超超临界汽轮机转子用高强高韧耐热合金及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106929710A(43)申请公布日2017.07.07(21)申请号201710271511.0(22)申请日2017.04.24(71)申请人钢铁研究总院地址100081北京市海淀区学院南路76号(72)发明人刘正东姜森宝陈正宗田仲良包汉生杨钢翁宇庆(74)专利代理机构北京华谊知识产权代理有限公司11207代理人刘月娥(51)Int.Cl.C22C19/05(2006.01)C22F1/10(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图2页(54)发明名称超超临界汽轮机转子用高强高韧耐热合金及其制备方法(57)摘要一种超超临界汽轮机转子用高强高韧耐热合金及其制备方法，属于耐热合金技术领域。合金成分按质量百分比计含有：C：0.02～0.04％，Cr：19.0～20.5％，Mo:6.0～8.1％，Co:9.0～12.0％，W：0.10～0.50％，Al：1.40～1.60％，Ti：1.55～1.95％，Nb：0.10～0.60％，Mg：0.002～0.015％，Zr：0.002～0.01％，B：0.002～0.008％，Si：不大于0.10％，Mn：不大于0.20％，S：不大于0.002％，P：不大于0.004％，余量为Ni。且Al+Ti质量百分比满足：3.0％≤Al+Ti≤3.5％，Ti/Al质量百分比满足0.95≤Ti/Al≤1.20。优点在于，可使获得特定组织的该耐热合金具有高强高韧的特性，适用于700℃～760℃蒸汽参数超超临界机组汽轮机转子等高温大型部件使用。CN106929710ACN106929710A权利要求书1/1页1.超超临界汽轮机转子用高强高韧耐热合金，其特征在于：合金成分按质量百分比计含有：C：0.02～0.04％，Cr：19.0～20.5％，Mo:6.0～8.1％，Co:9.0～12.0％，W：0.10～0.50％，Al：1.40～1.60％，Ti：1.55～1.95％，Nb：0.10～0.60％，Mg：0.002～0.015％，Zr：0.002～0.01％，B：0.002～0.008％，Si：不大于0.10％，Mn：不大于0.20％，S：不大于0.002％，P：不大于0.004％，余量为Ni。2.根据权利要求1所述的耐热合金，其特征在于：Al+Ti质量百分比满足：3.0％≤Al+Ti≤3.5％，且Ti/Al质量百分比满足0.95≤Ti/Al≤1.20。3.一种权利要求1或2所述耐热合金的制备方法，其特征在于：工艺步骤及在工艺中控制的技术参数如下：(1)冶炼与均匀化工艺：采用VIM+ESR+VAR三联工艺冶炼流程进行合金冶炼，铸锭均匀化退火工艺为1200±10℃保温16～96小时；(2)锻造工艺：铸锭开坯和热塑性变形采用软包套技术锻造，锻造温度控制在1055℃～1175℃，变形速率在0.003～0.02s-1之间；(3)热处理工艺：固溶处理+时效预处理，固溶处理工艺为1100～1145℃保温1～4小时；时效处理工艺为745℃-775℃，保温时间为6～18h。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：制备得到的耐热合金具有如下组织和性能：热处理后合金组织特点：晶内为大量析出平均尺寸小于30nm的γ’，晶界处为断续状碳化物，碳化物仅有MC型和M23C6型两种碳化物；室温力学性能满足：抗拉强度：Rm≥1100MPa屈服强度：Rp0.2≥680MPa伸长率：A≥35％断面收缩率：Z≥35％冲击功：Akv≥50J合金700℃高温力学性能满足：抗拉强度：Rm≥980MPa屈服强度：Rp0.2≥620MPa伸长率：A≥30％断面收缩率：Z≥30％。2CN106929710A说明书1/6页超超临界汽轮机转子用高强高韧耐热合金及其制备方法技术领域[0001]本发明属于耐热合金技术领域，特别涉及了一种超超临界汽轮机转子用高强高韧耐热合金及其制备方法，适用于700℃～760℃蒸汽参数超超临界火电机组汽轮机转子等高温大型部件使用。背景技术[0002]随着社会的发展，人类社会对电力的需求越来越高。对我国而言，火力发电量约占全国总发电量的80％。预计在今后很长一段时间火力发电仍将是我国乃至全球最主要的发电方式。提高热效率最有效的途径是提高机组的蒸汽温度与压力。目前世界各国在研最先进的700℃蒸汽参数超超临界电站，其发电热效率预计可达50％以上。从本世纪初欧美，日本和韩国都已相继开展700℃蒸汽参数超超临界电站研发工作。2010年，国家能源局在人民大会堂宣布成立“国家700℃超超临界燃煤发电技术创新联盟”，标志着我国正式开展700℃超超临界火电机组技术国家发展计划。[0003]随着蒸汽温度与压力的升高，超超临界发电机组对相关键耐热材料提出了更高的使