專利名稱：一種汽輪機(jī)高溫葉片及其熱處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超臨界或超超臨界汽輪機(jī)機(jī)組的高溫葉片及其熱處理工藝。
背景技術(shù)：
原亞臨界與超臨界汽輪機(jī)機(jī)組高溫葉片材料使用2Cr12NiMo1W1V耐熱鋼或2Cr11Mo1VNbN耐熱鋼等材料。由于汽輪機(jī)機(jī)組的蒸汽參數(shù)提高、亞臨界汽輪機(jī)機(jī)組(蒸汽參數(shù)為538℃/538℃，17Mpa)使用的高溫葉片材料不能滿足超臨界或超超臨界汽輪機(jī)機(jī)組(蒸汽參數(shù)為566℃/566℃，24Mpa或600℃/600℃，24Mpa)高溫葉片的高溫持久與蠕變性能要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決上述汽輪機(jī)機(jī)組的蒸汽參數(shù)提高后，用于超臨界或超超臨界汽輪機(jī)機(jī)組的高溫葉片不能滿足要求的技術(shù)難題，篩選出一種新的替代材料制造葉片，另一目的是解決該葉片的熱處理工藝問題。
本發(fā)明的目的是這樣達(dá)到經(jīng)過各種試驗(yàn)后，采用新12％Cr鋼材料制造高溫葉片，新12％Cr鋼材料為12％Cr-Mo-W-V-Nb-Co-B-N鋼基合金。葉片熱處理的工藝參數(shù)是淬火處理為1000℃-1180℃×1-10小時(shí)，油冷或空冷；回火處理為600℃-750℃×2-15小時(shí)，空冷。
優(yōu)選的淬火處理為1060℃-1150℃×1-5小時(shí)，油冷或空冷；優(yōu)選的回火處理為650℃-720℃×5-8小時(shí)，空冷。
最佳的淬火處理為1120℃-1150℃×2-4小時(shí)，油冷或空冷；最佳的回火處理為680℃-700℃×2-15小時(shí)，空冷。
葉片加工步驟是新12％Cr鋼材料的冶煉為電爐+電渣重熔；成型采用熱軋或熱鍛；葉片毛坯進(jìn)行性能熱處理；
再機(jī)械加工成產(chǎn)品。
本發(fā)明的效果由于采用高溫性能更好的新12％Cr鋼(12％Cr-Mo-W-V-Nb-Co-B-N鋼基合金)。經(jīng)試驗(yàn)完全達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，滿足了超臨界或超超臨界汽輪機(jī)機(jī)組高溫葉片對高溫持久與蠕變技術(shù)求。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一經(jīng)過各種試驗(yàn)后，決定采用新12％Cr鋼材料的12％Cr-Mo-W-V-Nb-Co-B-N鋼基合金制造高溫葉片，來代替2Cr12NiMo1W1V耐熱鋼或2Cr11Mo1VNbN耐熱鋼等材料。對于這種新葉片材料的高溫性能進(jìn)行熱處理工藝是非常重要的。
1.新12％Cr鋼材料的的化學(xué)成分與力學(xué)性能要求

Cu≤0.03；Al≤0.05；Ti≤0.05；余量為Fe(1)室溫拉伸試驗(yàn)σb σ δψAkv 硬度HB≥965N/mm2≥690N/mm2≥15％≥45％≥11J291-331(2)高溫持久試驗(yàn)試驗(yàn)條件溫度650℃；應(yīng)力186N/mm2光滑試樣T＞55小時(shí)；缺口試樣T缺口/T光滑≥12.用新12％Cr鋼材料加工葉片的工藝步驟
(1)鋼材料的冶煉為電爐+電渣重熔；(2)成型采用熱軋或熱鍛。
3.葉片的熱處理工藝淬火處理和回火處理(1)淬火處理1000℃×1小時(shí)，油冷或空冷(2)回火處理600℃×2小時(shí)，空冷。
4.葉片毛坯進(jìn)行性能熱處理，再機(jī)械加工成產(chǎn)品。
實(shí)施例二葉片的淬火處理1060℃×5小時(shí)，油冷或空冷；回火處理650℃×5小時(shí)，空冷。其余同實(shí)施例一。
實(shí)施例三葉片的淬火處理1120℃×3小時(shí)，油冷或空冷；回火處理680℃×10小時(shí)，空冷。其余同實(shí)施例一。
實(shí)施例四葉片的淬火處理1150℃×8小時(shí)，油冷或空冷；回火處理700℃×12小時(shí)，空冷。其余同實(shí)施例一。
實(shí)施例五葉片的淬火處理1180℃×10小時(shí)，油冷或空冷；回火處理750℃×15小時(shí)，空冷。其余同實(shí)施例一。
權(quán)利要求
1.一種汽輪機(jī)高溫葉片，其特征在于所述高溫葉片采用新12％Cr鋼(12％Cr-Mo-W-V-Nb-Co-B-N鋼基合金)制作而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高溫葉片的熱處理工藝，步驟是(1)淬火處理1000℃-1180℃×1-10小時(shí)，油冷或空冷，(2)回火處理600℃-750℃×2-15小時(shí)，空冷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述高溫葉片的熱處理工藝，其特征在于淬火處理1060℃-1150℃×1-5小時(shí)，油冷或空冷；回火處理650℃-720℃×5-8小時(shí)，空冷。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述高溫葉片的熱處理工藝，其特征在于淬火處理1120℃-1150℃×2-4小時(shí)，油冷或空冷；回火處理680℃-700℃×2-15小時(shí)，空冷。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于超臨界或超超臨界汽輪機(jī)機(jī)組的高溫葉片及其熱處理工藝。該葉片采用新12％Cr鋼(12％Cr－Mo－W－V－Nb－Co－B－N鋼基合金材料)制造，其熱處理的工藝參數(shù)是淬火處理為1000℃－1180℃×1－10小時(shí)，油冷或空冷；回火處理為600℃－750℃×2－15小時(shí)，空冷。經(jīng)試驗(yàn)完全達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，滿足了超臨界或超超臨界汽輪機(jī)機(jī)組的高溫葉片的高溫持久和蠕變性能技術(shù)要求。
文檔編號(hào)C23C8/00GK1554857SQ200310104128
公開日2004年12月15日 申請日期2003年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月26日
發(fā)明者楊功顯, 范華, 胡維成, 張波 申請人:東方汽輪機(jī)廠