专利名称：：高热强性能马氏体不锈钢渗硼和性能联合处理工艺的制作方法
技术领域：
：本发明涉及超临界、超超临界汽轮机用改进型的具有高热强性能的马氏体不锈钢的渗硼处理和性能热处理工艺。
背景技术：
：随着大型超临界、超超临界发电技术的发展，汽轮机各类高温叶片用马氏体不锈钢己通过增加W、Mo、V、Co、Nb、N、B等元素改型成为新一类的高热强性能马氏体不锈钢，如工作温度在580°C以上的2CrllNiMoNbVN、1CrlONiMoW2VNb等马氏体不锈钢，工作温度在600°C以上的含3%Co的马氏体不锈钢，如MTB10A、1Crl0Co3B等。但由于这些合金元素的加入，使得材料的性能热处理温度也大幅度的提高，普遍在U00。C以上。这就使原来需渗硼强化的叶片不能在渗硼的同时进行性能热处理。马氏体不锈钢的渗硼温度一般为950~1050°C，高热强性能马氏体不锈钢尽管添加了多种合金元素，但并不影响在此温度下硼元素的渗入。然而，在高于1100。C条件下，渗硼剂将很快挥发失效，因此在高于1100。C条件下渗硼是不可取的。同样，具有一定渗硼深度的材料，如果在高温下，尤其是在高于渗硼处理温度下长时间加热进行奥氏体化处理，渗硼层中的硼将扩散，使硼浓度降低，渗硼层硬度大大下降。但如果为了迁就渗硼效果，将性能处理温度降至U00。C以下，则对叶片的整体性能，尤其是长期高温性能是极其有害的。综上所述，高热强性能马氏体不锈钢的渗硼处理温度应在950~1050°C，性能热处理应保证在1100。C或以上。上述温度范围的不匹配造成了该类高热强性能马氏体不锈钢叶片渗硼强化的困难。
发明内容本发明的目的在于提供一种高热强性能马氏体不锈钢渗硼和性能联合处理工艺，该处理工艺采用将渗硼和性能热处理两段工艺分段、联合处理的方法，既简化了处理工艺，又解决了两部分工艺互相冲突的矛盾。联合处理后材料渗硼层硬度可达HV1400~1800，同时材料各项基本性能保持优良，达到设计要求。本发明是这样实现的一种高热强性能马氏体不锈钢渗硼和性能联合处理工艺，按下列步骤进行(1)将叶片置于填充着固体颗粒状渗硼剂的容器中，并送入热处理炉中，加热至700。C后，再以每小时100。C的速度继续加热；(2)将炉温加热至9501050。C，保温512小时；(3)再将炉温升至11001170。C，保温0.5-3小时；(4)以每小时50100。C速度缓慢冷却，至400。C以下出炉；(5)在空气中冷却至室温；(6)被处理工件在渗硼处理冷却至室温后的8小时之内，再进入炉内加热至650。C750。C，保温26小时；(7)空冷至室温。本发明采用对使用高热强性能的马氏体不锈钢的汽轮机叶片表面渗硼与叶片基体材质调质热处理分段、联合处理的工艺方法，既解决了分别处理互相影响的问题，也简化了处理工艺。经上述工艺处理后渗硼层硬度可达HVu)Og:1400~1800，同时材料各项基本性能保持优良，达到设计要求。下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。图1为一般马氏体不锈钢渗硼处理工艺示意图；图2为本发明高热强性能马氏体不锈钢渗硼和性能分段联合处理工艺示意图。具体实施方式本发明采用对高热强性能马氏体不锈钢表面渗硼与材料基体调质热处理分段、联合处理的工艺方法。参见图2，一种超临界、超超临界汽轮机用改进型的具有高热强性能马氏体不锈钢渗硼和性能联合处理工艺，按下列步骤进行(1)将叶片置于填充着固体颗粒状渗硼剂的容器中，并送入热处理炉中，加热至700。C后，再以每小时100。C的速度继续加热；(2)将炉温加热至9501050。C，保温512小时；(3)将炉温升至U00。C以上某一温度，视具体材料性能热处理温度而定，保温0.53小时；(4)以每小时5(M00。C速度缓慢冷却，至400。C以下出炉；(5)在空气中冷却至室温。(6)被处理工件在渗硼处理冷却至室温后的8小时之内，再进入炉内加热至650。C750。C，保温26小时；(7)空冷至室温。经过上述步骤后完成了对超临界、超超临界汽轮机用改进型的具有高热强性能马氏体不锈钢渗硼和性能热处理。实施例具体实施时步骤2、3、6视工件材料不同和渗硼深度、硬度要求不同而变化。表1为超临界、超超临界汽轮机用改进型的具有高热强性能马氏体不锈钢渗硼和性能联合处理工艺的实施例试验数据。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表2为实施例渗硼层检测和基体材料检测数据。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>经对实施例的检测数据分析后，可以得到汽轮机用高热强性能马氏体不锈钢经渗硼处理工艺后，其渗硼深度达到0.100.13mm，渗硼层硬度为HVu)Og:1400-1800，渗硼层组织为FeB'Fe2B化合物。同时材料基体组织的性能(硬度、强度、塑性、组织等)均符合原调质处理性能要求。其工艺简单，处理效果很好。权利要求1、一种高热强性能马氏体不锈钢渗硼和性能联合处理工艺，按下列步骤进行(1)将叶片置于填充着固体颗粒状渗硼剂的容器中，并送入热处理炉中，加热至700℃；(2)再以每小时100℃的速度将炉温加热至950～1050℃，保温5～12小时；(3)再将炉温升至1100～1170℃，保温0.5～3小时；(4)以每小时50～100℃速度缓慢冷却，至400℃以下出炉；(5)在空气中冷却至室温；(6)被处理工件在渗硼处理冷却至室温后的8小时之内，再进入炉内加热至650℃～750℃，保温2～6小时；(7)空冷至室温。全文摘要本发明涉及超临界、超超临界汽轮机用改进型的具有高热强性能的马氏体不锈钢的渗硼处理和性能热处理工艺。一种高热强性能马氏体不锈钢渗硼和性能联合处理工艺，按下列步骤进行(1)将叶片置于填充着固体颗粒状渗硼剂的容器中，并送入热处理炉中，加热至700℃；(2)再以每小时100℃的速度将炉温加热至950～1050℃，保温5～12小时；(3)再将炉温升至1100～1170℃，保温0.5～3小时；(4)以每小时50～100℃速度缓慢冷却，至400℃以下出炉；(5)在空气中冷却至室温；(6)被处理工件在渗硼处理冷却至室温后的8小时之内，再进入炉内加热至650℃～750℃，保温2～6小时；(7)空冷至室温。文档编号C23C8/70GK101265564SQ20071017313公开日2008年9月17日申请日期2007年12月26日优先权日2007年12月26日发明者健夏,帆宋,王屹峰,龙荷荪申请人:上海电气电站设备有限公司