(57)【要約】【課題】主蒸気温度が６７５℃以上、７００℃に及ぶ蒸気タービン向けの大型ロータを提供する。【解決手段】ロータを軸方向に複数個に分割し、それぞれ適切な材料にて形成し、冶金的又は機械的に連結して一体ロータとする。メタル温度が６７５℃以上となる部分はＡｌ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｃｒ及びＦｅを含み、残部がＮｉ及び不純物よりなり、ＡｌとＴｉとＮｂ及びＭｏの含有量が１．３３　×（Ａｌ重量％＋Ｔｉ重量％）＋８＜（Ｎｂ重量％＋Ｍｏ重量％）＜１．３３　×（Ａｌ重量％＋Ｔｉ重量％）＋１２の関係にあり、Ｆｅの含有量が３０重量％以下、Ｃｒの含有量が１０〜２４重量％よりなるＮｉ基合金によって形成する。【効果】高温強度の高いＮｉ基合金を用いてロータを作製することができる。【選択図】　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主蒸気温度が６７５℃以上である蒸気タービンに使用されるロータにおいて、前記ロータがメタル温度に応じて複数の部分に分割されて連結されており、
メタル温度が６７５℃以上になる部分がＡｌ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｃｒ及び
Ｆｅを含み、残部がＮｉ及び不純物よりなり、ＡｌとＴｉとＮｂ及びＭｏの含有量が１．３３　×（Ａｌ重量％＋Ｔｉ重量％）＋８＜（Ｎｂ重量％＋Ｍｏ重量％）＜１．３３　×（Ａｌ重量％＋Ｔｉ重量％）＋１２の関係にあり、Ｆｅの含有量が３０重量％以下、Ｃｒの含有量が１０〜２４重量％よりなるＮｉ基合金により形成されていることを特徴とする蒸気タービンロータ。
【請求項２】
請求項１において、メタル温度が６７５℃以上になる部分がＮｉ量５０〜５５重量％，Ｃｒ量１７〜２１重量％，Ｔｉ量０．６５〜１．１５重量％，Ｎｂ＋Ｔａ量４．７５〜５．５０重量％，Ａｌ量０．２〜０．８重量％，Ｍｏ２．８〜３．３重量％，Ｃ量０．０５　重量％以下残部がＦｅからなるＮｉ基合金により形成されていることを特徴とする蒸気タービンロータ。
【請求項３】
請求項１において、メタル温度が６７５℃以上になる部分が前記Ｎｉ基合金の鍛造材により形成されていることを特徴とする蒸気タービンロータ。
【請求項４】
異種の材料よりなる分割ロータを軸方向に連結して形成してなるロータであって、主蒸気温度が６７５℃以上の蒸気タービンに使用されるものにおいて、
メタル温度が６７５℃以上の部分とメタル温度が６６０〜６７５℃の部分及びメタル温度が６６０℃未満の部分によりそれぞれの分割ロータを形成し、
メタル温度が６７５℃以上となる部分を形成する分割ロータをＡｌ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｃｒ及びＦｅを含み、残部がＮｉ及び不純物よりなり、ＡｌとＴｉとＮｂ及びＭｏの含有量が１．３３　×（Ａｌ重量％＋Ｔｉ重量％）＋８＜（Ｎｂ重量％＋Ｍｏ重量％）＜１．３３　×（Ａｌ重量％＋Ｔｉ重量％）＋１２の関係にあり、Ｆｅの含有量が３０重量％以下、Ｃｒの含有量が１０〜２４重量％よりなるＮｉ基合金によって形成し、
メタル温度が６６０〜６７５℃となる部分を形成する分割ロータをＡｌ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｃｒ及びＦｅを含み、残部がＮｉ及び不純物よりなり、ＡｌとＴｉとＮｂ及びＭｏの含有量が１．３３　×（Ａｌ重量％＋Ｔｉ重量％）＋４＜（Ｎｂ重量％＋Ｍｏ重量％）＜１．３３　×（Ａｌ重量％＋Ｔｉ重量％）＋８の関係にあり、Ｆｅの含有量が３０〜４５重量％、Ｃｒの含有量が１４〜１８重量％よりなるＮｉ基合金によって形成したことを特徴とする蒸気タービンロータ。
【請求項５】
請求項４において、メタル温度が６６０〜６７５℃となる部分を形成する分割ロータがＦｅ量３５〜４５重量％，Ｃｒ量１４〜１８重量％，Ｔｉ量１．５〜２．０重量％，Ｎｂ量２．５〜３．０重量％，Ａｌ量０．１〜０．５重量％　，Ｃ量０．０５重量％以下残部がＮｉおよび不純物よりなるＮｉ基合金の鍛造材によって形成されていることを特徴とする蒸気タービンロータ。
【請求項６】
請求項４において、メタル温度が６６０℃未満の部分を形成する分割ロータがＡｌ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｃｒ及びＦｅを含み、残部がＮｉ及び不純物よりなり、ＡｌとＴｉとＮｂ及びＭｏの含有量が１．３３　×（Ａｌ重量％＋Ｔｉ重量％）＋２＜（Ｎｂ重量％＋Ｍｏ重量％）＜１．３３　×（Ａｌ重量％＋Ｔｉ重量％）＋４の関係にあり、Ｆｅの含有量が４５〜６０重量％、Ｃｒの含有量が１４〜１６重量％よりなるＮｉ基合金により形成されていることを特徴とする蒸気タービンロータ。
【請求項７】
請求項６において、メタル温度が６６０℃未満の部分を形成する分割ロータがＡ２８６よりなるＮｉ基合金の鍛造材によって形成されていることを特徴とする蒸気タービンロータ。
【請求項８】
請求項４において、分割された複数の部分がそれぞれ隣接した部分と冶金的結合及び機械的結合のいずれかにより連結されていることを特徴とする蒸気タービンロータ。
【請求項９】
請求項４において、メタル温度６６０℃未満の部分が更にメタル温度６３０℃以上の部分とメタル温度が６３０℃を下回る部分とに分割され、メタル温度が
６３０℃以上の部分を形成する分割ロータがＡｌ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｃｒ及びＦｅを含み、残部がＮｉ及び不純物よりなり、ＡｌとＴｉとＮｂ及びＭｏの含有量が１．３３　×（Ａｌ重量％＋Ｔｉ重量％）＋２＜（Ｎｂ重量％＋Ｍｏ重量％）＜１．３３　×（Ａｌ重量％＋Ｔｉ重量％）＋４の関係にあり、Ｆｅの含有量が
４５〜６０重量％、Ｃｒの含有量が１４〜１６重量％よりなるＮｉ基合金の鍛造材により形成されていることを特徴とする蒸気タービンロータ。
【請求項１０】
請求項９において、メタル温度が６３０℃以上の部分を形成する分割ロータがＮｉ量２３〜２９重量％，Ｃｒ量が１４〜１６重量％，Ｍｏ量が１．０〜１．５重量％，Ａｌ量が０．１〜０．３重量％，Ｔｉ量が０．７〜１．３重量％，Ｍｎ量が
１．０〜１．５重量％，Ｓｉ量が０．２５〜０．７５重量％，Ｃ量が０．０３〜０．０７重量％、残部のＦｅおよび不純物よりなるＮｉ−Ｆｅ基合金の鍛造材により形成されていることを特徴とする蒸気タービンロータ。
【請求項１１】
請求項９において、メタル温度が６３０℃を下回る部分を形成する分割ロータが１２Ｃｒ鋼よりなる鍛造材により形成されていることを特徴とする蒸気タービンロータ。
【請求項１２】
請求項９において、メタル温度が６３０℃以上の部分を形成する分割ロータとメタル温度が６３０℃を下回る部分を形成する分割ロータとが冶金的結合及び機械的結合のいずれかにより連結されていることを特徴とする蒸気タービンロータ。
【請求項１３】
主蒸気温度が６７５℃以上の蒸気タービンに使用され、異種の材料よりなる分割ロータを軸方向に連結することによって形成されたロータにおいて、
メタル温度が６７５℃以上になる部分をもって分割ロータの１つが形成され、該分割ロータがＦｅ量３５〜４５重量％，Ｃｒ量１４〜１８　重量％，Ｔｉ量１．５〜２．０重量％，Ｎｂ量１．８〜２．２重量％，Ａｌ量１．０〜１．２５重量％，Ｃ量０．０５　重量％以下、残部がＮｉ及び不純物よりなり、γ′相により析出強化されたＮｉ基合金の鍛造材により形成されたことを特徴とする蒸気タービンロータ。
【請求項１４】
請求項１３において、メタル温度が６６０℃〜６７５℃の部分が更に１つの分割ロータを形成し、該分割ロータがＡｌ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｃｒ及びＦｅを含み、残部がＮｉ及び不純物よりなり、ＡｌとＴｉとＮｂ及びＭｏの含有量が１．３３×（Ａｌ重量％＋Ｔｉ重量％）＋４＜（Ｎｂ重量％＋Ｍｏ重量％）＜１．３３　×（Ａｌ重量％＋Ｔｉ重量％）＋８の関係にあり、Ｆｅの含有量が３０〜４５重量％、Ｃｒの含有量が１４〜１８重量％よりなるＮｉ基合金によって形成されたことを特徴とする蒸気タービンロータ。
【請求項１５】
請求項１４において、メタル温度が６６０℃未満の部分が更に１つの分割ロータを形成し、該分割ロータがＡｌ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｃｒ及びＦｅを含み、残部がＮｉ及び不純物よりなり、ＡｌとＴｉとＮｂ及びＭｏの含有量が１．３３　×（Ａｌ重量％＋Ｔｉ重量％）＋２＜（Ｎｂ重量％＋Ｍｏ重量％）＜１．３３　×
（Ａｌ重量％＋Ｔｉ重量％）＋４の関係にあり、Ｆｅの含有量が４５〜６０重量％、Ｃｒの含有量が１４〜１６重量％よりなるＮｉ基合金によって形成されたことを特徴とする蒸気タービンロータ。
【請求項１６】
請求項１４において、メタル温度が６６０℃未満の部分のうちメタル温度が
６３０℃以上の部分をもって１つの分割ロータが形成され、該分割ロータがＡｌ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｃｒ及びＦｅを含み、残部がＮｉ及び不純物よりなり、
ＡｌとＴｉとＮｂ及びＭｏの含有量が１．３３　×（Ａｌ重量％＋Ｔｉ重量％）＋２＜（Ｎｂ重量％＋Ｍｏ重量％）＜１．３３　×（Ａｌ重量％＋Ｔｉ重量％）＋４の関係にあり、Ｆｅの含有量が４５〜６０重量％、Ｃｒの含有量が１４〜１６重量％よりなるＮｉ基合金によって形成されたことを特徴とする蒸気タービンロータ。
【請求項１７】
請求項１６において、メタル温度が６３０℃以上の部分を形成する分割ロータがＡ２８６よりなるＮｉ基合金の鍛造材により形成されていることを特徴とする蒸気タービンロータ。
【請求項１８】
請求項１６において、メタル温度６３０℃未満の部分を形成する分割ロータが１２Ｃｒ鋼よりなる鍛造材によって形成されていることを特徴とする蒸気タービンロータ。
【請求項１９】
主蒸気温度が６７５℃以上であり、重量が１０トン以上のロータを備えた蒸気タービンにおいて、
メタル温度に応じて複数個に分割され軸方向に連結されて一体に形成された前記ロータを有し、
メタル温度が６７５℃以上となる部分を形成する分割ロータを有し、該分割ロータがＡｌ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｃｒ及びＦｅを含み、残部がＮｉ及び不純物よりなり、ＡｌとＴｉとＮｂ及びＭｏの含有量が１．３３　×（Ａｌ重量％＋Ｔｉ重量％）＋８＜（Ｎｂ重量％＋Ｍｏ重量％）＜１．３３　×（Ａｌ重量％＋Ｔｉ重量％）＋１２の関係にあり、Ｆｅの含有量が３０重量％以下、Ｃｒの含有量が１０〜２４重量％よりなるＮｉ基合金によって形成されていることを特徴とする蒸気タービン。
【請求項２０】
請求項１９において、メタル温度６６０℃以上６７５℃未満の部分を形成する分割ロータを有し、該分割ロータがＡｌ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｃｒ及びＦｅを含み、残部がＮｉ及び不純物よりなり、ＡｌとＴｉとＮｂ及びＭｏの含有量が１．３３×（Ａｌ重量％＋Ｔｉ重量％）＋４＜（Ｎｂ重量％＋Ｍｏ重量％）＜１．３３　×（Ａｌ重量％＋Ｔｉ重量％）＋８の関係にあり、Ｆｅの含有量が３０〜４５重量％、Ｃｒの含有量が１４〜１８重量％よりなるＮｉ基合金によって形成されていることを特徴とする蒸気タービン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸気タービンロータ及び蒸気タービンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
蒸気タービンは、効率向上の点から主蒸気温度が高くなってきている。また、蒸気タービンのロータは大型化する傾向にある。主蒸気温度が６００℃以下のときには、ロータ材には１２Ｃｒ鋼のようにフェライト鋼を用いることができた。しかし、主蒸気温度が６５０℃を超えるようになってきた今日ではフェライト鋼では強度不足であり、Ｎｉ基合金が用いられる。
【０００３】
Ｎｉ基合金は、大型鋼塊の製造が難しく、高温強度が高いＮｉ基合金ほど大型化が難しい。
【０００４】
特開２０００−２８２８０８号公報には、異種材料よりなる複数個の分割ロータを一体に連結してロータを形成し、６５０℃以上の温度にさらされる分割ロータをＮｉを３５％以上含むＮｉ基合金によって代表されるオーステナイト系鉄鋼材料によって形成することが記載されている。特開平２０００−６４８０５号公報には、ロータを軸受部と高温部と低温部に分割して異種材料により形成し、これらを溶接により接合することが記載されている。ロータを複数個の分割ロータから形成して一体にすることは特開平３−２３７２０５号公報にも記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
蒸気タービンの主蒸気温度は、６７５℃以上７００℃にも及ぼうとしており、このような超高温蒸気タービンに適するロータの開発が望まれる。
【０００６】
本発明の目的は、主蒸気温度が６７５℃以上の蒸気タービンに適用するのに適したロータを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の分割ロータを冶金的又は機械的に連結することによって一体にし、その際にメタル温度が６７５℃以上になる部分を１つの分割ロータとして、その部分を特定のＮｉ基合金によって形成したものである。
【０００８】
本発明では、メタル温度が６７５℃以上になる部分を、Ａｌ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｃｒ及びＦｅを含み、残部がＮｉ及び不純物よりなり、ＡｌとＴｉとＮｂ及びＭｏの含有量が１．３３　×（Ａｌ重量％＋Ｔｉ重量％）＋８＜（Ｎｂ重量％＋Ｍｏ重量％）＜１．３３　×（Ａｌ重量％＋Ｔｉ重量％）＋１２の関係にあり、Ｆｅの含有量が３０重量％以下、Ｃｒの含有量が１０〜２４重量％よりなるＮｉ基合金によって形成する。あるいはその部分を、Ｆｅ量３５〜４５重量％，Ｃｒ量１４〜１８重量％，Ｔｉ量１．５〜２．０重量％，Ｎｂ量１．８〜２．２重量％，Ａｌ量１．０〜１．２５重量％，Ｃ量０．０５重量％以下、残部がＮｉ及び不純物よりなり、γ′相により析出強化されたＮｉ基合金により形成される。前記した何れの場合も、分割ロータは鍛造材によって形成される。
【０００９】
本発明のロータは、少なくとも２種の材料によって形成される。好ましいロータは、３種の材料から形成される。更に好ましい分割ロータは４種の材料から形成される。
【００１０】
２種の材料からロータが構成される場合は、メタル温度が６７５℃以上になる部分を特定の材料にて形成し、その他の部分を別の材料にて形成する。
【００１１】
３種類の材料にてロータを形成する場合は、メタル温度が６７５℃以上になる部分を特定の材料で形成し、６７５℃未満の部分を更に２種の材料にて形成する。この場合、メタル温度が６６０℃以上６７５℃未満の部分を１つの材料で形成し、メタル温度が６６０℃未満の部分を別の材料で形成することが望ましい。
【００１２】
４種類の材料にてロータを形成する場合は、メタル温度が６７５℃以上になる部分及びメタル温度が６６０℃以上６７５℃未満の部分をそれぞれ特定の材料で形成し、その他を更に２種類の材料で形成する。この場合、メタル温度６３０℃〜６６０℃の部分とメタル温度６３０℃未満の部分とに分けてそれぞれを特定の材料により形成することが望ましい。
【００１３】
以下、説明を簡略化するために、メタル温度が６７５℃以上になる部分を形成する分割ロータを超高温度域ロータと呼ぶ。同様にメタル温度が６６０℃以上
６７５℃未満の部分を形成する分割ロータを高温度域ロータ，メタル温度が６３０℃以上６６０℃未満の部分を形成する分割ロータを中温度域ロータ，メタル温度が６３０℃未満の部分を形成する分割ロータを低温度域ロータと呼ぶことにする。
【００１４】
高温度域ロータは、Ａｌ，Ｔｉ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｃｒ及びＦｅを含み、残部が
Ｎｉ及び不純物よりなり、ＡｌとＴｉとＮｂ及びＭｏの含有量が１．３３×（Ａｌ重量％＋Ｔｉ重量％）＋２＜（Ｎｂ重量％＋Ｍｏ重量％）＜１．３３　×（Ａｌ重量％＋Ｔｉ重量％）＋４の関係にあり、Ｆｅの含有量が４５〜６０重量％、Ｃｒの含有量が１４〜１６重量％よりなるＮｉ基合金、特にその鍛造材によって形成されることが望ましい。
【００１５】
中温度域ロータは、ＡｌとＴｉとＮｂ及びＭｏの含有量が１．３３　×（Ａｌ重量％＋Ｔｉ重量％）＋２＜（Ｎｂ重量％＋Ｍｏ重量％）＜１．３３　×（Ａｌ重量％＋Ｔｉ重量％）＋４の関係にあり、Ｆｅの含有量が４５〜６０重量％、Ｃｒの含有量が１４〜１６重量％よりなるＮｉ基合金、特に鍛造材によって形成することが望ましい。
【００１６】
低温度域ロータは、中温度域ロータと同じ材料で形成することもできるが、
１２Ｃｒ鋼の鍛造材によって形成するのが特に望ましい。
【００１７】
Ｎｉ基合金として知られているＩＮ７１８は、超高温度域ロータの材料として好適である。ＩＮ７０６は、高温度域ロータの材料として適する。Ａ２８６は中温度域ロータ及び低温度域ロータの材料として適する。低温度域ロータは、１２Ｃｒ鋼とすることもできる。
【００１８】
超高温度域ロータに使用される、Ｆｅ量３５〜４５重量％，Ｃｒ量１４〜１８重量％，Ｔｉ量１．５〜２．０重量％，Ｎｂ量１．８〜２．２　重量％，Ａｌ量１．０〜１．２５重量％，Ｃ量０．０５重量％以下、残部がＮｉ及び不純物よりなり、
γ′相により析出強化されたＮｉ基合金は、本発明者らの開発による材料であり、有害なδ相の析出を抑え、ＩＮ７０６と同程度の強度が得られるようにしたものである。
【００１９】
本発明によれば、前記した複数個の分割ロータによって形成されたロータを具備し、主蒸気温度が６７５℃以上である蒸気タービンが提供される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
大型鍛造品の製造性と高温強度は反比例の関係にある。図１は、Ｎｉ基合金を強度と製造性の観点から３つに分類した図を示している。Ｎｉ基合金は、主にＡｌとＴｉによる析出強化とＮｂとＭｏによる固溶強化とによって材質強化がなされる。このことから、ＮｂとＭｏによる固溶強化を縦軸とし、ＡｌとＴｉによる析出強化を横軸として分類した。図１中にＡＧで示されているＡグループは、７００℃の温度域まで使用可能であるが、１０トン以上の鋼塊を製造するのが難しい領域である。このＡグループに含まれるＮｉ基合金は、超高温度域ロータの部分に使用することができる。ＢＧで示されているＢグループは、使用可能な温度域が６７５℃未満であり、１５トン以下の鋼塊までなら製造できる領域である。このＢグループに含まれるＮｉ基合金は、高温度域ロータの部分に使用することができる。ＣＧで示されているＣグループは、使用可能な温度域が６６０℃未満であり、２０トン以上の大型鋼塊を製造できる領域を示している。このＣグループに含まれるＮｉ基合金は中温度域ロータ及び低温度域ロータの部分に使用することができる。
【００２１】
表１は、図１中に示されているＮｉ基合金の化学成分を示したものである。図１のＡグループに含まれる代表的なＮｉ基合金はＩＮ７１８である。Ｂグループに含まれる代表的なＮｉ基合金はＩＮ７０６である。Ｃグループに含まれる代表的なＮｉ基合金はＡ２８６である。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
図２に、表１に示したＮｉ基合金について、６５０℃におけるクリープラプチュア強度とＦｅ含有量との関係を示した。析出強化及び固溶強化の違いによって強度に違いは出るものの、強度の最大値はＦｅ含有量が多いほど低下する。したがって、メタル温度が高い部位に使用される材料ほど、Ｆｅ含有量を低くする必要がある。
【００２４】
図３は、蒸気タービンロータの模式図をロータ内のメタル温度分布と共に示した。超高温度域部位１はメタル温度が６７５℃以上になる部分であり、図１のＡグループに属するＮｉ基合金を使用する。ただし、Ｆｅ含有量が多いと強度が低下するため、Ｆｅ含有量は３０重量％以下にする。メタル温度が６７５℃以上の部位がロータ全体に占める比率は低く、５トン鋼塊で十分である。
【００２５】
高温度域部位２はメタル温度が６６０℃以上６７５℃未満の部分であり図１のＢグループのＮｉ基合金を使用する。この部位はメタル温度が６７５℃以上の部位に比べるとロータ全体に占める割合は大きくなるが、それでも１０トン以下である。したがって、図１のＢグループに属するＮｉ基合金を使用することができる。強度維持の観点から、この部位に使用されるＮｉ基合金のＦｅ含有量は４５重量％以下にすべきであり、材料コストを高めないために下限量は３０重量％以上にするのがよい。
【００２６】
中温及び低温度域部位３はメタル温度が６６０℃未満の部分であり、図１のＣグループに属するＮｉ基合金が使用される。この部位はジャーナル部を含むため、大型鋼塊を用いる必要があるが、図１のＣグループに属するＮｉ基合金は、
２０トンを超える大型鋼塊を製造可能であるので、この部位の材料に適する。強度維持と材料コスト低減の観点から、Ｆｅ含有量は４５〜５５重量％にするのが望ましい。なお、メタル温度が６３０℃を下回る部分は、１２Ｃｒ鋼を用いることも可能である。
【００２７】
図４（ａ）は、ＩＮ７１８とＩＮ７０６とＡ２８６の３種類のＮｉ基合金によってロータを形成した例を示している。本実施例のロータは７つの部位に分割されている。ロータは中央部を境にして左右対称になっており、左半分あるいは右半分のロータ材耐用温度とメタル温度は図示のようになっている。
【００２８】
図４（ｂ）は、ＩＮ７１８とＩＮ７０６の２種類のＮｉ基合金にてロータを形成した例を示している。図４（ｃ）はＩＮ７０６とＡ２８６にてロータを形成した例を示している。
【００２９】
表２に示した３鋼種について、大型鋼塊を作製し鍛造及び熱処理後、切断して組織観察を行った。また、クリープ試験を行いクリープ破断した試験片の組織観察を行った。
【００３０】
【表２】
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【００３１】
図５は、熱処理後の光学顕微鏡組織のスケッチである。従来材の鋼種１はＮｂＣが帯状に多量に析出している。従来材の鋼種２はＮｂを低減しているため、鋼種１に比較するとＮｂＣは少ない。しかし、Ｃ量が多いため、鋼種３にくらべるとＮｂＣの析出量は多い。鋼種３は、本発明による改良材であり、Ｎｂ，Ｃ共に減量しているため、ＮｂＣの析出量が少ない。鋼種１，２及び３の結晶粒度は、それぞれ４．０，３．５，３．０　であった。図６は鋼種１，鋼種３のクリープ試験結果である。図７はクリープ破断材のＴＥＭ（透過型電子顕微鏡像）である。鋼種３では、偏析元素であるＮｂが２％まで低減されているにもかかわらず、高温クリープ強度が鋼種１と同等であり、クリープ破断に至るまで強化相であるγ′相が残留し、有害な相が見られない。鋼種３は、本発明において超高温度域の部位を形成するのに極めて好適である。
【００３２】
【発明の効果】
本発明により、主蒸気温度が６７５℃以上、７００℃に及ぶ蒸気タービン向けの大型のロータを実現できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｎｉ基鍛造合金を、Ｎｂ，Ｍｏによる固溶強化とＡｌ，Ｔｉによる析出強化の観点から分類した図。
【図２】Ｎｉ基鍛造合金のＦｅ含有量とクリープ強度の関係を示す図。
【図３】本発明による蒸気タービンロータの模式図。
【図４（ａ）】本発明の実施例を示すロータの模式図。
【図４（ｂ）】本発明の実施例を示すロータの模式図。
【図４（ｃ）】本発明の実施例を示すロータの模式図。
【図５】Ｎｉ基合金の溶解熱処理後の光学顕微鏡組織をスケッチした図。
【図６】Ｎｉ基合金のクリープ破断試験結果を示す図。
【図７】Ｎｉ基合金のクリープ破断試験後のＴＥＭ組織をスケッチした図。
【符号の説明】
１…超高温度域部位、２…高温度域部位、３…中温及び低温度域部位。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４（ａ）】
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【図４（ｂ）】
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【図４（ｃ）】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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