用作超超临界汽轮机转子的耐热钢材料及其制备方法
【专利摘要】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％。
【专利说明】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】
[0001]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】
[0002]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°C、15MPa提高到600°C (更高的到650°C)、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】
[0003]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。
[0004]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:
[0005]一种用作超超临界汽轮机转子的耐热钢材料，包括:
[0006]C:0.11~0.13 (重量百分比)；Cr:10.2~10.8(重量百分比)；
[0007]Mo:1.00~1.10 (重量百分比)；Mn:0.40~0.50 (重量百分比)；
[0008]Ni:0.70~0.80 (重量百分比)；ff:0.95~1.05 (重量百分比)；
[0009]Nb:0.04~0.06 (重量百分比)；N:0.045~0.06 (重量百分比)；
[0010]V:0.15 ~0.25(重量百分比)；
[0011]余量是Fe及杂质。
[0012]根据本发明的一个实施方案，所述杂质包括:
[0013]Si < 0.12 (重量百分比)；S< 0.005(重量百分比)；P < 0.015 (重量百分比)。
[0014]为了更好地实现本发明，进一步的技术方案是:
[0015]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:
[0016](1)取所需元素于非真空感应炉中初炼，熔炼温度1530~1600°C ;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；
[0017](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，制成电洛锭；
[0018]根据本发明的一个实施方案，包括:
[0019]1)将电渣锭加热锻造或轧制成钢棒；
[0020]2)钢棒锻后进行退火热处理，步骤及工艺参数如下:
[0021]将钢棒加热至760°C，保温3~8小时后，在退火炉中冷却至650~680°C并保温12~20小时后，出炉空冷；
[0022]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。
[0023]本发明还可以是:
[0024]根据本发明的一个实施方案，还包括:
[0025]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；
[0026]试样热处理步骤及工艺参数如下:
[0027]淬火:加热温度1050~1100°C时间I小时冷却方式:油冷
[0028]第一次回火:加热温度570°C时间4小时冷却方式:空冷
[0029]第二次回火:加热温度≥700 0C
[0030]试样室温拉伸试验技术要求如下:
[0031]
【权利要求】
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)； N1:0.70~0.80(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°C;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，制成电洛锭。
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°C，保温3~8小时后，在退火炉中冷却至650~680°C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°C 时间I小时冷却方式:油冷 第一次回火:加热温度570°C 时间4小时冷却方式:空冷 第二次回火:加热温度> 7000C 试样室温拉伸试验技术要求如下:
【文档编号】C22C38/48GK103695798SQ201310682157
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月12日 优先权日:2013年12月12日
【发明者】廖云虎, 罗明, 雷德江, 黄志永, 张华国 申请人:四川六合锻造股份有限公司