[發明專利]10Cr11Co3W3NiMoVNbNB葉片鋼棒材熱處理方法

在審

• 申請號: 201911044807.4
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN110699535A
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 王洪利;何玉東;吳鋮川;杜思敏
• 申請（專利權）人: 成都先進金屬材料產業技術研究院有限公司
• 主分類號: C21D9/00
• 分類號: C21D9/00;C21D1/18;C21D1/26;C21D6/00
• 代理公司: 51124 成都虹橋專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 傅劍濤

本發明公開了一種10Cr11Co3W3NiMoVNbNB葉片鋼棒材熱處理方法，涉及熱處理技術領域，提供一種成本較低且能夠提高10Cr11Co3W3NiMoVNbNB葉片鋼高溫持久性能的熱處理方法。10Cr11Co3W3NiMoVNbNB葉片鋼棒材熱處理方法包括依次進行的以下步驟：A、退火處理：葉片鋼棒材鍛造完成后放入熱處理爐進行保溫，然后空冷至溫度低于500℃；保溫溫度為700℃～750℃，保溫時間為8h～10h×a/100，a為葉片鋼棒材直徑，a的單位為mm；B、奧氏體化處理；葉片鋼棒材以小于120℃/h的升溫速度加熱至1080℃～1120℃，然后保溫，保溫時間為3h×a/100；C、葉片鋼棒材油淬處理；D、回火處理：葉片鋼棒材放入700℃～750℃的熱處理爐中保溫，保溫時間為5～6h×a/100，然后出爐空冷至室溫。

技術領域

本發明涉及熱處理技術領域，尤其涉及一種10Cr11Co3W3NiMoVNbNB葉片鋼棒材熱處理方法。

背景技術

10Cr11Co3W3NiMoVNbNB葉片鋼主要應用于制造超超臨界汽輪機高溫葉片及螺栓部件。汽輪機葉片其主要功能為將高溫蒸汽的熱能轉換為機械能，工作條件非常復雜；運行中轉子高速度旋轉時，葉片的離心力會引起拉應力；由蒸汽流動的壓力造成葉片的彎曲應力和扭轉應力；傳遞至葉根的銷釘孔或根齒，還會產生剪切和壓縮應力；機組的頻繁啟停等還會造成葉片承受交變載荷的作用等等。由于葉片鋼使用于高溫、復雜的應力條件下，其高溫持久性能的研究非常重要。現有文獻中對葉片鋼的熱處理工藝的研究報道很多，但對葉片鋼熱處理工藝只局限于提高常溫力學性能；現有文獻中提高葉片鋼的高溫持久性能的研究只局限于冶煉工藝優化。而通過熱處理工藝提高高溫持久性能的研究卻很少有報道。

經檢索，部分涉及葉片鋼熱處理方法的專利如下：

CN106119486A公開了一種超超臨界汽輪機葉片鋼的鍛后熱處理方法，具體包括以下步驟：1、均勻化處理；2、快速冷卻至C曲線鼻尖溫度進行組織轉變；3、降溫至Ms點以下進一步進行組織轉變；4、加熱至一定溫度保溫，使基體脫溶軟化；5、限速爐冷至出爐；該方法汽輪機葉片鋼經過鍛后直接進行熱處理，不僅消除了鍛造應力，而且使鋼材組織均勻化，減少混晶，為后續調質處理做好充分準備，從而有效提高調質后的性能，尤其提高其沖擊性能，沖擊從傳統工藝的KV216J左右提高至54J以上。可見該熱處理方法主要目的是提高沖擊性能。

CN 103667617 A公開了一種提高1Cr12Ni3Mo2VN透平葉片沖擊韌性的熱處理工藝，具體是在對1Cr12Ni3Mo2VN材料葉片鋼進行常規淬火熱處理之前，先對所述1Cr12Ni3Mo2VN材料葉片鋼進行預備熱處理。該方法可以使葉片鋼材料在熱處理之前組織更均勻化，從而提高1Cr12Ni3Mo2VN透平葉片沖擊韌性。可見該熱處理方法主要目的是提高沖擊韌性。

CN 109402490 A公開一種提高含Nb葉片鋼高溫性能的方法，具體采用以下方法步驟：1、冶煉時加入稀土元素控制晶界凈化；2、控制成品硼質量百分含量0.0005％～0.0015％；3、控制成品晶粒度4.0～6.0級。該方法能夠提升含Nb葉片鋼的高溫持久性能，延長其高溫持久斷裂時間。但該方法涉及稀土元素加入，成本較高，工藝參數控制困難。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種成本較低且能夠提高10Cr11Co3W3NiMoVNbNB葉片鋼高溫持久性能的熱處理方法。

為解決上述問題采用的技術方案是：10Cr11Co3W3NiMoVNbNB葉片鋼棒材熱處理方法包括依次進行的以下步驟：

A、退火處理：葉片鋼棒材鍛造完成后放入熱處理爐進行保溫，然后空冷至溫度低于500℃；保溫溫度為700℃～750℃，保溫時間為8h～10h×a/100，a為葉片鋼棒材直徑，a的單位為mm；

B、奧氏體化處理；葉片鋼棒材以小于120℃/h的升溫速度加熱至1080℃～1120℃，然后保溫，保溫時間為3h×a/100；