[发明专利]用作超超临界汽轮机转子的耐热钢材料及其制备方法

说明书

技术领域

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

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℃、15MPa提高到600℃(更高的到650℃）、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

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。 

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： 

一种用作超超临界汽轮机转子的耐热钢材料，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)； 

Ni：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。 

根据本发明的一个实施方案，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)。 

为了更好地实现本发明，进一步的技术方案是： 

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： 

（1）取所需元素于非真空感应炉中初炼，熔炼温度1530～1600℃；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，制成电渣锭； 

根据本发明的一个实施方案，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℃，保温3～8小时后，在退火炉中冷却至650～680℃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。 

本发明还可以是： 

根据本发明的一个实施方案，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℃ 时间1小时 冷却方式：油冷 

第一次回火：加热温度570℃ 时间4小时 冷却方式： 空冷 

第二次回火：加热温度≥700℃ 

试样室温拉伸试验技术要求如下： 

与现有技术相比，本发明的有益效果之一是： 

本发明的用作超超临界汽轮机转子的耐热钢材料及相应工艺方法制备的汽轮机叶片材料，经室温拉伸试验，结果表明其力学性能完全达到设计要求，试验结果如下： 

室温拉伸：