汽轮机长叶片所用材料的热处理方法
【专利摘要】本发明提供一种汽轮机长叶片所用材料的热处理方法，其至少包括：（1）将待加工的叶片材料置于加热炉内加热到850℃～1050℃，保温0.5小时～4小时，冷却至低于25℃的温度；（2）将所述叶片材料，放入低温槽进行低温热处理，温度不高于5℃，保温时间不小于1小时；（3）将所述叶片材料放入时效热处理炉加热到450℃～600℃，保温时间不少于1小时，最后冷却至低于25℃的温度。本发明的汽轮机长叶片所用材料的热处理方法，具有以下有益效果：在保证叶片材料高强度的前提下，提高了叶片材料的韧性，获得良好的抗应力腐蚀性能和尺寸稳定性，满足了制造高效大功率汽轮机机组用1500mm等级长叶片用钢的需要。
【专利说明】汽轮机长叶片所用材料的热处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽轮机叶片生产工艺，特别是涉及一种汽轮机长叶片所用材料的热处
理方法。
【背景技术】
[0002]汽轮发电机组效率提高的一个关键因素是汽轮机低压排汽端末级叶片的长度，因为汽轮机低压排汽端的末级叶片长度增加，通流面积也就随之提高，从而降低通流损失提高机组效率。因此，对于全转速的汽轮机，开发超长的汽轮机末级叶片成为高效汽轮发电机组的关键突破环节之一，代表了开发者的综合技术实力。[0003]时效处理:指合金工件经固溶处理，冷塑性变形或铸造，锻造后，在较高的温度或室温放置，其性能、形状、尺寸随时间而变化的热处理工艺。根据ASTM A705/705M，沉淀时效硬化钢04Crl3Ni8Mo2Al经过标准热处理后的屈服强度Rp0.2能够达到1300MPa以上，硬度能达到400HB以上，非常适合作为1500mm等级的汽轮机叶片。但是按照ASTM A705/A705M中的标准热处理制度，H950时效热处理时屈服强度Rp0.2大于1300Mpa，但是冲击韧性在15J以下，且此热处理制造的长叶片的尺寸稳定性不好。因此必须开发出一种新的热处理工艺使得04Crl3Ni8Mo2Al满足汽轮机叶片屈服强度达到1300MPa以上，V型缺口冲击功达到25J以上，硬度HB达到400以上，且尺寸稳定性良好的要求。
【发明内容】
[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种汽轮机长叶片所用材料的热处理方法，满足该材料在提高强度的同时显著提高材料的冲击和叶片的尺寸稳定性，使汽轮机叶片材料04Crl3Ni8Mo2Al的屈服强度Rp0.2达到1300MPa以上，V型缺口冲击功大于25J，硬度大于400HB。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种汽轮机长叶片所用材料的热处理方法，其至少包括:
[0006](I)将待加工的叶片材料置于加热炉内加热到850°C~1050°C，保温0.5小时~4小时，冷却至低于25°C的温度；
[0007]( 2)将所述叶片材料，放入低温槽进行低温热处理，温度不高于5°C，保温时间不小于I小时；
[0008](3)将所述叶片材料放入时效热处理炉加热到450°C~600°C，保温时间不少于I小时，最后冷却至低于25°C的温度。
[0009]优选的，所述步骤(1)中采用除静止空气冷却法以外的冷却方式进行冷却。
[0010]优选的，所述步骤(3)中在进行时效热处理时，采用的加热温度越高则所需保温时间越短。优选的，所述步骤(1)中，在加热之前对所述待加工的叶片材料进行锻压处理
[0011]如上所述，本发明的汽轮机长叶片所用材料的热处理方法，具有以下有益效果:在保证叶片材料闻强度的如提下，提闻了叶片材料的朝性，获得良好的抗应力腐蚀性能和尺寸稳定性，满足了制造高效大功率汽轮机机组用1500mm等级长叶片用钢的需要。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1显示为经第一实施例所述步骤处理的汽轮机长叶片锻件的取样部位。
[0013]图2显示为经第二实施例所述步骤处理的汽轮机长叶片锻件的取样部位。
【具体实施方式】
[0014]以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。 [0015]请参阅图1。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0016]本发明提供一种汽轮机长叶片所用材料的热处理方法，其包括:
[0017](I)固溶热处理:将经过锻压处理的叶片材料置于加热炉内加热到850°C~1050°C，保温0.5小时~4小时，较快速度冷却至低于25°C的温度，较快速度冷却是指所采用的方法是除静止空气冷却法以外的方法，如强对流空气冷却法，水冷却法，油冷却法，盐水冷却法；
[0018](2)低温热处理:将上述叶片材料进行机加工，然后放入低温槽进行低温热处理，温度不高于5°C，保温时间不小于I小时；该步骤可以确保尽量降低残余奥氏体的含量，提高叶片的尺寸稳定性；
[0019](3)时效热处理:再次对上述叶片材料进行机加工，然后放入时效热处理炉加热到450°C~600°C，保温时间不少于I小时，最后冷却至低于25°C的温度；在进行时效热处理时，采用的加热温度越高则所需保温时间越短；该步骤可以保证材料的强度和韧性。
[0020]本发明中所指的叶片材料为04Crl3Ni8Mo2Al，其非常适合作为1500mm等级(长叶片)的汽轮机叶片。本发明的热处理方法通过增加低温热处理工艺，使时效热处理的温度可以相应提闻，因此在保证叶片材料闻强度的如提下，提闻了叶片材料的朝性，获得良好的抗应力腐蚀性能和尺寸稳定性，满足了制造高效大功率汽轮机机组用1500mm等级长叶片用钢的需要。
[0021]第一实施例
[0022]本实例具体步骤如下:
[0023](I).将待加工的叶片材料进行开坯、锻压；
[0024]⑵.固溶热处理:将锻压后的叶片材料放入加热炉内，加热至900°C，保温3小时出
[0025]炉较快速度冷却至低于25 °C的温度；
[0026](3).机加工；
[0027](4).低温热处理:叶片材料放入低温槽内保温2小时取出，温度不高于5°C ；[0028](5).机加工；
[0029](6).时效热处理:时效热处理温度为600°C，保温2小时，出炉冷至室温。
[0030]通过上述热处理步骤制得的叶片，在上面取三组拉伸试样和三组冲击试样，采样时确保采样部位位于中间。其取样位置如图1所示，其中Cl、C2、C3为夏比冲击试样，S1、S2、S3为拉伸试样，在叶根部位取样进行金相检验，即图中的M处。合金中未出现δ铁素体，按照GBT6394-2002标准，晶粒度为6~7级。
[0031]表1第一实时例样品在具体试验条件下的拉伸、硬度和冲击性能
【权利要求】
1.一种汽轮机长叶片所用材料的热处理方法，其特征在于，至少包括: (1）将待加工的叶片材料置于加热炉内加热到850°C~1050°C，保温0.5小时~4小时，冷却至低于25 °C的温度； (2)将所述叶片材料放入低温槽进行低温热处理，温度不高于5°C，保温时间不小于I小时； (3)将所述叶片材料放入时效热处理炉加热到450°C~600°C，保温时间不少于I小时，最后冷却至低于25°C的温度。
2.根据权利要求1所述的汽轮机长叶片所用材料的热处理方法，其特征在于:所述步骤(I)中采用除静止空气冷却法以外的冷却方式进行冷却。
3.根据权利要求1所述的汽轮机长叶片所用材料的热处理方法，其特征在于:所述步骤(3)中在进行时效热处理时，采用的加热温度越高则所需保温时间越短。
4.根据权利要求1所述的汽轮机长叶片所用材料的热处理方法，其特征在于，所述步骤(I)中，在加热之前对所 述待加工的叶片材料进行锻压处理。
【文档编号】C21D6/00GK103937947SQ201410145510
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月11日 优先权日:2014年4月11日
【发明者】汪超, 梅林波, 吴令萍, 张帆 申请人:上海电气电站设备有限公司