[发明专利]用做600℃超超临界汽轮机叶片或螺栓的钢材料

说明书

技术领域

本发明属于金属材料领域；具体涉及用做超超临界汽轮机叶片或螺栓的钢材料。

背景技术

600℃超超临界汽轮机叶片和螺栓要求使用高温性能非常好的材料。目前国内外多采用12％Cr钢作为600℃超超临界汽轮机叶片和螺栓。传统的12％Cr钢在600℃下的持久强度较低，不能满足600℃超超临界汽轮机高温叶片和螺栓的使用要求。因此，需要一种能够用于600℃的新型钢种制造超超临界汽轮机叶片和螺栓。

发明内容

本发明要解决现有12％Cr钢在600℃下的持久强度较低，不能满足600℃超超临界汽轮机高温叶片和螺栓的使用要求的技术问题；而提供了用做超超临界汽轮机叶片或螺栓的钢材料。

本发明中用做600℃超超临界汽轮机叶片或螺栓的钢材料按重量百分比化学组成为：

C：0.09％～0.15％；Mn≤0.15％；Cr：10.00％～10.5％；Mo：0.65％～0.75％；Ni≤0.20％；Co：3.00％～3.50％；W：1.70％～1.90％；V：0.15％～0.25％；Nb：0.03％～0.07％；Ta：0.03％～0.07％；N：0.010％～0.035％；B：0.003％～0.008％；余量是Fe及杂质；

所述杂质为：

Si≤0.10％；P≤0.015％；S≤0.005％；Cu≤0.15％。

本发明的产品主要性能指标：

室温力学性能：屈服强度Rp0.2≥780N/mm²；抗拉强度Rm≥950N/mm²；延伸率A4≥14％，断面收缩率Z≥32％；冲击功Akv：≥20；硬度：277～331HB。

高温持久性能：600℃、375MPa，持久时间≥100小时；650℃、275MPa，持久时间≥100小时。

室温到650℃的平均线膨胀系数在12.0×10^-6/℃～12.5×10^-6之间。

发明效果：具有良好的高温性能，为600℃超超临界汽轮机提供一种新型12％Cr叶片和螺栓材料；平均线膨胀系数与转子钢和汽缸材料相当，不会产生热疲劳损伤。含有W、Mo、V、N、Nb、Ta等固溶强化和碳化物强化元素，并含有3％～3.5％Co元素，使钢在600℃的高温下仍具有良好的强度。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式中用做600℃超超临界汽轮机叶片或螺栓的钢材料按重量百分比化学组成为：

C：0.09％～0.15％；Mn≤0.15％；Cr：10.00％～10.5％；Mo：0.65％～0.75％；Ni≤0.20％；Co：3.00％～3.50％；W：1.70％～1.90％；V：0.15％～0.25％；Nb：0.03％～0.07％；Ta：0.03％～0.07％；N：0.010％～0.035％；B：0.003％～0.008％；余量是Fe及杂质；

所述杂质为：

Si≤0.10％；P≤0.015％；S≤0.005％；Cu≤0.15％。

本实施方式中采用现有冶金方法进行冶炼，可以用电炉+电渣重熔冶炼，或者用真空感应+电渣重熔冶炼，还可以锻造或者轧制成型。

本实施方式所述钢材料的主要性能指标：

室温力学性能：屈服强度Rp0.2≥780N/mm²；抗拉强度Rm≥95N/mm²；延伸率A4≥14％，断面收缩率Z≥32％；冲击功Akv≥20；硬度：277～331HB。

高温持久性能：600℃、375MPa，持久时间≥100小时；650℃、275MPa，持久时间≥100小时。

室温到650℃的平均线膨胀系数在12.0×10^-6/℃～12.5×10^-6之间。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：用做600℃超超临界汽轮机叶片或螺栓的钢材料按重量百分比化学组成为：

C：0.10％～0.12％；Mn≤0.15％；Cr：10.00％～10.5％；Mo：0.65％～0.75％；Ni≤0.20％；Co：3.10％～3.40％；W：1.70％～1.90％；V：0.15％～0.25％；Nb：0.04％～0.06％；Ta：0.04％～0.06％；N：0.010％～0.035％；B：0.004％～0.006％；余量是Fe及杂质。其它与具体实施方式一相同。