专利名称：300mw汽轮发电机转子材料微合金化及热处理方法
技术领域：
本发明涉及ー种300MW汽轮发电机转子材料微合金化及热处理方法，属于金属材料领域。
背景技术：
在实际生产中，300MW汽轮发电机转子材料经常会遇到韧脆转变温度(FATT)不合格或者FATT和強度不能兼顾而难以达到技术要求的情況。微量元素铌(Nb)被广泛应用于微合金钢中，对钢的性能产生多种影响，主要表现在两个方面一是在热加工过程中抑制奥氏体的形变再结晶并阻止其晶粒的长大；ニ是可以通过应变诱导析出碳氮化合物，发挥铌的沉淀强化作用。对于300MW发电机转子材料而言，添加微合金元素Nb对钢的性能提升可以起到显著的作用。
发明内容
为了改善300MW汽轮发电机转子材料的机械性能，本发明提供ー种300MW汽轮发电机转子材料微合金化及热处理方法，适用于调质处理直径为85(T1200 mm的汽轮发电机转子。为实现上述发明目的，本发明采用如下所述的技术方案
ー种300MW汽轮发电机转子材料微合金化，其汽轮发电机转子材料的化学組成中添加有微合金元素Nb，Nb的含量为0. 01—0. 08% (质量百分比)。ー种微合金化300MW汽轮发电机转子材料热处理方法，其エ艺步骤为
(1)将エ件放入井式热处理炉内，以3(T60°C/h的速度升温至350士 10°C，保温3 5h， 然后再以3(T60°C /h的速度升温至600 700で，保温4 8h ；
(2)600^700で保温后，以5(Γ100で/h的速度升温至淬火温度800、00。C，保温 16 30h ；
(3)将エ件从炉中吊出，在空气中预冷；TlOmin，浸入水中冷却12(T400min，冷却至表面温度彡100°C后从水中吊出；
(4)冷却结束后及时装炉回火，以3(T60°C/h的速度升温至350士 10°C，保温5 15h ；
(5)保温结束后，以3(T60°C/h的速度升温至回火温度55(T680°C，保温20 50h ；
(6)回火保温结束后，在炉内以彡1(T15°C/h的速度冷至彡20(T15(TC后出炉空冷。在升温过程中需注意升温速度，以免造成转子表面和心部温差过大，导致应カ过大甚至出现裂纹。温度低于60(T700。C时，升温速度控制在3(T60。C /h ；温度高于60(T700。C 吋，升温速度控制在50 100で/h。由于奥氏体转变过程通常包括形核、长大、碳化物溶解、成分均勻化四个过程。 在奥氏体区保温阶段，转子材料中合金元素的扩散过程需要一定时间，但不宜过长，以 0. 3^0. 8h/100mm计算，以免奥氏体晶粒过分长大。合适的热处理工艺是实现电站转子性能的关键，调质时，淬火加热温度应控制在80(T90(TC，回火温度应控制在55(T650°C，在保证材料強度的同时兼具良好的塑韧性。为保证转子的机械性能并减小エ件淬裂风险，选择空气中预冷+水冷的冷却方式。由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下积极效果
一、以某调质直径1100mm，重量45t的300MW汽轮发电机转子Nb微合金化前后热处理后的力学性能如表2所示。表2加Nb前后转子热处理性能
权利要求
1.ー种300MW汽轮发电机转子材料微合金化，其特征是其汽轮发电机转子材料的化学組成中添加有微合金元素Nb，Nb的含量为0. 01—0. 08% (质量百分比)。
2.—种权利要求1所述的300MW汽轮发电机转子材料热处理方法，其エ艺步骤为(1)将エ件放入井式热处理炉内，以3(T60°C/h的速度升温至350士 10°C，保温3 5h， 然后再以3(T60°C /h的速度升温至600 700で，保温4 8h ；(2)600^700で保温后，以5(Γ100で/h的速度升温至淬火温度800、00。C，保温 16 30h ；(3)将エ件从炉中吊出，在空气中预冷；TlOmin，浸入水中冷却12(T400min，冷却至表面温度彡100°C后从水中吊出；(4)冷却结束后及时装炉回火，以3(T60°C/h的速度升温至350士 10°C，保温5 15h ；(5)保温结束后，以3(T60°C/h的速度升温至回火温度55(T680°C，保温20 50h ；(6)回火保温结束后，在炉内以彡1(T15°C/h的速度冷至彡20(T15(TC后出炉空冷。
全文摘要
本发明公开一种300MW汽轮发电机转子材料微合金化及热处理方法，该300MW汽轮发电机转子材料微合金化是通过在汽轮发电机转子材料的化学组成中添加有微合金元素Nb，Nb的含量为0.01—0.08％(质量百分比)；该300MW汽轮发电机转子材料热处理方法，对工件进行正火、淬火、回火处理，选择合适的工艺参数。本发明使300MW汽轮发电机转子材料强度和韧性明显提高，晶粒得到细化，改善韧性。
文档编号C22C38/12GK102560245SQ20111045485
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者于慎君, 于文平, 代博杰, 刘晓珂, 席志永, 张峰, 李光, 李德福, 林乙丑, 殷立涛, 石如星, 聂新林, 郎庆斌, 陈艳芳, 陶凯 申请人:中信重工机械股份有限公司