂時間明顯很短。此外，即使Mo等效值在1.3～1.4的范圍內(nèi)，如果其它元素的加入量不在本發(fā)明的化學成分范圍，蠕變斷裂時間也短而且沖擊吸收能量也低。
從上面可以發(fā)現(xiàn)，當調(diào)整到同樣的常溫下0.02％的屈服應力時，實施方案的耐熱鋼與含有所加入元素的量不在本發(fā)明成分范圍之內(nèi)的比較例的耐熱鋼相比具有極好的沖擊吸收能量和蠕變斷裂時間值。而且，同樣可以看到的是，Ti的加入降低了鋼錠中殘余氧的量。
表1

*CE比較例表2

(第二個實施方案)將要描述的是當對含有本發(fā)明化學成分范圍的耐熱鋼進行回火熱處理時，希望將其調(diào)整到確保指定沉淀量的狀態(tài)。
在第二個實施方案中，將表1中所示的鋼型P1、鋼型P6、鋼型P11和鋼型P14從990℃淬火，以使得在樣品鋼中心處的冷卻速度近似為20～80℃/h，并且在630～730℃下進行回火熱處理。
表3列出了樣品鋼的回火熱處理之后在包含于沉淀物的元素當中的Fe、Cr、Mo、W和V的含量(重量％)以及沉淀物的總量(重量％)。表3也列出了600℃和196MPa條件下在樣品鋼上進行蠕變斷裂試驗的斷裂時間的測量結(jié)果。
從表3所示的測量結(jié)果可以看出，當每個如比較例所示的鋼型的回火熱處理后包含于沉淀物的單個元素的含量不在包含于本發(fā)明沉淀物中的元素含量的上述范圍之內(nèi)并且當沉淀物總量小于本發(fā)明沉淀物總量的范圍(3.5重量％或更多)時，蠕變斷裂時間變得相當短。
同時，可以看出，達到包含于本發(fā)明沉淀物的元素的含量并且具有不小于本發(fā)明沉淀物總量(3.5重量％或更多)的沉淀物總量的耐熱鋼(實施方案)表現(xiàn)出優(yōu)異的蠕變斷裂性能。正如從表2中的鋼型P1、鋼型P6、鋼型P11和鋼型P14的結(jié)果所假定的，在每個鋼型中，實施方案所示的耐熱鋼不僅能夠確保蠕變斷裂性能而且能夠確保足夠的沖擊吸收能量。
表3

E＝實施例；CE＝比較例(第三個實施方案)將要描述的是當將處于本發(fā)明化學成分范圍內(nèi)的耐熱鋼進行回火熱處理時，使它們調(diào)整到確保指定沉淀量的狀態(tài)，并且希望將在運行相當于100,000小時后暴露于指定溫度下高溫蒸汽的部分附近的沉淀物的總量確保在2.8重量％或更高。
在第三個實施方案中，將表1所示的回火熱處理后沉淀物總量滿足包含于本發(fā)明沉淀物的元素的含量范圍，并且沉淀物總量不小于本發(fā)明沉淀物的總量(3.5重量％或更高)或更高的鋼型P2、鋼型P7、鋼型P10和鋼型P13的耐熱鋼確定作為樣品鋼。而且，將樣品鋼在550～600℃范圍的溫度下加熱相當于100,000小時。
表4列出了回火熱處理后沉淀物總量和加熱相當于100,000小時后沉淀物總量的測量結(jié)果，以及在600℃和196MPa條件下由蠕變斷裂試驗得到的斷裂時間的測量結(jié)果。
從表4所示的測量結(jié)果可以看出，當加熱后沉淀物的總量超過2.8重量％(實施方案欄)時，蠕變斷裂時間為1500小時或更多，相對于表2所示鋼型P1～P14的蠕變斷裂時間確保至少斷裂時間的80％或更多。而當加熱后沉淀物的總量低于2.8％(比較例欄)時，蠕變斷裂時間約為700～825小時，斷裂時間只是約為表2所示鋼型P1～P14蠕變斷裂時間的40％。
從上面可以看出，當將處于本發(fā)明化學成分范圍內(nèi)的耐熱鋼進行回火熱處理時，(11)～(12)中所描述的元素以指定的范圍包含在沉淀物中，并且當在例如550～600℃的高溫下加熱相當于100,000小時并且如果這樣之后沉淀物的總量變?yōu)?.8重量％或更高時，能夠得到與沒有達到那個沉淀物總量的比較例相比相當長的蠕變斷裂時間。
表4

(第四個實施方案)將要描述的是處于本發(fā)明化學成分范圍內(nèi)的耐熱鋼適合于具有小的成分濃度沉淀并且均勻的鋼錠的制造。
依照第四個實施方案，假定制造60噸或更多的具有如表1所示鋼型P6、鋼型P12、鋼型C2和鋼型C6的化學成分的鋼錠，并且對沉淀的傾向進行數(shù)值模擬。
依照數(shù)值模擬，分析通過使用具有約為1.5的由澆鑄時模具的直徑除以模具的高度所得到的值的模具制造的鑄錠在凝固后鑄錠的中心部分在高度方向上的組分濃度。
表5列出了在那些成形為上述鋼型中最輕的元素C和最重的元素W的組分濃度的分析結(jié)果。表5中的值是由熔融金屬的組分濃度除以鋼錠各個部分的組分濃度所得到的值。而且，離鋼錠底部100％的距離是指鋼錠的頂端。
從表5所示的分析結(jié)果可以看出，最輕元素C在鋼型P6和鋼型P12中的濃度比在0.93～1.15的范圍內(nèi)，而最重元素W在鋼型P6和鋼型P12中的濃度比約為1.0。同時，可以看出，C在鋼型C2和鋼型C6中的濃度比朝著鋼錠尾部的方向變高并且發(fā)生相當大的組分沉淀。
從上述結(jié)果可以看出，本發(fā)明的化學成分范圍適合于具有小的組分濃度沉淀并且均勻的鋼錠的制造。
表5

(第五個實施方案)將要描述的是為什么希望將具有本發(fā)明化學成分范圍的耐熱鋼的原始奧氏體粒徑調(diào)整到平均來說100μm或更少。
依照第五個實施方案，使用表1所示的鋼型P3、鋼型P7、鋼型P12和鋼型P13作為樣品鋼。通過熱加工調(diào)整樣品鋼的粒徑，然后，將它們調(diào)整到適合于汽輪機轉(zhuǎn)子的常溫下約660～690MPa的0.02％屈服應力。
通過JIS G 0551中描述的測試方法測量樣品鋼的粒徑。并且，依照JIS Z 2241中所描述的拉伸測試方法測量300℃下的斷面收縮率。此外，測量300℃下蠕變斷裂試驗得到的缺口蠕變斷裂強度與潤滑材料相比是否提高或降低。
表6列出了上述測量的結(jié)果。
從表6所示的測量結(jié)果可以看出，如果原始奧氏體粒徑不超過100μm(實施方案)，就可以發(fā)揮拉伸斷面收縮率以及缺口強度的50％或更多，但是，如果原始奧氏體粒徑超過100μm(比較例)，拉伸斷面收縮率就會急劇減少，并且缺口也會被弱化。
從上面可以看出，優(yōu)異的拉伸特征和蠕變斷裂性能可以通過將在本發(fā)明化學成分范圍內(nèi)的耐熱鋼調(diào)整到指定的沉積狀態(tài)并且將粒徑調(diào)整到100μm或更小而得以發(fā)揮。
表6

E＝實施例 CE＝比較例本發(fā)明并不限于上述實施方案，在本發(fā)明的技術范圍內(nèi)可以進行不同的修改和變化。修改或變化的實施方案同樣也包括在本發(fā)明的技術范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種耐熱鋼，其按重量百分比計由0.25～0.35的C、0.15或更少的Si、0.2～0.8的Mn、0.3～0.6的Ni、1.6～1.9的Cr、0.26～0.35的V、0.6～0.9的Mo、0.9～1.4的W、低于0.01的Ti、0.001～0.007的N、總量為1.3～1.4的Mo和W/2以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)組成，其中在回火熱處理之后，該耐熱鋼由貝氏體單相組織組成，確保按重量百分比計1.0或更多的Fe、0.8～0.9的Cr、0.4～0.5的Mo、0.3～0.5的W以及0.2或更多的V移入沉淀物，并且沉淀物總量為3.5或更高。
2.依照權利要求1的耐熱鋼，其中Ti和/或N被Fe和C代替。
3.依照權利要求1或2的耐熱鋼，其中耐熱鋼具有原始奧氏體粒徑平均為100μm或更小的回火的貝氏體單相組織，并且即使M，RC型沉淀物、M，VC，R型沉淀物、M，QC型沉淀物和MC型沉淀物在貝氏體單相組織中沉積并暴露于指定溫度的高溫蒸汽下相當于100,000小時，沉淀物類型也不改變。
4.一種耐熱鋼，其按重量百分比計由0.25～0.35的C、0.15或更少的Si、0.2～0.8的Mn、0.3～0.6的Ni、1.6～1.9的Cr、0.26～0.35的V、0.6～0.9的Mo、0.9～1.4的W、低于0.01的Ti、總量為1.3～1.4的Mo和W/2以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)組成，其中在回火熱處理之后，該耐熱鋼由貝氏體單相組織組成，確保按重量百分比計1.0或更多的Fe、0.8～0.9的Cr、0.4～0.5的Mo、0.3～0.5的W以及0.2或更多的V移入沉淀物，并且沉淀物總量為3.5或更高。
5.依照權利要求4的耐熱鋼，其中Ti和/或N被Fe和C代替。
6.依照權利要求4或5的耐熱鋼，其中該耐熱鋼具有原始奧氏體粒徑平均為100μm或更小的回火的貝氏體單相組織，并且即使M，RC型沉淀物、M，VC，R型沉淀物、M，QC型沉淀物和MC型沉淀物在貝氏體單相組織中沉積并暴露于指定溫度的高溫蒸汽下相當于100,000小時，沉淀物類型也不改變。
7.一種耐熱鋼，其按重量百分比計由0.25～0.35的C、0.15或更少的Si、0.2～0.8的Mn、0.3～0.6的Ni、1.6～1.9的Cr、0.26～0.35的V、0.6～0.9的Mo、0.9～1.4的W、0.001～0.007的N、總量為1.3～1.4的Mo和W/2以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)組成，其中在回火熱處理之后，該耐熱鋼由貝氏體單相組織組成，確保按重量百分比計1.0或更多的Fe、0.8～0.9的Cr、0.4～0.5的Mo、0.3～0.5的W以及0.2或更多的V移入沉淀物，并且沉淀物總量為3.5或更高。
8.依照權利要求7的耐熱鋼，其中Ti和/或N被Fe和C代替。
9.依照權利要求7或8的耐熱鋼，其中該耐熱鋼具有原始奧氏體粒徑平均為100μm或更小的回火的貝氏體單相組織，并且即使M，RC型沉淀物、M，VC，R型沉淀物、M，QC型沉淀物和MC型沉淀物在貝氏體單相組織中沉積并暴露于指定溫度的高溫蒸汽下相當于100,000小時，沉淀物類型也不改變。
10.一種用于耐熱鋼的熱處理方法，其包括將按重量百分比計由0.25～0.35的C、0.15或更少的Si、0.2～0.8的Mn、0.3～0.6的Ni、1.6～1.9的Cr、0.26～0.35的V、0.6～0.9的Mo、0.9～1.4的W、少于0.01的Ti、0.001～0.007的N、總量為1.3～1.4的Mo和W/2以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)組成的鋼錠加熱到980～1030℃，冷卻以使得鋼錠中心部分的冷卻速度變?yōu)橹辽?0℃/h或更高，然后進行回火處理。
11.一種用于耐熱鋼的熱處理方法，包括將按重量百分比計由0.25～0.35的C、0.15或更少的Si、0.2～0.8的Mn、0.3～0.6的Ni、1.6～1.9的Cr、0.26～0.35的V、0.6～0.9的Mo、0.9～1.4的W、少于0.01的Ti、總量為1.3～1.4的Mo和W/2以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)組成的鋼錠加熱到980～1030℃，冷卻以使得鋼錠中心部分的冷卻速度變?yōu)橹辽?0℃/h或更高，然后進行回火處理。
12.一種用于耐熱鋼的熱處理方法，其包括將按重量百分比計由0.25～0.35的C、0.15或更少的Si、0.2～0.8的Mn、0.3～0.6的Ni、1.6～1.9的Cr、0.26～0.35的V、0.6～0.9的Mo、0.9～1.4的W、0.001～0.007的N、總量為1.3～1.4的Mo和W/2以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)組成的鋼錠加熱到980～1030℃，冷卻以使得鋼錠中心部分的冷卻速度變?yōu)橹辽?0℃/h或更多，然后進行回火處理。
13.一種包括耐熱鋼的高溫汽輪機轉(zhuǎn)子，所述耐熱鋼按重量百分比計由0.25～0.35的C、0.15或更少的Si、0.2～0.8的Mn、0.3～0.6的Ni、1.6～1.9的Cr、0.26～0.35的V、0.6～0.9的Mo、0.9～1.4的W、少于0.01的Ti、0.001～0.007的N、總量為1.3～1.4的Mo和W/2以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)組成，其中在回火熱處理之后，該耐熱鋼由貝氏體單相組織組成，確保按重量百分比計1.0或更多的Fe、0.8～0.9的Cr、0.4～0.5的Mo、0.3～0.5的W以及0.2或更多的V移入沉淀物，并且沉淀物總量為3.5或更高。
14.依照權利要求13的高溫汽輪機轉(zhuǎn)子，其中在平穩(wěn)運轉(zhuǎn)時暴露于最高溫度蒸汽的高溫汽輪機轉(zhuǎn)子部分的附近運轉(zhuǎn)相當于100,000小時后確保沉淀物總量為2.8％或更多。
15.依照權利要求13和14的高溫汽輪機轉(zhuǎn)子，其中該高溫汽輪機轉(zhuǎn)子具有原始奧氏體粒徑平均為100μm或更小的回火的貝氏體單相組織，并且即使M，RC型沉淀物、M，VC，R型沉淀物、M，QC型沉淀物和MC型沉淀物在貝氏體單相組織中沉積而且在平穩(wěn)運轉(zhuǎn)時暴露于最高溫度蒸汽下相當于100,000小時，沉淀物類型也不改變。
16.依照權利要求13的高溫汽輪機轉(zhuǎn)子，其中Ti和/或N被Fe和C代替。
17.一種包括耐熱鋼的高溫汽輪機轉(zhuǎn)子，所述耐熱鋼按重量百分比計由0.25～0.35的C、0.15或更少的Si、0.2～0.8的Mn、0.3～0.6的Ni、1.6～1.9的Cr、0.26～0.35的V、0.6～0.9的Mo、0.9～1.4的W、少于0.01的Ti、總量為1.3～1.4的Mo和W/2以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)組成，其中在回火熱處理之后，該耐熱鋼由貝氏體單相組織組成，確保按重量百分比計1.0或更多的Fe、0.8～0.9的Cr、0.4～0.5的Mo、0.3～0.5的W以及0.2或更多的V移入沉淀物，并且沉淀物總量為3.5或更高。
18.依照權利要求17的高溫汽輪機轉(zhuǎn)子，其中在平穩(wěn)運轉(zhuǎn)時暴露于最高溫度蒸汽的高溫汽輪機轉(zhuǎn)子部分的附近運轉(zhuǎn)相當于100,000小時后確保沉淀物總量為2.8％或更多。
19.依照權利要求17或18的高溫汽輪機轉(zhuǎn)子，其中該高溫汽輪機轉(zhuǎn)子具有原始奧氏體粒徑平均為100μm或更小的回火的貝氏體單相組織，并且即使M，RC型沉淀物、M，VC，R型沉淀物、M，QC型沉淀物和MC型沉淀物在貝氏體單相組織中沉積而且在平穩(wěn)運轉(zhuǎn)時暴露于最高溫度蒸汽下相當于100,000小時，沉淀物類型也不改變。
20.依照權利要求17的高溫汽輪機轉(zhuǎn)子，其中Ti和/或N被Fe和C代替。
21.一種包括耐熱鋼的高溫汽輪機轉(zhuǎn)子，所述耐熱鋼按重量百分比計由0.25～0.35的C、0.15或更少的Si、0.2～0.8的Mn、0.3～0.6的Ni、1.6～1.9的Cr、0.26～0.35的V、0.6～0.9的Mo、0.9～1.4的W、0.001～0.007的N、總量為1.3～1.4的Mo和W/2以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)組成，其中在回火熱處理之后，該耐熱鋼由貝氏體單相組織組成，確保按重量百分比計1.0或更多的Fe、0.8～0.9的Cr、0.4～0.5的Mo、0.3～0.5的W以及0.2或更多的V移入沉淀物，并且沉淀物總量為3.5或更高。
22.依照權利要求21的高溫汽輪機轉(zhuǎn)子，其中在平穩(wěn)運轉(zhuǎn)時暴露于最高溫度蒸汽的高溫汽輪機轉(zhuǎn)子部分的附近運轉(zhuǎn)相當于100,000小時后確保沉淀物總量為2.8％或更多。
23.依照權利要求21和22的高溫汽輪機轉(zhuǎn)子，其中該高溫汽輪機轉(zhuǎn)子具有原始奧氏體粒徑平均為100μm或更小的回火的貝氏體單相組織，并且即使M，RC型沉淀物、M，VC，R型沉淀物、M，QC型沉淀物和MC型沉淀物在貝氏體單相組織中沉積而且在平穩(wěn)運轉(zhuǎn)時暴露于最高溫度蒸汽下相當于100,000小時，沉淀物類型也不改變。
24.依照權利要求21的高溫汽輪機轉(zhuǎn)子，其中Ti和/或N被Fe和C代替。
全文摘要
一種按重量百分比計由0.25～0.35的C、0.15或更少的Si、0.2～0.8的Mn、0.3～0.6的Ni、1.6～1.9的Cr、0.26～0.35的V、0.6～0.9的Mo、0.9～1.4的W、低于0.01的Ti、0.001～0.007的N、總量為1.3～1.4的Mo和W/2以及余量的Fe和不可避免的雜質(zhì)所組成的耐熱鋼，其中在回火熱處理之后，該耐熱鋼貝氏體單相組織組成，確保按重量百分比計1.0或更多的Fe、0.8～0.9的Cr、0.4～0.5的Mo、0.3～0.5的W以及0.2或更多的V移入沉淀物，并且沉淀物總量為3.5或更高。
文檔編號C21D1/26GK1749427SQ200510109688
公開日2006年3月22日 申請日期2005年9月16日 優(yōu)先權日2004年9月16日
發(fā)明者石井龍一, 津田陽一 申請人:株式會社東芝