[发明专利]一种700℃超超临界汽轮机转子用耐热合金及其制备方法

权利要求书

1.一种700℃超超临界火电机组汽轮机转子用耐热合金，其特征在于：该合金成分质量百分比为：C：0.04～0.06％，Cr:19.0～21.0％，Mo:8.6～9.0％，Co:11.0～13.0％，W：0.40～0.80％，Al：1.10～1.30％，Ti：1.20～1.40％，Nb：0.20～0.50％，Fe：不大于0.15％，B：30～50ppm，Zr：0.010％，Mg：0.002％，S：不大于0.002％，P：不大于0.004％，Si：不大于0.10％，Mn：不大于0.10％，[O]：不大于10ppm，[N]：不大于25ppm，[H]：不大于1ppm，Pb：不大于0.010％，Sb：不大于0.0025％，Sn：不大于0.0012％，Bi：不大于0.001％，As：不大于0.002％，余量为Ni；合金中Al+Ti含量和Ti/Al要求满足：2.50％≤Al+Ti≤2.60％，1.0≤Ti/Al≤1.1；并且γ′占合金的重量比10～14％；M₂₃C₆占0.50～0.70％，M₆C+MC占0.20～0.50％；同时合金的700℃热膨胀系数满足：14.4×10^-6K^-1≤CTE_700℃＜14.7×10^-6K^-1。

2.一种权利要求1所述的汽轮机转子用耐热合金的制备方法，其特征在于，工艺步骤及控制的技术参数为：

(1)冶炼和均匀化：转子耐热合金采用VIM+ESR+VAR三联工艺流程冶炼，使合金锭纯净度高、组织均匀致密；

铸锭均匀化退火：1195±5℃保温40～150小时；

(2)热加工艺：铸锭开坯和热塑性变形采用软包套锻造，锻造温度区间为1050～1180℃，变形速率在0.001～0.01s^-1之间；

(3)热处理工艺：包含固溶处理+预时效处理两个过程，

固溶处理：1100～1150℃保温2～4小时后水冷；

预时效处理：700～800℃保温25～30小时后空冷；

合金热处理后晶粒度级别为2～5级；

合金室温力学性能如下：

抗拉强度：R_m≥1100MPa

屈服强度：R_p0.2≥700MPa

伸长率：A≥30％

断面收缩率：Z≥35％

冲击功：A_kv≥70J

合金700℃高温力学性能满足：

抗拉强度：R_m≥900MPa

屈服强度：R_p0.2≥580MPa

伸长率：A≥40％

断面收缩率：Z≥45％

合金700℃长时性能满足：

室温冲击功：5000h时效后A_kv≥50J

持久强度：十万小时外推持久强度≥200MPa

用于制造700℃超超临界汽轮机转子。