专利名称：超超临界汽轮机缸体铸钢件的热处理方法
技术领域：
本发明涉及一种汽轮机缸体铸钢件的制造工艺方法，特别是涉及一种 超超临界汽轮机缸体铸钢件的热处理方法。
背景技术：
超超临界汽轮机缸体铸钢件是汽轮机机组的大型关键零部件。该缸体
铸钢件材料GX12CrMo群NbN10-l-1为马氏体不锈钢，与一般由低合金材料 制造的汽轮机缸体相比，它具有更高的热强性，更高的高、中、低缸体的 压力和高温度抗蠕变性能，能满足超超临界机组的功率、环保和节能性能， 是我国发电机组发展的趋势。
该马氏体不锈钢(GX12CrMoWVNbN10-l-1)的特点是硬度高、韧性差; 其机械性能要求为
屈服强度 (o 0.2)抗拉强度 (o b)延伸率 (S5)断面收縮 (V)冲击韧性 (AKv)
》520N/隱2680-850N/irnn2》15%》40%》35J
超超临界汽轮机缸体铸钢件结构复杂，壁厚相差悬殊，裂缝倾向大; 由于壁厚相差悬殊，在正火阶段较难保证快速均匀的冷却速度，得到均匀 马氏体组织和缸体铸钢件的表面硬度;超超临界汽轮机缸体铸钢件在铸造 中难免存在各种各样的铸造缺陷，必须通过焊补得到解决，由于该缸体材 料含有较高Cr(铬)、W (钨)、V (钒)等元素含量，热导性差，焊补困难， 因此需要采用一种新的热处理方法加以解决，得到良好的综合力学性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种超超临界汽轮机缸体铸钢件的 热处理方法，能够使缸体铸钢件的力学性能达到技术条件所规定的各种要 求，并且经过热处理后，缸体铸钢件的金相组织达到要求；條低热处理过 程中出现的裂缝倾向；能够保证焊接性能和焊接后的质量。
为解决上述技术问题，本发明的超超临界机汽轮机缸体铸钢件的热处 理方法包括下列步骤
步骤一、将所述缸体铸钢件放置在托架之上；
步骤二、在热处理炉内温度小于等于15(TC时，将所述缸体铸钢件装 入热处理炉中保温5小时；然后，以每小时小于等于3(TC的速度升温到 400°C，并以40(TC保温4小时；接着，以每小时小于等于3(TC的速度升 温到70(TC，并以700。C保温4小时；再将炉内温度升至1080°C-1100°C 后，保温20小时；
步骤三、将所述缸体铸钢件吊出热处理炉；
步骤四、进行正火处理；
步骤五、将所述缸体铸钢件再次吊入热处理炉内进行回火处理。 采用本发明的热处理方法所能达到的性能指标如下
屈服强度抗拉强度延伸率断面收縮冲击韧性
(O 0.2)(o b)(S 5)(V)(AKv)
标准要求》520N/mm2680-850N/mm2》15%》40%》35J
实际581 N/W736 N/mm219.9%50. 1%56 66 54
所述缸体的金相组织为回火马氏体。
与同类产品相比较，采用本发明的方法处理后的所述缸体铸钢件没有发现明显裂缝；由于不需要进行大面积焊补处理，因此能够縮短生产周期、
降低电焊条的消耗和焊接后热处理的成本.
通过对缸体铸钢件材料进行焊接工艺评定试验，抗拉强度、弯曲试验
和冲击韧性试验完全符合技术标准要求；对缸体铸钢件的缺陷进行焊补 后，焊接性能良好。
本发明有效地控制了热处理过程中发生的变形。
下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明
图1是本发明的方法工艺流程示意图2是本发明的一实施例中采用的托架结构示意图3是本发明的一实施例中采用的吊架结构示意图4本发明的一实施例中实施喷雾处理的示意图。
具体实施例方式
本发明的超超临界汽轮机缸体铸钢件的热处理方法工艺流程如图1 所示，具体操作步骤如下
1、装炉。结合图4所示，将所述缸体铸钢件按图4所示意的装炉要
求进行，缸体铸钢件4 (所述缸体的上缸体或下缸体的铸钢件)的中分面 (中分面为上缸体和下缸体结合的面)向上，使缸体铸钢件4最大厚壁处 在最上部。然后，将所述缸体铸钢件4放置在托架1 (托架l的结构参见 图2)上，并使所述缸体铸钢件4与托架1之间的距离大于200毫米，其 间用撑档2 (耐火砖或垫铁)支撑并垫实缸体的铸钢件4，使得缸体铸钢 件4在热处理炉内在加热过程中均匀受热，确保缸体铸钢件4温度均匀；保证缸体铸钢件4在起吊时的稳定性。
2、 在所述缸体铸钢件4的上端和下端的最大壁厚处各安放一根本体 接触式热电偶5，保证升温和保温时缸体的铸钢件4温度均匀，测量和记 录缸体的铸钢件4温度。
3、 在热处理炉内温度小于等于15(TC时，用吊架6(吊架6的结构如 图3所示)将所述托架1吊起，将所述缸体铸钢件4与托架1一起吊入热 处理炉内的热处理台车上，并以15(TC保温5小时。然后，以每小时小于 等于3(TC的速度升温到400。C，并以400。C保温4小时；接着，以每小时 小于等于3(TC的速度升温到70(TC，并以70(TC保温4小时；这样做的目 的主要是为了保证缸体铸钢件4整体温度均匀性，为升温做准备，防止缸 体铸钢件4在升温阶段温差太大而产生裂缝。再将缸体铸钢件4温度升至 1080°C-1100。C后，保温20小时。
4、 所述缸体铸钢件4保温结束后，将热处理台车连同缸体铸钢件4 移动到吊架6处，用吊架6吊起托架1，将缸体铸钢件4和托架1 一起 吊出热处理炉。这样能够在实施下面的操作过程中，减少水雾对热处理台 车的影响和确保正火阶段的冷却速度。另外，也能减少热处理台车本身的 热量对缸体铸钢件4冷却速度的影响。
5、 进行正火处理。结合图4所示，采用喷雾风扇7对所述缸体铸钢 件4进行喷雾处理30分钟，确保缸体铸钢件4快速冷却；然后，再用鼓 风机强制将缸体铸钢件4温度降低至小于等于9(TC，保证缸体铸钢件4 热处理后的金相组织为回火马氏体。喷雾前需要调节喷雾风扇7与缸体铸 钢件4之间的距离(即调节喷雾的距离)，调节水量的大小，使出风口水量为雾状。具体的方法是
在所述缸体铸钢件4的两侧各设置一个喷雾风扇7。喷雾风扇7设置 在风扇底座8上，使喷雾风扇7的高度位于所述缸体铸钢件4自最低处起 1200mm的位置，并且使喷雾风扇7与所述缸体铸钢件4侧面的距离为 3. 5m。
6、将所述缸体铸钢件4再次用吊架6把托架1连同缸体铸钢件4吊 入热处理炉内的热处理台车上，进行回火处理，以每小时小于等于3(TC 的速度升温至73(TC-74(TC，然后保温15小时；再用每小时小于等于30 'C的速度降温至30(TC，然后出炉，确保铸件具有良好的综合力学性能。
如图2所示，所述托架l，为一矩形的架体。在该矩形的左右两端对 称设有两对耳部，作为吊架6将托架1吊起时的连接部位。
如图3所示，所述吊架6，为一矩形的龙门架体，该架体的左右两端 和顶端设有十字交叉的支撑梁。吊架6左右两端的底侧相对对称设有与托 架1的吊耳相对应的吊耳。吊架6的顶端设有吊环。吊架6能平稳快速地 把缸体铸钢件吊离热处理台车，防止起吊过程中发生变形。
本发明的热处理方法，为掌握超超临界汽轮机缸体铸钢件材料的热处 理参数和特性，以及今后研制生产超超临界汽轮机缸体打下了扎实的基 础。
以上通过实施例，对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本 发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出 许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1、一种超超临界机汽轮机缸体铸钢件的热处理方法，其特征在于，包括下列步骤步骤一、将所述缸体铸钢件放置在托架之上；步骤二、在热处理炉内温度小于等于150℃时，将所述缸体铸钢件装入热处理炉中保温5小时；然后，以每小时小于等于30℃的速度升温到400℃，并以400℃保温4小时；接着，以每小时小于等于30℃的速度升温到700℃，并以700℃保温4小时；再将炉内温度升至1080℃-1100℃后，保温20小时；步骤三、将所述缸体铸钢件吊出热处理炉；步骤四、进行正火处理；步骤五、将所述缸体铸钢件再次吊入热处理炉内进行回火处理。
2、 如权利要求1所述的超超临界机汽轮机缸体铸钢件的热处理方法， 其特征在于在步骤一中，所述缸体铸钢件与托架之间的距离大于200 毫米，并在所述缸体铸钢件上安放两根接触式热电偶。
3、 如权利要求2所述的超超临界机汽轮机缸体铸钢件的热处理方法， 其特征在于所述接触式热电偶为本体接触式热电偶，分别安放在所述缸体铸钢件的上端和下端的最大壁厚处。
4、 如权利要求l-3任一所述的超超临界机汽轮机缸体铸钢件的热处理方法，其特征在于步骤四所述的正火处理，具体方法是采用喷雾风扇对所述缸体铸钢件进行喷雾处理30分钟，然后，再用鼓风机强制将缸体铸钢件温度降低至小于等于9crc 。
5、 如权利要求4所述的超超临界机汽轮机缸体铸钢件的热处理方法，其特征在于进行正火处理时，在所述缸体铸钢件的两侧各设置一个喷雾风扇，所述喷雾风扇的高度位于所述缸体铸钢件自其最低处起1200mm的 位置，并且使喷雾风扇与所述缸体铸钢件侧面的距离为3. 5m。
6、 如权利要求4所述的超超临界机汽轮机缸体铸钢件的热处理方法，其特征在于步骤五所述的回火处理，具体方法是以每小时小于等于30。C的速度升温至730°C-740°C，然后保温15小时，再用每小时小于等 于3(TC的速度降温至30CTC，然后出炉。
7、 如权利要求1-3任一所述的超超临界机汽轮机缸体铸钢件的热处理方法，其特征在于步骤五所述的回火处理，具体方法是以每小时小于等于30。C的速度升温至73(TC-74(rC，然后保温15小时，再用每小时 小于等于3(TC的速度降温至30(TC，然后出炉。
全文摘要
本发明公开了一种超超临界机汽轮机缸体铸钢件的热处理方法，包括将所述缸体铸钢件放置在托架之上；在热处理炉内温度小于等于150℃时，将所述缸体铸钢件装入热处理炉中保温5小时；然后，以每小时小于等于30℃的速度升温到400℃，并以400℃保温4小时；接着，以每小时小于等于30℃的速度升温到700℃，并以700℃保温4小时；再将炉内温度升至1080℃-1100℃后，保温20小时；将所述缸体铸钢件吊出热处理炉；进行正火处理和回火处理。本发明能够使缸体铸钢件的力学性能达到所规定的要求，并且经过热处理后的金相组织达到要求；降低热处理过程中出现的裂缝倾向；能够保证焊接性能和焊接后的质量。
文档编号C21D9/00GK101629232SQ20081004363
公开日2010年1月20日 申请日期2008年7月16日 优先权日2008年7月16日
发明者常忠义, 徐伟平, 沈才平, 胡春阳, 赵喜林 申请人:上海重型机器冶铸厂;上海重型机器厂有限公司