[发明专利]一种超超临界汽轮机转子锻件用耐热钢及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超超临界汽轮机转子锻件用耐热钢及其制备方法，属于金属材料技术领域，用于解决630℃及以上汽轮机转子锻件选材问题。按质量百分比计，其成分包括：C:0.08％～0.15％、Si:0.05％～0.20％、Mn:0.02％～0.20％、Cr:9.5％～11％、Mo:0.5％～0.8％、W:1.8％～2.8％、Co:2.9％～3.2％、Nb:0.03％～0.07％、V:0.1％～0.3％、Ni:0.1％～0.3％、B:0.01％～0.015％、N:0.01％～0.03％、Cu:0.3％～0.8％、Zr：0.1％～0.5％、P≤0.01％、S≤0.01％、As≤0.025％、Sb≤0.001％、Sn≤0.015％、Al≤0.020％，其余成分为Fe和不可避免的杂质。本发明的耐热钢的综合性能优异，能够用作630℃及以上汽轮机转子锻件。

技术领域

本发明属于金属材料技术领域，具体涉及一种超超临界汽轮机转子锻件用耐热钢及其制备方法。

背景技术

国内火力发电技术发展主要方向是高参数、二次再热和清洁高效。发电效率的提高，有助于减少二氧化碳排放，解决环境问题。目前国内已经不再批准620℃以下火电项目，后续将分阶段实现更高蒸汽温度参数，主要为630℃、650℃、700℃乃至更高温度，然而更高使用温度的汽轮机转子锻件目前尚无可靠材料可选；针对国内在建630℃示范电站机组应用及650℃电站的选材需要，进一步提升火力发电效率，替代进口部件，在国内率先开展下一代火力发电装备关键材料的研制迫在眉睫。

发明内容

鉴于上述分析，本发明旨在提供一种超超临界汽轮机转子锻件用耐热钢及其制备方法，用以解决630℃及以上汽轮机转子锻件选材问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种超超临界汽轮机转子锻件用耐热钢，按质量百分比计，其成分包括：C:0.08％～0.15％、Si:0.05％～0.20％、Mn:0.02％～0.20％、Cr:9.5％～11％、Mo:0.5％～0.8％、W:1.8％～2.8％、Co:2.9％～3.2％、Nb:0.03％～0.07％、V:0.1％～0.3％、Ni:0.1％～0.3％、B:0.01％～0.015％、N:0.01％～0.03％、Cu:0.3％～0.8％、Zr：0.1％～0.5％、P≤0.01％、S≤0.01％、As≤0.025％、Sb≤0.001％、Sn≤0.015％、Al≤0.020％，其余成分为Fe和不可避免的杂质。

进一步的，Mo/W0.25。

进一步的，C:0.1％～0.14％、Si:0.05％～0.13％、Mn:0.02％～0.12％、Cr:10.03％～10.23％、Mo:0.69％～0.78％、W:2.0％～2.13％、Co:3.0％～3.14％、Nb:0.05％～0.06％、V:0.2％～0.3％、Ni:0.2％～0.3％、B:0.012％～0.015％、N:0.013％～0.03％、Cu:0.5％～0.8％、Zr：0.2％～0.5％、P≤0.01％、S≤0.01％、As≤0.025％、Sb≤0.001％、Sn≤0.015％、Al≤0.020％，其余成分为Fe和不可避免的杂质。

进一步的，所述耐热钢的微观组织为均匀的板条细密的回火马氏体+细小弥散分布的M23C6和MX析出相。

本发明还提供了一种上述耐热钢的制备方法，包括：

步骤S1：按成分比例，熔炼、浇注成铸锭，严格控制杂质元素含量；

步骤S2：将步骤S1得到的铸锭进行高温均质化处理，然后随炉冷却至室温得到坯料；

步骤S3：对步骤S2得到的坯料，进行锻造得到锻棒，始锻温度为1120～1160℃，终锻温度为850～950℃；

步骤S4：对步骤S3得到的锻棒进行正火及两次回火热处理得到超超临界汽轮机转子锻件用耐热钢；其中，第一次回火温度低于第二次回火温度。