本发明专利技术提供实施方式的耐热铸钢，以质量％计，含有C：0.05～0.15、Si：0.03～0.2、Mn：0.1～1.5、Ni：0.1～1、Cr：8～10.5、Mo：0.2～1.5、V：0.1～0.3、Co：0.1～5、W：0.1～5、N：0.005～0.03、Nb：0.01～0.2、B：0.002～0.015、Ti：0.01～0.1，残余部分包含Fe以及不可避免的杂质。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术所记载的实施方式涉及耐热铸钢及其制造方法、由该耐热铸钢形成的汽轮机的铸造部件及其制造方法。
技术介绍
在火力发电系统中，为了使发电效率更高效率化，有使汽轮机的蒸气温度上升的倾向。其结果是，用于汽轮机的铸钢材料所要求的高温特性也变得更加严格。至今为止，作为用于汽轮机的铸钢材料，提案了多种耐热铸钢。作为用于汽轮机的耐热铸钢材料，为了有助于进一步提高发电效率，需要提高长时间蠕变断裂寿命。另外，在如汽轮机的机匣或高温用阀机匣这样构成大型铸造材料时，特别要求耐热铸钢材料的品质良好。具体而言，要求铸造时的金属液流动性优良、气孔或缩孔、热撕裂等铸造缺陷少、另外素材各部位的成分偏析少等。另外，在产生铸造缺陷时，对该部位进行焊接修补，因此对于用于汽轮机的耐热铸钢材料也要求优良的焊接性。另外，作为给铸造部件的品质带来影响的因素，可以列举出铸造方法、构成铸造部件的材料的化学组成成分等。因此，需要与所制造的铸造部件相对应地选择最佳的材料的化学组成成分。另外，对于用于汽轮机的耐热铸钢材料，从防止汽轮机在运转时破坏的观点出发， 要求不仅蠕变断裂寿命优良而且蠕变延展性和韧性也优良的特性。另外，如果耐热铸钢受到高温下长时间的时效工序或长时间的蠕变劣化，则有时蠕变断裂延展性和韧性降低。如果作为大型构造部件的涡轮机匣或高温阀等中产生这些特性的降低，则运用上的危险性升尚ο因此，对于用于汽轮机的耐热铸钢材料，考虑到由材料的经年劣化而引起的强度、 延展性以及韧性的降低，提供长期可靠性高的产品是很重要的。如上所述，对于提高长时间蠕变断裂寿命、提高蠕变断裂延展性和韧性以及抑制高温长期运行后的经年劣化，要实现全部兼顾是非常困难的。附图说明图1是用于焊接性试验的平板的俯视图。 具体实施例方式在本专利技术所涉及的实施方式中，为了能够使火力发电系统中的发电效率高效率化、汽轮机的长期耐久性提高等，对于用于汽轮机的锻造部件的耐热钢，为了实现(1)长时间蠕变断裂寿命的提高、(2)蠕变断裂延展性和韧性的提高、(3)高温长期运行后的经年劣化的抑制，专利技术者们进行了深入的研究，发现以下方法是有效的。(1)为了提高长时间蠕变断裂寿命，要实现Cr含量的适宜化、没有形成粗大的BN 的B含量的适宜化。(2)为了提高蠕变断裂延展性和韧性，要确保对于由微细Nb(C，N)碳氮化物的分散析出而引起的蠕变断裂寿命的提高有效的N含量，并且从抑制粗大的BN生成的观点出发，要实现N含量的适宜化。(3)为了抑制高温长期运行后的经年劣化，要实现Mo含量的适宜化。如上所述，在实施方式中，特别是通过实现Mo含量、B含量、Cr含量的适宜化，得到了能够一并达成上述(1) (3)的耐热铸钢。本专利技术所涉及的实施方式中的耐热铸钢，以质量％计，含有C :0. 05 0. 15、Si 0. 03 0. 2,Mn :0. 1 1. 5,Ni :0. 1 l、Cr :8 10. 5,Mo :0. 2 1. 5、V :0. 1 0. 3、Co 0. 1 5、W :0. 1 5、N :0. 005 0. 03,Nb :0. 01 0. 2、B :0. 002 0. 015,Ti :0. 01 0. 1，残余部分包含狗以及不可避免的杂质。本专利技术所涉及的实施方式中的耐热铸钢，以质量％计，在上述化学组成中还可以含有Ta 0. 01 0. 2、Zr :0. 01 0. 1以及Re :0. 01 1. 5中的至少一种。对上述实施方式的耐热铸钢中的各组成成分范围的限定理由进行说明。而且，在以下的说明中表示组成成分的％，只要没有特别明确记载，则设定为质量％。(I)C(碳)C确保淬火性，促进马氏体相变。另外，C与合金中的Fe、Cr、Mo等形成M23C6型的碳化物，或与Nb、V、N等形成MX型碳氮化物，通过析出强化而提高高温蠕变强度。因此，C 是不可欠缺的元素。C也是有助于提高耐力、并且对于抑制δ铁素体生成不可欠缺的元素。 为了发挥这些效果，需要含有0.05%以上的C。另一方面，如果C的含有率超过0. 15%，则容易引起碳化物或碳氮化物的凝聚和粗大化，从而高温蠕变断裂强度降低。因此，将C的含有率设为0. 05 0. 15%。根据相同的理由，优选将C的含有率设为0. 08 0. 14%。更优选C的含有率为0. 10 0. 13%。O) Si(硅)Si是作为钢液的脱氧剂有效的元素，对于提高铸造时的金属液流动性有用。为了发挥这些效果，需要含有0. 03 %以上的Si。另一方面，如果Si的含有率超过0. 2 %，则铸造品内部的偏析增加，并且回火脆化敏感性变得极高。并且，损害缺口韧性，由于长时间保持在高温下，助长析出物形态的变化，从而韧性发生经时劣化。因此，将Si的含有率设为 0.03 0.2%。根据相同的理由，优选将Si的含有率设为0.05 0. 17%。更优选Si的含有率为0. 10 0. 15%。C3)Mn(锰)Mn作为熔解时的脱氧剂和脱硫剂有效，是对于提高淬火性并提高强度也有效的元素。为了发挥这些效果，需要含有0. 以上的Mn。另一方面，如果Mn的含有率超过1.5%， 则Mn与S结合而形成非金属夹杂物MnS，韧性降低，韧性发生经时劣化，并且高温蠕变断裂强度降低。因此，将Mn的含有率设为0.1 1.5%。根据相同的理由，优选将Mn的含有率设为0.3 1.0%。更优选Mn的含有率为0.4 0.6%。(镍)M是奥氏体稳定化元素，对韧性提高有效。对于使淬火性增大、抑制δ铁素体生成、提高室温下的强度和韧性也有效。为了发挥这些效果，需要含有0.1%以上的Ni。另一方面，如果M的含有率超过1%，则助长碳化物或拉夫斯相的凝聚和粗大化，使高温蠕变断裂强度降低，或者助长回火脆性。因此，将Ni的含有率设为0.1 1%。根据相同的理由， 优选将Ni的含有率设为0. 15 0. 6%。更优选Ni的含有率为0. 2 0. 4%。(5) Cr (铬)Cr是为了提高耐氧化性以及高温耐腐蚀性、通过由M23C6型碳化物或M2X型碳氮化物引起的析出强化来提高高温蠕变断裂强度必不可缺的元素。为了发挥这些效果，需要含有8%以上的Cr。另一方面，随着Cr的含量增高，室温下的拉伸强度、和短时间蠕变断裂强度增强，但有长时间蠕变断裂强度降低的倾向。这也可以认为是长时间蠕变断裂寿命的弯曲现象的一个原因。另外，如果Cr含量增多，则在长时间范围内马氏体组织的下部组织(微细组织)产生显著变化，下部组织副晶粒化、晶界附近的析出物显著凝聚和粗大化、位错密度显著减少等微细组织的劣化加剧。如果Cr含有率超过10.5%，则这些倾向快速增强。 因此，将Cr的含有率设为8 10. 5%。根据相同的理由，优选将Cr的含有率设为8. 5 10.2%。更优选Cr的含有率为8. 7 %以上且低于9.5%。(6) Mo(钼)Mo固溶在合金中，使基体固溶强化。另外，Mo生成微细碳化物Mo2C或微细的拉夫斯相(Mo，W)，从而使高温蠕变断裂强度提高。另外，Mo提高回火软化抗力。Mo是对抑制回火脆化也有效的元素。为了发挥这些效果，需要含有0.2%以上的Mo。另一方面，如果 Mo的含有率超过1.5%，则生成δ铁素体，使韧性显著降低，并且也使高温蠕变断裂强度降低。因此，将Mo的含本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：山田政之，高久历，大西春树，奥野研一，今井健一，田中慎二，三木一宏，
申请(专利权)人：株式会社东芝，株式会社日本制钢所，
类型：发明
国别省市：
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