专利名称：：用做超临界汽轮机叶片或螺栓的耐热钢材料及其制备方法
技术领域：
：本发明涉及汽轮机材料，尤其涉及一种用做超临界汽轮机叶片或螺栓的耐热钢材料及其制备方法。
背景技术：
：随着汽轮机制造技术的发展，单机容量越来越大，汽轮机向超临界机组发展，其工作温度提高到550°C，现有的汽轮机叶片和螺栓材料的力学性能已不能满足该工况的使用要求。M9崎本发明要解决的问题是要提供一种用做超临界汽轮机叶片和螺栓的耐热钢材料，该材料的力学性能满足上述要求。本发明的技术方案是一种用做汽轮机叶片和螺栓的耐热钢，其化学组成(重量百分比)为C0.12~0.16;Mn0J(M).70;Ni0.35~0.65;Cr则11.0;Mo0.30-0.5;W1.51.9;V0.14~0.20;Nb0.05~0,11;N0.04~0.08;余量是Fe及不可避免的杂质。所述杂质(重量百分比)为-Si《0.10;S《0.015;P《0.015;Al《0.02;Cu《0.10。上述耐热钢的冶炼方法，包括步骤(1)取所需元素于非真空感应炉中初炼，熔炼温度15301600°C;在熔炼过程中调节各元素的含量，使其重量比符合设计要求，控制杂质元素的含量尽量低，溶液浇注成自耗电极；(2)将自耗电极于电渣炉中重熔精炼，进一步降低杂质元素的含量，使其符合设计要求，制成电渣锭。一种用做汽轮机叶片或螺栓的钢棒，该钢棒用上述耐热钢制成。上述钢棒的制造方法，包括步骤1).将电渣锭加热锻造或轧制成钢棒；2).钢棒锻后进行退火热处理，步骤及工艺参数如下将钢棒加热至760。C，保温4小时后，在退火炉中冷却至680。C，并保温1215小时后出炉，空冷；3).钢棒表面处理，对成品钢棒进行表面磨光或车光处理，消除表面缺陷并使钢棒尺寸、形状、表面质量满足设计要求；4).成品钢棒力学性能检验，在成品钢棒上取样，进行室温拉伸试验；-试样热处理步骤及工艺参数如下淬火加热温度》110(TC时间l小时；冷却方式油冷'回火加热温度》65(TC时间2小时；冷却方式空冷-室温拉伸试验技术要求如下抗拉强度ob》930MPa屈服强度oa2》765MPa伸长率S》14%断面收縮率V》32%冲击功AKv》20J硬度HB277~331。本发明的技术效果:采用上述材料及相应工艺方法制备的汽轮机叶片及螺栓材料，经室温拉伸试验，结果表明其力学性能完全达到设计要求，试验结果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>用本材料制造的汽轮机叶片和螺栓，能够满足550'C蒸汽参数工况下的使用要求。具体实施例方式实施本发明包括如下步骤一、冶炼(O取所需元素于非真空感应炉中初炼，熔炼温度15301600°C;在熔炼过程中调节各元素的含量，使其重量百分比如下:CMnNiCrWVNbNMoFe实施例10.130.580.5510.561.60.1650.090.0540.36余量实施例20.130.650.5510.401.610.190.100.0480.39余量实施例30.130.640.5斗10.551.640.190.100.0460.35余量实施例40.130.540.5310.311.610.180.090.070.31余量实施例50.130.600.5510.441.620.180.100.0530.31余量并控制杂质元素的含量尽量低，溶液浇注成自耗电极；(2)将自耗电极于电渣炉中重熔精炼，进一步降低杂质元素的含量，使其符合下述要求Si《0,10(重量百分比)；S《0.015(重量百分比)；P《0.015(重量百分比)；Al《0.02(重量百分比)；Cu《0.10(重量百分比)。组分含量分析合格后制成电渣锭。二、将电渣锭制成钢棒，包括步骤1).将电渣锭加热锻造或轧制成钢棒；2).钢棒锻后进行退火热处理，步骤及工艺参数如下将钢棒加热至76(TC，保温4小时后，在退火炉中冷却至68(TC，并保温1215小时后出炉，空冷；3).钢棒表面处理，对成品钢棒进行表面磨光或车光处理，消'除表面缺陷并使钢棒尺寸、形状、表面质量满足设计要求；4).成品钢棒力学性能检验，在成品钢棒上取样，进行室温拉伸试验；-试样热处理步骤及工艺参数如下淬火加热温度》110(TC、时间l小时；冷却方式油冷回火加热温度》65(TC、时间2小时；冷却方式空冷-室温拉伸试验技术要求如下抗拉强度ob^930MPa屈服强度oa2》765MPa伸长率S》14%断面收縮率V》32%冲击功AKv》20J硬度HB277~331试验合格即为产品。8权利要求1.一种用做汽轮机叶片或螺栓的耐热钢，其特征在于，所述耐热钢的化学组成为C0.12～0.16(重量百分比)；Mn0.30～0.70(重量百分比)；Ni0.35～0.65(重量百分比)；Cr10.0～11.0(重量百分比)；Mo0.30～0.5(重量百分比)；W1.5～1.9(重量百分；V0.14～0.20(重量百分比)；Nb0.05～0.11(重量百分比)；N0.04～0.08(重量百分比)；余量是Fe及杂质。2.根据权利要求1所述的用做汽轮机叶片或螺栓的耐热钢，其特征在于，所述杂质为Si《0.10(重量百分比)；S《0.015(重量百分比)；P《0.015(重量百分比)；Al《0.02(重量百分比)；Cu《0.10(重量百分比)。3.权利要求1所述耐热钢的冶炼方法，包括步骤(1)取所需元素于非真空感应炉中初炼，瑢炼温度15301600°C;在熔炼过程中调节各元素的含量，使其重量比符合设计要求，控制杂质元素的含量尽量低，溶液浇注成自耗电极；(2)将自耗电极于电渣炉中重熔精炼，进一步降低杂质元素的含量，使其符合设计要求，制成电渣锭。4.一种用做汽轮机叶片或螺栓的钢棒，其特征在于，该钢棒用权利要求1所述耐热钢制成。5.权利要求4所述钢棒的制造方法，包括步骤1).将电渣锭加热锻造或轧制成钢棒；2).钢棒锻后进行退火热处理，步骤及工艺参数如下将钢棒加热至76(TC保温4小时后在退火炉中冷却至68(TC并保温1220小时后出炉空冷；3).钢棒表面处理，对成品钢棒进行表面磨光或车光处理，消除表面缺陷并使钢棒尺寸、形状、表面质量满足设计要求，制得成品钢棒；4).在成品钢棒上取样检验力学性能，进行室温拉伸试验；--试样热处理步骤及工艺参数如下淬火加热温度^1100T^时间1小时J冷却方式油冷回火加热温度》650'C时间2小时/冷却方式空冷-试样室温拉伸试验技术要求如下抗拉强度ob》930MPa屈服强度oa2》765MPa伸长率S》14%断面收縮率V>32%冲击功AKv》20J硬度HB277-331。全文摘要本发明公开一种用做汽轮机叶片和螺栓的耐热钢材料，化学组成(重量百分比)为C0.12～0.16；Mn0.30～0.70；Ni0.35～0.65；Cr10.0～11.0；Mo0.30～0.5；W1.5～1.9；V0.14～0.20；Nb0.05～0.11；N0.04～0.08；余量是Fe及杂质。其力学性能为抗拉强度σ<sub>b</sub>≥930MPa；屈服强度σ<sub>0.2</sub>≥765MPa伸长率δ≥14％；断面收缩率Ψ≥32％；冲击功AKv≥20J；硬度HB277～331。文档编号F16B35/00GK101525726SQ20091005902公开日2009年9月9日申请日期2009年4月22日优先权日2009年4月22日发明者张华国,明罗,雷德江,高刚毅,黄志永申请人:四川江油六合汽轮机材料有限公司