[发明专利]一种火电汽轮机用GY200镍基高温合金

说明书

技术领域

本发明属于高温合金技术领域，特别是提供了一种火电汽轮机用GY200镍基高温合金，可用于制备工作在700℃～750℃参数高温燃气或蒸汽腐蚀环境中的汽轮机部件。

背景技术

在现有工程技术领域，现有的火电汽轮机组的温度参数最高为600℃～650℃，为进一步提高火电机组的净效率，则需要进一步提高蒸汽温度参数到700℃及以上，而对于工作在700℃～750℃参数高温燃气或蒸汽腐蚀环境中的汽轮机部件，常规的耐热钢材料已不能满足其使用要求，这就需要采用具有良好高温蠕变性能以及良好耐蚀性能的镍基高温合金。700℃～750℃条件下长期服役对材料的长时力学性能、组织稳定性和长期持久蠕变性能要求较高，相关高温材料的研发对我国发展700℃～750℃参数的超超临界火电汽轮机具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种火电汽轮机用GY200镍基高温合金，可在700℃～750℃参数高温燃气或蒸汽腐蚀环境中长期服役的镍基高温合金。其在700℃和750℃高温下能维持其良好的蠕变强度，并在长期时效过程中具有较好的室、高温综合力学性能和组织稳定性。

本发明的化学成分重量百分含量为：C：0.02～0.10％，Cr：20～25％，Co：13～18％，Al：1～2％，Ti：2.5～4.0％，Mo：3～5％，W：1～5％，B：0.005～0.010％，Zr：0.05～0.10％，Si：0.3Max，Ni：余量。

镍基合金强化方式主要有固溶强化、沉淀强化和晶界强化三种形式，通常通过加入10多种大量元素以及微量元素来达到各强化目的。其中Co，Cr，W，Mo主要起固溶强化作用，同时也是碳化物形成元素；Al和Ti主要形成镍基合金中的最主要沉淀强化相γ′相；对于微量B、Zr、稀土以及碱土元素，一般认为加入这些元素可改善了晶界状态，具有强化晶界作用。通过添加适量的合金元素可获得良好的强韧性匹配。

实验研究表明本发明设计成分内的GY200试验料的长时室、高温综合力学性能，组织稳定性以及持久蠕变性能可满足700～750℃参数超超临界火电汽轮机机组相关部件对备选材料的设计要求，可作为我国700～750℃超超临界火电汽轮机机组相关部件的备选材料。

附图说明

图1为700℃持久强度-持久寿命曲线。

图2为750℃持久强度-持久寿命曲线。

具体实施方式

实施实例1：

按上述合金范围冶炼了3炉GY200试验料，化学成分见表1。热处理工艺选择：1080℃×4hAC+845℃×4hAC+760℃×16hAC，热处理后进行了对各试验料的室、高温力学性能进行测试。

表1本发明实施实例1的化学成分，wt％