本发明涉及发电设备技术领域，特别是涉及一种高效汽轮机叶片。
背景技术：
汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械，又称为蒸汽透平，主要用作发电用的原动机，也可直接驱动各种泵、风机、压缩机和船舶螺旋桨等，还可以利用汽轮机的排汽或中间抽汽满足生产和生活上的供热需要。
汽轮机叶片是汽轮机发电机组的重要部件，目前市面上普遍使用的汽轮机叶片一般是通过改变叶片的形状来提高工作效率，效果不是很明显，汽轮机叶片在安装时，叶片的角度是影响汽轮机工作效率的一个重要因素，而一般汽轮机的叶片安装后角度就无法进行调整，无法保证叶片处于最佳角度。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是，提供一种高效汽轮机叶片，通过旋转盘带动汽轮机叶片旋转，进行角度的调整，使汽轮机叶片处于蒸汽驱动的最佳角度，使汽轮机的工作效率达到最佳。
为了解决以上技术问题，本发明的技术方案如下：
一种高效汽轮机叶片，包括叶根、叶型和叶顶，所述叶根、叶型和叶顶依次固定连接，所述叶根下端连接有旋转盘，所述旋转盘下端连接有安装座，所述旋转盘可转动设置在安装座上，所述叶型上设置有导风槽。
进一步地，所述旋转盘内设置有沿旋转盘直径方向的双向丝杠，所述双向丝杠的两端均连接有夹持装置，所述两个夹持装置相对的侧面上均设置有卡块，所述叶根下端对应于卡块的位置设置有卡槽，所述卡块与卡槽相匹配。
进一步的，所述叶型的横截面为弧形。
进一步地，所述叶型的内弧面上设置有压力传感器。
进一步地，所述叶型的中部设置有拉筋孔。
进一步地，所述汽轮机叶片的化学成分的质量百分比为：c：0.12-0.16％、mn：0.42-0.47％、p<0.06％、cr：0.56-0.67％、si：0.22-0.86％、ni：0.35-0.46％、mg:3.6-5.7％、al：4.5-6.5％、碳化钨：1.22-2.36％、v：0.55-0.68％、氧化铁、0.26-0.29％、w：0.95-1.03％，余量为ti。
进一步地，所述汽轮机叶片的化学成分的质量百分比为：c：0.14％、mn：0.45％、p：0.03％、cr：0.62％、si：0.52％、ni：0.39％、mg:4.5％、al：5.1％、碳化钨：1.89％、v：0.61％、氧化铁：0.27％、w：0.99％，ti：84.49％。
本发明还提供了一种高效汽轮机叶片的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
s1：将c、mn、p、cr、si、ni、mg、al、碳化钨、v、氧化铁、w和ti加入熔炼炉中，将熔炼炉内的温度调整至1580-1620℃，使原料形成合金溶液；
s2：将合金溶液自然冷却至1250-1260℃，然后加入精炼剂，进行精炼除渣，除渣时间5-10分钟；
s3：当合金溶液自然冷却至1150-1160℃时，再进入精炼剂，用氩气进行除气精炼，精炼时间5-10分钟；精炼之后将合金溶液冷却至920-935℃，保温15-20分钟；
s4：将合金溶液倒入浇注膜中进行浇注，形成叶片半成品；
s5：对叶片半成品放入淬火炉中进行淬火，淬火温度为860-900℃，淬火后冷却至280-300℃，将叶片半成品取出，自然冷却至室温，然后放入加热炉中加热至750-770℃，保温15-20分钟，然后取出，放入回火炉中，将回火炉温度调整至455-465℃，保温10-15分钟，然后取出，冷却至室温；
s6：对s5得到的叶片半成品进行电火花强化，将碳化钨制成工具电极，将脉冲电源的正极通过电阻与工具电极连接，工具电极还与振动器连接，脉冲电源的负极与叶片半成品连接，脉冲电源释放瞬时放电能量，振动器使工具电极振动并周期性地接触叶片半成品，并在叶片半成品的表面旋转，当工具电极与叶片半成品之间的间隙很小时，放电回路形成通路，在工具电极与叶片半成品互相接近的微小区域内瞬时通过电流，电流密度可达105-106a/cm2，而放电时间仅10-6-10-5秒，由于放电能量在时间上和空间上均高度集中，因此在放电的微小区域内产生了极高的高温，使该区域内的部分材料高能离子化，工具电极在等离子冶金状态下高速转移至叶片半成品的表面，并扩散至叶片半成品的表层，形成沉积层。
s7：对电火花强化后的叶片半成品进行探伤处理，没有问题则去除叶片半成品的内外尖角及毛刺，随后进行清洗、退磁和防锈处理，得到叶片成品。
进一步地，所述s6中脉冲电源放电的周期为10-3-10-1秒。
本发明的有益效果是：
(1)本发明所述的高效汽轮机叶片，叶根下端连接有旋转盘，通过旋转盘相对于安装座旋转，可以带动汽轮机叶片相对于安装座进行角度的调整，使汽轮机叶片处于蒸汽驱动的最佳角度，使汽轮机的工作效率达到最佳；而且在旋转盘内设置有沿旋转盘直径方向的双向丝杠，双向丝杠的两端均连接有夹持装置，通过双向丝杠带动两个夹持装置的互相靠近或远离可以实现汽轮机叶片与安装座的连接或脱离，安装方便快捷；进一步提高了蒸汽的利用率，进一步提高了汽轮机的工作效率。
(2)本发明所述的高效汽轮机叶片，叶型的横截面为弧形，使叶型的凹面形成气道槽，提高了蒸汽的利用率，有效的提高了汽轮机的工作效率，在叶型上设置有导风槽，使高压蒸汽沿导风槽移动，进一步提高了蒸汽的利用率，提高了汽轮机的工作效率；在叶型的内弧面上设置有压力传感器，通过压力传感器传输的数据可以直观地表现出汽轮机叶片处于何种角度时受到的蒸汽压力最大，使汽轮机叶片处于蒸汽驱动的最佳角度，使汽轮机的工作效率达到最佳；在叶型的中部设置有拉筋孔，拉筋穿过拉筋孔，将汽轮机叶片组合成一个整体，避免单个汽轮机叶片受高压蒸汽作用出现振动，而影响到汽轮机叶片的使用寿命。
(3)本发明所述的高效汽轮机叶片，在原料中加入mg、al等金属材料，又采用ti作为主要原料，这些材料均强度高且质量轻，使得汽轮机叶片整体质量较轻而强度又高，在保证了使用寿命的前提下，使高压蒸汽更容易带动汽轮机叶片转动，蒸汽利用率提高了45-65％，提高了汽轮机的工作效率。
(4)本发明所述的高效汽轮机叶片，采用电火花强化工艺，强化层是电极和叶片材料在放电时的瞬时高温高压条件下重新合金化形成的新合金层，且结合牢固，不易发生脱落；强化时热输入量小，放电时间短，放电的端点面积小，放电的热作用只发生在叶片表面的微小区域内，叶片本体不会发生退火或者热变形；电火花强化可作用在叶片曲面部分，不受叶片形状的限制；采用碳化钨作为工具电极材料，不仅有效地提高了叶片的强度，同时也提高了叶片的耐高温和耐腐蚀性能，进一步提高了叶片的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
其中：1、叶根；2、叶型；3、叶顶；4、旋转盘；5、安装座；6、导风槽；7、双向丝杠；8、夹持装置；9、卡块；10、卡槽；11、压力传感器；12、拉筋孔。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的高效汽轮机叶片，结构如图1所示，包括叶根1、叶型2和叶顶3，所述叶根1、叶型2和叶顶3依次固定连接；叶型2的横截面为弧形，使叶型的凹面形成气道槽，提高了蒸汽的利用率；叶型2的内弧面上设置有压力传感器11，通过压力传感器传输的数据可以直观地表现出汽轮机叶片处于何种角度时受到的蒸汽压力最大，使汽轮机叶片处于蒸汽驱动的最佳角度，使汽轮机的工作效率达到最佳；叶型2的中部设置有拉筋孔，拉筋穿过拉筋孔，将汽轮机叶片组合成一个整体，避免单个汽轮机叶片受高压蒸汽作用出现振动，而影响到汽轮机叶片的使用寿命；叶型2上设置有导风槽6，使高压蒸汽沿导风槽6移动，进一步提高了蒸汽的利用率，提高了汽轮机的工作效率；叶根1下端连接有旋转盘4，旋转盘4内设置有沿旋转盘4直径方向的双向丝杠7，双向丝杠7的两端均连夹持装置8，两个夹持装置8相对的侧面上均设置有卡块9，叶根1下端对应于卡块9的位置设置有卡槽10，卡块9与卡槽10相匹配，通过双向丝杠带动两个夹持装置的互相靠近或远离可以实现汽轮机叶片与安装座的连接或脱离，安装方便快捷；旋转盘4下端连接有安装座5，旋转盘4可转动设置在安装座5上，通过旋转盘相对于安装座旋转，可以带动汽轮机叶片相对于安装座进行角度的调整，使汽轮机叶片处于蒸汽驱动的最佳角度，使汽轮机的工作效率达到最佳。
本实施例提供的汽轮机叶片的化学成分的质量百分比为：c：0.12％、mn：0.42％、p：0.01％、cr：0.56％、si：0.22％、ni：0.35％、mg:3.6％、al：4.5％、碳化钨：1.22％、v：0.55％、氧化铁、0.26％、w：0.95％、ti：87.24％。
高效汽轮机叶片的制备方法，包括以下步骤：
s1：将c、mn、p、cr、si、ni、mg、al、碳化钨、v、氧化铁、w和ti加入熔炼炉中，将熔炼炉内的温度调整至1580℃，使原料形成合金溶液；
s2：将合金溶液自然冷却至1250℃，然后加入精炼剂，进行精炼除渣，除渣时间5分钟；
s3：当合金溶液自然冷却至1150℃时，再进入精炼剂，用氩气进行除气精炼，精炼时间5分钟；精炼之后将合金溶液冷却至920℃，保温15分钟；
s4：将合金溶液倒入浇注膜中进行浇注，形成叶片半成品；
s5：对叶片半成品放入淬火炉中进行淬火，淬火温度为860℃，淬火后冷却至280℃，将叶片半成品取出，自然冷却至室温，然后放入加热炉中加热至750℃，保温15分钟，然后取出，放入回火炉中，将回火炉温度调整至455℃，保温10-15分钟，然后取出，冷却至室温；
s6：对s5得到的叶片半成品进行电火花强化，将碳化钨制成工具电极，将脉冲电源的正极通过电阻与工具电极连接，工具电极还与振动器连接，脉冲电源的负极与叶片半成品连接，脉冲电源释放瞬时放电能量，振动器使工具电极振动并周期性地接触叶片半成品，并在叶片半成品的表面旋转，脉冲电源放电的周期为10-3-10-1秒，当工具电极与叶片半成品之间的间隙很小时，放电回路形成通路，在工具电极与叶片半成品互相接近的微小区域内瞬时通过电流，电流密度可达105-106a/cm2，而放电时间仅10-6-10-5秒，由于放电能量在时间上和空间上均高度集中，因此在放电的微小区域内产生了极高的高温，使该区域内的部分材料高能离子化，工具电极在等离子冶金状态下高速转移至叶片半成品的表面，并扩散至叶片半成品的表层，形成沉积层。
s7：对电火花强化后的叶片半成品进行探伤处理，没有问题则去除叶片半成品的内外尖角及毛刺，随后进行清洗、退磁和防锈处理，得到叶片成品。
实施例2
本实施例提供的高效汽轮机叶片，结构如图1所示，包括叶根1、叶型2和叶顶3，所述叶根1、叶型2和叶顶3依次固定连接；叶型2的横截面为弧形，使叶型的凹面形成气道槽，提高了蒸汽的利用率；叶型2的内弧面上设置有压力传感器11，通过压力传感器传输的数据可以直观地表现出汽轮机叶片处于何种角度时受到的蒸汽压力最大，使汽轮机叶片处于蒸汽驱动的最佳角度，使汽轮机的工作效率达到最佳；叶型2的中部设置有拉筋孔，拉筋穿过拉筋孔，将汽轮机叶片组合成一个整体，避免单个汽轮机叶片受高压蒸汽作用出现振动，而影响到汽轮机叶片的使用寿命；叶型2上设置有导风槽6，使高压蒸汽沿导风槽6移动，进一步提高了蒸汽的利用率，提高了汽轮机的工作效率；叶根1下端连接有旋转盘4，旋转盘4内设置有沿旋转盘4直径方向的双向丝杠7，双向丝杠7的两端均连夹持装置8，两个夹持装置8相对的侧面上均设置有卡块9，叶根1下端对应于卡块9的位置设置有卡槽10，卡块9与卡槽10相匹配，通过双向丝杠带动两个夹持装置的互相靠近或远离可以实现汽轮机叶片与安装座的连接或脱离，安装方便快捷；旋转盘4下端连接有安装座5，旋转盘4可转动设置在安装座5上，通过旋转盘相对于安装座旋转，可以带动汽轮机叶片相对于安装座进行角度的调整，使汽轮机叶片处于蒸汽驱动的最佳角度，使汽轮机的工作效率达到最佳。
本实施例提供的汽轮机叶片的化学成分的质量百分比为：c：0.16％、mn：0.47％、p：0.06％、cr：0.67％、si：0.86％、ni：0.46％、mg:5.7％、al：6.5％、碳化钨：2.36％、v：0.68％、氧化铁：0.29％、w：1.03％、ti：80.76。
高效汽轮机叶片的制备方法，包括以下步骤：
s1：将c、mn、p、cr、si、ni、mg、al、碳化钨、v、氧化铁、w和ti加入熔炼炉中，将熔炼炉内的温度调整至1620℃，使原料形成合金溶液；
s2：将合金溶液自然冷却至1260℃，然后加入精炼剂，进行精炼除渣，除渣时间10分钟；
s3：当合金溶液自然冷却至1160℃时，再进入精炼剂，用氩气进行除气精炼，精炼时间10分钟；精炼之后将合金溶液冷却至935℃，保温20分钟；
s4：将合金溶液倒入浇注膜中进行浇注，形成叶片半成品；
s5：对叶片半成品放入淬火炉中进行淬火，淬火温度为900℃，淬火后冷却至300℃，将叶片半成品取出，自然冷却至室温，然后放入加热炉中加热至770℃，保温20分钟，然后取出，放入回火炉中，将回火炉温度调整至465℃，保温15分钟，然后取出，冷却至室温；
s6：对s5得到的叶片半成品进行电火花强化，将碳化钨制成工具电极，将脉冲电源的正极通过电阻与工具电极连接，工具电极还与振动器连接，脉冲电源的负极与叶片半成品连接，脉冲电源释放瞬时放电能量，振动器使工具电极振动并周期性地接触叶片半成品，并在叶片半成品的表面旋转，脉冲电源放电的周期为10-3-10-1秒，当工具电极与叶片半成品之间的间隙很小时，放电回路形成通路，在工具电极与叶片半成品互相接近的微小区域内瞬时通过电流，电流密度可达105-106a/cm2，而放电时间仅10-6-10-5秒，由于放电能量在时间上和空间上均高度集中，因此在放电的微小区域内产生了极高的高温，使该区域内的部分材料高能离子化，工具电极在等离子冶金状态下高速转移至叶片半成品的表面，并扩散至叶片半成品的表层，形成沉积层。
s7：对电火花强化后的叶片半成品进行探伤处理，没有问题则去除叶片半成品的内外尖角及毛刺，随后进行清洗、退磁和防锈处理，得到叶片成品。
实施例3
本实施例提供的高效汽轮机叶片，结构如图1所示，包括叶根1、叶型2和叶顶3，所述叶根1、叶型2和叶顶3依次固定连接；叶型2的横截面为弧形，使叶型的凹面形成气道槽，提高了蒸汽的利用率；叶型2的内弧面上设置有压力传感器11，通过压力传感器传输的数据可以直观地表现出汽轮机叶片处于何种角度时受到的蒸汽压力最大，使汽轮机叶片处于蒸汽驱动的最佳角度，使汽轮机的工作效率达到最佳；叶型2的中部设置有拉筋孔，拉筋穿过拉筋孔，将汽轮机叶片组合成一个整体，避免单个汽轮机叶片受高压蒸汽作用出现振动，而影响到汽轮机叶片的使用寿命；叶型2上设置有导风槽6，使高压蒸汽沿导风槽6移动，进一步提高了蒸汽的利用率，提高了汽轮机的工作效率；叶根1下端连接有旋转盘4，旋转盘4内设置有沿旋转盘4直径方向的双向丝杠7，双向丝杠7的两端均连夹持装置8，两个夹持装置8相对的侧面上均设置有卡块9，叶根1下端对应于卡块9的位置设置有卡槽10，卡块9与卡槽10相匹配，通过双向丝杠带动两个夹持装置的互相靠近或远离可以实现汽轮机叶片与安装座的连接或脱离，安装方便快捷；旋转盘4下端连接有安装座5，旋转盘4可转动设置在安装座5上，通过旋转盘相对于安装座旋转，可以带动汽轮机叶片相对于安装座进行角度的调整，使汽轮机叶片处于蒸汽驱动的最佳角度，使汽轮机的工作效率达到最佳。
本实施例提供的汽轮机叶片的化学成分的质量百分比为：c：0.14％、mn：0.45％、p：0.03％、cr：0.62％、si：0.52％、ni：0.39％、mg:4.5％、al：5.1％、碳化钨：1.89％、v：0.61％、氧化铁：0.27％、w：0.99％，ti：84.49％。
高效汽轮机叶片的制备方法，包括以下步骤：
s1：将c、mn、p、cr、si、ni、mg、al、碳化钨、v、氧化铁、w和ti加入熔炼炉中，将熔炼炉内的温度调整至1600℃，使原料形成合金溶液；
s2：将合金溶液自然冷却至1255℃，然后加入精炼剂，进行精炼除渣，除渣时间7分钟；
s3：当合金溶液自然冷却至1155℃时，再进入精炼剂，用氩气进行除气精炼，精炼时间8分钟；精炼之后将合金溶液冷却至930℃，保温17分钟；
s4：将合金溶液倒入浇注膜中进行浇注，形成叶片半成品；
s5：对叶片半成品放入淬火炉中进行淬火，淬火温度为880℃，淬火后冷却至290℃，将叶片半成品取出，自然冷却至室温，然后放入加热炉中加热至760℃，保温17分钟，然后取出，放入回火炉中，将回火炉温度调整至460℃，保温13分钟，然后取出，冷却至室温；
s6：对s5得到的叶片半成品进行电火花强化，将碳化钨制成工具电极，将脉冲电源的正极通过电阻与工具电极连接，工具电极还与振动器连接，脉冲电源的负极与叶片半成品连接，脉冲电源释放瞬时放电能量，振动器使工具电极振动并周期性地接触叶片半成品，并在叶片半成品的表面旋转，脉冲电源放电的周期为10-3-10-1秒，当工具电极与叶片半成品之间的间隙很小时，放电回路形成通路，在工具电极与叶片半成品互相接近的微小区域内瞬时通过电流，电流密度可达105-106a/cm2，而放电时间仅10-6-10-5秒，由于放电能量在时间上和空间上均高度集中，因此在放电的微小区域内产生了极高的高温，使该区域内的部分材料高能离子化，工具电极在等离子冶金状态下高速转移至叶片半成品的表面，并扩散至叶片半成品的表层，形成沉积层。
s7：对电火花强化后的叶片半成品进行探伤处理，没有问题则去除叶片半成品的内外尖角及毛刺，随后进行清洗、退磁和防锈处理，得到叶片成品。
对比例：市售常州市汽轮机叶片厂生产的汽轮机叶片。
将实施例1～实施例3与对比例进行对比试验测试，各项性能按国标进行测定，试验条件及其他实验材料均相同，测试结果如表1所示：
表1
由表1的数据可以看出：本发明制备的高效汽轮机叶片的各项性能均更优于对比例的各项机械性能，无论是汽轮机叶片的硬度，亦或是叶片的延伸率，还是叶片的蒸汽利用率，与市场上销售的汽轮机叶片相比，本发明的各项性能参数均更优，尤其是蒸汽利用率，提升了45-65％。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。