专利名称：一种降低X20Cr13叶片断裂形貌转变温度的工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种降低马氏体不锈钢叶片断裂形貌转变温度的工艺技术领域，其主 要用于蒸汽轮机、燃气轮机压气机叶片的热处理工艺，具体为一种降低X20Crl3叶片断裂 形貌转变温度的工艺。
背景技术：
目前我国蒸汽轮机叶片、燃气轮机压气机叶片工作温度范围广，从-60°C—450°C， 叶片工作受力复杂。叶片在汽轮机、压气机运行过程中，最薄弱的部位是叶片叶根部位。经 过长期运转的叶片，上述部位在一定温度下，长期承受交变应力，叶根部位及易产生疲劳裂 纹、腐蚀疲劳裂纹而破坏。过去对蒸汽轮机叶片、燃气轮机压气机叶片只进行常规的室温拉 伸、冲击试验，对叶片的断裂形貌转变温度(FATT)没有要求，一旦叶片的断裂形貌转变温度 较高，就会在该转变温度下产生脆性断裂。因此，为了提高叶片使用寿命，防止在低温下发 生脆性断裂，需要对叶片根部断裂形貌转变温度进行控制，希望在保证强度的前提下，获得 尽可能低的断裂形貌转变温度。以往X20Crl3叶片的热处理是将叶片装入炉温在700°C 900°C的高温井式电阻炉，900°C保温半小时后随炉升温到1000°C 1050°C，保温1. 5小 时 2. 5小时后，出炉，然后淬入柴油冷却到100°C 150°C再空冷到室温；经过淬火的叶片 再装入炉温在400°C 600°C的中温井式电阻炉，630 690°C保温3小时 5小时后出炉， 吹风冷到室温。叶片经过上述的热处理后，其断裂形貌转变温度(FATT)在50°C -60°C。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种降低X20Crl3叶片断裂形貌转变温度的工艺， 其可以有效降低马氏体不锈钢叶片的断裂形貌转变温度，从而避免因温度降低而引起的叶 片脆性断裂，提高汽轮机叶片、压气机叶片的疲劳寿命及腐蚀疲劳寿命，扩大叶片的使用温 度范围。本发明的技术方案是这样的，将锻造叶片进行表面喷丸、打磨清理后，装入高温 井式电阻炉进行淬火处理，出炉冷却后，再将淬火叶片装入中温井式电阻炉进行回火处 理，出炉后冷却到室温，其特征在于叶片在所述高温井式电阻炉内淬火，其淬火温度为 970°C ~990°C；叶片在所述中温井式电阻炉内的回火温度为630°C 690°C。其进一步特征在于
所述叶片在高温井式电阻炉内淬火处理包括所述高温井式电阻炉炉温为 700°C~900°C，所述叶片在所述高温井式电阻炉内900°C保温半小时后再随炉升温到所述 淬火温度970°C、90°C并保温1. 5小时 1. 5小时后出炉，淬入柴油冷却到80°C 100°C再 空气冷却到室温；
所述叶片在中温井式电阻炉内回火处理包括所述中温井工电阻炉炉温为 400°C~00°C，所述经淬火后的叶片在所述中温井式电阻炉内630°C~690°C保温3小时~5 小时后将所述叶片吹风冷却至室温。
使用本发明的热处理工艺后，X20Crl3叶片断裂形貌转变温度能降低至30°C以 下，避免因温度降低而引起的叶片脆性断裂，提高汽轮机叶片、压气机叶片的疲劳寿命及腐 蚀疲劳寿命，扩大叶片的使用温度范围。
图1为FATT测试曲线图。
具体实施例方式将锻造叶片进行表面喷丸、打磨清理后，装入炉温在700°C 900°C的高温井 式电阻炉，最佳温度为800°C，90(TC保温半小时后随炉升温到970°C 990°C，最佳温度 为980°C，保温1. 5 2. 5个小时后出炉，最佳保温时间为2小时，淬入柴油冷却，冷却到 80°C 100°C再空冷到室温，最佳冷却温度为90°C再空冷到室温。经过淬火的叶片再装入 炉温在400°C 600°C的中温井式电阻炉，最佳温度为500°C，650°C 670°C保温3 5小 时后出炉，最佳温度为660 V保温4小时后出炉，吹风冷到室温。通过对每片叶片叶根进行 布氏硬度测试，选择硬度最高和最低的叶片各一片通过进行一系列温度下的冲击试验，测 出每个温度点的冲击试验试样断口脆性断裂的百分比，画出温度一脆性断裂百分比的曲线 图，在此图上找出对应脆性断裂百分比为50%时的温度，即为断裂形貌转变温度(FATT)。本发明中涉及的X20Crl3叶片材料，材料中各成分的百分含量分别为C含量 为 0. 17-0. 22 ；Si 含量为 0. 10-0. 60 ；Mn 含量为 0. 30-0. 80 ；P 含量为 < 0. 030 ；S 含量为 彡0. 020 ；Cr含量为12. 5-14. 0 ；Ni含量为0. 3-0. 8，各成分的总和为100%。
权利要求
1.一种降低X20Crl3叶片断裂形貌转变温度的工艺，将锻造叶片进行表面喷丸、打磨 清理后，装入高温井式电阻炉进行淬火处理，出炉冷却后，再将淬火叶片装入中温井式电阻 炉进行回火处理，出炉后冷却到室温，其特征在于叶片在所述高温井式电阻炉内淬火，其 淬火温度为970°C ~990°C ；叶片在所述中温井式电阻炉内的回火温度为630°C 690°C。
2.根据权利要求1所述的一种降低X20Crl3叶片断裂形貌转变温度的工艺，其 特征在于所述叶片在高温井式电阻炉内淬火处理包括所述高温井式电阻炉炉温为 7000C、00°C，所述叶片在所述高温井式电阻炉内900°C保温半小时后再随炉升温到所述 淬火温度970°C~990°C并保温1. 5小时 1. 5小时后出炉，淬入柴油冷却到80°C 100°C再 空气冷却到室温。
3.根据权利要求1或2所述的一种降低X20Crl3叶片断裂形貌转变温度的工艺， 其特征在于所述叶片在中温井式电阻炉内回火处理包括所述中温井工电阻炉炉温为 400°C~600°C，所述经淬火后的叶片在所述中温井式电阻炉内630°C~690°C保温3小时飞 小时后将所述叶片吹风冷却至室温。
全文摘要
本发明提供了一种降低X20Cr13叶片断裂形貌转变温度的工艺，其可以有效降低马氏体不锈钢叶片的断裂形貌转变温度，从而避免因温度降低而引起的叶片脆性断裂，提高汽轮机叶片、压气机叶片的疲劳寿命及腐蚀疲劳寿命，扩大叶片的使用温度范围。将锻造叶片进行表面喷丸、打磨清理后，装入高温井式电阻炉进行淬火处理，出炉冷却后，再将淬火叶片装入中温井式电阻炉进行回火处理，出炉后冷却到室温，其特征在于叶片在所述高温井式电阻炉内淬火，其淬火温度为970℃~990℃；叶片在所述中温井式电阻炉内的回火温度为630℃~690℃。
文档编号C21D9/00GK102146509SQ201010551539
公开日2011年8月10日 申请日期2010年11月20日 优先权日2010年11月20日
发明者夏冰, 李湘军, 杨恩超, 许彬彬, 金丽花 申请人:无锡透平叶片有限公司