[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)度高導(dǎo)熱強(qiáng)化鋼汽輪機(jī)葉片

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110399423.1
• 申請日: 2011-12-05
• 公開（公告）號: CN103133051A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸紅梅
• 申請（專利權(quán)）人: 陸紅梅
• 主分類號: F01D5/28
• 分類號: F01D5/28;C22C38/54;B32B15/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種不銹鋼葉片，尤其是一種汽輪機(jī)葉片。

背景技術(shù)

汽輪機(jī)換葉片(steel?for?turbin。blade)汽輪機(jī)中動靜葉片用鋼的總稱。汽輪機(jī)葉片受高溫高壓蒸汽的作用，工作中承受著較大的彎矩，高速運(yùn)轉(zhuǎn)中的動葉片還要承受很高的離心力；處于濕燕汽區(qū)的葉片，特別是末級，要經(jīng)受電化學(xué)腐蝕及水滴沖蝕動葉片還要承受很復(fù)雜的激振力。因此，葉片用鋼應(yīng)滿足以下要求：有足夠的室溫、高溫力學(xué)性能和抗姍變性能有高的抗振動衰減能力；高的組織穩(wěn)定性；良好的耐腐蝕和抗沖蝕能力；良好的工藝性能。

葉片材料應(yīng)用ICr13、ZCrz3等及以此為基含有Mo、W、Nb、B、Ni等強(qiáng)化元素的12％一13％Cr鋼，有良好的抗振性能和抗腐蝕性能，成為汽輪機(jī)葉片的主要材料，但在某些工作溫度簇400℃和要求抗腐蝕性不高的過熱燕汽區(qū)工作的葉片，可用一些低合金鋼制作葉片以降低造價(jià)，如ZoerMo、ZsMnZv及15MnMoVCu等。在濕蒸汽區(qū)工作的葉片需用抗腐蝕性高的不銹鋼，并隨著使用溫度的提高及葉片尺寸的加大要使用有更高高溫強(qiáng)度或強(qiáng)度的葉片用鋼材料。Icr13、2Cr13等可用于工作溫度簇45。‘C葉片。溫度超過500℃，需在ICr13型的基礎(chǔ)上，加入多元合金元素Mo、W、Nb、B、Ni等強(qiáng)化的鋼。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服傳統(tǒng)高功率汽輪機(jī)葉片質(zhì)脆、易被腐蝕等缺點(diǎn)和弊端，本發(fā)明的目的在于提供一種高硬度、耐腐蝕的汽輪機(jī)葉片。

一種高強(qiáng)度高導(dǎo)熱強(qiáng)化鋼汽輪機(jī)葉片，其特征在于：高強(qiáng)度高導(dǎo)熱強(qiáng)化鋼汽輪機(jī)葉片以16％的無機(jī)金屬銅作為基底，由保護(hù)涂層、葉片結(jié)構(gòu)和傳導(dǎo)熱單元組成，利用金屬銅高導(dǎo)熱的物理性質(zhì)釋放汽輪機(jī)氣缸內(nèi)部產(chǎn)生的強(qiáng)熱來延緩葉片的使用壽命，輔以10％的金屬硅和10％的高硬度屈服金屬鎢和抗腐蝕金屬鉻、5％Mo、2％W、3％Nb、2％B、2％Ni等強(qiáng)化元素，金屬鎢的作用在于利用其高硬度的物理特性強(qiáng)化材質(zhì)的硬度，金屬鉻的作用在于利用其不易被氧化、耐腐蝕穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)加強(qiáng)材質(zhì)的使用壽命，針對一些對葉片強(qiáng)度要求較高的汽輪機(jī)所專門設(shè)計(jì)，金屬鎢和鉻的結(jié)合一方面提高材質(zhì)強(qiáng)度、抗腐蝕性，一方面加強(qiáng)這兩點(diǎn)各自的強(qiáng)度系數(shù)。

本發(fā)明的有益效果是，針對一些對葉片強(qiáng)度要求較高的汽輪機(jī)所專門設(shè)計(jì)，金屬鎢和鉻的結(jié)合一方面提高了材質(zhì)強(qiáng)度、抗腐蝕性，一方面又加強(qiáng)了這兩點(diǎn)各自的強(qiáng)度系數(shù)，適用于應(yīng)用于各個領(lǐng)域的汽輪機(jī)，以及相關(guān)有高強(qiáng)度和高耐熱要求的葉片。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施案例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

針對一些對葉片強(qiáng)度要求較高的汽輪機(jī)所專門設(shè)計(jì)，在一些高功率的大型汽輪機(jī)的葉片消耗過程當(dāng)中，對葉片的抗腐蝕和抗打擊程度的考驗(yàn)，之所以葉片成為汽輪機(jī)主要的消耗部件的原因就在于傳統(tǒng)的汽輪機(jī)葉片的抗打擊和抗腐蝕強(qiáng)度不夠高，本發(fā)明針對傳統(tǒng)的汽輪機(jī)葉片存在的種種缺點(diǎn)和弊端進(jìn)行了高進(jìn)，在成型葉片的鋼材質(zhì)中加入大量的金屬鉻和和金屬鎢，金屬鎢和鉻的結(jié)合一方面提高了材質(zhì)強(qiáng)度、抗腐蝕性，一方面又加強(qiáng)了這兩點(diǎn)各自的強(qiáng)度系數(shù)，以16％的無機(jī)高硬度屈服金屬鎢和35％的抗腐蝕金屬鉻為基，利用金屬硅半導(dǎo)的物理性質(zhì)來摒除一半的熱量損耗，輔以5％Mo、2％W、3％Nb、2％B、2％Ni等強(qiáng)化元素，金屬鎢的作用在于利用其高硬度的物理特性強(qiáng)化材質(zhì)的硬度，金屬鉻的作用在于利用其不易被氧化、耐腐蝕穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)加強(qiáng)材質(zhì)的使用壽命。

16％金屬鉻的作用在于加強(qiáng)材質(zhì)的抗腐蝕性，鉻能顯著提高強(qiáng)度、硬度耐磨性，但同時(shí)降低塑性和韌性，鉻能提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性，鉻是一種多價(jià)金屬元素，原子序數(shù)24，通常制得的鉻，質(zhì)硬且脆，抗腐蝕，只以化合狀態(tài)存在，在本發(fā)明中的鉻含量以在ICr13、ZCrz3等化合物中的鉻含量計(jì)算。

35％的金屬鎢的作用在于加強(qiáng)材質(zhì)的屈服強(qiáng)度和硬度，金屬鎢的熔點(diǎn)3410±20℃，沸點(diǎn)5927℃，莫氏硬度7.5，扭力模量大于36000Mpa，金屬鎢和鉻的組合在于加強(qiáng)各自的物力強(qiáng)度，形成互補(bǔ)條件。

氣缸中間部分設(shè)置相應(yīng)銅質(zhì)傳熱棒，將熱量導(dǎo)出到外部冷卻塔。