一种耐腐蚀汽轮机叶片及其生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种耐腐蚀汽轮机叶片，其化学成分的质量百分比为：C：0.29-0.31%，Si：0.11-0.13%，Mn：0.69-0.73%，Ni：0.60-0.62%，Cr:9.5-9.7%，V：0.15-0.17%，Nb：0.16-0.18%，Cu:0.05-0.07%，Al:0.21-0.23%，Ti：0.13-0.15%，Sb：0.75-0.77%，Co：0.82-0.88%，S≤0.03%，P≤0.02%，稀土金属：0.09-0.12%，余量为Fe；本发明专利技术可以提高叶片的抗水蚀能力及抗腐蚀性能，从而提高叶片的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种耐腐蚀汽轮机叶片及其生产工艺
本专利技术涉及一种汽轮机叶片及其生产工艺，具体的说是一种耐腐蚀汽轮机叶片及其生产工艺，属于汽轮机制造领域。
技术介绍
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。汽轮机主要应用于电力工业、船舶工业、水泥、化工、石油、冶金、重型机械等领域。汽轮机是一种旋转式的流体动力机械，它直接起着将蒸汽或燃气的热能转变为机械能的作用，而叶片是汽轮机的“心脏”，是汽轮机中极为主要的零件。叶片是汽轮机中将汽流的动能转换为有用功的重要部件，其工作环境极其恶劣，且每一级叶片的工作条件均不相同。初始几级动叶片除在高温过热蒸汽中工作，易发生高温氧化腐蚀、磨蚀和高温蠕变破坏。随着过热蒸汽的膨胀作功，蒸汽温度逐渐降低，最后几级叶片虽然工作温度较低(60°C-1lO0C),但叶片却承受蒸汽中夹杂的水滴的冲刷，造成水冲蚀。另外，运行过程中沉积在叶片上可溶性盐垢(如钠盐)吸收蒸汽由于温度降低冷凝出来的水份形成腐蚀性电解液覆在叶片表面，造成电化学腐蚀。末级叶片在离心力，叶片振动以及水冲刷的复杂应力状态下，加上工 作于具有腐蚀性的环境下，往往产生应力腐蚀，腐蚀疲劳，疲劳等破坏。实际失效的叶片常常是上述多种破坏方式复合的结果。每一级叶片的工作温度都不相同，并且工作在高温、高压、高转速或湿蒸汽区等恶劣环境中，经受着离心力、蒸汽力、蒸汽激振力、腐蚀和振动以及湿蒸汽区高速水滴冲蚀的共同作用。另外，叶片不仅数量多，而且形状复杂，加工要求严格。叶片的加工工作量很大，约占汽轮机、燃气轮机总加工量的四分之一到三分之一。叶片的加工质量直接影响到机组的运行效率和可靠行，而叶片的质量和寿命与叶片的加工方式有着密切的关系。所以，叶片的加工方式对汽轮机的工作质量及生产经济性有很大的影响。随着科学技术的发展，叶片的加工手段也是日新月异，先进的加工技术正在广泛采用。要满足不断提高的使用性能需求仅仅依靠新型叶片材料的应用仍然很难满足，必须将各种热处理技术应用到汽轮机叶片的制造当中才能达到对叶片具耐腐蚀、高效率、高精度和高寿命的要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是:如何使叶片硬度达到281-307HB，硬度不会过高或过低；如何提高叶片的抗水蚀能力及抗腐蚀性能，从而提高叶片的使用寿命。为了解决以上技术问题，本专利技术提供一种耐腐蚀汽轮机叶片及其生产工艺。本专利技术解决以上技术问题的技术方案是:一种耐腐蚀汽轮机叶片，其化学成分的质量百分比为:C:0.29-0.31%，S1:0.11-0.13 %, Mn:0.69-0.73 %, N1:0.60-0.62 %, Cr:9.5-9.7 %, V:0.15-0.17 %, Nb:0.16-0.18%, Cu:0.05-0.07%, Al:0.21-0.23%, T1:0.13-0.15%, Sb:0.75-0.77%, Co:0.82-0.88%, S ^ 0.03%, P ( 0.02%，稀土金属:0.09-0.12%，余量为 Fe ；稀土金属的化学成分质量百分比为:铈:7_9%，镨:6-8 %，钕:13-15 %，钆:5-7%，镝:2-4%，铕:1-3%，铽:9-11%，钦:4_6%，余量为镧。上述耐腐蚀汽轮机叶片的生产工艺为:按以下工序进行:热锻一退火一叶片机械加工一去应力热处理一调质热处理一表面强化热处理一理化检验一超声波探伤一清洁包装；其中:热锻后温度为791-794?，保温15_17分钟，然后通过退火工序冷却至室温；去应力热处理工序:采用分段加热，第一段加热温度为611-613?，到温后保温35-39min，第二段加热温度为571_574°C，到温后保温18_20min，然后空冷至室温；调质热处理工序:米用一次正火+两次回火，第一次回火温度大于第二次回火温度；正火:正式火温度733-735°C，到温后保温9-llmin ;第一次回火:采用分段加热，第一段加热温度为876-878°C，到温后保温6-8min，第二段加热温度为774-776°C，到温后保温14-16min，然后空冷至室温后进行第二次正火；第二次回火:采用分段加热，第一段加热温度为752-754°C加热，到温后保温18-20min，第二段加热温度为615_617°C加热，到温后保温 8-10min ； 表面强化热处理工序:热处理温度947-949°C，到温后保温7_9分钟，然后采用水冷与空冷结合，先采用水冷以5-7°C /s的冷却速率将叶片水冷至455-459°C，然后空冷至396-399°C，再采用水冷以2-4V /s的冷却速率将叶片水冷至室温。本专利技术进一步限定的技术方案是:前述的耐腐蚀汽轮机叶片，其化学成分的质量百分比为:C:0.31%，S1:0.11%,Mn:0.69 %, N1:0.61 %, Cr:96 %, V:0.15 %, Nb:0.16 %, Cu:0.07 %, Al:0.22 %, T1:0.13%, Sb:0.77%, Co:0.82%, S:0.03%, P::0.01%，稀土金属:0.09%，余量为 Fe ；稀土金属的化学成分质量百分比为:铺:7*%，谱:8*%，钦:14*%，礼:7*%，摘:4*%，铕:1 %,: 11 %,:6%,余量为镧。前述的耐腐蚀汽轮机叶片，其化学成分的质量百分比为:C:0.29%, S1:0.12%,Mn:0.72%, N1:0.62 %, Cr:9.7 %, V:0.16 %, Nb:0.18 %, Cu:0.05 %, Al:0.23%, T1:0.14%, Sb:0.75%, Co:0.87%, S:0.0:2%, P ^ 0.02%，稀土金属:0.12%，余量为 Fe ；稀土金属的化学成分质量百分比为:铺:8*%，谱:6*%，钦:15*%，礼:5*%，摘:2*%，铕:3%，铽:9%，钦:5%，余量为镧。前述的耐腐蚀汽轮机叶片，其化学成分的质量百分比为:C:0.30%, S1:0.13%,Mn:0.73 %, N1:0.60 %, Cr:9.5 %, V:0.17%, Nb:0.17%, Cu:0.06 %, Al:0.21 %, T1:0.15%, Sb:0.76%, Co:0.88%, S:0.0:25%, P:0.015%，稀土金属:0.11%，余量为 Fe ；稀土金属的化学成分质量百分比为:铺:9*%，谱:7*%，钦:13*%，礼:6*%，摘:3*%，铕:2%，铽:10%，钦:4%，余量为镧。前述的耐腐蚀汽轮机叶片的生产工艺，其中:热锻后温度为793°C，保温17分钟，然后通过退火工序冷却至室温；去应力热处理工序:采用分段加热，第一段加热温度为611°C，到温后保温35min，第二段加热温度为573°C，到温后保温19min，然后空冷至室温；调质热处理工序:采用一次正火+两次回火，第一次回火温度大于第二次回火温度；正火:正式火温度733°C，到温后保温Ilmin ;第一次回火:采用分段加热，第一段加热温度为876°C，到温后保温6min，第二段加热温度为776°C，到温后保温14min，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐腐蚀汽轮机叶片，其特征在于：其化学成分的质量百分比为：C：0.29‑0.31%，Si：0.11‑0.13%，Mn：0.69‑0.73%，Ni：0.60‑0.62%，Cr:9.5‑9.7%，V：0.15‑0.17%，Nb：0.16‑0.18%，Cu:0.05‑0.07%，Al:0.21‑0.23%，Ti：0.13‑0.15%，Sb：0.75‑0.77%，Co：0.82‑0.88%，S≤0.03%，P≤0.02%，稀土金属：0.09‑0.12%，余量为Fe；所述稀土金属的化学成分质量百分比为：铈：7‑9%，镨：6‑8%，钕：13‑15%，钆：5‑7%，镝：2‑4%，铕：1‑3%，铽：9‑11%，钬：4‑6%，余量为镧。

【技术特征摘要】
1.一种耐腐蚀汽轮机叶片，其特征在于:其化学成分的质量百分比为:c:0.29-0.31%，S1:0.11-0.13%, Mn:0.69-0.73%, N1:0.60-0.62%, Cr:9.5-9.7%, V:0.15-0.17%, Nb:0.16-0.18%, Cu:0.05-0.07%, Al:0.21-0.23%, T1:0.13-0.15%, Sb:0.75-0.77%, Co:0.82-0.88%, S ≤ 0.03%, P ≤ 0.02%，稀土金属:0.09-0.12%，余量为 Fe ； 所述稀土金属的化学成分质量百分比为:铈:7-9%，镨:6-8%，钕:13-15%，钆:5_7%，镝:2-4%，铕:1-3%，铽:9-11%,:4-6%，余量为镧。2.根据权利要求1中所述的耐腐蚀汽轮机叶片，其特征在于:其化学成分的质量百分比为:C:0.31%, S1:0.11%, Mn:0.69%, N1:0.61%, Cr:96%, V:0.15%, Nb:0.16%, Cu:0.07%,Al:0.22%, T1:0.13%, Sb:0.77%, Co:0.82%, S:0.03%, P::0.01%，稀土金属:0.09%，余量为Fe ； 所述稀土金属的化学成分质量百分比为:铈:7%，镨:8%，钕:14%，钆:7%，镝:4%，铕:1%，铽:11%，钦:6%，余量为镧。3.根据权利要求1中所述的耐腐蚀汽轮机叶片，其特征在于:其化学成分的质量百分比为:C:0.29%, S1:0.12%, Mn:0.72%, N1:0.62%, Cr:9.7%, V:0.16%, Nb:0.18%, Cu:0.05%,Al: 0.23%, T1:0.14%, Sb:0.75%, Co:0.87%, S:0.0:2%，P ( 0.02%，稀土金属:0.12%，余量为Fe ； 所述稀土金属的化学成分质量百分比为:铈:8%，镨:6%，钕:15%，钆:5%，镝:2%，铕:3%，铽:9%，钦:5%，余量为镧。4.根据权利要求1中所述的耐腐蚀汽轮机叶片，其特征在于:其化学成分的质量百分比为:C:0.30%, S1:0.13%, Mn:0.73%, N1:0.60%, Cr:9.5%, V:0.17%, Nb:0.17%, Cu:0.06%,Al:0.21%, T1:0.15%, Sb:0.76%, Co:0.88%, S:0.0:25%，P:0.015%，稀土金属:0.11%，余量为Fe ； 所述稀土金属的化学成分质量百分比为:铈:9%，镨:7%，钕:13%，钆:6%，镝:3%，铕:2%，铽:10%,钦-A0Z0,余量为镧。5.根据权利要求1中所述的耐腐蚀汽轮机叶片的生产工艺，按以下工序进行:热锻一退火一叶片机械加工一去应力热处理一调质热处理一表面强化热处理一理化检验一超声波探伤一清洁包装；其特征在于: 所述热锻后温度为791-794?，保温15-17分钟，然后通过所述退火工序冷却至室温； 所述去应力热处理工序:采用分段加热，第一段加热温度为611-613?，到温后保温35-39min，第二段加热温度为571_574°C，到温后保温18_20min，然后空冷至室温； 所述调质热处理工序:采用一次正火+两次回火，第一次回火温度大于第二次回火温度；正火:正式火温度733-735°C，到温后保温9-1 Imin ;第一次回火:采用分段加热，第一段加热温度为876-878°C，到温后保温6-8min，第二段加热温度为774-776°C，到温后保温14-16min，然后空冷至室温后进行第二次正火；第二次回火:采用分段加热，第一段加热温度为752-754°C加热，到温后保温18-20min，第二段加热温度为615_6...

【专利技术属性】
技术研发人员：王河平，孙彦颖，李志伟，周启东，刘达，宗国翼，
申请(专利权)人：南京赛达机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32