[发明专利]一种用于汽轮机组转子的合金材料及其制备方法

摘要

本发明的目的在于提供一种用于汽轮机组转子的合金材料及其制备方法，目的在于解决超超临界机组的蒸汽温度和工作压力较现有机组大幅提升，而现有材料高温持久性能难以满足要求的问题。该合金材料包括如下重量百分比的组分0.12~0.14wt%的C；0.30~0.40wt%的Mn；9.10~9.50wt%的Cr；1.45~1.55wt%的Mo；0.10~0.20wt%的Ni；0.18~0.22wt%的V；1.20~1.40wt%的Co；0.040~0.060wt%的Nb；0.015~0.030wt%的N；0.008~0.010wt%B。本发明能够满足高温、高应力工作条件的需求，且屈服强度RP0.02≥600Mpa，可用作超超临界汽轮机组高压、中压转子合金材料，满足汽轮机转子在其工作环境下的使用要求。本发明具有较好的室温拉升性能和高温持久性能，可用于超临界、超超临界汽轮机组高压、中压转子合金材料，对于促进超超临界汽轮机组的应用和发展具有重要意义，值得大规模推广和应用。

主权项

一种用于汽轮机组转子的合金材料，其特征在于，包括如下重量百分比的组分：C     0.12~0.14%；Mn    0.30~0.40%；Cr    9.10~9.50%；Mo    1.45~1.55%；Ni    0.10~0.20%；V     0.18~0.22%；Co    1.20~1.40%；Nb    0.040~0.060%；N     0.015~0.030%；B     0.008~0.010%；余量为Fe及不可避免的杂质；所述杂质包括如下组分：P≤0.010wt%；S≤0.005wt%；Si≤0.08wt%；W≤0.08wt%；Al≤0.008wt%；Cu≤0.07wt%；Sb≤0.0012wt%；Sn≤0.007wt%；As≤0.012wt%；H2≤3.0ppm；O2≤35ppm；该合金材料采用包括如下步骤的方法制备而成：（1）按合金材料的配比，称取原料，将原料置于真空感应炉中熔炼，熔炼温度1580~1600℃，在熔炼过程中，调节各元素的含量，使其重量比符合设计要求，并控制杂质元素含量，最后将熔炼得到的溶液浇注成自耗电极；（2）将制备的自耗电极置于电渣炉中重熔精炼，进一步降低杂质元素的含量，最终重熔成电渣锭；将得到的电渣锭加热至850~870℃，保温2~4h，再升温至1150~1170℃，保温3~5h后，进行锻造；锻造后进行退火热处理，退火热处理后进行表面处理，得到成品钢棒；退火热处理的步骤及工艺参数如下：淬火：加热温度1090~1110℃，时间1~4小时，冷却方式：水冷；第一次回火：加热温度560~580℃，时间1~6小时，冷却方式：空冷；第二次回火：加热温度680~750℃，时间2~12小时，冷却方式：空冷；退火热处理后进行表面处理，将锻件进行表面磨光或车光处理，消除锻件表面缺陷，并使锻件的尺寸、形状、表面质量满足设计要求，得到成品钢棒。