CN105755231A - 压缩机叶轮用fv520b-s材料的热处理工艺 - Google Patents

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张忠和
张会国
舒鑫
王飞宇
张尔康
赵亮
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Abstract

本发明公开了一种压缩机叶轮用FV520B-S材料的热处理工艺，属于热处理工艺技术领域，该工艺包括以下步骤：(1)固溶化处理，在1050℃下保温2.0～3.0小时，然后风冷；(2)调整处理，在850℃下保温2.5～3.5小时，然后风冷；(3)室温停留，调整处理后的FV520B-S材料在室温下停留8小时；(4)一次时效处理，在605-615℃保温4～5小时，然后风冷；(5)经步骤(4)一次时效处理后的FV520B-S材料，增加二次时效处理，即在605-615℃保温4～5小时，然后风冷。经本发明处理后的压缩机零件，其综合机械性能的一次合格率再次获得提高。

Description

压缩机叶轮用FV520B-S材料的热处理工艺
技术领域
本发明涉及热处理工艺技术领域，具体涉及一种压缩机叶轮用FV520B-S材料的热处理工艺，该工艺适用于所有离心压缩机叶轮用FV520B-S材料的热处理，也可应用于离心鼓风机叶轮用FV520B-S材料的热处理。
背景技术
本发明涉及的叶轮的屈服强度有上下限要求，按API617-石油、化学和气体工业用轴流、离心压缩机及膨胀机-压缩机标准的要求，屈服强度的上限不能大于800MPa，而屈服强度的下线，按强度涉及又不能低于686MPa，这是一次合格率低的一个原因。另外叶轮是由轮盖、轮盘和叶片或者由轮盖和轮盘通过焊接组成的，轮盖、轮盘、叶片的化学成分不可能完全一致，组成叶轮后同炉热处理，就会经常出现，轮盖或者轮盘的强度高，在要求的上限附近，而另一件可能在要求的下限附近，叶片出现性能偏离的几率更大。因此，如何保证轮盖、轮盘、叶片三件的性能都在要求的范围之内，即如何提高综合机械性能一次合格率是多年来一直在研究的课题。研发了室温停留8小时的工艺后，一次合格率大幅提高。但随着风机技术的进步和应用领域的拓宽，对叶轮屈服强度的要求在不断提高，而上限800MPa按API617标准还不能超过，也就是屈服强度的区间越来越小，按现在的传统热处理工艺不能保证综合机械性能的一次合格率要求。我们又研发了双时效工艺，进一步提高一次合格率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种压缩机叶轮用FV520B-S材料的热处理工艺，通过改进的热处理工艺提高叶轮用FV520B-S材料的综合机械性能指标，提高其综合机械性能的一次合格率。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种压缩机叶轮用FV520B-S材料的热处理工艺，该工艺方法过程为：固溶化处理+调整处理+室温停留+一次时效处理+二次时效处理，具体包括如下步骤：
(1)固溶化处理：在1050℃下保温2.0～3.0小时，然后风冷；
(2)调整处理：在850℃下保温2.5～3.5小时，然后风冷；
(3)室温停留：调整处理后的FV520B-S材料在室温下停留8小时；
(4)一次时效处理：在605～615℃保温4～5小时，然后风冷；
(5)二次时效处理：经步骤(4)一次时效处理后的FV520B-S材料，再次在605～615℃保温4～5小时，然后风冷。
上述材料热处理过程中，二次时效处理与一次时效处理的处理温度(具体温度值)完全相同。
所述FV520B-S材料的化学成分满足FB13008标准的规定。
所述热处理工艺的设备采用真空热处理炉。
根据FV520B-S材料的实际化学成分，在605～615℃的范围内调整时效处理的温度。
本发明具有以下有益效果：
1、叶轮用FV520B-S材料采用本发明热处理工艺，可以提高其热处理后的综合机械性能指标，其综合机械性能的一次合格率获得大幅度提高。
2、本发明热处理工艺不但可以用在FV520B-S叶轮上，而且可以用在所有采用FV520B-S材料的工件上。
3、本发明工艺是在室温停留创新工艺的基础上，采用相同温度的两次时效处理，在屈服强度要求区间减小的技术条件下，再次提高了综合机械性能的一次合格率。相同温度的二次时效，综合力学性能更加稳定，减小了力学性能的波动范围，综合力学性能指标更容易一次合格。
具体实施方式
下面结合实施例详述本发明。
实施例1
离心压缩机叶轮用FV520B-S材料，其轮盖的化学成分：C:0.055wt.％；Si：0.44wt.％；Mn：0.54wt.％；Cr：13.28wt.％；Ni：5.35wt.％；Mo：1.36wt.％；S：0.004wt.％；P：0.018wt.％；Nb：0.30wt.％；Cu：1.45wt.％；Fe：余量；轮盘的化学成分：C:0.051wt.％；Si：0.40wt.％；Mn：0.54wt.％；Cr：13.45wt.％；Ni：5.44wt.％；Mo：1.38wt.％；S：0.003wt.％；P：0.019wt.％；Nb：0.32wt.％；Cu：1.49wt.％；Fe：余量。对其进行热处理，包括以下步骤：
(1)固溶化处理，在1050℃下保温2.0小时，然后风冷；
(2)调整处理，在850℃下保温3小时，然后风冷；
(3)调整处理后的FV520B-S材料在室温下停留8小时；
(4)一次时效处理，在605℃保温4.5小时，然后风冷；
(5)二次时效处理：经步骤(4)时效处理后的FV520B-S材料，再次在605℃保温4.5小时，然后风冷。
对比例1
与实施例1不同之处在于：省略步骤(5)。
经测试实施例1热处理后的FV520B-S叶轮其综合机械性能的各项指标完全合格，而对比例1的强度指标是不合格的，数据见表1和表2，综合机械性能的各项指标完全合格的原因是二次时效的力学性能的稳定性提高了。
表1实施例1热处理后FV520B-S叶轮的性能数据
表2对比例1热处理后FV520B-S叶轮性能数据
实施例2
离心压缩机叶轮用FV520B-S材料，其轮盖的化学成分：C:0.055wt.％；Si：0.44wt.％；Mn：0.54wt.％；Cr：13.28wt.％；Ni：5.35wt.％；Mo：1.36wt.％；S：0.004wt.％；P：0.018wt.％；Nb：0.30wt.％；Cu：1.45wt.％；Fe：余量；轮盘的化学成分：C:0.051wt.％；Si：0.40wt.％；Mn：0.54wt.％；Cr：13.45wt.％；Ni：5.44wt.％；Mo：1.38wt.％；S：0.003wt.％；P：0.019wt.％；Nb：0.32wt.％；Cu：1.49wt.％；Fe：余量。对其进行热处理，包括以下步骤：
(1)固溶化处理，在1050℃下保温3.0小时，然后风冷；
(2)调整处理，在850℃下保温3.5小时，然后风冷；
(3)调整处理后的FV520B-S材料在室温下停留8小时；
(4)一次时效处理，在605℃保温5小时，然后风冷；
(5)二次时效处理：经步骤(4)时效处理后的FV520B-S材料，再次在605℃保温5小时，然后风冷。
对比例2
与实施例2不同之处在于：省略步骤(5)。
经测试实施例2热处理后的FV520B-S叶轮其综合机械性能的各项指标完全合格，而对比例2的强度指标是不合格的，数据见表3和表4，综合机械性能的各项指标完全合格的原因是二次时效的力学性能的稳定性提高了。
表3实施例2热处理后FV520B-S叶轮的性能数据
表4对比例2热处理后FV520B-S叶轮性能数据

Claims (5)

1.一种压缩机叶轮用FV520B-S材料的热处理工艺，其特征在于：该工艺包括以下步骤：
(1)固溶化处理：在1050℃下保温2.0～3.0小时，然后风冷；
(2)调整处理：在850℃下保温2.5～3.5小时，然后风冷；
(3)室温停留：调整处理后的FV520B-S材料在室温下停留8小时；
(4)一次时效处理：在605～615℃保温4～5小时，然后风冷；
(5)二次时效处理：经步骤(4)一次时效处理后的FV520B-S材料，再次在605～615℃保温4～5小时，然后风冷。
2.根据权利要求1所述的热处理工艺，其特征在于：材料热处理过程中，二次时效处理与一次时效处理的处理温度完全相同。
3.根据权利要求1所述的热处理工艺，其特征在于：所述FV520B-S材料的化学成分满足FB13008标准的规定。
4.根据权利要求1所述的热处理工艺，其特征在于：所述热处理工艺的设备采用真空热处理炉。
5.根据权利要求1所述的热处理工艺，其特征在于：根据FV520B-S材料的实际化学成分，在605～615℃的范围内调整时效处理的温度。
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