高Cr钢制涡轮转子的初层或上层焊接部、该焊接部用堆焊材料以及该堆焊部的制造方法技术

本发明专利技术涉及在高Cr钢涡轮转子的轴承接触面上形成的堆焊部的初层含有C：0.05～0.2%、Si：0.1～1.0%、Mn：0.3～1.5%、Cr：4.0～7.7%和Mo：0.5～1.5%，余量为Fe以及不可避免的杂质的多层堆焊部、上层焊接部含有C：0.05～0.2%、Si：0.1～1.0%、Mn：0.3～2.5%、Cr：1.0～4.0%和Mo：0.5～1.5%的多层堆焊部以及用于上述多层堆焊部的焊接材料和多层堆焊部的制造方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高Cr钢制涡轮转子的初层或上层焊接部、该焊接部用堆焊材料以及该堆焊部的制造方法
本专利技术涉及在高Cr钢制涡轮转子的轴承接触的面上形成含Cr钢堆焊的多层堆焊。
技术介绍
高Cr钢由于高温强度、低温韧性优良，因此，作为发电机的高压、中压涡轮转子原材料的使用正不断扩大。然而，对于高Cr钢制的涡轮转子的轴承接触面而言，使用中容易在轴承上发生烧结，有可能导致损伤。因此，提出了在转子的轴承部堆焊低合金钢来防止发生烧结的方法(例如参考专利文献1)。以往，对于这种堆焊，主要开发了用于埋弧焊的焊接材料和焊接方法。例如，专利文献2提出了适用于涡轮转子的轴颈部的焊接材料，考虑到焊接残余应力，公开了初层焊接材料使用与上层的低合金钢和转子基材相比更低强度并且线膨胀系数更大的焊接材料。另外，专利文献3中记载的专利技术中，以增加疲劳强度为目的试图减轻强度差异。专利文献4中公开了通过在初层中使用Cr量高的焊接材料来实现疲劳强度提高。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开昭57-137456号公报专利文献2：日本特开平6-272503号公报专利文献3：日本特开平9-76091号公报专利文献4：日本特开平9-066388号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，在专利文献2中记载的用于初层焊接材料的焊接材料中不包含Cr，因此，根据上层的强度，消除应力退火时在推力部等形状不连续部的初层上产生应变的集聚，根据情况有可能产生裂纹等缺陷。另外，专利文献3中记载的专利技术中通过利用规定的初层Cr量1.0%的焊接材料的施工，有可能使焊接部Cr含量降低，而且，在焊接后的消除应力退火时由于母材与焊接金属的Cr量之差，产生C等的扩散，焊接金属侧的强度可能降低。由此可见，现有技术中，与转子基材接触的焊接材料的Cr含量低，并且没有考虑到转子基材、初层、上层的强度平衡，因此，由焊接产生的残余应力高。另外，在由于形状而容易产生应力集中的推力部等形状不连续部，有可能产生缺陷。专利文献4中，虽然在初层中使用Cr量高的焊接材料，但预测由于基于转子母材的成分而由焊接引起的成分稀释，消除应力退火裂纹敏感性提高，因此，具有改善的余地。因此，本专利技术的目的在于，提供用于满足高Cr钢制涡轮转子轴承部所要求的强度和韧性、并且避免消除应力退火时的裂纹的初层或上层用堆焊材料的组合以及由此得到的初层或上层焊接部以及多层堆焊部的制造方法。用于解决问题的方法即，第一专利技术涉及在高Cr钢制涡轮转子的轴承接触面上形成的多层堆焊部中的初层焊接部，其特征在于，以重量%计含有C：0.05～0.2%、Si：0.1～1.0%、Mn：0.3～1.5%、Cr：4.0～7.7%和Mo：0.5～1.5%，余量由Fe和不可避免的杂质构成，上述不可避免的杂质相对于上述初层焊接部以重量%计为P：0.015%以下、S：0.015%以下、Cu：0.2%以下、V：0.2%以下、Ni：0.3%以下、Co：1.5%以下、B：0.005%以下、W：1.5%以下和Nb：0.07%以下。第二专利技术涉及在高Cr钢制涡轮转子的轴承接触面上形成的多层堆焊部中的初层焊接部，其特征在于，在上述第一专利技术中，满足下式(1)。Pcr(1)=(初层焊接部中的Cr量)×0.65-(高Cr钢制涡轮转子的Cr量-初层焊接部中的Cr量)×0.35＞0.7…(1)第三专利技术涉及用于得到在高Cr钢制涡轮转子的轴承接触面上形成的多层堆焊部中的上述第一专利技术或第二专利技术的初层焊接部的初层焊接部用堆焊材料，其特征在于，以重量%计含有C：0.03～0.2%、Si：0.1～1.0%、Mn：0.3～1.2%、Cr：2.0～5.5%和Mo：0.1～1.5%，余量由Fe和不可避免的杂质构成，上述不可避免的杂质相对于上述初层焊接部用焊接材料以重量%计为P：0.015%以下、S：0.015%以下、Cu：0.2%以下、V：0.1%以下、以及总和为0.2%以下的选自由Ni、Nb和Ti组成的组中的一种以上。第四专利技术涉及在高Cr钢制涡轮转子的轴承接触面上形成的多层堆焊部中在上述第一或第二专利技术的初层焊接部上形成的上层焊接部，其特征在于，以重量%计含有C：0.05～0.2%、Si：0.1～1.0%、Mn：0.3～2.5%、Cr：1.0～4.0%和Mo：0.5～1.5%，余量由Fe和不可避免的杂质构成，上述不可避免的杂质相对于上述上层焊接部以重量%计为P：0.015%以下、S：0.015%以下、Cu：0.2%以下、V：0.15%以下、Ni：0.3%以下和Nb：0.07%以下。第五专利技术涉及高Cr钢制涡轮转子的上层焊接部，其特征在于，在上述第四专利技术中，该上层焊接部中含有的V量少于上述第一或第二专利技术的初层焊接部中含有的V量。第六专利技术涉及高Cr钢制涡轮转子的上层焊接部，其特征在于，在上述第四或第五专利技术中，满足下式(2)。Pcr(n)=(第n层上层焊接部中的Cr量)×0.65-{第(n-1)层上层焊接部中的Cr量-第n层上层焊接部中的Cr量}×0.35＞0.7…(2)其中，N表示构成多层堆焊部的层的数目，2≤n≤N。第七专利技术涉及用于得到在高Cr钢制涡轮转子的轴承接触面上形成的多层堆焊部的初层焊接部上形成的、上述第四～第六专利技术中任意一个专利技术的上层焊接部的上层焊接部用堆焊材料，其特征在于，以重量%计含有C：0.03～0.2%、Si：0.1～1.0%、Mn：0.3～3.0%、Cr：1.0～2.5%和Mo：0.1～1.5%，余量由Fe和不可避免的杂质构成，上述不可避免的杂质相对于上述上层焊接部用堆焊材料以重量%计为P：0.015%以下，S：0.015%以下，Cu：0.2%以下，V：0.1%以下、以及总和为0.2%以下的选自由Ni、Nb和Ti组成的组中的一种以上。第八专利技术涉及高Cr钢制涡轮转子的多层堆焊部的制造方法，其特征在于，在高Cr钢制涡轮转子的轴承接触面上，通过使用初层焊接部用堆焊材料的焊接，形成上述第一或第二专利技术的初层焊接部，所述初层焊接部用堆焊材料以重量%计含有C：0.03～0.2%、Si：0.1～1.0%、Mn：0.3～1.2%、Cr：2.0～5.5%和Mo：0.1～1.5%，余量由Fe和不可避免的杂质构成，上述不可避免的杂质相对于初层焊接部用堆焊材料以重量%计为P：0.015%以下、S：0.015%以下、Cu：0.2%以下、V：0.1%以下、以及总和为0.2%以下的选自由Ni、Nb和Ti组成的组中的一种以上，在上述形成的初层焊接部的上层，通过使用上层焊接部用堆焊材料的焊接，形成上述第四～第六专利技术中任意一个专利技术的上层焊接部，所述上层焊接部用堆焊材料以重量%计含有C：0.03～0.2%、Si：0.1～1.0%、Mn：0.3～3.0%、Cr：1.0～2.5%和Mo：0.1～1.5%，余量由Fe和不可避免的杂质构成，上述不可避免的杂质相对于上层焊接部用堆焊材料以重量%计为P：0.015%以下、S：0.015%以下、Cu：0.2%以下、V：0.1%以下、以及总和为0.2%以下的选自由Ni、Nb和Ti组成的组中的一种以上。专利技术效果通过本专利技术的上层焊接部，在初层与上层的界面部不会生成铁素体，而且能够抑制消除应力退火裂纹，能够在满足轴承部所要求的强度和韧性的同时防止轴承的烧结。另外，通过使上述第一专利技术和第二专利技术的初层焊接部与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高Cr钢制涡轮转子的初层焊接部，是在高Cr钢制涡轮转子的轴承接触面上形成的多层堆焊部中的初层焊接部，其特征在于，以重量%计含有C：0.05～0.2%、Si：0.1～1.0%、Mn：0.3～1.5%、Cr：4.0～7.7%和Mo：0.5～1.5%，余量由Fe和不可避免的杂质构成，所述不可避免的杂质相对于所述初层焊接部以重量%计为P：0.015%以下、S：0.015%以下、Cu：0.2%以下、V：0.2%以下、Ni：0.3%以下、Co：1.5%以下、B：0.005%以下、W：1.5%以下和Nb：0.07%以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.08.17 JP 2011-1786281.一种高Cr钢制涡轮转子的初层焊接部，是在高Cr钢制涡轮转子的轴承接触面上形成的多层堆焊部中的初层焊接部，其特征在于，所述初层焊接部的成分以重量％计含有C：0.05～0.2％、Si：0.1～1.0％、Mn：0.3～1.5％、Cr：4.0～7.7％和Mo：0.5～1.5％，余量由Fe和不可避免的杂质构成，所述不可避免的杂质相对于所述初层焊接部以重量％计为P：0.015％以下、S：0.015％以下、Cu：0.2％以下、V：0.2％以下、Ni：0.3％以下、Co：1.5％以下、B：0.005％以下、W：1.5％以下和Nb：0.07％以下，在所述初层焊接部上形成的上层焊接部的成分以重量％计含有C：0.05～0.2％、Si：0.1～1.0％、Mn：0.3～2.5％、Cr：1.0～4.0％和Mo：0.5～1.5％，余量由Fe和不可避免的杂质构成，所述不可避免的杂质相对于所述上层焊接部以重量％计为P：0.015％以下、S：0.015％以下、Cu：0.2％以下、V：0.15％以下、Ni：0.3％以下和Nb：0.07％以下，所述上层焊接部中含有的V量少于所述初层焊接部中含有的V量。2.如权利要求1所述的高Cr钢制涡轮转子的初层焊接部，其特征在于，满足式(1)，Pcr(1)＝(初层焊接部中的Cr量)×0.65-(高Cr钢制涡轮转子的Cr量-初层焊接部中的Cr量)×0.35＞0.7…(1)。3.一种高Cr钢制涡轮转子的初层焊接部用堆焊材料，是用于得到在高Cr钢制涡轮转子的轴承接触面上形成的多层堆焊部中权利要求1或2所述的初层焊接部的焊接材料，其特征在于，以重量％计含有C：0.03～0.2％、Si：0.1～1.0％、Mn：0.3～1.2％、Cr：2.0～5.5％和Mo：0.1～1.5％，余量由Fe和不可避免的杂质构成，所述不可避免的杂质相对于所述焊接材料以重量％计为P：0.015％以下、S：0.015％以下、Cu：0.2％以下、V：0.1％以下以及总和为0.2％以下的选自由Ni、Nb和Ti组成的组中的一种以上。4.一种高Cr钢制涡轮转子的上层焊接部，是在高Cr钢制涡轮转子的轴承接触面上形成的多层堆焊部中在权利要求1或2所述的初层焊接部上形成的上层焊接部，其特征在于，以重量％计含有C：0.05～0.2％、Si：0.1～1.0％、Mn：0.3～2.5％、Cr：1.0～4.0％和Mo：0.5～1....

【专利技术属性】
技术研发人员：本间祐太，茅野林造，坂田干宏，山下贤，
申请(专利权)人：株式会社日本制钢所，株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：日本;JP