[發明專利]汽輪機長葉片所用材料的熱處理方法

有效

• 申請號: 201410145510.8
• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN103937947A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 汪超;梅林波;吳令萍;張帆
• 申請（專利權）人: 上海電氣電站設備有限公司
• 主分類號: C21D6/00
• 分類號: C21D6/00
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 雷紹寧

技術領域

本發明涉及汽輪機葉片生產工藝，特別是涉及一種汽輪機長葉片所用材料的熱處理方法。

背景技術

汽輪發電機組效率提高的一個關鍵因素是汽輪機低壓排汽端末級葉片的長度，因為汽輪機低壓排汽端的末級葉片長度增加，通流面積也就隨之提高，從而降低通流損失提高機組效率。因此，對于全轉速的汽輪機，開發超長的汽輪機末級葉片成為高效汽輪發電機組的關鍵突破環節之一，代表了開發者的綜合技術實力。

時效處理：指合金工件經固溶處理，冷塑性變形或鑄造，鍛造后，在較高的溫度或室溫放置，其性能、形狀、尺寸隨時間而變化的熱處理工藝。根據ASTM?A705/705M，沉淀時效硬化鋼04Cr13Ni8Mo2Al經過標準熱處理后的屈服強度Rp0.2能夠達到1300MPa以上，硬度能達到400HB以上，非常適合作為1500mm等級的汽輪機葉片。但是按照ASTM?A705/A705M中的標準熱處理制度，H950時效熱處理時屈服強度Rp0.2大于1300Mpa，但是沖擊韌性在15J以下，且此熱處理制造的長葉片的尺寸穩定性不好。因此必須開發出一種新的熱處理工藝使得04Cr13Ni8Mo2Al滿足汽輪機葉片屈服強度達到1300MPa以上，V型缺口沖擊功達到25J以上，硬度HB達到400以上，且尺寸穩定性良好的要求。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種汽輪機長葉片所用材料的熱處理方法，滿足該材料在提高強度的同時顯著提高材料的沖擊和葉片的尺寸穩定性，使汽輪機葉片材料04Cr13Ni8Mo2Al的屈服強度Rp0.2達到1300MPa以上，V型缺口沖擊功大于25J，硬度大于400HB。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種汽輪機長葉片所用材料的熱處理方法，其至少包括：

（1）將待加工的葉片材料置于加熱爐內加熱到850℃～1050℃，保溫0.5小時～4小時，冷卻至低于25℃的溫度；

（2）將所述葉片材料，放入低溫槽進行低溫熱處理，溫度不高于5℃，保溫時間不小于1小時；

（3）將所述葉片材料放入時效熱處理爐加熱到450℃～600℃，保溫時間不少于1小時，最后冷卻至低于25℃的溫度。

優選的，所述步驟（1）中采用除靜止空氣冷卻法以外的冷卻方式進行冷卻。

優選的，所述步驟（3）中在進行時效熱處理時，采用的加熱溫度越高則所需保溫時間越短。優選的，所述步驟（1）中，在加熱之前對所述待加工的葉片材料進行鍛壓處理

如上所述，本發明的汽輪機長葉片所用材料的熱處理方法，具有以下有益效果：在保證葉片材料高強度的前提下，提高了葉片材料的韌性，獲得良好的抗應力腐蝕性能和尺寸穩定性，滿足了制造高效大功率汽輪機機組用1500mm等級長葉片用鋼的需要。

附圖說明

圖1顯示為經第一實施例所述步驟處理的汽輪機長葉片鍛件的取樣部位。

圖2顯示為經第二實施例所述步驟處理的汽輪機長葉片鍛件的取樣部位。

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。

請參閱圖1。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發明的基本構想，遂圖式中僅顯示與本發明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為復雜。

本發明提供一種汽輪機長葉片所用材料的熱處理方法，其包括：

（1）固溶熱處理：將經過鍛壓處理的葉片材料置于加熱爐內加熱到850℃～1050℃，保溫0.5小時～4小時，較快速度冷卻至低于25℃的溫度，較快速度冷卻是指所采用的方法是除靜止空氣冷卻法以外的方法，如強對流空氣冷卻法，水冷卻法，油冷卻法，鹽水冷卻法；

（2）低溫熱處理：將上述葉片材料進行機加工，然后放入低溫槽進行低溫熱處理，溫度不高于5℃，保溫時間不小于1小時；該步驟可以確保盡量降低殘余奧氏體的含量，提高葉片的尺寸穩定性；

（3）時效熱處理：再次對上述葉片材料進行機加工，然后放入時效熱處理爐加熱到450℃～600℃，保溫時間不少于1小時，最后冷卻至低于25℃的溫度；在進行時效熱處理時，采用的加熱溫度越高則所需保溫時間越短；該步驟可以保證材料的強度和韌性。