一种马氏体耐热钢铸件的预氧化方法与流程

文档序号:35074815发布日期:2023-08-09 18:46阅读:32来源:国知局

本发明属于铸钢件生产,特别涉及一种燃气轮机用马氏体耐热钢铸件精加工后表面预氧化的控制方法。


背景技术:

1、燃气轮机广泛应用于发电、船舰和机车动力、管道增压等能源、国防、交通领域,是关系国家安全和国民经济发展的高技术核心装备,属于高科技产业。燃气轮机技术水平是代表一个国家科技和工业整体实力的重要标志之一,被誉为动力机械装备领域“皇冠上的明珠”。目前,随着燃气轮机技术水平的提升,要求燃气轮机既高效又极为灵活,除了适于供应基础发电,同时用作可再生能源发电系统的备用系统,它可在联合循环发电装置中实现高达63%以上的发电效率。更高的发电效率也就意味着燃烧室更高的温度,更高的效率;从而要求燃烧室的铸件耐更高温度,而且在长期高温下使用,铸件需要较好的高温持久性能和优良的抗氧化性。因此,对这类铸件产品质量要求极为严苛,表现为机械力学性能要求高、无损检测等级高、焊接质量要求严、尺寸特殊公差多等特点。

2、上述燃烧室的铸件,一方面该类铸件结构复杂、吨位较大,需要精加工的部位较多,为保证精加工各部位均有余量,整体粗加工留量相对比较大,尤其是有些易变形的部位。同时由于整体精加工的部位多,加工量大,导致铸件残留的加工应力变大;另一方面该类铸件的材质为马氏体耐热钢,基体为马氏体组织,与其他类组织比较,马氏体的比容比较大,因此在燃机机组运行过程中,铸件会时常经历升温或冷却降温的过程,组织应力也比较大。这些组织应力若不进行控制或提前释放,在后期铸件的装配、使用过程中,就会使铸件发生尺寸和形状的变化,从而影响铸件的使用性能。一方面,铸件在精加工后,发运至燃机装配地,过程中存在运输、储存、检测、装配等环节,过程中若对铸件不采用防护措施,会导致铸件表面生锈或被污染;目前采用的防护措施为在铸件表面涂漆或涂油,导致铸件在检测或装配过程中需要增加清理去除漆或油工序。另一方面,燃烧室的铸件需要长期处于520~550℃高温热冲击工况中,因此,需提高该类铸件的强度、高温抗氧化性能和耐腐蚀性能,以提高产品质量、提高产品的使用寿命,降低使用过程中的损坏维修率或报废率。因此,如何改善马氏体耐热钢铸件的使用特性及提高铸件质量以延续使用寿命亟待解决。


技术实现思路

1、为了克服现有技术中存在的缺点和不足,本申请提供一种马氏体耐热钢铸件的预氧化方法,具体技术方案如下:

2、一种马氏体耐热钢铸件的预氧化方法,所述预氧化方法包括以下步骤:

3、步骤01,将精加工后的马氏体耐热钢铸件进行表面清理。

4、步骤02,将步骤01所获得的铸件置于热处理炉中;采用设定升温速度对铸件进行缓慢加热,待铸件温度升温至250℃至350℃时,保温2h至4h;之后继续采用设定升温速度进行加热,待铸件温度升温至590℃至610℃时,保温3h至5h;采用设定降温速度对铸件进行冷却降温,待铸件温度小于50℃后出炉。

5、在其中一实施例中,在所述步骤02中,所述设定升温速度为小于或等于40℃/h。

6、在其中一实施例中,在所述步骤02中,所述设定降温速度为小于或等于30℃/h。

7、在其中一实施例中,在所述步骤02中,将步骤01所获得的铸件置于热处理炉中时,所述热处理炉的温度小于或者等于100℃。也即热处理炉的初始温度要求为常温至100℃以内时,才可以放置铸件;若热出炉的炉膛温度高于100℃,但是铸件又处于常温状态,会使炉温与铸件温差过大,会导致铸件产生额外的热应力。

8、在其中一实施例中,在所述步骤02中,所述热处理炉选用炉温均匀性范围为﹣10℃至10℃范围内的热处理炉。

9、在其中一实施例中,在所述步骤02中,为了使铸件加热过程中达到表面氧化的目的,所述热处理炉采用火焰气氛进行加热,采用燃烧天然气和空气的混合气进行铸件的预氧化。

10、在其中一实施例中,在所述步骤02中,铸件加热过程中,炉内空气体积与天然气体积的比例为(10~12):1,以使炉膛内加热气氛为氧化性气氛,就是燃料在过剩空气的情况下燃烧,使炉内有较多的氧。

11、在其中一实施例中,在所述步骤01中,采用水清洗剂清理马氏体内热钢铸件的表面,清理完毕后,并热脱脂及干燥处理,以确保铸件表面无铁锈、氧化物、油脂等杂质存在。

12、与现有技术相比本发明具有以下有益效果:

13、本发明提供的预氧化方法,主要通过预氧化前的铸件表面清理控制,铸件置于热处理炉中氧化加热过程参数控制,进而保证精加工后的铸件表面获得均匀的氧化层,同时可消除铸件的加工残余应力。保证铸件在后期中高温工况下持有稳定的组织和尺寸以及较高的抗疲劳性,使得铸件工作期间质量稳定,显著提高铸件使用寿命。



技术特征:

1.一种马氏体耐热钢铸件的预氧化方法,其特征在于,所述预氧化方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的马氏体耐热钢铸件的预氧化方法,其特征在于,在所述步骤02中,所述设定升温速度为小于或等于40℃/h。

3.根据权利要求1所述的马氏体耐热钢铸件的预氧化方法,其特征在于,在所述步骤02中,所述设定降温速度为小于或等于30℃/h。

4.根据权利要求1所述的马氏体耐热钢铸件的预氧化方法,其特征在于,在所述步骤02中,将步骤01所获得的铸件置于热处理炉中时,所述热处理炉的温度小于或者等于100℃。

5.根据权利要求1所述的马氏体耐热钢铸件的预氧化方法,其特征在于,在所述步骤02中,所述热处理炉选用炉温均匀性范围为﹣10℃至10℃范围内的热处理炉。

6.根据权利要求1所述的马氏体耐热钢铸件的预氧化方法,其特征在于,在所述步骤02中,所述热处理炉采用火焰气氛进行加热,采用燃烧天然气和空气的混合气进行铸件的预氧化。

7.根据权利要求6所述的马氏体耐热钢铸件的预氧化方法,其特征在于,在所述步骤02中,铸件加热过程中,炉内空气体积与天然气体积的比例为(10~12):1。

8.根据权利要求1所述的马氏体耐热钢铸件的预氧化方法,其特征在于,在所述步骤01中,采用水清洗剂清理马氏体内热钢铸件的表面,清理完毕后进行干燥处理。


技术总结
本发明属于铸钢件生产技术领域,特别涉及一种燃气轮机用马氏体耐热钢铸件精加工后表面预氧化的控制方法,主要通过预氧化前的铸件表面清理控制,铸件置于热处理炉中氧化加热过程参数控制,进而保证精加工后的铸件表面获得均匀的氧化层,同时可消除铸件的加工残余应力。保证铸件在后期中高温工况下持有稳定的组织和尺寸以及较高的抗疲劳性,使得铸件工作期间质量稳定,显著提高铸件使用寿命。

技术研发人员:马进,胡悦,王现瑞,李文定,马亮
受保护的技术使用者:共享铸钢有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/14
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