CN116917526A - 由奥氏体构成的合金、坯件、构件以及用于对奥氏体进行热处理的方法 - Google Patents

由奥氏体构成的合金、坯件、构件以及用于对奥氏体进行热处理的方法 Download PDF

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Abstract

一种由奥氏体构成的合金、坯件、构件以及一种方法。通过新的合金可以在较高温度下使用奥氏体，其中也应用新的热处理。

Description

由奥氏体构成的合金、坯件、构件以及用于对奥氏体进行热处 理的方法
技术领域
本发明涉及一种奥氏体合金、一种坯件以及一种方法，所述坯件尤其通过锻造制造并且适合于高温应用中的构件。
背景技术
根据应用条件，用于涡轮机、尤其燃气轮机的转子的锻造盘迄今为止由不同的锻造钢制造。因此，NiCrMoV用于压缩机盘或CrMoWVNbN用于涡轮盘。
应用条件和设计要求对于锻造材料的选择是决定性的。
对于锻造材料的选择，总是需要确保强度和韧性的平衡，以便遵循设计要求。
对于较高的使用温度，当前不存在具有奥氏体钢的解决方案。
当前考虑改用镍盘。借助于所述镍盘，大于923K的使用温度应是可行的。
遗憾的是，这种构件具有以下缺点，即：
-与由钢构成的盘相比，具有非常高的成本，
-在生产中具有更长的加工时间。
发明内容
因此，本发明的目的是解决上述问题。
所述目的通过根据权利要求1所述的合金、根据权利要求2所述的坯件和根据权利要求3所述的构件以及根据权利要求9所述的方法来实现。
在从属权利要求中列出其他有利的措施，所述措施能够任意彼此组合。
在蒸汽轮机的情况下，A286标准合金长久以来被评估用于叶片。在此示出材料A286标准自身具有直至923K的使用潜力。
但是遗憾的是，强度过低。
最近的考虑示出，通过适配化学、尤其通过提高锰份额(Mn)、钛含量(Ti)和/或钼含量以及减少硅份额(Si)，实现所需的强度。
参照强度-韧性平衡和切口灵敏度，对坯件执行不同的热处理。
根据本发明，执行以下热处理(HT)：
一般而言并且专门针对根据本发明的合金的主题，将退火(Annealing[AN])以及不同的时效处理作为用于奥氏体的热处理(Aging[AG])：
提供以下变型方案作为热处理：
·在1253K下的固熔处理和仅在993K下的时效处理；
·在基于第一变型方案的第二变型方案中，附加地在953K下的第二时效处理；
·在第三变型方案中在1253K下的第一固熔退火、在1033K下的第一时效处理和在993K下的第二时效处理；
·在第四变型方案中在1253K下的第一固熔退火、在993K下的第一时效处理和在1033K下的第二时效处理以及在953KC下的第三时效处理；
·在第五变型方案中在1253K下的第一固熔退火、在1033K下的第一时效处理、在993K下的第二时效处理和在953K下的第三时效处理；
·在第六变型方案中在1293K下的第一固熔退火、在1033K下的第一时效处理和在923K下的第二时效处理。
除了作为燃气轮机中的铸造盘的应用之外，可考虑其他应用，包括：
-燃气轮机叶片，
-燃气轮机环，
-蒸汽轮机叶片，或
-作为蒸汽轮机锻造部件。
优点是：
-与昂贵的镍基材料相比，扩展廉价的铁基合金的使用范围，
-与镍基材料相比，铁基转子构件的更快的可加工性，
-高合金铁基合金的结构、生产和制造中的经验能够大部分采用。这有助于所有概率性的方案，
-应用温度能够提高从而实现机器的效率提高和性能提高，而无需外部冷却。
奥氏体钢具有以下组成：
合金，所述合金具有(以重量％为单位)：
可选地：
尤其由其构成。
根据现有技术由这种合金浇铸坯件并且根据现有技术锻造。

Claims (17)

1.一种合金，
所述合金具有以下各项(以重量％为单位)，尤其由它们构成：
可选地，
其余铁
以及不可避免的杂质。
2.一种坯件，
尤其作为锻造件，
所述坯件具有铁基合金，
所述铁基合金具有以下各项(以重量％为单位)：
可选地，
以及不可避免的杂质。
3.一种构件，
所述构件具有铁基合金，
所述铁基合金具有以下各项(以重量％为单位)：
可选地，
以及不可避免的杂质。
4.根据权利要求1、2或3所述的合金、坯件或构件，
所述合金、所述坯件或所述构件具有0.02重量％的碳(C)。
5.根据权利要求1、2或3所述的合金、坯件或构件，
所述合金、所述坯件或所述构件具有0.03重量％至0.08重量％的碳(C)。
6.根据权利要求1、2或3中的一项或多项所述的合金、坯件或构件，
所述合金、所述坯件或所述构件具有2.5重量％的钛(Ti)。
7.根据权利要求1、2、3、4或5中的一项或多项所述的合金、坯件或构件，
所述合金、所述坯件或所述构件具有2.0重量％至2.3重量％的钛(Ti)。
8.根据权利要求3、4、5、6或7中的一项或多项所述的构件，
所述构件是转子盘，或
涡轮叶片，或
涡轮环，
尤其各一个燃气轮机的转子盘，或
涡轮叶片，或
涡轮环，或
蒸汽轮机叶片，或
蒸汽轮机锻造件，
并且尤其借助于根据权利要求9至14中的一项或多项所述的热处理。
9.一种用于对奥氏体、尤其对根据权利要求2、3、4、5、6、7或8中的一项或多项所述的坯件或构件进行热处理的方法，
所述方法具有：
在至少1253K下的固熔退火，
在至少993K下的第一时效处理，
可选地，
在至少923K下的第二时效处理，
尤其低于所述第一时效处理的温度至少30K，
可选地，
在至少953K下的第三时效处理，
所述第三时效处理低于所述第二时效处理的温度至少30K，尤其在953K下。
10.根据权利要求9所述的方法，
所述方法具有：
在1253K下的固熔退火，
在至少993K下、尤其在993K下的第一时效处理，
可选地，
第二时效处理和/或第三时效处理。
11.根据权利要求9所述的方法，
所述方法具有：
在1253K下的固熔退火，
在至少1033K下、尤其在1033K下的第一时效处理，
可选地，
第二时效处理和/或第三时效处理。
12.根据权利要求9所述的方法，
所述方法具有：
在1293K下的固熔退火，
在至少1033K下、尤其在1033K下的第一时效处理，
可选地，
第二时效处理和/或第三时效处理。
13.根据权利要求9、10、11或12中的一项或多项所述的方法，
所述方法具有：
在至少1253K下的固熔退火，
在至少993K下的第一时效处理，
在至少923K下、尤其在923K下的第二时效处理，
可选地，第三时效处理。
14.根据权利要求9、10、11或12中的一项或多项所述的方法，
所述方法具有：
在至少1253K下的固熔退火，
在至少993K下的第一时效处理，
在至少923K下的第二时效处理，
可选地，在953K下的第三时效处理。
15.根据权利要求9、10、11、12、13或14中的一项或多项所述的方法，
所述方法由如下各项构成：
在至少1253K下的固熔退火，
在至少993K下的第一时效处理。
16.根据权利要求9、10、11、12、13或14中的一项或多项所述的方法，
所述方法由如下各项构成：
在至少1253K下的固熔退火，
在至少993K下的第一时效处理，
在至少923K下的第二时效处理。
17.根据权利要求9、10、11、12、13或14中的一项或多项所述的方法，
所述方法由如下各项构成：
在至少1253K下的固熔退火，
在至少993K下的第一时效处理，
在至少923K下的第二时效处理，
以及在至少953K下的第三时效处理。
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