專利名稱：用做600℃超超臨界汽輪機(jī)葉片或螺栓的鋼材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域；具體涉及用做超超臨界汽輪機(jī)葉片或螺栓的鋼材料。
背景技術(shù)：
600°C超超臨界汽輪機(jī)葉片和螺栓要求使用高溫性能非常好的材料。目前國內(nèi)外多采用12% Cr鋼作為600°C超超臨界汽輪機(jī)葉片和螺栓。傳統(tǒng)的12% Cr鋼在600°C下的持久強(qiáng)度較低，不能滿足600°C超超臨界汽輪機(jī)高溫葉片和螺栓的使用要求。因此，需要一種能夠用于600°C的新型鋼種制造超超臨界汽輪機(jī)葉片和螺栓。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決現(xiàn)有12% Cr鋼在600°C下的持久強(qiáng)度較低，不能滿足600°C超超臨界汽輪機(jī)高溫葉片和螺栓的使用要求的技術(shù)問題；而提供了用做超超臨界汽輪機(jī)葉片或螺栓的鋼材料。本發(fā)明中用做600°C超超臨界汽輪機(jī)葉片或螺栓的鋼材料按重量百分比化學(xué)組成為C 0. 09% 0. 15% ；Mn 彡 0. 15% ；Cr :10. 00% 10. 5% ；Mo 0. 65% 0. 75% ； Ni 彡 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 及雜質(zhì)；所述雜質(zhì)為Si ^ 0. 10% ；P ^ 0. 015% ；S ^ 0. 005% ；Cu ^ 0. 15%。本發(fā)明的產(chǎn)品主要性能指標(biāo)室溫力學(xué)性能屈服強(qiáng)度RpO. 2彡780N/mm2 ；抗拉強(qiáng)度Rm彡950N/mm2 ；延伸率 A4彡14%，斷面收縮率Z彡32% ；沖擊功Akv 彡20 ；硬度277 331HB。高溫持久性能600°C、375MPa，持久時(shí)間彡100小時(shí)；650°C、275MPa，持久時(shí)間 ^ 100小時(shí)。室溫到650°C的平均線膨脹系數(shù)在12. OX 10_6/°C 12. 5X 10_6之間。發(fā)明效果具有良好的高溫性能，為600°C超超臨界汽輪機(jī)提供一種新型12% Cr 葉片和螺栓材料；平均線膨脹系數(shù)與轉(zhuǎn)子鋼和汽缸材料相當(dāng)，不會(huì)產(chǎn)生熱疲勞損傷。含有 W、M0、V、N、NbJa等固溶強(qiáng)化和碳化物強(qiáng)化元素，并含有3% 3. 5% Co元素，使鋼在600°C 的高溫下仍具有良好的強(qiáng)度。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式中用做600°C超超臨界汽輪機(jī)葉片或螺栓的鋼材料按重量百分比化學(xué)組成為C 0. 09% 0. 15% ；Mn 彡 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 及雜質(zhì)；所述雜質(zhì)為Si 彡 0. 10% ；P 彡 0. 015% ；S 彡 0. 005% ；Cu 彡 0. 15%。本實(shí)施方式中采用現(xiàn)有冶金方法進(jìn)行冶煉，可以用電爐+電渣重熔冶煉，或者用真空感應(yīng)+電渣重熔冶煉，還可以鍛造或者軋制成型。本實(shí)施方式所述鋼材料的主要性能指標(biāo)室溫力學(xué)性能屈服強(qiáng)度RpO. 2彡780N/mm2 ；抗拉強(qiáng)度Rm彡95N/mm2 ；延伸率 A4彡14%，斷面收縮率Z彡32% ；沖擊功Akv彡20 ；硬度277 331HB。高溫持久性能600°C、375MPa，持久時(shí)間彡100小時(shí)；650°C、275MPa，持久時(shí)間 ^ 100小時(shí)。室溫到650°C的平均線膨脹系數(shù)在12. OX 10_6/°C 12. 5X 10_6之間。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是用做600°C超超臨界汽輪機(jī)葉片或螺栓的鋼材料按重量百分比化學(xué)組成為C 0. 10% 0. 12% ；Mn 彡 0. 15% ；Cr :10. 00% 10. 5% ；Mo 0. 65% 0. 75% ； Ni 彡 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
雜質(zhì)。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是用做600°C超超臨界汽輪機(jī)葉片或螺栓的鋼材料按重量百分比化學(xué)組成為C 0. 10% ；Mn 0. 12% ；Cr :10. 00% ；Mo 0. 70% ；Ni 0. 2% ；Co 3. 2% ；W 1. 8% ；
V 0. 20% ；Nb 0. 05% ；Ta :0. 05% ；N :0. 02% ；B :0. 005% ；余量是 Fe 及雜質(zhì)。其它與具體實(shí)施方式
一相同。本實(shí)施方式所述鋼材料的主要性能指標(biāo)如下表
權(quán)利要求
1.用做60(TC超超臨界汽輪機(jī)葉片或螺栓的鋼材料，其特征在于用做600°C超超臨界汽輪機(jī)葉片或螺栓的鋼材料按重量百分比化學(xué)組成為C 0. 09 % 0. 15 % ；Mn ^ 0. 15 % ；Cr :10. 00 % 10. 5 % ；Mo :0. 65 % 0. 75 % ； Ni 彡 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 及雜質(zhì)；所述雜質(zhì)為Si 彡 0. 10% ；P 彡 0. 015% ；S 彡 0. 005% ；Cu 彡 0. 15%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用做600°C超超臨界汽輪機(jī)葉片或螺栓的鋼材料，其特征在于用做600°C超超臨界汽輪機(jī)葉片或螺栓的鋼材料按重量百分比化學(xué)組成為C 0. 10 % 0. 12 % ；Mn ^ 0. 15 % ；Cr :10. 00 % 10. 5 % ；Mo :0. 65 % 0. 75 % ； Ni 彡 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 及雜質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用做600°C超超臨界汽輪機(jī)葉片或螺栓的鋼材料，其特征在于用做600°C超超臨界汽輪機(jī)葉片或螺栓的鋼材料按重量百分比化學(xué)組成為C 0. 10 % ；Mn 0. 12 % ；Cr :10. 00 % ；Mo :0. 70 % ；Ni :0. 2 % ；Co :3. 2 % ;ff 1. 8 % ;V 0. 20% ；Nb 0. 05% ；Ta :0. 05% ；N :0. 02% ；B :0. 005% ；余量是 Fe 及雜質(zhì)。
全文摘要
用做600℃超超臨界汽輪機(jī)葉片或螺栓的鋼材料，它屬于金屬材料領(lǐng)域。本發(fā)明要解決現(xiàn)有12％Cr鋼在600℃下的持久強(qiáng)度較低，不能滿足600℃超超臨界汽輪機(jī)高溫葉片和螺栓的使用要求的技術(shù)問題。化學(xué)組成為C；Mn；Cr；Mo；N；Co；W；V；Nb；Ta；N；B；余量是Fe及雜質(zhì)。本發(fā)明具有良好的高溫性能，為600℃超超臨界汽輪機(jī)提供一種新型12％Cr葉片和螺栓材料；平均線膨脹系數(shù)與轉(zhuǎn)子鋼和汽缸材料相當(dāng)，不會(huì)產(chǎn)生熱疲勞損傷。含有W、Mo、V、N、Nb、Ta等固溶強(qiáng)化和碳化物強(qiáng)化元素，并含有3％～3.5％Co元素，使鋼在600℃的高溫下仍具有良好的強(qiáng)度。
文檔編號(hào)F01D5/28GK102409244SQ20111039595
公開日2012年4月11日 申請(qǐng)日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者劉新新, 孫福民, 張超, 彭建強(qiáng), 徐清泉, 李有佳, 王梅英, 趙暢 申請(qǐng)人:哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司