[发明专利]时效条件设定方法及涡轮叶片的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对象材料的时效条件设定方法，及应用所述时效条件设定方法的涡轮叶片制造方法。依据于2012年8月22日向日本提出专利申请2012-183103号，本申请主张优先权，并在此处援用其内容作为参考。

背景技术

将蒸汽涡轮的低压末级叶片加长加大有利于提高热效率。伴随涡轮叶片的加长加大，其所承载的离心应力增大，因此在涡轮叶片里使用具有高比强度的材料。具体来说，使用沉淀硬化型不锈钢SUS630(17-4PH钢)等作为涡轮叶片的材料。该沉淀硬化型不锈钢能够通过实施时效处理，提高强度。

例如，专利文献1公开了一种C、Cr、Ni、Mo、Si、Mn、Nb、V、Ti、Al成分调整过的沉淀硬化型不锈钢。

此外，专利文献2公开了一种C、Cr、Ni、Mo、Si、Mn、P、S、N、Al成分调整过的沉淀硬化型不锈钢。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2011-225913号公报

专利文献2：日本专利特开2005-194626号公报

发明概要

发明拟解决的问题

沉淀硬化型不锈钢由于化学成分的变动或时效处理温度和时间的变动，其强度发生较大变化。而涡轮叶片由于每制造批次的化学成分不同，所以即使在相同热处理条件下实施时效处理也未必能够获得相同强度。因此，有时无法满足所需的强度特性。从而，如专利文献1及专利文献2所述，仅进行时效处理则难以对各个涡轮叶片稳定获得所期待的强度特性。

此外，不同制造批次的涡轮叶片还存在结晶粒径等金属组织不同的情况。根据这样的金属组织，时效处理后的强度也会产生偏差。

如上所述，通过时效处理无法获得所期待强度特性的涡轮叶片，有再一次进行热处理的必要，或者废弃，造成制造时的成品率恶化。因此，即使在化学成分和金属组织不同的情况下，也可获得所期待特性的时效条件设定方法是需要的。

本发明鉴于上述情况开发而成，其目的在于提供一种即使在化学成分和金属组织有变动的情况下，也可获得期待强度特性的时效条件设定方法，以及应用所述时效条件设定方法的涡轮叶片的制造方法。发明内容

根据本发明的第一形态，时效条件设定方法具有以下工序，即通过对标准材料实施时效处理，取得表示时效条件参数和材料强度参数关系的主曲线的工序；对化学成分参数或金属组织参数中至少一方与所述标准材料不同的对象材料，取得表示所述材料强度参数值的拟合点的工序；修正所述主曲线，使得所述主曲线的一部分对应所述拟合点，取得修正时效曲线的工序；基于所述修正时效曲线，设定所述对象材料的时效条件工序。

在本发明的第一形态中，取得了标准材料的主曲线和对象材料的拟合点，进一步使主曲线的一部分与拟合点对应，因此能够取得高精度的对象材料修正时效曲线(时效硬化曲线)。因为对象材料的时效条件基于该修正时效曲线设定构成，因此即使是标准材料和对象材料的化学成分和金属组织变动的情况下，也能够通过时效处理获得期待的强度特性。

标准材料是指为取得主曲线而使用的具有特定化学组成及金属组织的材料。标准材料具有相对于对象材料作为基准的化学组成及金属组织。

根据本发明的第二形态，所述拟合点可通过对所述对象材料在规定条件下实施时效处理，选取所述材料强度参数而取得。

通过此种构成，能够确实取得高精度的拟合点。其结果是，能够对对象材料设定最适的时效条件。

根据本发明的第三形态，所述拟合点可通过掌握所述化学成分参数和所述金属组织参数与所述材料强度参数的关系，由所述标准材料和所述对象材料的所述化学成分参数及所述金属组织参数的差来预测所述材料强度参数来取得。

通过此种构成，能够由标准材料和对象材料的化学成分参数及金属组织参数的差来修正主曲线。因此，能够获得高精度的对象材料修正时效曲线(时效硬化曲线)。而且，能够基于该修正时效曲线，设定对象材料的时效条件，获得期待的强度特性。

根据本发明的第四形态，所述材料强度参数可从硬度、拉伸强度、耐力中选择。

通过此种构成，能够简单取得更高精度的修正时效曲线，因此可由时效处理获得期待的强度特性。

根据本发明的第五形态，所述时效处理可在锻造所述标准材料及所述对象材料后进行。

通过此构成，能够形成锻造产品具有的金属组织及形状，从而能掌握锻造产品的强度特性，提高时效条件设定方法的精度。

根据本发明的第六形态，涡轮叶片的制造方法将上述时效条件设定方法应用于涡轮叶片。