[发明专利]发电机转动轴材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁特性优异的发电机转动轴材料。

背景技术

到目前为止，作为在发电机中安装有励磁线圈的转动轴材料，有如特公昭47-25248号公报(专利文献1)和特公昭50-7530号公报(专利文献2)公开的钢。特别是在作为室温下的拉伸强度需要为700MPa以上的发电机轴材料中，一般使用如ASTM标准A469中公开的含有3.0％以上的镍、含2.0％以下铬的钢。

专利文献1：特公昭47-25248号公报

专利文献2：特公昭50-7530号公报

发明内容

以往在以燃气轮机和蒸汽轮机驱动的比较大型的发电机转动轴材料中，可以使用含3.0％以上镍的低合金钢，但是含有该范围镍的发电机转动轴材料磁特性不好。其结果降低发电机的效率。另外，镍虽然降低磁特性，但是由于是改善淬火性的必须成分，很难降低其含量。

本发明的目的在于提供一种比以往减少了镍量、提高磁特性且具有可实用化的淬火性的发电机转动轴材料。另外，提供一种在室温下的拉伸强度为700MPa以上、室温下的磁化力为275AT/m以下、FATT为7℃以下的发电机转动轴材料。

解决上述课题的本申请发明为使用减少了镍量的同时，增加铬量，且添加有铜的合金的发电机转动轴材料。

具体的为，使用以铁为主成分，含有以质量％算Ni：1.3～2.0％、Cr：2.1～3.0％、Cu：0.15～0.35％的低合金钢的发电机转动轴材料。其它的本发明的发电机转动轴材料为由C：0.15～0.35％、Si：0.01～0.10％、Mn：0.10～0.50％、Ni：1.3～2.0％、Cr：2.1～3.0％、Mo：0.20～0.50％、Cu：0.15～0.35％、V： 0.06～0.14％、余量为不可避免的杂质和Fe构成。

根据本发明的转动轴材料，由于磁特性优异，因此可以减少流入发电机转子线圈中的励磁电流。由此，减少发电机的损失，可以提高发电机的效率。

附图说明

图1为显示镍量和磁化力关系的图。

图2为显示铬量和拉伸强度关系的图。

图3为显示本发明实施方式的发电机转动轴材料的图。

图4为显示本发明实施方式的发电机全体的图。

符号说明

1    磁极，

2    管子接头

3    风扇安装用环

4    定心环

5    开口

6    齿

7    发电机转动轴

8    转子线圈

9    挡圈

10   滑环刷

11   风扇

12   轴承

13   定子线圈

14   铁芯

15   定子框

16   高压套筒

具体实施方式

如果减少发电机转动轴材料的镍，就会降低淬火性。因此，使用含有3.0以上镍的低合金钢。但是，发明者们进行关于低合金钢的淬火性的研究，发现将镍降低到特定范围内时，通过添加适量的铬和铜，和含有3.0以上镍的低合 金钢具有同样的淬火性效果。另外，发现通过使用具有比以往降低了这样得到的镍的合金的发电机转动轴材料而制成发电机，比以往提高了发电机的磁特性，提高效率。

以下，论述在构成转动轴材料的合金中添加的元素效果和其组成范围的限定理由。

碳使淬火性变好，为用于提高发电机转动轴材料强度所必须的元素，需要为0.15％以上。但是，如果为0.35％以上，降低发电机转动轴材料的韧性，因此，碳的范围为0.15～0.35％。特别优选为0.20～0.30％的范围。

硅有脱氧效果，作为用于提高发电机转动轴材料清洁度的元素而被添加，但是近年来随着真空碳脱氧等制钢技术的进步，即使不特别的添加，也可以冶炼健全的发电机转动轴材料。从防止回火脆化的角度出发，应尽量减少硅，应在0.01～0.10％的范围内。

锰使淬火性变好，为用于提高发电机转动轴材料韧性所必须的元素，需要为0.1％以上。但是，如果为0.50％以上，产生发电机转动轴材料的回火脆化，因此，锰的范围为0.10～0.50％。特别优选为0.20～0.45％的范围。

镍使淬火性变好，是提高发电机转动轴材料中心部韧性且提高磁特性的必须的元素，需要为1.3％以上。但是，如果为2.0％以上，会降低发电机转动轴材料的磁特性，因此，镍的范围为1.3～2.0％。特别优选为1.4～1.8％的范围。