一种超超临界火电汽轮机机组用耐热合金制造技术

一种超超临界火电汽轮机机组用耐热合金，属于耐热合金技术领域。化学成分重量百分含量为：C：0.005～0.1％，Ni：30～40％，Cr：15～25％，Al+Ti：1.0～5.0％，Nb：0.01～2.0％，V：0.001～0.2％，B：0.001～0.004％，Ce：0.001～0.02％，Cu：0.01～1％，Si：0.01～0.3％，Mn：0.001～0.05％，S：0.01％max，P：0.01％max，余量：Fe：。可用于650℃～700℃参数高温燃气或蒸汽腐蚀环境中长期服役的耐热部件。而且成本较镍基合金明显降低。

【技术实现步骤摘要】
一种超超临界火电汽轮机机组用耐热合金
本专利技术属于耐热合金
，特别是提供了一种超超临界火电汽轮机机组用耐热合金，制备工作在650°c~700°C参数高温燃气或蒸汽腐蚀环境中的超超临界火电汽轮机机组部件。
技术介绍
未来10年我国电源结构仍将以燃煤发电为主，预计到2025年，火电机组在我国电源结构中比重仍将高达60%~70%。提高火电机组蒸汽参数可显著提高燃煤利用率、降低能源消耗和减少CO2等有害气体的排放，是火电厂的发展方向。传统用的12% Cr耐热钢具有较高耐蚀性能和热强性能，可满足600°C的USC机组的使用要求，但蒸汽参数提高到6500C以及700°C以上时，传统的马氏体耐热钢以及奥氏体耐热钢已不能满足使用要求，而且由于高热膨胀系数会导致低热疲劳性能，应考虑选用高温合金。目前在650°C机组中，高温零部件主要使用的是Nimonic80A等镍基合金，镍基合金具有高温强度高、持久性能好等特点，但镍基合金成本较高。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供了一种超超临界火电汽轮机机组用耐热合金，低成本的节Ni型Fe-Ni基合金G110，可用于650°C~700°C参数高温燃气或蒸汽腐蚀环境中长期服役的耐热部件。本专利技术的化学成分重量百分含量为:C:0.005~0.1%，N1:30~40%，Cr: 15~25%,A1+Ti:1.0 ~5.0%,Nb:0.01 ~2.0%, V:0.001 ~0.2%, B:0.001 ~0.004%, Ce:0.001 ~0.02%, Cu:0.01 ~1%，Si:0.01 ~0.3%, Mn:0.001 ~0.05%, S:0.01% max,P:0.01 % max,余量:Fe:。该合金为奥氏体耐热合金，强化方式主要有固溶强化、沉淀强化和晶界强化。添加较高的Cr元素，Cr溶入基体中能引起基体晶格畸变，产生弹性应力场强化，起固溶强化作用。但Cr元素的主要作用是能形成Cr2O3型氧化膜，使高温合金具有良好的抗氧化性和抗腐蚀性能。用固溶强化手段来设置位错运动障碍是不够稳定的，为了有效阻碍位错运动，要利用稳定的第二相沉淀强化作用。合金的主要沉淀强化相是面心立方晶格的A3B(Ni3Al)型化合物Y'相，主要合金元素是Ti和Al，化学式是Ni3(AUTi)，高温抗蠕变性能好。Y '相的数量是获得强化效果的基本条件，同时Y'相的大小也是一个非常重要的参量。合金中添加了少量的Nb，能使Y'相数量增多，尺寸增大，有序度增加，增强Y '相的强化作用。如果Nb含量的进一步提高，能生成Y -NixNb强化相，如GH4169，GH2706，IN718合金等。 高温变形时晶界表现为薄弱环节，存在各种晶体缺陷，由于晶界结构域晶内不同，一些杂质元素很容易在晶界发生偏析。偏析于晶界的杂质元素可以分为有害杂质和有益元素两类。其中，有益元素主要包括稀土元素Ce、B、Ba、Mg、Zr等。B、Zr主要存在于晶界上，其作用可以认为是改善晶界形态，一种理论认为，B、Zr在晶界的偏析及晶界析出使晶界胞状M23C6、大块MC或MC薄片或薄膜不易析出，改善了晶界，延缓晶界裂纹的发生；同时推迟合金在蠕变应力作用下载垂直应力方向上出现Y ^贫化区及蠕变裂纹，从而提高了蠕变强度。微量的稀土元素Ce对第二相具有粒化、球化和细化的作用，同时Ce的变质杂质以及净化晶界的作用可提高合金的高温强度、塑韧性以及耐蚀性能。经相关实验研究表明，该合金可以满足650~700°C参数的火电汽轮机组用材的现有技术的使用要求，而且成本较镍基合金明显降低。【附图说明】图1本专利技术实施例3中2#试验料的650°C持久蠕变性能图。【具体实施方式】实施实例1:[0011 ] 按上述合金范围冶炼了 5炉试验料，Ni含量依次为32 %、34 %、36 %、38 %和40 %，其它合金元素含量差别不大，化学成分见表1。经相同热处理工艺后，进行了对各试验料的室、高温力学性能进行测试。室温力学性能见表2，可见各试验料具有较好的室温强度、塑性和韧性，室温综合力学性能优良。表1本专利技术实施例1用化学成分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超超临界火电汽轮机机组用耐热合金，其特征在于，化学成分重量百分含量为：C：0.005～0.1％，Ni：30～40％，Cr：15～25％，Al+Ti：1.0～5.0％，Nb：0.01～2.0％，V：0.001～0.2％，B：0.001～0.004％，Ce：0.001～0.02％，Cu：0.01～1％，Si：0.01～0.3％，Mn：0.001～0.05％，S：0.01％max，P：0.01％max，余量：Fe：；用于650℃～700℃参数高温燃气或蒸汽腐蚀环境中长期服役的耐热部件。

【技术特征摘要】
1.一种超超临界火电汽轮机机组用耐热合金，其特征在于，化学成分重量百分含量为:C:0.005 ~0.l%,Ni:30 ~40%，Cr:15 ~25%，A1+T1:1.0 ~5.0%,Nb:0.01 ~2.0%,V:0.001 ~0.2%，B:0.001 ~0.004%...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨钢，王鲁，刘正东，刘庆，王立民，包汉生，赵吉庆，何西扣，
申请(专利权)人：钢铁研究总院，
类型：发明
国别省市：北京;11