CN103695798A - 用作超超临界汽轮机转子的耐热钢材料及其制备方法 - Google Patents

用作超超临界汽轮机转子的耐热钢材料及其制备方法 Download PDF

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廖云虎
罗明
雷德江
黄志永
张华国
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Abstract

本发明公开了一种用于航空、航天及核工业领域的Ni-Cr-W系高温合金材料及其制备方法，化学组成(重量百分比)为：C0.05～0.15；Cr20.0～24.0；Mo1.00～3.00；W13.0～15.0；Si0.25～0.75；Mn0.30～1.00；余量Ni及杂质，其力学性能为（固溶条件下）：室温拉伸试验抗拉强度Rm≥760Mpa；屈服强度RP0.2≥310Mpa；伸长率A4≥40％。

Description

用作超超临界汽轮机转子的耐热钢材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及超超临界汽轮机材料，尤其涉及一种用做超超临界汽轮机转子的耐热钢材料及其制备方法。 
背景技术
随着汽轮机制造技术的发展，单机容量越来越大，汽轮机向超临界、超超临界机组发展，其蒸汽温度和工作压力分别由原来的520℃、15MPa提高到600℃(更高的到650℃）、26～30MPa，现有的汽轮机叶片材料的高温持久性能已不能满足要求。 
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种用作超超临界汽轮机转子的耐热钢材料及其制备方法，用于满足汽轮机叶片材料的高温持久性能。 
考虑到现有技术的上述问题，根据本发明公开的一个方面，本发明采用以下技术方案： 
一种用作超超临界汽轮机转子的耐热钢材料，包括： 
C：0.11～0.13(重量百分比)；Cr：10.2～10.8(重量百分比)； 
Mo：1.00～1.10(重量百分比)；Mn：0.40～0.50(重量百分比)； 
Ni：0.70～0.80(重量百分比)；W：0.95～1.05(重量百分比)； 
Nb：0.04～0.06(重量百分比)；N：0.045～0.06(重量百分比)； 
V：0.15～0.25(重量百分比)； 
余量是Fe及杂质。 
根据本发明的一个实施方案，所述杂质包括： 
Si≤0.12(重量百分比)；S≤0.005(重量百分比)；P≤0.015(重量百分比)。 
为了更好地实现本发明，进一步的技术方案是： 
一种用作超超临界汽轮机转子的耐热钢材料的制备方法，包括： 
（1）取所需元素于非真空感应炉中初炼，熔炼温度1530～1600℃；在熔炼过程中调节各元素的含量，使其重量比符合设计要求，控制杂质元素的含量尽量低，溶液浇注成自耗电极； 
（2）将自耗电极于电渣炉中重熔精炼，进一步降低杂质元素的含量，使其符合设计要求，制成电渣锭； 
根据本发明的一个实施方案，包括： 
1）将电渣锭加热锻造或轧制成钢棒； 
2）钢棒锻后进行退火热处理，步骤及工艺参数如下： 
将钢棒加热至760℃，保温3～8小时后，在退火炉中冷却至650～680℃并保温12～20小时后，出炉空冷； 
3）钢棒表面处理，对成品钢棒进行表面车光处理，消除表面缺陷并使钢棒尺寸、形状、表面质量满足设计要求，制得成品钢棒。 
本发明还可以是： 
根据本发明的一个实施方案，还包括： 
在成品钢棒上取样检验力学性能，进行室温拉伸试验和高温持久试验； 
试样热处理步骤及工艺参数如下： 
淬火：加热温度1050～1100℃ 时间1小时 冷却方式：油冷 
第一次回火：加热温度570℃ 时间4小时 冷却方式： 空冷 
第二次回火：加热温度≥700℃ 
试样室温拉伸试验技术要求如下： 
Figure DEST_PATH_GDA0000464753560000031
与现有技术相比，本发明的有益效果之一是： 
本发明的用作超超临界汽轮机转子的耐热钢材料及相应工艺方法制备的汽轮机叶片材料，经室温拉伸试验，结果表明其力学性能完全达到设计要求，试验结果如下： 
室温拉伸： 
Rm Rp0.2 A Z AKv HB
N/mm2 N/mm2 % % J  
    16 55 68 301
    18 56 75 307
    17 57 37 311
    17 54 43 310
用本材料制造的汽轮机叶片，能够满足600℃、26～30MPa蒸汽参数工况下的使用要求。 
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。 
取所需化学元素，在非真空感应炉冶炼，熔炼过程中调节化学元素的含量，使其重量百分比如下： 
  C Cr Mn Ni Mo W V Nb N  
实例1 0.12 10.40 0.47 0.77 1.06 1.00 0.22 0.057 0.053  
实例2 0.115 10.37 0.48 0.78 1.01 1.01 0.21 0.053 0.052  
实例3 0.12 10.33 0.45 0.76 1.03 1.02 0.20 0.052 0.055  
实例4 0.12 10.28 0.49 0.76 1.05 0.99 0.21 0.056 0.048  
实例5 0.12 10.32 0.48 0.77 1.05 1.06 0.20 0.058 0.049  
并控制杂质元素的含量尽量低，溶液浇注成自耗电极； 
（2）将自耗电极于电渣炉中重熔精炼，进一步降低杂质元素的含量，使其符合下述要求： 
Si≤0.12(重量百分比)      S≤0.005(重量百分比) 
P≤0.015(重量百分比) 
取样分析各组分含量合格后，制成电渣锭。 
二、将电渣锭制成钢棒，包括步骤： 
1）将电渣锭加热锻造或轧制成钢棒； 
2）钢棒锻后进行退火热处理，步骤及工艺参数如下： 
将钢棒加热至760℃，保温3～8小时后，在退火炉中冷却至650～680℃并保温12～20小时后，出炉空冷。 
3）钢棒表面处理，对成品钢棒进行表面车光处理，消除表面缺陷并使钢棒尺寸、形状、表面质量满足设计要求，制得成品钢棒； 
4）在成品钢棒上取样检验力学性能，进行室温拉伸试验和高温持久试验； 
--试样热处理步骤及工艺参数如下： 
淬火：加热温度1050～1100℃  时间1小时  冷却方式：油冷 
第一次回火：加热温度570℃  时间4小时  冷却方式：空冷 
第二次回火：加热温度≥700℃ 
--试样室温拉伸试验技术要求如下： 
Figure DEST_PATH_GDA0000464753560000051
试验合格即为成品。 
综上实施例公开的一种用作超超临界汽轮机转子的耐热钢材料，化学组成(重量百分比)为：C0.11～0.13；Cr10.2～10.8；Mo1.0～1.1；Ni0.70～0.80；Mn0.40～0.50W0.95～1.05；V0.15～0.25；Nb0.04～0.06；N0.045～0.060；余量Fe及杂质，其力学性能为：室温拉伸试验抗拉强度Rm870～970N/mm2；屈服强度RP0.2780～830N/mm2；伸长率A≥14％；断面收缩率Z≥55％；冲击功AKv≥50J/cm2；硬度HB270～310。 
另一个实施例的用作超超临界汽轮机转子的耐热钢材料，包括具体化学组成可以为： 
C：0.12(重量百分比)；Cr：10.5(重量百分比)； 
Mo：1.05(重量百分比)；Mn：0.45(重量百分比)； 
Ni：0.75(重量百分比)；W：1.0(重量百分比)； 
Nb：0.05(重量百分比)；N：0.05(重量百分比)； 
V：0.2(重量百分比)；余量是Fe及其它杂质。 
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。 
在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。 
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。 

Claims (5)

1.一种用作超超临界汽轮机转子的耐热钢材料，其特征在于，包括： 
C：0.11～0.13(重量百分比)；Cr：10.2～10.8(重量百分比)； 
Mo：1.00～1.10(重量百分比)；Mn：0.40～0.50(重量百分比)； 
Ni：0.70～0.80(重量百分比)；W：0.95～1.05(重量百分比)； 
Nb：0.04～0.06(重量百分比)；N：0.045～0.06(重量百分比)； 
V：0.15～0.25(重量百分比)； 
余量是Fe及杂质。 
2.根据权利要求1所述的用作超超临界汽轮机转子的耐热钢材料，其特征在于，所述杂质包括： 
Si≤0.12(重量百分比)；S≤0.005(重量百分比)；P≤0.015(重量百分比)。 
3.一种制备如权利要求1或2所述的用作超超临界汽轮机转子的耐热钢材料的方法，其特征在于，包括： 
（1）取所需元素于非真空感应炉中初炼，熔炼温度1530～1600℃；在熔炼过程中调节各元素的含量，使其重量比符合设计要求，控制杂质元素的含量尽量低，溶液浇注成自耗电极； 
（2）将自耗电极于电渣炉中重熔精炼，进一步降低杂质元素的含量，使其符合设计要求，制成电渣锭。 
4.根据权利要求3所述的用作超超临界汽轮机转子的耐热钢材料的制备方法，其特征在于，包括： 
1）将电渣锭加热锻造或轧制成钢棒； 
2）钢棒锻后进行退火热处理，步骤及工艺参数如下： 
将钢棒加热至760℃，保温3～8小时后，在退火炉中冷却至650～680℃并保温12～20小时后，出炉空冷； 
3）钢棒表面处理，对成品钢棒进行表面车光处理，消除表面缺陷并使钢棒尺寸、形状、表面质量满足设计要求，制得成品钢棒。 
5.根据权利要求4所述的用作超超临界汽轮机转子的耐热钢材料的制备方法，其特征在于，还包括： 
在成品钢棒上取样检验力学性能，进行室温拉伸试验和高温持久试验； 
试样热处理步骤及工艺参数如下： 
淬火：加热温度1050～1100℃   时间1小时   冷却方式：油冷 
第一次回火：加热温度570℃    时间4小时   冷却方式：空冷 
第二次回火：加热温度≥700℃ 
试样室温拉伸试验技术要求如下： 
Figure FDA0000436643350000021
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104438418A (zh) * 2014-09-28 2015-03-25 浙江富钢金属制品有限公司 一种不锈钢模铸钢锭一火成材的轧制方法
CN104630648A (zh) * 2015-02-11 2015-05-20 四川六合锻造股份有限公司 一种汽轮机叶片用耐热钢材及其制备方法
CN104818432A (zh) * 2015-05-29 2015-08-05 四川六合锻造股份有限公司 一种用于汽轮机组转子的合金材料及其制备方法
CN105458134A (zh) * 2015-11-17 2016-04-06 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 一种含钨马氏体不锈钢的锻造方法
CN106148848A (zh) * 2016-08-30 2016-11-23 四川六合锻造股份有限公司 一种用作汽轮机转子的高性能耐热钢材料及其制备方法
CN109576473A (zh) * 2018-11-26 2019-04-05 东方电气集团东方汽轮机有限公司 一种620℃及以上等级汽轮机的转子的热处理方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0767250A2 (en) * 1995-08-25 1997-04-09 Hitachi, Ltd. High strenght heat resisting cast steel, steam turbine casing, steam turbine power plant and steam turbine
EP1754798A1 (de) * 2005-08-18 2007-02-21 Siemens Aktiengesellschaft Schraube für ein Turbinengehäuse
CN101381800A (zh) * 2008-10-10 2009-03-11 中国科学院金属研究所 一种超超临界钢的正火热处理工艺
CN101525727A (zh) * 2009-04-22 2009-09-09 四川江油六合汽轮机材料有限公司 用做超超临界汽轮机叶片或螺栓的耐热钢材料及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0767250A2 (en) * 1995-08-25 1997-04-09 Hitachi, Ltd. High strenght heat resisting cast steel, steam turbine casing, steam turbine power plant and steam turbine
EP1754798A1 (de) * 2005-08-18 2007-02-21 Siemens Aktiengesellschaft Schraube für ein Turbinengehäuse
CN101381800A (zh) * 2008-10-10 2009-03-11 中国科学院金属研究所 一种超超临界钢的正火热处理工艺
CN101525727A (zh) * 2009-04-22 2009-09-09 四川江油六合汽轮机材料有限公司 用做超超临界汽轮机叶片或螺栓的耐热钢材料及其制备方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104438418A (zh) * 2014-09-28 2015-03-25 浙江富钢金属制品有限公司 一种不锈钢模铸钢锭一火成材的轧制方法
CN104630648A (zh) * 2015-02-11 2015-05-20 四川六合锻造股份有限公司 一种汽轮机叶片用耐热钢材及其制备方法
CN104818432A (zh) * 2015-05-29 2015-08-05 四川六合锻造股份有限公司 一种用于汽轮机组转子的合金材料及其制备方法
CN105458134A (zh) * 2015-11-17 2016-04-06 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 一种含钨马氏体不锈钢的锻造方法
CN105458134B (zh) * 2015-11-17 2017-10-17 攀钢集团江油长城特殊钢有限公司 一种含钨马氏体不锈钢的锻造方法
CN106148848A (zh) * 2016-08-30 2016-11-23 四川六合锻造股份有限公司 一种用作汽轮机转子的高性能耐热钢材料及其制备方法
CN109576473A (zh) * 2018-11-26 2019-04-05 东方电气集团东方汽轮机有限公司 一种620℃及以上等级汽轮机的转子的热处理方法

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