一種高壽命汽輪機(jī)葉片及其生產(chǎn)工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種高壽命汽輪機(jī)葉片，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：C：0.29-0.31%，Si：0.16-0.19%，Mn：0.75-0.77%，Ni：0.73-0.85%，Cr:9.5-10.1%，Mo:0.55-0.64%，Sn：0.15-0.17%，V：0.11-0.15%，Sr：0.82-0.84%，Nb：0.15-0.17%，Cu:0.02-0.03%，Ti：0.13-0.15%，B：0.06-0.08%，Ca≤0.01%，S≤0.03%，P≤0.03%，稀土金屬：0.16-0.18%，余量為Fe。本發(fā)明的生產(chǎn)工藝，按以下工序進(jìn)行：熱鍛→退火→葉片機(jī)械加工→去應(yīng)力熱處理→調(diào)質(zhì)熱處理→冷卻→表面強(qiáng)化熱處理→理化檢驗(yàn)→超聲波探傷→清潔包裝。本發(fā)明可大幅度提高葉片的沖擊韌度，可提高葉片的抗水蝕能力及抗腐蝕性能，提高葉片的使用壽命。
【專利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種汽輪機(jī)葉片及其生產(chǎn)工藝，具體的說(shuō)是一種高壽命汽輪機(jī)葉片及 其生產(chǎn)工藝。 一種高壽命汽輪機(jī)葉片及其生產(chǎn)工藝

【背景技術(shù)】
[0002] 汽輪機(jī)是將蒸汽的能量轉(zhuǎn)換成為機(jī)械功的旋轉(zhuǎn)式動(dòng)力機(jī)械，又稱蒸汽透平。主要 用作發(fā)電用的原動(dòng)機(jī)，也可直接驅(qū)動(dòng)各種泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和船舶螺旋槳等，還可以利用汽 輪機(jī)的排汽或中間抽汽滿足生產(chǎn)和生活上的供熱需要。汽輪機(jī)主要應(yīng)用于電力工業(yè)、船舶 工業(yè)、水泥、化工、石油、冶金、重型機(jī)械等領(lǐng)域。
[0003] 汽輪機(jī)是一種旋轉(zhuǎn)式的流體動(dòng)力機(jī)械，它直接起著將蒸汽或燃?xì)獾臒崮苻D(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī) 械能的作用，而葉片是汽輪機(jī)的"心臟"，是汽輪機(jī)中極為主要的零件。葉片一般都處在高 溫，高壓和腐蝕的介質(zhì)下工作，動(dòng)葉片還以很高的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。在大型汽輪機(jī)中，葉片頂端的 線速度已超過(guò)600m/s，因此葉片還要承受很大的離心應(yīng)力。具體為：(-)葉片是汽輪機(jī)中將 汽流的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為有用功的重要部件，其工作環(huán)境極其惡劣，且每一級(jí)葉片的工作條件均 不相同。初始幾級(jí)動(dòng)葉片除在高溫過(guò)熱蒸汽中工作外同時(shí)還承受著最大的靜應(yīng)力、動(dòng)應(yīng)力 及交變應(yīng)力的作用，一般發(fā)生高溫氧化腐蝕、磨蝕和高溫蠕變破壞。隨著過(guò)熱蒸汽的膨脹 作功，蒸汽溫度逐漸降低，最后幾級(jí)葉片雖然工作溫度較低（60°C-1KTC )，但葉片卻承 受蒸汽中夾雜的水滴的沖刷，造成水沖蝕。另外，運(yùn)行過(guò)程中沉積在葉片上可溶性鹽垢 (如鈉鹽）吸收蒸汽由于溫度降低冷凝出來(lái)的水份形成腐蝕性電解液覆在葉片表面，造成 電化學(xué)腐蝕與此同時(shí)，由于末級(jí)葉片尺寸較大，在高速旋轉(zhuǎn)中（約3000r/min)產(chǎn)生很大 的離心力，另外葉片還受蒸汽不穩(wěn)定的周期性擾動(dòng)力作用產(chǎn)生振動(dòng)。末級(jí)葉片在離心力， 葉片振動(dòng)以及水沖刷的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下，加上工作于具有腐蝕性的環(huán)境下，往往產(chǎn)生應(yīng)力 腐蝕，腐蝕疲勞，疲勞等破壞。實(shí)際失效的葉片常常是上述多種破壞方式復(fù)合的結(jié)果。（二） 每一級(jí)葉片的工作溫度都不相同。并且工作在高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速或濕蒸汽區(qū)等惡劣環(huán)境 中，經(jīng)受著離心力、蒸汽力、蒸汽激振力、腐蝕和振動(dòng)以及濕蒸汽區(qū)高速水滴沖蝕的共同作 用。曰按照葉片的工作條件可分為動(dòng)葉和靜葉兩種。汽輪機(jī)葉片，特別是動(dòng)葉片所處的工 作條件是極其惡劣的。主要表現(xiàn)在每一級(jí)葉片的工作溫度都不相同。第一級(jí)葉片所處的溫 度最高，接近于進(jìn)口蒸汽溫度，隨后由于蒸汽逐級(jí)作功，溫度逐級(jí)降低，直到末級(jí)葉片將 降到KKTC以下。另外葉片是在運(yùn)動(dòng)著的水蒸汽介質(zhì)中工作，其中多數(shù)是在過(guò)熱蒸汽中工 作而末級(jí)葉片是在潮濕蒸汽中工作，過(guò)熱蒸汽中含有氧會(huì)造成高溫氧化腐蝕，使葉片的疲 勞強(qiáng)度降低。在濕蒸汽區(qū)可溶性鹽垢吸收水珠成為電解液造成電化學(xué)腐蝕，此外濕蒸汽區(qū) 的游離水分子由于過(guò)冷凝結(jié)成水滴，沖擊動(dòng)葉進(jìn)汽側(cè)背弧面造成水沖蝕。汽輪機(jī)工作過(guò)程 中，動(dòng)葉片還承受著最大的靜應(yīng)力、動(dòng)應(yīng)力及交變應(yīng)力。主要表現(xiàn)在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)作用在葉 片上的離心力所引起的拉應(yīng)力，汽流的作用產(chǎn)生彎曲應(yīng)力和扭力以及葉片受激振力的作 用產(chǎn)生強(qiáng)迫振動(dòng)的交變應(yīng)力，所有這些惡劣的工作環(huán)境，都將促使葉片失效斷裂，個(gè)別葉 片斷裂后，其碎片可將相鄰或下一級(jí)的葉片打壞，使轉(zhuǎn)子失去平衡而無(wú)法工作。
[0004] 葉片不僅數(shù)量多，而且形狀復(fù)雜，加工要求嚴(yán)格。葉片的加工工作量很大，約占汽 輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)總加工量的四分之一到三分之一。葉片的加工質(zhì)量直接影響到機(jī)組的運(yùn)行 效率和可靠行，而葉片的質(zhì)量和壽命與葉片的加工方式有著密切的關(guān)系。所以，葉片的加工 方式對(duì)汽輪機(jī)的工作質(zhì)量及生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性有很大的影響。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，葉片的加工 手段也是日新月異，先進(jìn)的加工技術(shù)正在廣泛采用。要滿足不斷提高的使用性能需求僅僅 依靠新型葉片材料的應(yīng)用仍然很難滿足，必須將各種熱處理技術(shù)應(yīng)用到汽輪機(jī)葉片的制造 當(dāng)中才能達(dá)到對(duì)葉片具高效率、高精度和高壽命的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種高壽命汽輪機(jī)葉片及其生產(chǎn)工藝，通過(guò) 對(duì)汽輪葉片原料組分的調(diào)整和冶煉工藝的改變，提高汽輪葉片原料的抗水蝕能力及抗腐蝕 性能，從而提1?葉片的使用壽命。
[0006] 本發(fā)明解決以上技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是： 一種高壽命汽輪機(jī)葉片，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：C :0. 29-0. 31%，Si : 0. 16-0. 19%, Μη ：0. 75-0. 77%, Ni ：0. 73-0. 85%, Cr:9. 5-10. 1%, Mo :0. 55-0. 64%, Sn ： 0. 15-0. 17%, V ：0. 11-0. 15%, Sr ：0. 82-0. 84%, Nb ：0. 15-0. 17%, Cu:0. 02-0. 03%, Ti ： 0· 13-0. 15%，B :0· 06-0. 08%，Ca 彡 0· 01%，S 彡 0· 03%，P 彡 0· 03%，稀土金屬：0· 16-0. 18%，余 量為Fe。
[0007] 上述高壽命汽輪機(jī)葉片的生產(chǎn)工藝，以下工序進(jìn)行：熱鍛一退火一葉片機(jī)械加工 -去應(yīng)力熱處理一調(diào)質(zhì)熱處理一冷卻一表面強(qiáng)化熱處理一理化檢驗(yàn)一超聲波探傷一清潔 包裝； 所述退火工序：熱鍛后，在790-795°C保溫8-10分鐘，然后爐冷至260-263°C后保溫 8-9分鐘，最后冷卻至室溫； 所述去應(yīng)力熱處理工序：采用分段加熱，第一段加熱溫度為590-600°C，到溫后保溫 40-45min，第二段加熱溫度為550-560°C，到溫后保溫12-16min，然后空冷至室溫； 所述調(diào)質(zhì)熱處理工序：采用兩次回火，第一次回火溫度大于第二次回火溫度；第一次 回火：采用分段加熱，第一段加熱溫度為860-864°C，到溫后保溫5-8min，第二段加熱溫度 為780-785°C，到溫后保溫10_13min，然后空冷至室溫后進(jìn)行第二次正火；第二次回火：采 用分段加熱，第一段加熱溫度為755-758?加熱，到溫后保溫12-14min，第二段加熱溫度為 590-600°C加熱，到溫后保溫5-8min ; 所述冷卻工序：采用水冷以7-9°C /s的冷卻速率將葉片水冷至480-485°C再采用水冷 以1-3°C /s的冷卻速率將葉片水冷至室溫； 所述表面強(qiáng)化熱處理工序：熱處理溫度950-955°C，到溫后保溫4-6分鐘，然后采用水 冷以1-3°C /s的冷卻速率將葉片水冷至室溫。
[0008] 本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是： 前述的高壽命汽輪機(jī)葉片，所述稀土金屬的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：鈰：6-10%，鐠： 7-9%，釹：10-12%，钷：10-11%，釓：6-8%，镥：5-7%，鏑：4-8%，鋱：13-15%，余量為鑭。
[0009] 前述的高壽命汽輪機(jī)葉片，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：C:0. 29%，Si :0. 16%， Μη ：0. 75%, Ni ：0. 73%, Cr ：9. 5%, Mo ：0. 55%, V ：0. 11%, Sr ：0. 82%, Nb ：0. 17%, Sn ：0. 15%, Cu: 0· 02%，Ti :0· 13%，B :0· 06%，Ca :0· 01%，S :0· 03%，P :0· 01%，稀土金屬：0· 16%，余量為 Fe ; 所述稀土金屬的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：鈰：6%，鐠：7%，釹：10%，钷：10%，釓：6%，镥： 5%，鏑：4%，鋱：13%，余量為鑭。
[0010] 前述的高壽命汽輪機(jī)葉片，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：C :0. 29%，Si :0. 18%，Μη : 0. 76%, Ni ：0. 75%, Cr: 9. 6%, Mo: 0. 58%, Sn ：0. 16%, V ：0. 12%, Sr ：0. 83%, Nb ：0. 15%, Cu ： 0· 02%，Ti :0· 15%，B :0· 07%，Ca :0· 008%，S :0· 02%，P :0· 02%，稀土金屬：0· 17%，余量為 Fe ; 所述稀土金屬的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：鈰：8%，鐠：8%，釹：11%，钷：10%，釓：7%，镥： 6%，鏑：6%，鋱：14%，余量為鑭。
[0011] 前述的高壽命汽輪機(jī)葉片，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：C :0. 31%，Si :0. 19%，Μη : 0. 77%, Ni ：0. 85%, Cr ：10. 1%, Mo ：0. 64%, Sn ：0. 17%, V ：0. 15%, Sr ：0. 84%, Nb ：0. 16%, Cu ： 0· 06%，Ti :0· 14%，B :0· 08%，Ca :0· 008%，S :0· 01%，P :0· 03%，稀土金屬：0· 18,余量為 Fe ; 所述稀土金屬的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：鈰：10%，鐠：9%，釹：12%，钷：11%，釓：8%，镥： 7%，鏑：8%，鋱：15%，余量為鑭。
[0012] 前述的高壽命汽輪機(jī)葉片的生產(chǎn)工藝，其中： 所述退火工序：熱鍛后，在790°C保溫10分鐘，然后爐冷至260°C后保溫8分鐘，最后冷 卻至室溫； 所述去應(yīng)力熱處理工序：采用分段加熱，第一段加熱溫度為592°C，到溫后保溫42分 鐘，第二段加熱溫度為555°C，到溫后保溫15分鐘，然后空冷至室溫； 所述調(diào)質(zhì)熱處理工序：采用兩次回火，第一次回火溫度大于第二次回火溫度；第一次 回火：采用分段加熱，第一段加熱溫度為860°C，到溫后保溫7分鐘，第二段加熱溫度為 785°C，到溫后保溫11分鐘，然后空冷至室溫后進(jìn)行第二次正火；第二次回火：采用分段加 熱，第一段加熱溫度為755°C加熱，到溫后保溫12分鐘，第二段加熱溫度為600°C加熱，到溫 后保溫5分鐘； 所述冷卻工序：采用水冷以7°C /s的冷卻速率將葉片水冷至480°C，再采用水冷以 1°C /s的冷卻速率將葉片水冷至室溫； 所述表面強(qiáng)化熱處理工序：熱處理溫度950°C，到溫后保溫4分鐘，然后采用水冷以 1°C /s的冷卻速率將葉片水冷至室溫。
[0013] 前述的高壽命汽輪機(jī)葉片的生產(chǎn)工藝，其中：所述退火工序：熱鍛后，在791°C保 溫10分鐘，然后爐冷至263°C后保溫9分鐘，最后冷卻至室溫； 所述去應(yīng)力熱處理工序：采用分段加熱，第一段加熱溫度為600°C，到溫后保溫45min， 第二段加熱溫度為560°C，到溫后保溫16min，然后空冷至室溫； 所述調(diào)質(zhì)熱處理工序：采用兩次回火，第一次回火溫度大于第二次回火溫度；第一 次回火：采用分段加熱，第一段加熱溫度為864°C，到溫后保溫8min，第二段加熱溫度為 785°C，到溫后保溫13min，然后空冷至室溫后進(jìn)行第二次正火；第二次回火：采用分段加 熱，第一段加熱溫度為758°C加熱，到溫后保溫14min，第二段加熱溫度為600°C加熱，到溫 后保溫8min ; 所述冷卻工序：采用水冷以9°C /s的冷卻速率將葉片水冷至480°C，再采用水冷以 3°C /s的冷卻速率將葉片水冷至室溫； 所述表面強(qiáng)化熱處理工序：熱處理溫度955°C，到溫后保溫6分鐘，然后采用水冷以 3°C /s的冷卻速率將葉片水冷至室溫。
[0014] 前述的高壽命汽輪機(jī)葉片的生產(chǎn)工藝，其中：所述退火工序：熱鍛后，在793°C保 溫9分鐘，然后爐冷至262°C后保溫7分鐘，最后冷卻至室溫； 所述去應(yīng)力熱處理工序：采用分段加熱，第一段加熱溫度為595°C，到溫后保溫42min， 第二段加熱溫度為558°C，到溫后保溫14min，然后空冷至室溫； 所述調(diào)質(zhì)熱處理工序：采用兩次回火，第一次回火溫度大于第二次回火溫度；第一 次回火：采用分段加熱，第一段加熱溫度為862°C，到溫后保溫7min，第二段加熱溫度為 783°C，到溫后保溫llmin，然后空冷至室溫后進(jìn)行第二次正火；第二次回火：采用分段加 熱，第一段加熱溫度為757°C加熱，到溫后保溫13min，第二段加熱溫度為595°C加熱，到溫 后保溫7min ; 所述冷卻工序：采用水冷以8°C /s的冷卻速率將葉片水冷至482°C，再采用水冷以 2°C /s的冷卻速率將葉片水冷至室溫； 所述表面強(qiáng)化熱處理工序：熱處理溫度952°C，到溫后保溫5分鐘，然后采用水冷以 2°C /s的冷卻速率將葉片水冷至室溫。
[0015] 以上工序中：鍛造、葉片機(jī)械加工、理化檢驗(yàn)、超聲波探傷和清潔包裝都使用現(xiàn)有 常用工藝。
[0016] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是： 本發(fā)明的成分中由于Cr的含量較高，鉻元素會(huì)導(dǎo)致碳及合金元素的嚴(yán)重偏析，葉片會(huì) 出現(xiàn)共晶碳化物，從而降低葉片的沖擊韌度；本發(fā)明通過(guò)加入稀土金屬，可有效減弱葉片的 合金元素偏析現(xiàn)象，可大幅度提高葉片的沖擊韌度。
[0017] 本發(fā)明通過(guò)兩次保溫后冷卻，等濁轉(zhuǎn)變形成的球光體組織比較均勻，避免形成不 完全相同的組織，可防止葉片早期脆性開(kāi)裂，起到了意想不到的技術(shù)效果。
[0018] 本發(fā)明的葉片由于合金元素（比如鉻元素）的作用，碳及合金元素的嚴(yán)重偏析，葉 片會(huì)出現(xiàn)共晶碳化物，從而降低葉片的沖擊韌度；本發(fā)明通過(guò)加入稀土金屬，并通過(guò)二次回 火(第一次回火和第二次回火）及溫度控制，從而使葉片的合金元素偏析現(xiàn)象明顯減弱，可 大幅度提高葉片的沖擊韌度。
[0019] 本發(fā)明的葉片由于在機(jī)械加工過(guò)程中，由于刀具擠壓、切削熱等影響，使其內(nèi)部組 織發(fā)生不均勻的體積變化，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，內(nèi)應(yīng)力的存在，使內(nèi)部組織處于一種極不穩(wěn)定的狀 態(tài)，有著強(qiáng)烈恢復(fù)到無(wú)應(yīng)力狀態(tài)的傾向，在內(nèi)應(yīng)力不斷釋放的過(guò)程中，汽輪機(jī)葉片的形狀發(fā) 生改變，原有的加工精度逐漸喪失，對(duì)機(jī)械加工后內(nèi)應(yīng)力沒(méi)有完全釋放的汽輪機(jī)葉片在隨 后的淬火處理時(shí)會(huì)發(fā)生更大的變形或淬火裂紋；本發(fā)明在機(jī)械加工過(guò)程后進(jìn)行去應(yīng)力退火 處理，從而使機(jī)械加工后葉片的內(nèi)應(yīng)力完全釋放，避免后序高溫調(diào)質(zhì)熱處理產(chǎn)生變形或裂 紋。
[0020] 由于葉片工作區(qū)為濕蒸汽區(qū)，且含有大量水滴，在很高的輪周速度及離心力下沖 蝕葉片，使葉片頂部進(jìn)氣邊產(chǎn)生點(diǎn)蝕而失效，葉片抗水蝕能力的高低直接影響到汽輪機(jī)的 工作效率及安全運(yùn)行；本發(fā)明通過(guò)調(diào)質(zhì)熱處理工序配合冷卻工序，可使葉片表面產(chǎn)生2-6 mm厚回火馬氏體組織，有效提高的其抗水蝕能力；另外，第二次回火溫度小于第一次回火 溫度可以減小表面和心部的溫度之差，使葉片厚度方向組織細(xì)小均勻；正火后回火進(jìn)一步 減小表面和心部的溫度之差，從而使表面至心部性能趨于一致；回火后冷卻，通過(guò)水冷與空 冷結(jié)合的方法，先以較快的冷卻速度水冷，然后進(jìn)行空冷，最后再通過(guò)較慢的水冷冷卻至室 溫，不僅可提高葉片的抗水蝕能力，而且可以使組織更為均勻穩(wěn)定，極少出現(xiàn)氣孔及沙眼， 保證了葉片的抗腐蝕性能，起到了意想不到的技術(shù)效果。
[0021] 本發(fā)明通過(guò)表面強(qiáng)化熱處理可以細(xì)化晶粒，同時(shí)提高葉片的韌性，可以減輕或消 除帶狀組織等缺陷，提高葉片整體沖擊性能，且通過(guò)冷卻速度的快慢控制，而且使葉片組織 更為均勻穩(wěn)定，極少出現(xiàn)氣孔及沙眼，且獲得較好的綜合力學(xué)性能和抗腐蝕性能。
[0022] 本發(fā)明汽輪機(jī)葉片的主要性能如下表所示： 表1 :

【權(quán)利要求】
1. 一種高壽命汽輪機(jī)葉片，其特征在于：其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：c :0. 29-0. 31%， Si ：0. 16-0. 19%, Μη ：0. 75-0. 77%, Ni ：0. 73-0. 85%, Cr:9. 5-10. 1%, Mo :0. 55-0. 64%, Sn ： 0. 15-0. 17%, V ：0. 11-0. 15%, Sr ：0. 82-0. 84%, Nb ：0. 15-0. 17%, Cu:0. 02-0. 03%, Ti ： 0· 13-0. 15%，B :0· 06-0. 08%，Ca 彡 0· 01%，S 彡 0· 03%，P 彡 0· 03%，稀土金屬：0· 16-0. 18%，余 量為Fe。
2. 如權(quán)利要求1所述的高壽命汽輪機(jī)葉片，其特征在于：所述稀土金屬的化學(xué)成分 質(zhì)量百分比為：鈰：6_10%，鐠：7-9%，釹：10-12%，钷：10-11%，釓：6-8%，镥：5-7%，鏑：4-8%， 鋱：13-15%，余量為鑭。
3. 如權(quán)利要求2所述的高壽命汽輪機(jī)葉片，其特征在于：其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為： C ：0. 29%, Si ：0. 16%, Μη ：0. 75%, Ni ：0. 73%, Cr ：9. 5%, Sn ：0. 15%, Mo ：0. 55%, V ：0. 11%, Sr ： 0· 82%，Nb :0· 17%，Cu: 0· 02%，Ti :0· 13%，B :0· 06%，Ca :0· 01%，S :0· 03%，P :0· 01%，稀土金屬： 0. 16%，余量為Fe ; 所述稀土金屬的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：鈰：6%，鐠：7%，釹：10%，钷：10%，釓：6%，镥： 5%，鏑：4%，鋱：13%，余量為鑭。
4. 如權(quán)利要求2所述的高壽命汽輪機(jī)葉片，其特征在于：其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為： C ：0. 29%, Si ：0. 18%, Μη ：0. 76%, Ni ：0. 75%, Cr: 9. 6%, Sn ：0. 16%, Mo: 0. 58%, V ：0. 12%, Sr ： 0· 83%，Nb :0· 15%，Cu :0· 02%，Ti :0· 15%，B :0· 07%，Ca :0· 008%，S :0· 02%，P :0· 02%，稀土金 屬：0. 17%，余量為Fe ; 所述稀土金屬的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：鈰：8%，鐠：8%，釹：11%，钷：10%，釓：7%，镥： 6%，鏑：6%，鋱：14%，余量為鑭。
5. 如權(quán)利要求2所述的高壽命汽輪機(jī)葉片，其特征在于：其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為： C ：0. 31%, Si ：0. 19%, Μη ：0. 77%, Ni ：0. 85%, Cr ：10. 1%, Sn ：0. 17%, Mo ：0. 64%, V ：0. 15%, Sr ： 0· 84%，Nb :0· 16%，Cu :0· 06%，Ti :0· 14%，B :0· 08%，Ca :0· 008%，S :0· 01%，P :0· 03%，稀土金 屬：0. 18,余量為Fe ; 所述稀土金屬的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：鈰：10%，鐠：9%，釹：12%，钷：11%，釓：8%，镥： 7%，鏑：8%，鋱：15%，余量為鑭。
6. 如權(quán)利要求1或2所述的高壽命汽輪機(jī)葉片的生產(chǎn)工藝，按以下工序進(jìn)行：熱鍛一 退火一葉片機(jī)械加工一去應(yīng)力熱處理一調(diào)質(zhì)熱處理一冷卻一表面強(qiáng)化熱處理一理化檢驗(yàn) -超聲波探傷一清潔包裝；其特征在于： 所述退火工序：熱鍛后，在790-795°C保溫8-10分鐘，然后爐冷至260-263°C后保溫 8-9分鐘，最后冷卻至室溫； 所述去應(yīng)力熱處理工序：采用分段加熱，第一段加熱溫度為590-600°C，到溫后保溫 40-45min，第二段加熱溫度為550-560°C，到溫后保溫12-16min，然后空冷至室溫； 所述調(diào)質(zhì)熱處理工序：采用兩次回火，第一次回火溫度大于第二次回火溫度；第一次 回火：采用分段加熱，第一段加熱溫度為860-864°C，到溫后保溫5-8min，第二段加熱溫度 為780-785°C，到溫后保溫10_13min，然后空冷至室溫后進(jìn)行第二次正火；第二次回火：采 用分段加熱，第一段加熱溫度為755-758?加熱，到溫后保溫12-14min，第二段加熱溫度為 590-600°C加熱，到溫后保溫5-8min ; 所述冷卻工序：采用水冷以7-9°C /s的冷卻速率將葉片水冷至480-485°C，再采用水冷 以1-3°C /s的冷卻速率將葉片水冷至室溫； 所述表面強(qiáng)化熱處理工序：熱處理溫度950-955°C，到溫后保溫4-6分鐘，然后采用水 冷以1-3°C /s的冷卻速率將葉片水冷至室溫。
7. 如權(quán)利要求6所述的高壽命汽輪機(jī)葉片的生產(chǎn)工藝，其特征在于：所述退火工序：熱 鍛后，在790°C保溫10分鐘，然后爐冷至260°C后保溫8分鐘，最后冷卻至室溫； 所述去應(yīng)力熱處理工序：采用分段加熱，第一段加熱溫度為592°C，到溫后保溫42分 鐘，第二段加熱溫度為555°C，到溫后保溫15分鐘，然后空冷至室溫； 所述調(diào)質(zhì)熱處理工序：采用兩次回火，第一次回火溫度大于第二次回火溫度；第一次 回火：采用分段加熱，第一段加熱溫度為860°C，到溫后保溫7分鐘，第二段加熱溫度為 785°C，到溫后保溫11分鐘，然后空冷至室溫后進(jìn)行第二次正火；第二次回火：采用分段加 熱，第一段加熱溫度為755°C加熱，到溫后保溫12分鐘，第二段加熱溫度為600°C加熱，到溫 后保溫5分鐘； 所述冷卻工序：采用水冷以7°C /s的冷卻速率將葉片水冷至480°C，再采用水冷以 1°C /s的冷卻速率將葉片水冷至室溫； 所述表面強(qiáng)化熱處理工序：熱處理溫度950°C，到溫后保溫4分鐘，然后采用水冷以 1°C /s的冷卻速率將葉片水冷至室溫。
8. 如權(quán)利要求6所述的高壽命汽輪機(jī)葉片的生產(chǎn)工藝，其特征在于：所述退火工序：熱 鍛后，在791°C保溫10分鐘，然后爐冷至263°C后保溫9分鐘，最后冷卻至室溫； 所述去應(yīng)力熱處理工序：采用分段加熱，第一段加熱溫度為600°C，到溫后保溫45min， 第二段加熱溫度為560°C，到溫后保溫16min，然后空冷至室溫； 所述調(diào)質(zhì)熱處理工序：采用兩次回火，第一次回火溫度大于第二次回火溫度；第一 次回火：采用分段加熱，第一段加熱溫度為864°C，到溫后保溫8min，第二段加熱溫度為 785°C，到溫后保溫13min，然后空冷至室溫后進(jìn)行第二次正火；第二次回火：采用分段加 熱，第一段加熱溫度為758°C加熱，到溫后保溫14min，第二段加熱溫度為600°C加熱，到溫 后保溫8min ; 所述冷卻工序：采用水冷以9°C /s的冷卻速率將葉片水冷至480°C，再采用水冷以 3°C /s的冷卻速率將葉片水冷至室溫； 所述表面強(qiáng)化熱處理工序：熱處理溫度955°C，到溫后保溫6分鐘，然后采用水冷以 3°C /s的冷卻速率將葉片水冷至室溫。
9. 如權(quán)利要求6所述的高壽命汽輪機(jī)葉片的生產(chǎn)工藝，其特征在于：所述退火工序：熱 鍛后，在793°C保溫9分鐘，然后爐冷至262°C后保溫7分鐘，最后冷卻至室溫； 所述去應(yīng)力熱處理工序：采用分段加熱，第一段加熱溫度為595°C，到溫后保溫42min， 第二段加熱溫度為558°C，到溫后保溫14min，然后空冷至室溫； 所述調(diào)質(zhì)熱處理工序：采用一次正火+兩次回火，第一次回火溫度大于第二次回火溫 度；正火：正式火溫度721°C，到溫后保溫5min ;第一次回火：采用分段加熱，第一段加熱溫 度為862°C，到溫后保溫7min，第二段加熱溫度為783°C，到溫后保溫llmin，然后空冷至室 溫后進(jìn)行第二次正火；第二次回火：采用分段加熱，第一段加熱溫度為757°C加熱，到溫后 保溫13min，第二段加熱溫度為595°C加熱，到溫后保溫7min ; 所述冷卻工序：采用水冷與空冷結(jié)合，先采用水冷以8°C /s的冷卻速率將葉片水冷至 482°C，然后空冷至404°C，再采用水冷以2°C /s的冷卻速率將葉片水冷至室溫； 所述表面強(qiáng)化熱處理工序：熱處理溫度952°C，到溫后保溫5分鐘，然后采用水冷以 2°C /s的冷卻速率將葉片水冷至室溫。
【文檔編號(hào)】C22C38/54GK104046919SQ201410324200
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月9日
【發(fā)明者】王河平, 孫彥穎, 李志偉, 周啟東, 劉達(dá), 宗國(guó)翼 申請(qǐng)人:南京賽達(dá)機(jī)械制造有限公司