DE68922873T2

DE68922873T2 - Gasturbine, Deckband für eine Gasturbine und Verfahren zur Herstellung des Deckbandes.

Info

Publication number: DE68922873T2
Application number: DE68922873T
Authority: DE
Inventors: Yutaka Fukui; Tetsuo Kashimura; Shigeyoshi Nakamura
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-03-14
Filing date: 1989-03-14
Publication date: 1995-10-19
Anticipated expiration: 2009-03-15
Also published as: EP0333129A2; JPH01237306A; EP0333129A3; US4988266A; EP0333129B1; JPH0639885B2; DE68922873D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

TECHNISCHER BEREICH DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Gasturbine und ein Deckband für eine derartige Gasturbine, und insbesondere ein Deckband für eine Gasturbine, wobei das Deckband aus einer hitzebeständigen Legierung auf Eisenbasis besteht, in der Körner raffiniert sind, um die Dehnbarkeit und die thermische Ermüdungsbeständigkeit zu verbessern, eine Gasturbine, die das Deckband verwendet, und ein Verfahren zur Herstellung des Deckbands.

BESCHREIBUNG VERWANDTER TECHNIKEN

Ein Deckband für eine Gasturbine ist von einem segmentförmigen Typ, wobei die einzelnen Segmente mechanisch miteinander gekuppelt sind. Im allgemeinen bestehen die Segmente aus einer hitzebeständigen Legierung auf Eisenbasis und werden durch Präzisionsguß hergestellt. Die Elemente des Deckbands werden beim Betrieb der Turbine einer raschen Erwärmung und Abkühlung ausgesetzt, die sich wiederholen, wenn die Gasturbine gestartet und angehalten wird. Die dadurch auftretende thermische Belastung verursacht ein Reißen der Oberflächen der Deckbandsegmente, die einer Gasverbrennung ausgesetzt werden. Die US-A-4615658 offenbart ein Deckband, das aus SUS 310-Stahl oder einer verbesserten Legierung, die eine bestimmte Komponente und die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 aufweist, gefertigt ist. In dieser Veröffentlichung sind jedoch weder eine Beschreibung noch ein Vorschlag hinsichtlich der Makrostruktur und Korngröße des Materials für das Deckband angegeben.
Wie oben angegeben, wird das Deckband für die Gasturbine durch Präzisionsguß hergestellt. Nach bekanntem Stand der Technik war jedoch die Korngröße beim Gießen groß, wodurch bei der Wiederholung von Erwärmung und Abkühlung Risse auftraten, d.h. estrat das Problem auf daß das Deckband eine mangelhafte thermische Ermüdungsbeständigkeit aufwies.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Deckband für eine Gasturbine, das aus einer hitzebeständigen Gußlegierung mit verbesserter Dehnbarkeit und thermischer Ermüdungsbeständigkeit besteht, eine dieses Deckband verwendende Gasturbine und ein Verfahren zur Herstellung des Deckbands zu schaffen.
Der erste Teil der Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Deckband nach Anspruch 1 gelöst.
Der zweite Teil der Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Gasturbine nach Anspruch 3 gelöst. Vorzugsweise wird eine Gasturbine geschaffen, mit einem Turbinenwellenstutzen, mehreren mit dem Stutzen durch Turbinenstapelbolzen mit dazwischen eingeführten Abstandshaltern gekuppelten Turbinenscheiben, in jede der Scheiben eingesetzten bewegten Turbinenschaufeln, einem Deckband mit einer Gleitoberfläche in einer Abstandsbeziehung zu den Spitzen der bewegten Schaufeln, einem mit den Scheiben durch die Bolzen verbundenen Abstandsstück, mehreren mit dem Abstandsstück durch Kompressorstapelbolzen gekuppelten Kompressorscheiben, in jede der Kompressorscheiben eingesetzten Kompressorschaufeln und einem einstükkig mit der ersten Stufe der Kompressorscheiben gebildeten Kompressorwellenstutzen, wobei wenigstens die Turbinenscheiben aus einem martensitischen Stahl bestehen, der ein voll angelassenes Martensitgefüge und eine Kriechbruchfestigkeit von nicht weniger als 490,5 N/mm² (50 kgf/mm²) unter den Bedingungen von 450ºC und 10&sup5; Stunden und eine V-Kerben-Charpy-Schlagfestigkeit von nicht weniger als 49 N/cm² (5 kgf - m/cm²) nach 10³-stündigem Halten bei 500ºC aufweist, die stromab des Verbrennungsgases befindlichen beweglichen Schaufeln von größerer Länge gemacht sind und das Deckband aus einer hitzebeständigen Gußlegierung besteht, die wenigstens von dessen Gleitoberfläche nach innen gerichtete säulenförmige Körner aufweist.
Ferner bestehen die Turbinenstapelbolzen, das Abstandsstück, die Turbinenabstandshalter, wenigstens die Kompressorscheiben, die von der Endstufe zur Zentralstufe angeordnet sind, und wenigstens einer der Kompressorstapelbolzen aus einem Martensitstahl.
Erfindungsgemäß besteht der die Turbinenscheiben bildende Martensitstahl gewichtsmäßig aus 0,05 bis 0,2 Gew.-% C, nicht mehr als 0,5 % Si, nicht mehr als 1,5 % Mn (vorzugsweise nicht mehr als 0,6 % Mn), 8 bis 13 % Cr, 1,5 bis 3 % Mo, nicht mehr als 3 % Ni, 0,05 bis 0,3 % V, 0,02 bis 0,2 % insgesamt wenigstens eines Elements, das aus der aus Nb und Ta bestehenden Gruppe gewählt ist, 0,02 bis 0, 1 % N und dem Rest Fe und zufälligen Verunreinigungen, wobei vorzugsweise das Verhältnis Mn/Ni nicht über 0,11 liegt. Vorzugsweise weist der Martensitstahl ein voll angelassenes Martensitgefüge auf und besteht aus 0,07 bis 0, 15 % C, 0,01 bis 0,1 % Si, 0,1 bis 0,4 % Mn, 11 bis 12,5 % Cr, 2,2 bis 3,0 % Ni, 1,8 bis 2,5 % Mo, 0,04 bis 0,08 % insgesamt wenigstens eines Elements, das aus der aus Nb und Ta bestehenden Gruppe gewählt ist, 0,15 bis 0,25 % V, 0,04 bis 0,08 % N und dem Rest Fe und zufälligen Verunreinigungen, wobei das Verhältnis Mn/Ni 0,04 bis 0,10 ist.
Ferner kann der erfindungsgemäße Martensitstahl wenigstens ein zusätzliches Element enthalten, das aus der aus nicht mehr als 1 % W, nicht mehr als 0,5 % Co, nicht mehr als 0,5 % Cu, nicht mehr als 0,01 % B, nicht mehr als 0,5 % Ti, nicht mehr als 0,3 % Al, nicht mehr als 0,1 % Zr, nicht mehr als 0,1 % Hf, nicht mehr als 0,01 % Ca, nicht mehr als 0,01 % Mg, nicht mehr als 0,01 % Y und nicht mehr als 0,1 % seltener Erdelemente bestehenden Gruppe gewählt ist.
Der oben beschriebene Martensitstahl wird geeignet zum Bilden einer Turbinenscheibe verwendet, die bei einer Temperatur nahe 500ºC sehr fest und dehnbar sein muß.
Erfindungsgemäß ist der Turbinenstutzen vorzugsweise aus einem Material ausgebildet, das gewichtsmäßig aus 0,2 bis 0,4 % C, 0,5 bis 1,5 % Mn, 0,1 bis 0,5 % Si, 0,5 bis 1,5 % Cr, nicht mehr als 0,5 % Ni, 1,0 bis 2,0 % Mo, 0,1 bis 0,3 % V und dem Rest Fe und zufälligen Verunreinigungen besteht.
Vorzugsweise sind sowohl die Stapelbolzen als auch das Turbinenabstandsstück, die Kompressorstapelbolzen und die Turbinenabstandshalter jeweils aus einem Material gefertigt, das gewichtsmäßig aus 0,05 bis 0,2 % C, nicht mehr als 0,5 % Si, nicht mehr als 1 % Mn, 8 bis 13 % Cr, 1,5 bis 3,0 % Mo, nicht mehr als 3 % Ni, 0,05 bis 0,3 % V, 0,02 bis 0,2 Nb, 0,02 bis 0,1 % N und dem Rest Fe und zufälligen Verunreinigungen besteht.
Vorzugsweise bestehen die Kompressorschaufeln aus einem Martensitstahl, das gewichtsmäßig aus 0,05 bis 0,2 % C, nicht mehr als 0,5 % Si, nicht mehr als 1 % Mn, 10 bis 13 % Cr und dem Rest Fe und zufälligen Verunreinigungen besteht.
Vorzugsweise sind die zwischen der ersten Stufe und der zentralen Stufe angeordneten Kompressorscheiben aus einem Material hergestellt, das gewichtsmäßig aus 0,15 bis 0,30 % C, nicht mehr als 0,5 % Si, nicht mehr als 0,6 % Mn, 1 bis 2 % Cr, 2,0 bis 4,0 % Ni, 0,5 bis 1,0 % Mo, 0,05 bis 0,2 % V und dem Rest Fe und zufälligen Verunreinigungen besteht, während die an der Stromabseite der zentralen Stufe angeordneten Kompressorscheiben mit Ausnahme wenigstens einer Kompressorscheibe der letzten Stufe aus einem Material hergestellt sind, das gewichtsmäßig aus 0,2 bis 0,4 % C, 0,1 bis 0,5 % Si, 0,5 bei 1,5 % Mn, 0,5 bis 1,5 % Cr, nicht mehr als 0,5 % Ni, 1,0 bis 2,0 % Mo, 0,1 bis 0,3 % V und dem Rest Fe und zufälligen Verunreinigungen besteht.
Vorzugsweise ist der Kompressorwellenstutzen aus einem Material hergestellt, das gewichtsmäßig aus 0,15 bis 0,3 % C, nicht mehr als 0,6% Mn, nicht mehr als 0,5 % Si, 2,0 bis 4,0 % Ni, 1 bis 2 % Cr, 0,5 bis 1 % Mo, 0,05 bis 0,2 % V und dem Rest Fe und zufälligen Verunreinigungen besteht.
Die erfindungsgemäße hitzebeständige Gußlegierung des Deckbands weist die Grundzusammensetzung nach Anspruch 2 auf Insbesondere weist die erfindungsgemäße Gußlegierung vorzugsweise sowohl die Grundzusammensetzung als auch ein Nb und Ti enthaltendes eutektisches Karbid auf Jede dieser Komponenten wird im weiteren genau beschrieben.
C: C spielt eine sehr wesentliche Rolle bei der Verbesserung der thermischen Ermüdungsbeständigkeit und der Hochtemperaturfestigkeit. Zum Verhindern einer Verminderung der Festigkeit, zur Begrenzung der Ausscheidung der -Phase und zum Verhindern einer fortgesetzten Ausscheidung eines filmförmigen Karbids an der Korngrenze ist der Gehalt an C nicht geringer als 0,1 %. Ferner ist der Gehalt an C nicht größer als 0,5 %, da ein hoher Gehalt an C die Menge an sprödem eutektischem Karbid und sekundärem Karbid an der Korngrenze steigert, wodurch eine Verminderung der thermischen Ermüdungsbeständigkeit auftritt. Vorzugsweise ist C in einem Bereich von 0,25 bis 0,5 % enthalten.
Cr: Nicht mehr als 20 % Cr ist wirkungsvoll für die Beschränkung der Korrosion der Korngrenzen bei dem Deckbandmaterial, die durch eine Hochtemperaturkorrosion verursacht wird. Ferner liegt der Gehalt an Cr bei nicht mehr als 35 %, um das Auftreten einer übermäßigen Ausscheidung von Carbid bei der Verwendung bei einer hohen Temperatur und das Auftreten einer Sprödigkeit bei der Ausscheidung der -Phase zu verhindern. Vorzugsweise liegt der Gehalt an Cr in einem Bereich von 25 bis 30 %.
Ni: Ni macht die Matrix austenitisch, verbessert die Hochtemperaturfestigkeit, stabilisiert das Gefüge und verhindert die Ausscheidung in der -Phase. Um diese Aufgaben zu lösen, ist der Gehalt an Ni nicht geringer als 20 %. Ferner ist ein hoher Gehalt an Ni vorzuziehen, um eine Hochtemperaturkorrosionsbeständigkeit zu erzielen. Der hohe Gehalt an Ni steigert jedoch die Menge an eutektischem Karbid, was eine Verringerung der thermischen Ermüdungsbeständigkeit verursacht. Der Gehalt an Ni liegt daher vorzugsweise zwischen 20 und 40 %, noch bevorzugter zwischen 25 und 35 %.
Ti, Nb, Zr: Wird eines dieser Elemente beigefügt, werden ZrC, TiC oder NbC gebildet. Werden diese Elemente in einer beliebigen Kombination beigefügt, bilden sie Carbid des MC-Typs wie (Ti, Nb, Zr) C. Obwohl die von diesen Elementen bewirkie Ausscheidüngshärtung aufgrund ihrer geringen Gehalte nicht hoch ist, begrenzen sie in geeigneter Weise sowohl die Ausscheidung als auch das Wachstum des sekundären Cr-Carbids, um dadurch eine Verringerung der Hochtemperaturfestigkeit über einen langen Zeitraum zu beschränken. Ferner sind sie ebenso beim Verhindern der fortgesetzten Ausscheidung des Cr-Carbids an der Korngrenze wirküngsvoll. Der Gehalt an jedem beliebigen dieser Elemente liegt nicht unter 0,1 %. Ist jedoch der Gehalt hoch, steigt das MC-Carbid, und das sekundäre Cr-Carbid sinkt dadurch. Um eine Verringerung der Hochtemperaturfestigkeit zu verhindern, liegt der Gehalt an jedem dieser Elemente nicht über 0,5 %. Vorzugsweise liegt für M/C (wobei M die Summe der Metallelemente angibt, die das MC-Carbid bilden) in Form des atomaren Verhältnisses der Wert zwischen 0,2 und 0,3. Vorzugsweise liegen die Gehalte an Ti, Ni und Zr jeweils in den Bereichen von 0,1 bis 0,5 %, 0,1 bis 0,3 % bzw. 0,1 bis
Ca, Mg, Al, Y, seltene Erdelemente: Diese Elemente sind enthalten, um die Funktionen von Ti, Nb und Zr wirksam zu machen. Ein hoher Gehalt an diesen Elementen verursacht Gußrisse. Die beizufügende Gesamtmenge dieser Elemente liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,1 bis 1 %, noch bevorzugter bei 0,1 bis 0,5 %. Der Gesamtgehalt an diesen Elementen liegt in einem Bereich von 0,005 bis 0,5 %.
W, Mo: W und Mo werden beigefügt, um ein Grundmaterial durch Festlösungshärtung zu verfestigen. Je größer die Menge, desto mehr wird die Hochtemperaturfestigkeit verbessert. Wenn jedoch die Gesamtmenge an W und Mo zu hoch ist, steigt die Menge an eutektischem Carbid, und die thermische Ermüdungsbeständigkeit wird dadurch vermindert. Unter diesem Gesichtspunkt liegt der Gesamtgehalt an diesen Elementen bei nicht mehr als 10 %.
Co: Co wird beigefügt, um ein Grundmaterial durch Festlösungshärtung zu verfestigen. Der Gehalt an Co liegt zwischen 5 und 20 %, da ein Co-Gehalt über 20 % zur Steigerung der Festlösungshärtung weniger wirksam ist.
Si und Mn: Diese Elemente sind wirksame Desoxidatoren. Bei jedem dieser Elemente ist ein Gehalt in einem Bereich von 2 % oder weniger vorzuziehen.
Das erfindungsgemäße Deckband für die Gasturbine ist aus einer hitzebeständigen Gußlegierung mit ausgezeichneter Festigkeit und Dehnbarkeit hergestellt, die es der Gleitoberfläche des Deckbands ermöglicht, eine Verwendung von 30.000 Stunden auszuhalten. Die hitzebeständige Gußlegierung weist eine Zugfestigkeit von nicht weniger als 392,4 N/mm² (40 kgf/mm²) und eine Dehnung von nicht weniger als 5 % bei Raumtemperatur sowie eine Zugfestigkeit von nicht weniger als 196,2 N/mm² (20 kgf/mm²) und eine Dehnung von nicht weniger als 5 % bei 760ºC und eine Kriechbruchdauer von nicht weniger als 10 Stunden unter Bedingungen von 871ºC und 54 N/mm² (5,5 kgf/mm²) auf.
Der Abschnitt des erfindungsgemäßen Deckbands für die Gasturbine, der der ersten Stufe der bewegten Turbinenschaufeln zugewandt ist, ist aus einer Gußlegierung auf Ni-Basis hergestellt, die ein austenitisches Gefüge aufweist und aus 0,05 bis 0,2 % C, nicht mehr als 2 % Si, nicht mehr als 2 % Mn, 17 bis 27 % Cr, nicht mehr als 5 % Co, 5 bis 15 % Mo, 10 bis 30 % Fe, nicht mehr als 5 % W, nicht mehr als 0,02 % B und dem Rest Ni und zufälligen Verunreinigungen besteht. Der andere Abschnitt des Deckbands, der den verbleibenden Stufen der Turbinenschaufeln zugewandt ist, ist aus einer Gußlegierung auf Fe-Basis hergestellt, die gewichtsmäßig aus 0,3 bis 0,6 % C, nicht mehr als 2 % Si, nicht mehr als 2 % Mn, 20 bis 27 % Cr, 20 bis 30 % Ni, 0,1 bis 0,5 % Nb, 0,1 bis 0,5 % Ti und dem Rest Fe und zufälligen Verunreinigungen besteht, wobei wenigstens ein Gleitabschnitt des Deckbands, der mit der bewegten Turbinenschaufel in einem gleitenden Verhältnis steht, über von der Gleitfläche zum Inneren des Deckbands gerichtete säulenförmige Körner verfügt.
Der dritte Teil der oben aufgeführten Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung eines segmentförmigen Deckbands für eine Gasturbine durch Gießen gelöst, wobei das Deckband in einem Abstandsverhältnis zu den Spitzen der durch Hochtemperaturgas in Rotation versetzten Turbinenschaufeln vorgesehen ist und aus einer hitzebeständigen Gußlegierung hergestellt ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
Herstellen einer Form mit einer Überzugsschicht, die auf wenigstens einer Oberfläche davon gebildet wird, die im Kontakt mit einem Gußstück zu sein hat, wobei die Überzugsschicht feuerfestes Zuschlagstoffpulver als einen Hauptbestandteil und feuerfestes Wirkpulver zur Beschleunigung einer Erzeugung von Kristallkeimen enthält;
Gießen der geschmolzenen Legierung in die Form; und erzwungene Abkühlung einer äußeren Oberfiäche der Form.
Zumindest die Oberfläche der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Gußform, die mit einem Gußstück in Kontakt steht, ist mit einem Formmaterial überzogen, das als einen Hauptbestandteil Zirkoniumoxidpulver als Zuschlag und 1 bis 10 % wenigstens eines Bestandteils als feuerfesten Wirkstoff zur Beschleunigung der Erzeugung von Kristallkeimen enthält, wobei der wenigstens eine Bestandteil aus einer aus Kobaltaluminatpulver, Kobaltoxidpulver, Trikobalttetroxidpulver und Kobalttitanatpulver bestehenden Gruppe gewählt wird. Als Zuschlagstoff enthaltenes Zirkoniumoxidpulver weist vorzugsweise eine Korngröße von 1 bis 10 um auf Der feuerfeste Zusatzstoff wie Kobaltaluminatpulver, das zur Beschleunigung der Erzeugung von Kristallkeimen beigefügt wird, weist vorzugsweise eine Korngröße von 0,1 bis 1 um äuf Das Formmaterial kann ebenso mehrere % eines anorganischen Bindemittels wie kolloidalen Silicas und eines als Zuschlag wirkenden Dehnungszusatzstoffs wie Siliziumdioxidpulvers etc. enthalten.
Ferner wird das erfindungsgemäbe Deckband für die Gasturbine durch den Prozeß hergestellt, der die folgenden Schritte umfaßt: Herstellen einer Form mit einer Überzugsschicht, die auf wenigstens einer Oberfläche davon gebildet wird, die im Kontakt mit einem Gußstück zu sein hat, wobei die Überzugsschicht feuerfestes Zuschlagstoffpulver als einen Hauptbestandteil und feuerfestes Wirkpulver zur Erzeugung von Kristallkeimen enthält; Gießen von geschmolzenem Metall aus der oben beschriebenen hitzebeständigen Legierung in die derart hergestellte Form und Erstarren der geschmolzenen Legierung; und Bilden der Gleitoberfläche des Deckbands durch die Verwendung eines Abschnitts des Gußstücks, der in Kontakt mit der Unterseite der Gußform steht.
Zur Herstellung der in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Gußform wird eine Wachsausschmelzform, die als Modell dient, in eine Aufschlämmung eingetaucht, die das oben beschriebene anorganische Bindemittel, den Zuschlag und den feuerfesten Wirkstoff enthält, um eine Überzugsschicht mit einer vorbestimmen Dicke zu bilden. Es ist bei dieser Schicht ausreichend, wenn es eine Schicht ist, wobei die Schicht im Bereich von 0,5 bis 1 mm liegt. Auf dieser Überzugsschicht werden durch Wiederholung sowohl des Eintauchens der Wachsausschmelzform in eine weitere Aufschlämmung, die lediglich einen Zuschlag ohne einen feuerfesten Wirkstoff enthält als auch des Trocknens der Überzugsschicht weitere Überzugsschichten mit einer gewünschten Dicke gebildet, so daß die erzeugte Gußförm eine ausreichende Dicke aufweist, um das geschmolzene Gußmetall zu halten. Jede der unter Verwendung der Aufschlämmung, die lediglich einen Zuschlag enthält, erzeugten Schichten weist eine Dicke im Bereich von 0,5 bis 1 mm auf. Die Gesamtdicke der Schichten ist auf ca. 1 cm eingestellt.
Im allgemeinen wird zur Herstellung der Aufschlämmung Wasser verwendet. Nachdem eine gewünschte, Wachs enthaltende Gußform gebildet wurde, wird die Gußform zum Trocknen und Entwachsen erwärmt. Ferner wird die Gußform auf eine Temperatur nahe 600 bis 700ºC vorgewärmt, wenn die geschmolzene Legierung in sie gegossen wird. Bei der oben beschriebenen hitzebeständigen Gußlegierung auf Eisenbasis erfolgt das Gießen bei einer Temperatur in einem Bereich zwischen 1500 und 1550ºC. Die in die Gußform gegossene geschmolzene Legierung wird durch einen Luftstoß erzwungen abgekühlt und erstarrt.
Bei der vorliegenden Erfindung wird das Deckband nach dem Gießen vorzugsweise einer Lösungswärmebehandlung unterzogen, um die Zusammensetzung einheitlich zu machen. Bei dieser Lösungswärmebehandlung wird das Deckband durch einen Luftstoß erzwungen abgekühlt, um das Auftreten einer Ausscheidung zu verhindern. Nach der Lösungswärmebehandlung kann das Deckband einer Anlaßbehandlung unterzogen werden. Die Anlaßbehandlung wird bei einer höheren Temperatur als der ausgeführt, bei der das Deckband in einem stetigen Zustand verwendet wird. Vorzugsweise wird das Anlassen bei einer Temperatur zwischen 800 und 900ºC ausgeführt.
Wie oben ausgeführt wird das Deckband für die Gasturbine beim Betrieb einem Hochtemperaturgas ausgesetzt und einer raschen Erwärmung und einer raschen Kühlung unterzogen. Dies trifft insbesondere in bezug auf die Gleitoberfläche des Deckbands zu, die auf den bewegten Turbinenschaufeln gleitet. Das herkömmliche Deckband, das in diesen Situationen verwendet wird weist jedoch eine Festigkeit, eine Dehnbarkeit und eine thermische Ermüdungsbeständigkeit auf, die jeweils unzureichend sind. Andererseits ist bei dem erfindungsgemäßen Deckband für die Gasturbine zumindest die Gleitoberfläche des Deckbands, die auf den bewegten Turbinenschaufeln gleitet, aus einer Gußlegierung ausgebildet, bei der eine abgeschreckte Schicht und säulenförmige Körner jeweils in einer von der Gleitoberfläche zum Inneren des Deckbands orientierten Richtung ausgebildet sind, d.h. die abgeschreckte Schicht ist an dem am weitesten außen gelegenen Abschnitt der Oberfläche angeordnet, so daß die Größe der Körner verfeinert werden kann und die thermische Ermüdungsbeständigkeit erheblich verbessert werden kann. Die abgeschreckte Schicht besteht aus verfeinerten Körnern und ist zur Verbesserung der thermischen Ermüdungsbeständigkeit unverzichtbar. Ferner ist das säulenförmige Korngefüge in der Lage, die Übertragung auf der Oberfläche verursachter Risse nach innen zu verhindern.
Das Material für das erfindungsgemäße Deckband weist eine ausgezeichnete Hochtemperaturfestigkeit und eine überlegene Hochtemperaturdehnbarkeit auf, und das Material, das seine Gleitoberfläche bildet, hält seine Verwendung bei einer Arbeitstemperatur von 750ºC oder darüber und vorzugsweise 800ºC oder darüber aus.
Bei der erfindungsgemäßen Gasturbine kann die Temperatur des Verbrennungsgases in der Gasturbine auf 1250ºC oder darüber oder vorzugsweise auf 1300ºC darüber eingestellt werden, da die Turbinenscheiben aus einem Martensitstahl mit der oben aufgeführten Zusammensetzung hergestellt sind, wodurch der thermische Wirkungsgrad der Gasturbine um 33 % oder mehr verbessert und eine Lebensdauer von ca. 30.000 Stunden gewährleistet wird.
Daher weist ein erfindungsgemäßes Deckband für eine Gasturbine eine ausgezeichnete thermische Ermüdungsbeständigkeit auf, und eine erfindungsgemäße Gasturbine kann bei einer höheren Gastemperatur betrieben werden und weist den oben beschriebenen hohen thermischen Wirkungsgrad auf.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht des rotierenden Abschnitts einer Gasturbine mit einem erfindungsgemäßen Deckband und erfindungsgemäßen Turbinenschaufeln;
die Figuren 2 und 4 sind Mikrofotografien, die das Metallgefüge des Abschnitts des Deckbands darstellen;
Fig. 3 ist ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen dem Gehalt an dem beigefügten feuerfesten Wirkstoff und der ASTM-Korngröße darstellt;
Fig. 5 ist ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen dem Gehalt an dem beigefügten feuerfesten Wirkstoff und der nach dem Zugversuch erhaltenen Querschnittsverringerung darstellt;
die Figuren 6A und 68 stellen die Form einer in einem Erwärmungszyklustest verwendeten Probe bzw. eine Erwärmungszykluskürve dar;
Fig. 7 ist ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen der Anzahl der Erwärmungszyklen und der Gesamtlänge der Risse darstellt;
Fig. 8 ist ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen dem Gehalt an dem beigefügten feuerfesten Wirkstoff und der Gesamtlänge der Risse darstellt;
Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht eines Deckbands für eine Gasturbine;
Fig. 10 ist eine Querschnittsansicht, die eine erfindungsgemäße Gasturbine darstellt; und
Fig. 11 ist eine vergrößerte Ansicht, die ein Verhältnis zwischen Deckbändern und Turbinenschaufeln in bezug auf eine weitere Ausführungsform darstellt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

[Ausführungsform 1]
Modelle in der Form von Proben mit einer Dicke von 32 mm wurden durch das Wachsausschmelzverfahren hergestellt. Anschließend wurde auf die folgende Weise ein Überzug auf diesen Modellen aufgebracht, um Gußformen zu erhalten.
Verschiedene Wasseraufschlämmungen zum Bilden erster Schichten, mit denen die Oberflächen der Wachsausschmelzmodelle überzogen werden sollten, wurden zuerst durch Herstellung von Gemischen, die jeweils einen Zuschlagstoff als einen Hauptbestandteil und ein Bindemittel enthielten, und dann durch Beifügen verschiedener Mengen eines kornfeinenden feuerfesten Wirkstoffs zu den Gemischen hergestellt, wobei die Gemische mit einer Geschwindigkeit von ca. 600 rpm gerührt wurden. Bei dieser Ausführungsform wurden ZRO&sub2;-Pufver irit einer Korngröße von 1 bis 10 um als Zuschlag und kolloidales Silica als Bindemittel verwendet. Kobaltaluminatpufrer mit einer Korngröße von ca. 1 um wurde als der kornfeinende Wirkstoff mit 0 % (A1), 2 % (A2), 3 % (A3), 5 % (A4) und 7 % (A5) den Gemischen beigefügt. Die Oberflächen der Modelle wurden anschließend jeweils unter Verwendung der derart hergestellten Aufschlämmungen überzogen, um die ersten Schichten zu bilden. Jede dieser Schichten wies eine Dicke von ca. 0,5 mm auf Nacheinander wurden durch Überziehen mit einer Wasseraufschlämmung, die als Zuschlag wirkendes ZrO&sub2;-Pulver und als das Bindemittel wirkendes kolloidales Silica enthielt, acht Schichten, von der zweiten Schicht bis zur neunten Schicht, auf der ersten Schicht jedes Modells gebildet. Die erzeugten Gußformen wiesen eine Dicke von ca. 7 mm auf Jede der acht Schichten war 0,5 bis 1 mm dick. Als nächstes wurden die Gußformen auf 200ºC erwärmt, um die Schichten zu trocknen und zu entwachsen. Nach dem Entwachsen wurde eine geschmolzene Legierung auf Eisenbasis mit einer in Tabelle 1 aufgeführten Zusammensetzung, die unter atmosphärischer Luft geschmolzen wurde, in jeder der derart hergestellten Gußformen gegossen. Die Gußformen wurden auf eine Temperatur von 650ºC vorgewärmt, und die Gußtemperatur betrug 1500 bis 1520ºC. Ein atmosphärisches Schmelzen und ein atmosphärisches Gießen wurden verwendet. Hinsichtlich der Bestandteile wurde lediglich Ti unmittelbar von dem Gießen der geschmolzenen Legierung beigefügt. Nach dem Gießen des geschmolzenen Metalls wurden die Gußförmen durch einen Luftstoß erzwungen abgekühlt. Anschließend wurden die Teile aus der Gußlegierung einer normalerweise bei der Legierung auf Eisenbasis ausgeführten Wärmebehandlung unterzogen, d.h. die Gußstücke wurden für drei Stunden bei einer Temperatur von 1150ºC gehalten und anschließend durch einen Luftstoß erzwungen abgekühlt. Dieses Abschrecken verhinderte das Auftreten einer Entmischung der Bestandteile, erzeugte einen Teil Carbid in Form einer Festlösung und ermöglichte die Bildung von feinem Carbid.
Aus den derart unter Verwendung der Gußformen, die verschiedene Mengen des feuerfesten Wirkstoffs enthielten, hergestellten Proben wurden Prüfstücke für die Verwendung für Messungen der Makrostruktur und Korngröße hergestellt, wobei Prüfstücke mit einem Durchmesser von 6 mm für die Verwendung in einem Zugversuch und Prüfstücke mit einem Durchmesser von 20 mm und einer Höhe von 20 mm für die Verwendung für eine Prüfiing der thermischen Ermüdungsbeständigkeit hergestellt wurden.
Die für die Messung der Makrostruktur verwendeten Prüfstücke wurden durch Polieren der Abschnitte und das anschließende Eintauchen derselben in Goldscheidewasser zu ihrer Korrosion hergestellt. Die für die Messung der Korngröße verwendeten Prüfstücke wurden durch die Schritte des Polierens der Prüfstücke, der Ausführung einer Sensibilisierungsbehandlung, die ein Halten bei 670ºC für 72 Stunden und eine Luftkühlung umfaßt, und einer Korrosion durch Goldscheidewasser und Glyzerin hergestellt. Fig. 2 stellt die Ergebnisse der Makrostrukturbeobachtungen (Vergrößerung ca. 1) dar. A1 stellt die Makrostruktur eines Gußstücks dar, das durch das herkömmliche Verfahren unter Verwendung einer Gußform, die keinen feuerfesten Wirkstoff enthielt, hergestellt wurde, und A4 stellt die Makrostruktur eines weiteren Gußstücks dar, das erfindungsgemäß unter Verwendung einer Gußform erzeugt wurde, die 5 % eines feuerfesten Wirkstoffs enthielt. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, wurde bei A1 keine abgeschreckte Schicht gebildet, wobei A1 eine Makrostruktur mit großen Kristallen aufweist. Bei A4 wurden jedoch die abgeschreckte Schicht und die säulenförmigen Körner jeweils in einer von der Oberfläche zum Inneren orientierten Richtung gebildet, d.h. die abgeschreckte Schicht wurde an der am weitesten außen gelegenen Fläche der Oberfläche gebildet. Ferner unterscheidet sich die Dicke der gebildeten abgeschreckten Schicht abhängig von dem Gehalt an dem feuerfesten Wirkstoff. Ca. 1,5 mm der abgeschreckten Schicht wurden gebildet, wenn der Gehalt an dem feuerfesten Wirkstoff 1 % betrug. Bei 3 % des feuerfesten Wirkstoffs wies die abgeschreckte Schicht eine Dicke von ca. 5 mm auf. Die Dicke der gebildeten abgeschreckten Schicht nimmt zu, wenn der Gehalt an dem feuerfesten Wirkstoff steigt. Im wesentlichen wurde an einem durch Verwendung einer Gußform, die keinen feuerfesten Wirkstoff enthielt, erzeugten Gußstück keine abgeschreckte Schicht gebildet, wobei das Gußstuck aus groben Körnern bestand. Tabelle 1
Fig. 3 stellt das Verhältnis zwischen dem Gehalt an dem feuerfesten Wirkstoff und der ASTM-Korngröße der säulenförmigen Körner dar. Ist der Gehalt an feuerfestem Wirkstoff 5 % oder weniger, nimmt die Größe der Körner ab (die Korngrößenzahl nimmt zu), wenn der Gehalt an feuerfestem Wirkstoff zunimmt. Es wird jedoch keine Größenverringerung beobachtet, wenn der Gehalt an dem feuerfesten Wirkstoff bei 5 Gew.-% oder darüber liegt. Da es vorzuziehen ist, daß ein Gußstück, das das Deckband der Gasturbine bildet, eine Korngröße von 3 oder darüber hat, wird der Gehalt an dem feuerfesten Wirkstoff bei 2 % oder darüber eingestellt.
Fig. 4 zeigt die Mikrofotografien (Vergrößerung 400) von Proben A1 und A4. A1, das ohne Verwendung eines feuerfesten Wirkstoffs erzeugt wurde, weist eine Korngrößenzahl von 2,0 auf, und A4, das unter Verwendung einer Gußform erzeugt wurde, die 5 % eines feuerfesten Wirkstoffs enthielt, wies eine Korngrößenzahl von 4,5 auf; dies bedeutet, daß A4 feinere Körner aufwies. Beide Gefüge zeigten einen Zustand, bei dem sekunadares Carbid um das eutektische Carbid abgeschieden wurde.
Fig. 5 ist ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen der erhaltenen Verringerung des Querschnitts bei den Proben, die einem Zugversuch unterzogen wurden, und dem Gehalt an feuerfestem Wirkstoff darstellt. Wie aus der Kurve hervorgeht, liegt die Verringerung des Querschnitts bei der Probe, die unter Verwendung einer einen feuerfesten Wirkstoff enthaltenden Güßform erzeugt wurde, bei ca. dem Dreifachen, dem Zweifachen und dem 1,3-fachen der Probe, die nach dem herkömmlichen Verfahren ohne eine Verwendung eines feuerfesten Wirkstoffs erzeugt wurde, jeweils bei Raumtemperatur, bei 427ºC und bei 760ºC, was bedeutet, daß die erfindungsgemäß erzeugten Proben eine erheblich verbesserte Dehnbarkeit bei jeder der oben aufgeführten Temperaturen aufwiesen. Insbesondere wurde, wenn der Gehalt an feuerfestem Wirkstoff bei 2 % lag, die Dehnbarkeit am meisten verbessert. Die Dehnbarkeit kann verbessert werden, wenn der Gehalt an dem feuerfesten Wirkstoff nicht geringer als 1 % ist.
Die Figuren 6 (a) und (b) stellen jeweils die Form der für die Prüfüng der thermischen Ermüdungsbeständigkeit (mit einer in einem Winkel von 450 ausgebildeten Kerbe) und bei dem Erwärmungs-/abkühlungsmodus des Erwärmungszyklustests verwendeten Proben dar. Fig. 7 ist ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen der Anzahl der Wiederholungen des Erwärmungszyklus und der Gesamtlänge der aufgetretenen Risse darstellt. Die Proben wiesen eine V-förmige Kerbe von 450 mit einer Tiefe von 1 mm an ihrem zentralen Abschnitt auf. Die Proben wurden jeweils 50, 150 und 300 Wärmezyklen unterzogen. Diese Proben wurden anschließend in zwei Teile geteilt, und die Gesamtlänge der an dem Abschnitt jeder Probe aufgetretenen Risse wurde gemessen. Wie aus Fig. 7 hervorgeht, nimmt die Länge der Risse bei einer Steigerung der Anzahl der Wärmezyklen im wesentlichen linear zu.
Wie in Fig. 7 dargestellt, sind die Längen der bei den erfindungsgemäß durch Verwendung einer Gußforin, die einen feuerfesten Wirkstoff enthält, erzeugten Proben A2, A3, A4 und A5 aufgetretenen Risse kürzer als die der durch das herkömmliche Verfahren unter Verwendung einer keinen feuerfesten Wirkstoff enthaltenden Gußform erzeugten Probe A1, was bedeutet, daß die Proben A2, A3, A4 und A5 eine ausgezeichnete thermische Ermüdungsbeständigkeit aufweisen.
Fig. 8 ist ein Diagramm, das das Verhältnis zwischen dem Gehalt an dem feuerfesten Wirkstoff und den Gesamtlängen der an den Proben, die 300 Erwärmungszyklen ausgesetzt wurden, aufgetretenen Risse darstellt. Wie aus der Kurve hervorgeht, verringert sich bei einer Steigerung des Gehalts an dem feuerfesten Wirkstoff die Länge der Risse erheblich, was bedeutet, daß die thermische Ermüdungsbeständigkeit verbessert wurde. Insbesondere erreicht die Länge der Risse ein Minimum, wenn der Gehalt an dem feuerfesten Wirkstoff ca. 4% beträgt, die Länge der Risse wird jedoch, selbst wenn der Gehalt bei mehr als 4 % liegt, nicht geringer.
Die bei den oben aufgeführten Merkmalsprüfüngen verwendeten Proben wurden an den zentralen Abschnitten der Teile aus Präzisionsgußlegierung gesammelt und enthielten daher keine abgeschreckte Schicht, da die abgeschreckte Schicht an der Oberfläche des Gußstücks gebildet wird. Es ist daher offensichtlich, daß die Proben, die die abgeschreckte Schicht aufweisen, noch ausgezeichnetere Merkmale aufweisen.
Tabelle 2 stellt die mechanischen Merkmale der oben aufgeführten Probe A4 dar. Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse des Kriechbruchversuchs an A1 und A4 unter den Bedingungen von 54 N/mm² (5,5 kgf/mm²) und 871ºC. Tabelle 2 Raumtemperatur Zugfestigkeit (kgf/mm²)* Streckgrenzen (kgf/mm²)* Dehnung (%) Querschnittsverringerung (%)
1 kgf/mm² = 9,81 N/mm² Tabelle 3 Bruchdauer (h) Dehnung (%) Querschnittsverringernng (%)
Wie aus den Tabellen 2 und 3 hervorgeht, weisen die erfindungsgemäß erzeugten Proben eine Zugfestigkeit von nicht weniger als 392,4 N/mm² (40 kgf/mm²) und eine Dehnung von nicht weniger als 5 % bei Raumtemperatur, eine Zugfestigkeit von nicht weniger als 196,2 N/mm² (20 kgf/mm²) und eine Dehnung von nicht weniger als 5 % bei 760ºC und eine Kriechbruchfestigkeit von nicht weniger als 10 Stunden bei 871ºC und 54 N/mm² (5,5 kgf/mm²) auf. Diese Proben wurden aus dem zentralen Abschnitt von Gußstücken erhalten und enthielten daher die säulenförmigen Körner, jedoch keine abgeschreckte Schicht. Bei dem Abschnitt der Probe, der die abgeschreckte Schicht enthält, werden noch ausgezeichnetere Merkmale erwartet.

[Ausführungsform 2]

Fig. 1 ist eine perspektivische Teilquerschnittsansicht des rotierenden Abschnitts einer Gasturbine, die eine weitere Ausführüngsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Bei dieser Ausführungsform wurde jedes der Segmente eines Deckbands 1 über den gesamten Umfang eines Turbinengehäuses 2 in einer Ringform eingebaut. Das Deckband 1 nach dieser Ausführungsform wurde durch das gleiche Gußverfahren wie bei der Ausführungsform 1 hergestellt. Das Deckband 1 wurde derart aufgebaut, daß ein zwischen seiner Gleitoberfläche und einer Gasturbinenschaufel 3 ausgeblldeter Spalt während der Betriebszeit der Gasturbine so schmal wie möglich gehalten wurde. Daher weist die Gleitoberfläche 20 des Deckbands, wie in Fig. 9 dargestellt, einen eingekerbten Aufbau auf. Da die Gleitoberfläche 20 einem Verbrennungsgas mit hoher Temperatur ausgesetzt ist und einer raschen Erwärmung und Luftkühlung unterzogen wird, wenn die Gasturbine gestartet bzw. angehalten wird, besteht eine Neigung zum Auftreten von Rissen aufgrund einer Erwärmungszyklusermüdung. Es ist daher erforderlich, daß das Deckband aus einem Material mit einer hohen Dehnbarkeit sowohl bei geringen als auch bei hohen Temperaturen ausgebildet ist. Die Gleitoberfläche 20 wurde, wie oben ausgeführt, durch Präzisionsguß hergestellt. Da jedoch im allgemeinen die Oberfläche in einem gerade gegossenen Zustand Unregelmäßigkeiten aufweist, wurde ein spanabhebendes Verfahren auf eine vorbestimmte Dicke ausgeführt, um die Gleitoberfläche 20 herzustellen, so daß die erzeugte Gleitoberfläche genaue Abmessungen aufwies, und anschließend wurde die Gleitoberfläche poliert. Wie oben beschrieben, muß eine abgeschreckte Schicht auf der Gleitoberfläche 20 gebildet werden, die nach dem Ausführen des spanabhebenden Verfahrens an der Gleitoberfläche eine vorbestimmte Dicke aufweisen muß. Vorzugsweise wird das Deckband durch den Präzisionsguß hergestellt, um die gekrümmte Form aufzuweisen. Auf diese Weise kann die Dicke der auf dem Teil des Gußstücks, der die Gleitoberfläche bildet, gebildeten abgeschreckten Schicht einheitlich und groß über die gesamte Gleitoberfläche erzeugt werden. Dies ermöglicht eine Verlängerung der Lebensdauer des Deckbands. Bei dieser Ausführungsform wurde ein Gießaufsatz (d.h. ein Speisekopf) an einer Seitenfläche 21 zum Zeitpunkt der Durchführung des Gießens vorgesehen, wobei dafür gesorgt wurde, daß die Gleitoberfläche 20 am Bodenabschnitt der Gußform erzeugt wurde, und es wurde eine Gußeinrichtung verwendet, die gewährleistet, daß der Teil der geschmolzenen Legierung, der die Gleitoberfläche 20 bildet, rasch gekühlt werden konnte, nachdem er in die Gußform gegossen wurde. Dies veranlaßte die Erzeugung der abgeschreckten Schicht mit der gewünschten Dicke. Die abgeschreckte Schicht bestand aus feinen Körnem. Die abgeschreckte Schicht diente ebenso der Feinung der säulenförmigen Körner, die nach der Erzeugung der abgeschreckten Schicht gebildet wurden. Die thermische Ermüdungsbeständigkeit kann durch die feinen Körner der auf der Oberfläche ausgebildeten abgeschreckten Schicht verbessert werden. Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wurden die aus den inneren Abschnitten der Gußstücke genommenen Proben zur Bestimmung von deren Merkmalen verwendet. Daher werden noch ausgezeichnetere Merkmale erhalten, wenn die von den Oberflächen der Gußstücke genommenen Proben verwendet werden, da die Korngröße der abgeschreckten Schicht gemäß der GS-Nummer um mindestens 2 feiner als die der säulenförmigen Körner ist. Durch Bilden der Gleitoberfläche 20 in einem Gußstückabschnitt, der dem Bodenabschnitt der Gußform gegenüberliegt, kann das Metallgefüge des Gleitabschnitts einheitlich gemacht werden, was zu einer Verlängerung der Lebensdauer führt.
Das Deckband 1 weist eine darin ausgebildete Luftkühlungsbohrung 5 auf Luft strömt durch die Bohrung 5 und kühlt das Deckband 1 während des Betriebs einer Gasturbine.
Fig. 10 ist eine Querschnittsansicht einer Gasturbine mit einem rotierenden Abschnitt, der das in Fig. 1 dargestellte Deckband enthält. Eine Gasturbine umfaßte ein Deckband 1, ein Turbinengehäuse 2, einen Turbinenwellenstutzen 10, Turbinenschaufeln 3, Turbinenscheiben 4, Turbinenstapelbolzen 13, Turbinenabstandshalter 18, einem Abstandsstück 19, Kompressorscheiben 6, Kompressorschaufeln 7, Kompressorstapelbolzen 8, einen Kompressorwellenstutzen 9, eine Turbinenscheibe 10 und eine zentrale Bohrung 11. Die Gasturbine nach dieser Ausfühmngsform umfaßte einen 17-Stufen-Kompressor 6 und eine 2-Stufen-Turbinenschaufel 3. Die Turbinenschaufeln können ebenso drei Stufen aufweisen.
Fig. 11 ist eine Querschnittsansicht der entscheidenden Teile des in die in Fig. 10 dargestellte Gasturbine eingebauten Deckbands 1. Der Abschnitt des Deckbands nach dieser Ausführungsförm, der auf den Turbinenschaufeln 3 gleitet, wies im Vergleich zu dem nach Ausführungsform 1 eine komplizierte Form auf. Die stromabseitig des Abgasauslasses (nach Fig. 11 auf der rechten Seite) gelegenen Schaufeln 3 wurden verlängert. Der Gleitoberflächenabschnitt des Deckbands war übereinstimmend mit den variierenden Längen der Schaufeln 3 geneigt und war derart beschaffen, daß er die gleiche Dicke aufwies. Dies ermöglichte die Bildung der abgeschreckten Schicht durch den Präzisionsguß, verringerte das Auftreten einer nicht einheitlichen Makrostruktur (deren Unregelmäßigkeiten), und ermöglichte dadurch die Herstellung eines gleichmäßigen Deckbands. Das Deckband mit einem in Fig. 11 dargestellten Aufbau wies ebenso Segmente auf, die über den gesamten Umfang des Gehäuses 2 angeordnet waren, wobei die Gleitoberfläche des Deckbands durch ein spanabhebendes Verfahren fertiggestellt wurden. Die Gleitoberfiäche des Deckbands war übereinstimmend mit dem Rotationsradius der Schaufel 3 gekrümmt und wies eine abgeschreckte Schicht mit einer gewünschten Dicke (ca. 5 mm oder darüber) auf. Dies ermöglichte eine Verwendung der erzeugten Gasturbine über ca. 30.000 Stunden ohne ein Auftreten erheblicher Risse auf der Gleitoberfläche des Deckbands, wobei ein erhebliches Auftreten einen Betrieb der Gasturbine unmöglich macht.
Die Zusammensetzungen der Materialien, die die Hauptbestandteile dar bei dieser Ausführungsform verwendete Gasturbine bilden, sowie die Merkmale dieser Materialien werden im weiteren beschrieben.
Originalgroße, großformatige Stahle wurden durch ein Elektroschlackeumschmelzverfahren geschmolzen und einem Schmieden und einer Wärmebehandlung unterzogen, um die in Tabelle 4 aufgeführten Materialien herzustellen. Der Stahl, der die Turbinenscheiben bildet, wurde durch die Vakuumkohlenstoffdesoxidation geschmolzen. Das Vorhergehende wurde bei einer Temperatur in einem Bereich von 850 bis 1150ºC ausgeführt, und die Wärmebehandlung erfolgte unter den in Tabelle 4 dargestellten Bedingungen, um die Proben zu erzeugen. Die Tabelle 4 zeigt die chemischen Zusammensetzungen (in Gew.-%) der erzeugten Proben. Die Mikrostruktur der Materialien Nr. 1 bis Nr. 4 und Nr. 7 war ein voll angelassenes Martensitgefüge, und die Mikrostruktur der Materialien Nr. 5 und Nr. 6 war ein voll angelassenes Bainitgefüge. Das Material Nr. 1 wurde zum Bilden sowohl des Abstandsstücks als auch der an der Endstufe angeordneten Kompressorscheibe verwendet. Das Material Nr. 5 wurde zum Bilden der von der 13. bis zur 16. Stufe angeordneten Kompressorscheiben 6 verwendet. Das Material Nr. 6 wurde zum Bilden der von der ersten bis zur 12. Stufe angeordneten Kompressorscheiben 6 verwendet. Diese Proben wurden derart hergestellt, daß sie die gleiche Größe wie die Turbinenscheiben aufwiesen. Nach der Wärmebehandlung wurden, außer bei der Probe Nr. 4, in der in bezug auf die axiale Richtung (die Längsrichtung) vertikalen Richtung Probestücke aus den mittleren Abschnitten der Proben entnommen. Bei der Probe Nr. 4 wurde ein Probestück in der Längsrichtung entnommen.
Tabelle 5 stellt die Zugfestigkeit bei Raumtemperatur, die V-Kerben-Charpy- Schlagfestigkeit bei 20ºC und die durch das üblicherweise verwendete Rarson-Miller-Verfahren ermittelte Kriechbruchfestigkeit bei 450ºC über 10&sup5; Stunden dar. Tabelle 4 Chemische Zusammensetzung (Gew.-%) Beispiele Stahlarten Wärmebehandlung (Abstandsstück) (Turbinenscheibe) (Abstandshalter) (Stapelbolzen) Stahl Tabelle 5 Beispiel, Stahlart Zugfestigkeit 0,2 % Streckgrenze (kgf/mm²)* Dehnung (%) Querschnittsverringerung (%) Schlagfestigkeit vE&sub2;&sub0; Kriechbruchfestigkeit (kgf/mm²)*
* 1 kgf = 9,81 N
Wie aus Tabelle 5 hervorgeht, zeigten die Materialien 1 bis 4 und 7 (12 % Chromstahl) nach dieser Ausführungsform bei 450ºC nach 10&sup5; Stunden eine Kriechbruchfestigkeit von nicht weniger als 500,3 N/mm² (51 kgf/mm²) und bei 20ºC eine V-Kerben-Charpy-Schlagfestigkeit von nicht weniger als 68,7 N-m/cm² (7 kgf-m/cm²), so daß bestätigt wurde, daß die Materialien eine für die Verwendung als die Materialien für eine Hochtemperätur-Gasturbine ausreichende Festigkeit aufwiesen.
Obwohl die als das Material für den Wellenstutzen zu verwendenden Materialien (Niedrigleglerungsstahl) bei 450ºC eine geringe Kriechbruchfestigkeit aufwiesen, zeigten Sie eine Zugfestigkeit von nicht weniger als 843,7 N/mm² (86 kg/mm²) und bei 20ºC eine V-Kerben- Charpy-Schlagfestigkeit von nicht weniger als 68,7 N-m/cm² (7 kgf-m/cm²). Es wurde daher bestätigt, daß sie dem für das Material für den Wellenstutzen erforderlichen Wert für die Festigkeit (repräsentiert durch eine Zugfestigkeit von 794,6 N/mm² (81 kgf/mm²) oder darüber und bei 20ºC eine V-Kerben-Charpy-Schlagfestigkeit von 49 N-m/cm² (5 kgf-m/cm²) oder darüber) genügten.
Die erfindungsgemäße Gasturbine, die aus den Teilen mit einer Kombination der oben beschriebenen Materialien bestand, konnte ein Kompressionsverhältnis von 14,7, eine Kompressorlufttemperatur von nicht weniger als 350ºC, einen Kompressorwirkungsgrad von nicht weniger als 86 % und eine Gastemperatur von 1200ºC an einem Düseneinlaß der ersten Stufe erzielen. Sie wies daher einen thermischen Wirküngsgrad (LHV) von nicht weniger als 32 % auf.
Die Temperatur des Abstandsstücks und die der an der Endstufe der unter den oben beschriebenen Bedingungen betriebenen Gasturbine angeordneten Kompressorscheibe stiegen auf ihrem Maximum auf bis zu 450ºC. Vorzugsweise liegt die Wanddicke des zuerst genannten und der zuletzt genannten jeweils in den Bereichen zwischen 25 und 30 mm bzw. zwischen 40 und 70 mm. Die Turbinenscheiben und die Kompressorscheiben wiesen eine in ihren zentralen Abschnitten ausgebildete Durchgangsbohrung auf. Eine Restkompressionsbelastung war in den Durchgangsbohrungen in den Turbinenscheiben vorgesehen.
Wenn der Turbinenabstandshalter 4, das Abstandsstück 5 und die Kompressorscheibe 6 der Endstufe aus den in Tabelle 4 dargestellten hitzebeständigen Stahlen ausgebildet waren, während die weiteren Teile aus dem oben beschriebenen Stahl ausgebildet waren, war es bei der erzeugten Gasturbine ferner möglich, ein Kompressionsverhältnis von 14,7, eine Kompressorlufttemperatur von nicht weniger als 350ºC, einen Kompressorwirkungsgrad von nicht weniger als 86 % und eine Gastemperatur von 1200ºC am Einlaß der Düse der ersten Stufe zu erzielen. Sie zeigte ebenso einen thermischen Wirkungsgrad (LHV) von nicht weniger als 32 %, eine hohe Kriechbruchfestigkeit und einen hohen Schlagfestigkeitswert, selbst nachdem das Material erwärmt wurde und spröde geworden war. Es wurde daher bestätigt, daß die erzeugte Gasturbine hochgradig zuverlässig war.
Eine Gasturbine nach dieser Ausführungsform weist dreistuflge Turbinenscheiben 4 auf Die stromaufseitig an der ersten und der zweiten Stufe angeordneten Turbinenscheiben weisen eine zentrale Bohrung 11 auf. Die Turbinenscheiben sind aus einem hitzbestandigen Stahl mit der in Tabelle (4) dargestellten Zusammensetzung hergestellt. Ferner waren eine stromabseitig an der Endstufe angeordnete Kompressorscheibe 6, ein Abstandsstück 19, Turbinenabstandshalter 18, Turbinenstapelbolzen 13 und Kompressorstapelbolzen 8 aus dem in Tabelle 4 dargestellten hitzebeständigen Material Nr. 7 hergestellt, und Turbinenschaufeln 3, Turbinendüsen 14, eine Zwischenlage 17 für einen Brenner 15, Kompressorschaufeln 7, Kompressordüsen 16, Membranen 2 und ein Deckband 1 waren aus Legierungen mit den in Tabelle 6 dargestellten Zusammensetzungen hergestellt. Insbesondere bestanden die Turbinendüsen 14 und die Turbinenschaufeln 3 aus Gußstücken.
Die Turbinenschaufel, die Turbinendüse und ein Deckbandsegment 1 sowie die Membran, die in Tabelle 6 aufgelistet sind, sind jene, die an den ersten Stufen an deren Stromaufseite verwendet werden. Ein in der Tabelle 6 aufgelistetes Deckbandsegment 2 ist das an der zweiten Stufe verwendete. Tabelle 6 Weitere (Gew.-%) Turbinenschaufel Turbinendüse Zwischenlage für den Brenner Kompressorschaufel, Düse Deckband segment Membran Rest
Jede der Turbinenscheiben verfügte über mehrere gleichwinklig an ihrem gesamten Umfang ausgebildete Durchgangsbohrungen, durch die Bolzen eingeführt werden, um die Scheiben miteinander zu kuppeln.
Bei der erzeugten Gasturbine war es möglich, ein Kompressionsverhältnis von 14,7, eine Kompressorlufttemperatur von nicht weniger als 350ºC, einen Kompressionswirkungsgrad von nicht weniger als 86 % und eine Gastemperatur von 1200ºC am Einlaß der ersten Stufe der Turbinendüse zu erzielen. Sie weist ebenso einen thermischen Wirkungsgrad von nicht weniger als 32 % auf Ferner waren, wie oben dargelegt, die Turbinenscheiben, das Abstandsstück, die Abstandshalter, die an der Endstufe angeordnete Kompressorscheibe und die Stapelbolzen aus einem hitzebeständigen Stahl mit der oben beschriebenen hohen Kriechbruchfestigkeit hergestellt, wobei bei diesem Stahl die Sprödigkeit minimiert wurde, zu deren Auftreten aufgrund der Erwärmung eine Tendenz besteht, die Turbinenschaufeln waren aus einer Legierung mit einer ausgezeichneten Hochtemperaturfestigkeit gefertigt, die Turbinendüsen waren aus einer Legierung mit einer ausgezeichneten Hochtemperaturfestigkeit und Hochtemperaturdehnbarkeit gefertigt, und die Zwischenschicht für den Brenner war aus einer Legierung mit einer ausgezeichneten Hochtemperaturfestigkeit und hohen thermischen Beständigkeit gefertigt. Dadurch wurde die hergestellte Gasturbine sehr zuverlässig.

Claims

1. Segmentförmiges Deckband für eine Gasturbine, welches Deckband (1) mit einem Gleitoberflächenteil in einer Abstandsbeziehung zu den Spitzen von durch Hochtemperaturgas in Rotation versetzten Turbinenschaufeln (3) vorgesehen ist, wobei wenigstens der Gleitoberflächenteil des Deckbandes (1) aus einer hitzebeständigen Gußlegierung besteht, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die Gleitoberfläche des Deckbandes (1) eine abgeschreckte Schicht und säulenförmige Körner in einer Richtung hat, die von der Gleitoberfläche zu einem inneren Teil des Deckbandes (1) hin ausgerichtet sind.

2. Deckband für eine Gasturbine nach Anspruch 1, wobei die hitzebeständige Gußlegierung eine Basiszusammensetzung, die gewichtsmäßig aus 0,1 bis 0,5 % C, nicht mehr als 2 % Si, nicht mehr als 2 % Mn, 20 bis 35 % Cr, 18 bis 40 % Ni und Rest Fe und zufälligen Verunreinigungen besteht, oder eine andere Zusammensetzung, die gewichtsmäßig, zusätzlich zu der Basiszusammensetzung, aus wenigstens einem besonderen Element besteht, das aus der aus nicht mehr als 0,5 % Ti, nicht mehr als 0,5 % Nb, nicht mehr als 0,5 % wenigstens eines Seltenerdelements, nicht mehr als 0,5 % Y, nicht mehr als 0,5 % Ca, nicht mehr als 0,5 % Ng und nicht mehr als 0,5 % Al bestehenden Gruppe gewählt ist, oder noch eine andere Zusammensetzung hat, die gewichtsmäßig, zusätzlich zu der Basiszusammensetzung oder der anderen Zusammensetzung mit dem besonderen Element, aus wenigstens einem Element besteht, das aus der aus nicht mehr als 20 % Co, nicht mehr als 10 % Mo und nicht mehr als 10 % W bestehenden Gruppe gewählt ist.

3. Gasturbine mit durch Hochtemperaturgas in Rotation versetzten bewegten Turbinenschaufeln (3) und einem segmentförmigen Deckband (1) nach Anspruch 1, das in einer Abstandsbeziehung zu den Spitzen der bewegten Schaufeln (3) vorgesehen ist, wobei wenigstens der Gleitteil des Deckbandes, der in einer Gleitbeziehung zu den bewegten Schaufeln (3) ist, aus der hitzebeständigen Gußlegierung besteht, die eine Zugfestigkeit von nicht weniger als 392,4 N/mm² (40 kgf/mm²) und eine Dehnung von nicht weniger als 5 % jeweils bei Raumtemperatur, eine Zugfestigkeit von nicht weniger als 196,2 N/mm² (20 kgf/mm²) und eine Dehnung von nicht weniger als 5 % jeweils bei 760 ºC und eine Kriechbruchdauer von nicht weniger als 10 Stunden unter den Bedingungen von 871 ºC und 54 N/mm² (5,5 kgf/mm²) aufweist.

4. Gasturbine mit einem Wellenstutzen (10), einer Mehrzahl von mit dem Stutzen (10) durch Turbinenstapelbolzen (13) mit dazwischen eingefügten Abstandshaltern (18) gekuppelten Turbinenscheiben (4), in jede der Scheiben (4) eingesetzten bewegten Turbinenschaufeln (3), einem segmentförmigen Deckband nach Anspruch 1, das eine Gleitoberfläche in einer Abstandsbeziehung zu den Spitzen der bewegten Schaufeln (3) hat, einem mit den Scheiben (4) durch die Bolzen verbundenen Abstandsstück (19), einer Mehrzahl von mit dem Abstandsstück (19) durch Kompressorstapelbolzen (8) gekuppelten Kompressorscheiben (6), in jede der Kompressorscheiben eingesetzten Kompressorschaufeln (7) und einem einstückig mit der ersten Stufe der Kompressorscheiben (6) gebildeten Kompressor-Wellenstutzen (9), wobei wenigstens die Turbinenscheiben (4) aus einem martensitischen Stahl bestehen, der ein voll angelassenes Martensitgefüge und eine Kriechbruchfestigkeit von nicht weniger als 490,5 N/mm² (50 kgf/mm²) unter den Bedingungen von 450 ºC und 10- Stunden und eine V-Kerben-Charpy-Schlagfestigkeit von nicht weniger als 49 N (5 kgf)-m/cm² nach 10³-stündigem Halten bei 500 ºC aufweist, die stromab des Verbrennungsgases befindliche bewegliche Schaufel (3) von größerer Länge gemacht ist und das Deckband (1) aus einer hitzebeständigen Gußlegierung besteht, die wenigstens von dessen Gleitoberf läche nach innen gerichtete säulenförmige Körner aufweist.

5. Gasturbine nach Anspruch 4, wobei die Turbinenstapelbolzen (13), das Abstandsstück (19), die Turbinenabstandshalter (18), wenigstens die Kompressorscheiben (6), die von der Endstufe zur Zentralstufe angeordnet sind, und wenigstens einer der Kompressorstapelbolzen (8) aus Martensitstahl bestehen.

6. Gasturbine nach einem der Ansprüche 4 und 5, wobei der Martensitstahl gewichtsmäßig aus 0,05 bis 0,2 % C, nicht mehr als 0,5 % Si, nicht mehr als 1,5 % Nn, 8 bis 13 % Cr, 1,5 bis 3,5 % Mo, nicht mehr als 3 % Ni, 0,05 bis 0,3 % V, 0,02 bis 0,2 % insgesamt wenigstens eines Elements, das aus der aus Nb und Ta bestehenden Gruppe gewählt ist, 0,02 bis 0,1 % N und dem Rest Fe und zufälligen Verunreinigungen besteht.

7. Gasturbine nach Anspruch 6, wobei der Martensitstahl eine Kriechbruchfestigkeit von nicht weniger als 490,5 N/mm² (50 kgf/mm²) unter den Bedingungen von 450 ºC und 10&sup5; Stunden und eine V-Kerben-Charpy-Schlagfestigkeit von nicht weniger als 49 N (5 kgf)-m/cm² aufweist.

8. Gasturbine nach Anspruch 4, wobei der Turbinenstutzen aus einem Material gebildet ist, das gewichtsmäßig aus 0,2 bis 0,4 % C, 0,5 bis 1,5 % Mn, 0,1 bis 0,5 % Si, 0,5 bis 1,5 % Cr, nicht mehr als 0,5 % Ni, 1,0 bis 2,0 % Mo, 0,1 bis 0,3 % V und dem Rest Fe und zufälligen Verunreinigungen besteht.

9. Gasturbine nach Anspruch 4, wobei die Turbinenabstandshalter aus einem Material hergestellt sind, das gewichtsmäßig aus 0,05 bis 0,2 % C, nicht mehr als 0,5 % Si, nicht mehr als 1 % Mn, 8 bis 13 % Cr, 1,5 bis 3,0 % Mo, nicht mehr als 3 % Ni, 0,05 bis 0,3 % V, 0,02 bis 0,2 % Nb, 0,02 bis 0,1 % N und dem Rest Fe und zufälligen Verunreinigungen besteht.

10. Gasturbine nach Anspruch 4, wobei die Turbinenstapelbolzen (13) aus einem Material hergestellt sind, das gewichtsmäßig aus 0,05 bis 0,2 % C, nicht mehr als 0,5 % Si, nicht mehr als 1 % Mn, 8 bis 13 % Cr, 1,5 bis 3,0 % Mo, nicht mehr als 3 % Ni, 0,05 bis 0,3 % V, 0,02 bis 0,2 % Nb, 0,02 bis 0,1 % N und dem Rest Fe und zufälligen Verunreinigungen besteht.

11. Gasturbine nach Anspruch 4, wobei das Turbinenabstandsstück (19) aus einem Material hergestellt ist, das gewichtsmäßig aus 0,05 bis 0,2 % C, nicht mehr als 0,5 % Si, nicht mehr als 1 % Mn, 8 bis 13 % Cr, 1,5 bis 3,0 % Mo, nicht mehr als 3 % Ni, 0,05 bis 0,3 % V, 0,02 bis 0,2 % Nb, 0,02 bis 0,1 % N und dem Rest Fe und zufälligen Verunreinigungen besteht.

12. Gasturbine nach Anspruch 4, wobei die Kompressorstapelbolzen (8) aus einem Material hergestellt sind, das gewichtsmäßig aus 0,05 bis 0,2 % C, nicht mehr als 0,5 % Si, nicht mehr als 1 % Mn, 8 bis 13 % Cr, 1,5 bis 3,0 % Mo, nicht mehr als 3 % Ni, 0,05 bis 0,3 % V, 0,02 bis 0,2 % Nb, 0,02 bis 0,1 N und dem Rest Fe und zufälligen Verunreinigungen besteht.

13. Gasturbine nach Anspruch 4, wobei die Kompressorschaufein (7) aus einem Nartensitstahl hergestellt sind, der gewichtsmäßig aus 0,05 bis 0,2 % C, nicht mehr als 0,5 % Si, nicht mehr als 1 % Mn, 10 bis 13 % Cr, und dem Rest Fe und zufälligen Verunreinigungen besteht.

14. Gasturbine nach Anspruch 4, wobei die zwischen der ersten Stufe und der zentralen Stufe angeordneten Kompressorscheiben (6) aus einem Material hergestellt sind, das gewichtsmäßig aus 0,15 bis 0,30 % C, nicht mehr als 0,5 % Si, nicht mehr als 0,6 % Mn, 1 bis 2 % Cr, 2,0 bis 4,0 % Ni, 0,5 bis 1,0 % Mo, 0,05 bis 0,2 % V und dem Rest Fe und zufälligen Verunreinigungen besteht und die anderen, an der Stromabseite von der zentralen Stufe angeordneten Kompressorscheiben (6) mit der Ausnahme wenigstens einer Kompressorscheibe (6) der letzten Stufe aus einem Material hergestellt sind, das gewichtsmäßig aus 0,2 bis 0,4 % C, 0,1 bis 0,5 % Si, 0,5 bis 1,5 % Mn, 0,5 bis 1,5 % Cr, nicht mehr als 0,5 % Ni, 1,0 bis 2,0 % Mo, 0,1 bis 0,3 % V und dem Rest Fe und zufälligen Verunreinigungen besteht.

15. Gasturbine nach Anspruch 4, wobei der Kompressor-Wellenstutzen (9) aus einem Material hergestellt ist, das gewichtsmäßig aus 0,15 bis 0,3 % C, nicht mehr als 0,6 % Mn, nicht mehr als 0,5 % Si, 2,0 bis 4,0 % Ni, 1 bis 2 % Cr, 0,5 bis 1 % Mo, 0,05 bis 0,2 % V und dem Rest Fe und zufälligen Verunreinigungen besteht.

16. Gasturbine nach Anspruch 4, die weiter Turbinendüsen (14) zum Führen von Hochtemperaturgas zu den Schaufeln (3) zwecks deren Rotation und eine Mehrzahl zylindrischer Brenner (15) zur Erzeugung des Hochtemperaturgases aufweist, wobei ein Teil des Deckbandes (1), welcher Teil der an der ersten Stufe befindlichen Turbinenschaufel (3) zugewandt ist, aus einer Ni-Basis-Gußlegierung hergestellt ist, die ein völlig austenitisches Gefüge hat und gewichtsmäßig aus 0,05 bis 0,2 % C, nicht mehr als 2 % Si, nicht mehr als 2 % Mn, 17 bis 27 % Cr, nicht mehr als 5 % Co, 5 bis 15 % No, 10 bis 30 % Fe, nicht mehr als 5 % W, nicht mehr als 0,02 % B und dem Rest Ni und zufälligen Verunreinigungen besteht, andere Teile des Deckbandes (1), die den an den übrigen Stufen befindlichen Turbinenschaufeln (3) zugewandt sind, aus einer Fe-Basis-Gußlegierung hergestellt sind, die gewichtsmäßig aus 0,3 bis 0,6 % C, nicht mehr als 2 % Si, nicht mehr als 2 % Mn, 20 bis 27 % Cr, 20 bis 30 % Ni, 0,1 bis 0,5 % Nb, 0,1 bis 0,5 % Ti und dem Rest Fe und zufälligen Verunreinigungen besteht, und wenigstens ein Teil des Deckbandes (1), welcher Teil in Gleitbeziehung zu den Spitzen der Schaufeln (3) ist, von der Gleitoberfläche nach innen gerichtete säulenförmige Körner aufweist.

17. Gasturbine nach Anspruch 15, wobei die Kompressordüsen aus einem Martensitstahl hergestellt sind, der gewichtsmäßig aus 0,05 bis 0,2 % C, nicht mehr als 0,5 % Si, nicht mehr als 1 % Mn, 10 bis 13 % Cr und dem Rest Fe und zufälligen Verunreinigungen besteht, oder aus einem anderen martensitischen Stahl hergestellt sind, der, zusätzlich zu den Bestandteilen des vorstehenden Martensitstahls, aus nicht mehr als 0,5 % Ni und nicht mehr als 0,5 % Mo besteht, die an einer ersten Stufe und in einer Niedrigtemperaturseite befindlichen Kompressorscheiben (6) aus einem Naterial hergestellt sind, das gewichtsmäßig aus 0,15 bis 0,3 % C, nicht mehr als 0,5 % Si, nicht mehr als 0,6 % Mn, 1 bis 2 % Cr, 2 bis 4 % Ni, 0,5 bis 1 % Mo, 0,05 bis 0,2 % V und dem Rest Fe und zufälligen Verunreinigungen besteht, und die anderen, in einer Hochtemperaturseite befindlichen Kompressorscheiben (6) aus einem Material hergestellt sind, das gewichtsmäßig aus 0,2 bis 0,4 % C, 0,1 bis 0,5 % Si, 0,5 bis 1,5 % Mn, 0,5 bis 1,5 % Cr, nicht mehr als 0,5 % Ni, 1 bis 2 % Mo, 0,1 bis 0,3 % V und dem Rest Fe und zufälligen Verunreinigungen besteht.

18. Gasturbine nach Anspruch 16, wobei die Turbinenschaufeln (3) aus einer Ni-Basis-Gußlegierung mit '- und "- Phasen hergestellt sind, die gewichtsmäßig aus 0,07 bis 0,25 % C, nicht mehr als 1 % Si, nicht mehr als 1 % Mn, 12 bis 20 % Cr, 5 bis 15 % Co, 1 bis 5 % Mo, 1 bis 5 % W, 0,005 bis 0,03 % B, 2 bis 7 % Ti, 3 bis 7 % Al, wenigstens einem Element, das aus der aus nicht mehr als 1,5 % Nb, 0,01 bis 0,5 % Zr, 0,01 bis 0,5 % Hf und 0,01 bis 0,5 % V bestehenden Gruppe gewählt ist, und dem Rest Ni und zufälligen Verunreinigungen besteht, die Turbinendüsen (14) aus einer Co-Basis-Gußlegierung mit einer austenitischen Matrix, eutektischem Karbid und sekundärem Karbid hergestellt sind, die gewichtsmäßig aus 0,20 bis 0,6 % C, nicht mehr als 2 % Si, nicht mehr als 2 % Mn, 25 bis 35 % Cr, 5 bis 15 % Ni, 3 bis 10 % W, 0,003 bis 0,03 % B und dem Rest Co und zufälligen Verunreinigungen besteht, oder aus einer anderen Co-Basis-Gußlegierung hergestellt sind, die gewichtsmäßig, zusätzlich zu den Bestandteilen der vorstehenden Co-Basislegierung, aus wenigstens einem aus der aus 0,1 bis 0,3 % Ti, 0,1 bis 0,5 % Nb und 0,1 bis 0,3 % Zr bestehenden Gruppe gewählten Element besteht, und der Brenner (15) aus einer Ni-Basislegierung mit einem Austenitgefüge hergestellt ist, die gewichtsmäßig aus 0,05 bis 0,2 % C, nicht mehr als 2 % Si, nicht mehr als 2 % Mn, 20 bis 25 % Cr, 0,5 bis 5 % Co, 5 bis 15 % Mo, 10 bis 30 % Fe, nicht mehr als 5 % W, nicht mehr als 0,02 % B und dem Rest Ni und zufälligen Verunreinigungen besteht.

19. Verfahren zur Herstellung eines segmentförmigen Deckbandes (1) für eine Gasturbine durch Gießen, welches Deckband (1) in einer Abstandsbeziehung zu den Spitzen von durch Hochtemperaturgas in Rotation versetzten Turbinenschaufeln (3) vorgesehen und aus einer hitzebeständigen Gußlegierung hergestellt wird, das die Schritte aufweist:

Herstellen einer Form mit einer Überzugsschicht, die auf wenigstens einer Oberfläche davon gebildet wird, die im Kontakt mit einem Gußstück zu sein hat, welche Überzugsschicht feuerfestes Zuschlagsstoffpulver als einen Hauptbestandteil und feuerfestes Wirkpulver zur Beschleunigung einer Erzeugung von Kristallkeimen enthält;

Gießen der geschmolzenen Legierung in die Form; und erzwungene Abkühlung einer äußeren Oberfläche der Form.

20. Verfahren zur Herstellung eines Deckbandes für eine Gasturbine nach Anspruch 19, wobei die Form aus einem Forininaterial hergestellt wird, das Zirkoniumoxidpulver als einen Hauptbestandteil und 1 bis 10 % wenigstens eines Bestandteils enthält, der aus der aus Kobaltaluminatpulver, Kobaltoxidpulver, Trikobalttetroxidpulver und Kobalttitanatpulver bestehenden Gruppe gewählt wird.

21. Verfahren zur Herstellung eines Deckbandes für eine Gasturbine nach Anspruch 20, wobei das Gießmaterial, das die Form bildet, ein anorganisches Bindemittel enthält.

22. Verfahren zur Herstellung eines segmentförmigen Deckbandes (1) für eine Gasturbine durch Gießen nach Anspruch 19, welches Deckband (1) mit einer Gleitoberfläche in der Abstandsbeziehung zu den Spitzen der Turbinenschaufeln (3) versehen wird, das den weiteren Schritt aufweist, daß nach dem Gießen der geschmolzenen Legierung in die Form und der Erstarrung der geschmolzenen Legierung eine Gleitoberfläche des Deckbandes (1) durch Verwendung eines Teils des Gußstücks gebildet wird, welcher Teil im Kontakt mit dem Boden der Form ist.