汽轮机叶片及其强化方法技术

本发明专利技术涉及发电设备加工领域，公开了一种汽轮机叶片及其强化方法，其方法包括：通过能谱仪检测汽轮机叶片的元素成分；若元素成分中若干指定元素的含量处于预设含量范围内，判定汽轮机叶片可用，并对汽轮机叶片的强化区域进行表面预处理；根据预设淬火条件对强化区域进行激光淬火处理；根据预设时效条件对已完成强化区域激光淬火处理的汽轮机叶片进行时效处理。本发明专利技术通过马氏体强化和第二相强化的复合，增强了汽轮机叶片强化区域的表面强度。增强了汽轮机叶片强化区域的表面强度。增强了汽轮机叶片强化区域的表面强度。

【技术实现步骤摘要】
汽轮机叶片及其强化方法


[0001]本专利技术涉及发电设备加工领域，尤其涉及一种汽轮机叶片及其强化方法。

技术介绍

[0002]汽轮机叶片是汽轮机重要的工作部件，叶片进气端处于高压工作段，受湿蒸汽腐蚀和冲刷，而叶片末端受最大的周期性应力，易发生水蚀疲劳磨损，甚至断裂，导致汽轮机组发生强烈振动。因而需要对汽轮机叶片进行淬火强化。
[0003]现有的汽轮机叶片淬火强化，主要采用感应淬火和叶片末端堆焊司太立合金，叶片形变大，需要二次加工整形，加工效率低，加工成本高昂。因而，需要寻找一种新的汽轮机叶片强化方法，以较低的加工成本，较高的加工效率完成汽轮机叶片的强化。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种汽轮机叶片及其强化方法，以提高汽轮机叶片的加工效率，降低汽轮机叶片的加工成本。
[0005]一种汽轮机叶片强化方法，包括：
[0006]通过能谱仪检测汽轮机叶片的元素成分；
[0007]若所述元素成分中若干指定元素的含量处于预设含量范围内，判定所述汽轮机叶片可用，并对所述汽轮机叶片的强化区域进行表面预处理；
[0008]根据预设淬火条件对所述强化区域进行激光淬火处理；
[0009]根据预设时效条件对已完成强化区域激光淬火处理的所述汽轮机叶片进行时效处理。
[0010]可选的，所述根据预设时效条件对已完成强化区域激光淬火处理的所述汽轮机叶片进行时效处理之后，还包括：
[0011]检测所述强化区域的强化效果；
[0012]若所述强化效果满足预设效果要求，则判定所述汽轮机叶片的强化质量合格。
[0013]可选的，所述指定元素包括碳、铬和铜；
[0014]其中，碳的预设含量范围为：0.053wt％～0.07wt％；
[0015]铬的预设含量范围为：6wt％～17wt％；
[0016]铜的预设含量范围为：3.1wt％～3.5wt％。
[0017]可选的，所述对所述汽轮机叶片的强化区域进行表面预处理，包括：
[0018]对所述强化区域进行打磨，再用溶剂清洗所述强化区域。
[0019]可选的，所述若所述元素成分中若干指定元素的含量处于预设含量范围内，判定所述汽轮机叶片可用，并对所述汽轮机叶片的强化区域进行表面预处理之前，还包括：
[0020]接收区域设置指令，根据所述区域设置指令设置所述强化区域，所述强化区域的宽度为100mm～200mm。
[0021]可选的，所述预设淬火条件包括：
[0022]用于淬火处理的激光光斑为能量均匀度大于预设均匀度阈值的矩形光斑；
[0023]淬火温度范围为1050℃～1150℃；
[0024]淬火速度为3mm/s～6mm/s。
[0025]可选的，所述根据预设淬火条件对所述强化区域进行激光淬火处理，包括：
[0026]通过测温计获取强化区域的温度；
[0027]根据所述温度调节所述激光器的输出功率，以使所述强化区域处于预设温控范围。
[0028]可选的，所述预设时效条件包括：
[0029]时效温度为470℃～500℃；
[0030]保温时间为1.8h～2.1h。
[0031]可选的，所述根据预设淬火条件对所述强化区域进行激光淬火处理，包括：
[0032]通过激光器对所述强化区域进行激光淬火处理，所述激光器包括光纤激光器或光纤耦合输出半导体激光器，所述激光器的输出功率为2000W～6000W。
[0033]一种汽轮机叶片，经过上述任意一种汽轮机叶片强化方法强化处理；
[0034]所述汽轮机叶片的材料为17
‑
4PH马氏体沉淀强化型不锈钢；
[0035]所述汽轮机叶片的强化区域的表面性能包括：
[0036]硬度为480HV～510HV；
[0037]淬火深度为1.2mm～1.5mm；
[0038]变形量小于30微米。
[0039]上述汽轮机叶片及其强化方法，通过能谱仪检测汽轮机叶片的元素成分，以确定汽轮机叶片的材料是否适用强化。若所述元素成分中若干指定元素的含量处于预设含量范围内，判定所述汽轮机叶片可用，并对所述汽轮机叶片的强化区域进行表面预处理，以减少激光的反射，减少杂质的干扰。根据预设淬火条件对所述强化区域进行激光淬火处理，以实现对强化区域进行马氏体强化。根据预设时效条件对已完成强化区域激光淬火处理的所述汽轮机叶片进行时效处理，以实现对强化区域进行第二相强化。本专利技术通过马氏体强化和第二相强化的复合，增强了汽轮机叶片强化区域的表面强度。
附图说明
[0040]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0041]图1是本专利技术一实施例中汽轮机叶片强化方法的一流程示意图。
具体实施方式
[0042]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0043]在一实施例中，如图1所示，提供一种汽轮机叶片强化方法，包括如下步骤：
[0044]S10、通过能谱仪检测汽轮机叶片的元素成分。
[0045]可理解地，能谱仪(EDS，Energy Dispersive Spectrometer)是一种用来分析材料微区成分元素种类与含量的仪器。通过能谱仪可以检测出汽轮机叶片的元素成分。在一示例中，汽轮机叶片的元素成分(质量分数)包括：
[0046]C：0.053wt％～0.07wt％；
[0047]Mn：0.62wt％～0.8wt％；
[0048]Si：0.57wt％～0.65wt％；
[0049]Ni：4.5wt％～5wt％；
[0050]Cr：16wt％～17wt％；
[0051]Cu：3.1wt％～3.5wt％；
[0052]P：小于0.02wt％；
[0053]S：小于0.02wt％；
[0054]余量为Fe。
[0055]S20、若所述元素成分中若干指定元素的含量处于预设含量范围内，判定所述汽轮机叶片可用，并对所述汽轮机叶片的强化区域进行表面预处理。
[0056]可理解地，可以根据汽轮机叶片所用材料的强化特性确定指定元素。在一示例中，指定元素包括碳、铬和铜。每一种指定元素对应一个预设含量范围。
[0057]仅当若干指定元素的含量处于预设含量范围内时，步骤S30和步骤S40的强化措施(淬火及时效处理)可使指定元素处于形成特定的晶格结构，实现汽轮机叶片的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽轮机叶片强化方法，其特征在于，包括：通过能谱仪检测汽轮机叶片的元素成分；若所述元素成分中若干指定元素的含量处于预设含量范围内，判定所述汽轮机叶片可用，并对所述汽轮机叶片的强化区域进行表面预处理；根据预设淬火条件对所述强化区域进行激光淬火处理；根据预设时效条件对已完成强化区域激光淬火处理的所述汽轮机叶片进行时效处理。2.如权利要求1所述的汽轮机叶片强化方法，其特征在于，所述根据预设时效条件对已完成强化区域激光淬火处理的所述汽轮机叶片进行时效处理之后，还包括：检测所述强化区域的强化效果；若所述强化效果满足预设效果要求，则判定所述汽轮机叶片的强化质量合格。3.如权利要求1所述的汽轮机叶片强化方法，其特征在于，所述指定元素包括碳、铬和铜；其中，碳的预设含量范围为：0.053wt％～0.07wt％；铬的预设含量范围为：6wt％～17wt％；铜的预设含量范围为：3.1wt％～3.5wt％。4.如权利要求1所述的汽轮机叶片强化方法，其特征在于，所述对所述汽轮机叶片的强化区域进行表面预处理，包括：对所述强化区域进行打磨，再用溶剂清洗所述强化区域。5.如权利要求1所述的汽轮机叶片强化方法，其特征在于，所述若所述元素成分中若干指定元素的含量处于预设含量范围内，判定所述汽轮机叶片可用，并对所述汽轮机叶片的强化区域进行表面预处理之前，还包括：接收区域设置指令，根据所述区域设置指令设置所述强化...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜瑞峰，麻明章，李磊，陈根余，陈焱，高云峰，
申请(专利权)人：大族激光智能装备集团有限公司，
类型：发明
国别省市：