[發明專利]用于400℃高溫下核電汽輪機機組低壓內缸的耐蒸汽沖刷耐水蝕高硅球墨鑄鐵

在審

• 申請號: 202310584844.4
• 申請日: 2023-05-23
• 公開（公告）號: CN116623075A
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 王德彪;胡寶成;曹鵬;彭建強;于洋;荀艷華;韓亮;張慶博;馮天澍;汪松;蘇博能;姜洪躍;魏雙勝;洪玉朝;李曾;張雅瓊
• 申請（專利權）人: 哈爾濱汽輪機廠有限責任公司
• 主分類號: C22C37/04
• 分類號: C22C37/04;C22C37/10;C22C33/08;C22C33/10;C21D1/30;C21C1/10;C21D5/00
• 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

用于400℃高溫下核電汽輪機機組低壓內缸的耐蒸汽沖刷耐水蝕高硅球墨鑄鐵，本發明涉及用于400℃高溫下核電汽輪機機組低壓內缸的耐蒸汽沖刷耐水蝕高硅球墨鑄鐵。本發明目的為解決現有汽輪機低壓內缸普通球墨鑄鐵QT400材料使用溫度較低、耐蒸汽沖刷及耐水蝕性能差，無法滿足核電汽輪機機組低壓內缸使用要求的問題。于400℃高溫下核電汽輪機機組低壓內缸的耐蒸汽沖刷耐水蝕高硅球墨鑄鐵按質量分數由3.5～4.2％C、3.2～4.2％Si、0.1～0.3％Mn、0.02～0.06％P、≤0.006％S和余量為Fe組成。本發明用于用于400℃高溫下核電汽輪機機組低壓內缸。

技術領域

本發明涉及用于400℃高溫下核電汽輪機機組低壓內缸的耐蒸汽沖刷耐水蝕高硅球墨鑄鐵。

背景技術

核電作為一種安全、經濟、清潔、可靠和高效的能源，使用過程不排放溫室氣體和污染環境的氣體，是能源供給體系的重要分支，也是新能源的重要組成部分。“雙碳”目標對于核電發展是重大機遇，也是對核電汽輪機機組高質量、高效率提出了更高的要求與挑戰。隨著對核電汽輪機機組結構優化、核電汽輪機機組效率提高的要求越來越高，尤其低壓內缸作為核電汽輪機機組重要的組成部分，對低壓內缸結構和材料提出了巨大挑戰。

核電汽輪機機組低壓內缸與高溫、高壓、高流速蒸汽直接接觸，需要使用有耐高溫、耐高壓和耐蒸汽沖刷的材料。目前，核電機組低壓內缸均Q235等碳鋼板下料、焊接制造，存在下料尺寸精度低、焊接變形、焊后低壓內缸整體尺寸、進汽蝸殼尺寸精度低、耐蒸汽沖刷及耐水蝕效果不良的情況，同時焊接低壓內缸制造成本較高、制造工藝難度較大、制造周期較長。

隨著近幾年風電市場的發展，風電機組中基座等均為普通球墨鑄鐵鑄件，帶動了普通球墨鑄鐵鑄造、冶煉等鑄造工藝和球墨鑄鐵材料的進步和發展。球墨鑄鐵近幾年來鑄件總產量有所上升。國內外火電汽輪機低壓內缸近幾年開始采用普通球墨鑄鐵QT400材料制造，具有整體鑄造低壓內缸整體尺寸、進汽蝸殼尺寸精度高的優勢，提高了機組進汽效率。普通球墨鑄鐵QT400材料具有較好的各項性能，且成本很低，但是其使用溫度較低、耐蒸汽沖刷及耐水蝕性能差，無法滿足核電汽輪機機組低壓內缸的使用要求。

發明內容

本發明的目的是解決現有汽輪機低壓內缸普通球墨鑄鐵QT400材料使用溫度較低、耐蒸汽沖刷及耐水蝕性能差，無法滿足核電汽輪機機組低壓內缸使用要求的問題，而提供用于400℃高溫下核電汽輪機機組低壓內缸的耐蒸汽沖刷耐水蝕高硅球墨鑄鐵。

本發明用于400℃高溫下核電汽輪機機組低壓內缸的耐蒸汽沖刷耐水蝕高硅球墨鑄鐵按質量分數由3.5～4.2％C、3.2～4.2％Si、0.1～0.3％Mn、0.02～0.06％P、≤0.006％S和余量為Fe組成。

本發明的有益效果：

本發明的用于400℃高溫下核電汽輪機機組低壓內缸的耐蒸汽沖刷耐水蝕高硅球墨鑄鐵的室溫力學性能：Rp0.2≥280MPa，Rm≥410MPa，A≥10％；用于400℃高溫下核電汽輪機機組低壓內缸的耐蒸汽沖刷耐水蝕高硅球墨鑄鐵的硬度在165～205HB，由于硬度的提高，增強了核電汽輪機機組低壓內缸耐蒸汽沖刷及耐水蝕性能；高溫拉伸性能：300℃下Rm≥370MPa，350℃下Rm≥350MPa，400℃下Rm≥320MPa，300℃下Rp0.2≥250MPa，350℃下Rp0.2≥240MPa，400℃下Rp0.2≥230MPa，高溫性能顯著提高，使用溫度達到400℃，核電汽輪機機組低壓內缸進汽溫度的提升，提高了核電汽輪機機組效率；用于400℃高溫下核電汽輪機機組低壓內缸的耐蒸汽沖刷耐水蝕高硅球墨鑄鐵基體組織：基體為鐵素體組織，珠光體含量≤10％。

具體實施方式

具體實施方式一：本實施方式用于400℃高溫下核電汽輪機機組低壓內缸的耐蒸汽沖刷耐水蝕高硅球墨鑄鐵按質量分數由3.5～4.2％C、3.2～4.2％Si、0.1～0.3％Mn、0.02～0.06％P、≤0.006％S和余量為Fe組成。