[發明專利]一種用于生物質發電汽輪機轉子的鍛件材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202110261052.4
• 申請日: 2021-03-10
• 公開（公告）號: CN113046640A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 彭建強;劉新新;周立艷;呂振家;徐佰明;張小伍;馮天澍;徐勤;韓亮;王德彪;馬新博
• 申請（專利權）人: 哈爾濱汽輪機廠有限責任公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/42;C22C38/44;C22C38/46;C22C38/60;B21J5/00;C21D8/00;C21D9/00;C22C33/04
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 李紅媛

一種用于生物質發電汽輪機轉子的鍛件材料及其制備方法，本發明涉及鍛件材料制備領域。本發明要解決目前生物質發電汽輪機轉子沒有理想選材淀粉技術問題。鍛件材料元素組分為：C、Mn、Si、P、S、Cr、Ni、Mo、V、Cu、Al、Sn、Sb、As和Fe。方法：冶煉，自由鍛造成型；熱處理：淬火，回火。鍛件材料屈服強度：≥620MPa；抗拉強度：≥720MPa；延伸率：≥16％；斷面收縮率：≥45；沖擊功：≥50J；FATT50：≤50℃。本發明制備的鍛件材料適用于生物質發電汽輪機轉子。

技術領域

本發明涉及鍛件材料制備領域。

背景技術

生物質電能作為可再生新能源，相比風能和太陽能，其穩定性高，污染小，是最具開發利用潛力的新能源。目前，生物質發電汽輪機的功率在50MW以內，以20-30MW功率范圍居多，采用單根轉子結構，進汽溫度范圍為400-540℃，排汽溫度低于50℃，轉子重量在10t以下。對于此工況條件的轉子，傳統的整鍛轉子均不適合，即，高中壓轉子用1％CrMoV鋼的工作溫度在540℃以下，低于轉子用3.5NiCrMoV鋼的工作溫度在400℃以下。若采用分段熱處理的高低壓聯合轉子材料，則存在制造難度大、制造周期長等缺陷，且具有分段熱處理設備且掌握其技術的鍛件廠家極少。若采用套裝轉子或焊接轉子結構，則存在制造技術難度大、周期長、長期運行安全性差等缺點。因此，對于生物質發電汽輪機轉子，目前還沒有理想的選材。

發明內容

本發明要解決目前生物質發電汽輪機轉子沒有理想選材淀粉技術問題，而提供一種用于生物質發電汽輪機轉子的鍛件材料。

一種用于生物質發電汽輪機轉子的鍛件材料，該鍛件材料的組分按照質量百分數為：C：0.20～0.26％、Mn：≤0.07％、Si：≤0.05％、P：≤0.006％、S：≤0.003％、Cr：2.00～2.60％、Ni：1.30～1.60％、Mo：1.10～1.40％、V：0.2～0.35％、Cu：≤0.10％、Al：≤0.008％、Sn：≤0.010％、Sb：≤0.0015％、As：≤0.010％和余量的Fe。

所述鍛件材料的J參數＝(Si質量百分數+Mn質量百分數)×(P質量百分數+Sn質量百分數)×10⁴≤10。

所述的一種用于生物質發電汽輪機轉子的鍛件材料的制備方法，具體按以下步驟進行：

一、按照質量百分數為：C：0.20～0.26％、Mn：≤0.07％、Si：≤0.05％、P：≤0.006％、S：≤0.003％、Cr：2.00～2.60％、Ni：1.30～1.60％、Mo：1.10～1.40％、V：0.2～0.35％、Cu：≤0.10％、Al：≤0.008％、Sn：≤0.010％、Sb：≤0.0015％、As：≤0.010％和余量的Fe，稱取原料；

二、將步驟一稱取的原料放入電爐中，進行真空碳脫氧精煉；

三、將步驟二獲得的材料進行自由鍛造成型；

四、將步驟三處理的材料進行熱處理，控制淬火溫度為950～1000℃，保溫時間≥10h，噴霧冷卻，控制回火溫度為630～680℃，保溫時間≥45h，隨爐冷卻，獲得鍛件材料。

本發明的有益效果是：

本發明制備的鍛件材料適用于生物質發電汽輪機轉子，鍛件材料屈服強度：≥620MPa；抗拉強度：≥720MPa；延伸率：≥16％；斷面收縮率：≥45；沖擊功：≥50J；FATT50：≤50℃。

本發明制備的鍛件材料適用于生物質發電汽輪機轉子。

具體實施方式

本發明技術方案不局限于以下所列舉的具體實施方式，還包括各具體實施方式之間的任意組合。