一種可提高沖擊韌度的汽輪機(jī)葉片及其生產(chǎn)工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種可提高沖擊韌度的汽輪機(jī)葉片，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：C：0.13-0.15%，Si：0.8-0.9%，Mn：0.5-0.8%，Cr：14-16%，Ni：0.1-0.3%，Cu：1.3-1.5%，Mo：0.6-1.1%，W：0.1-0.15%，V：0.36-0.45%，Nb：0.5-0.8%，Al:0.28-0.30%，Ti：0.16-0.18%，B：0.08-0.10%，Na：0.45-0.48%，S≤0.02%，P≤0.03%，稀土金屬：0.3-0.6%，余量為Fe；本發(fā)明還提供可提高沖擊韌度的汽輪機(jī)葉片的生產(chǎn)工藝，本發(fā)明可大幅度提高葉片的沖擊韌度，提高葉片的使用壽命。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種汽輪機(jī)葉片及其生產(chǎn)工藝，具體的說是一種可提高沖擊韌度的汽 輪機(jī)葉片及其生產(chǎn)工藝。 一種可提高沖擊韌度的汽輪機(jī)葉片及其生產(chǎn)工藝

【背景技術(shù)】
[0002] 汽輪機(jī)是將蒸汽的能量轉(zhuǎn)換成為機(jī)械功的旋轉(zhuǎn)式動力機(jī)械，又稱蒸汽透平。主要 用作發(fā)電用的原動機(jī)，也可直接驅(qū)動各種泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和船舶螺旋槳等，還可以利用汽 輪機(jī)的排汽或中間抽汽滿足生產(chǎn)和生活上的供熱需要。汽輪機(jī)主要應(yīng)用于電力工業(yè)、船舶 工業(yè)、水泥、化工、石油、冶金、重型機(jī)械等領(lǐng)域。
[0003] 汽輪機(jī)是一種旋轉(zhuǎn)式的流體動力機(jī)械，它直接起著將蒸汽或燃?xì)獾臒崮苻D(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī) 械能的作用，而葉片是汽輪機(jī)的"心臟"，是汽輪機(jī)中極為主要的零件。葉片一般都處在高 溫，高壓和腐蝕的介質(zhì)下工作，動葉片還以很高的速度轉(zhuǎn)動。在大型汽輪機(jī)中，葉片頂端的 線速度已超過600m/s，因此葉片還要承受很大的離心應(yīng)力。具體為：(-)葉片是汽輪機(jī)中將 汽流的動能轉(zhuǎn)換為有用功的重要部件，其工作環(huán)境極其惡劣，且每一級葉片的工作條件均 不相同。初始幾級動葉片除在高溫過熱蒸汽中工作外同時(shí)還承受著最大的靜應(yīng)力、動應(yīng)力 及交變應(yīng)力的作用，一般發(fā)生高溫氧化腐蝕、磨蝕和高溫蠕變破壞。隨著過熱蒸汽的膨脹 作功，蒸汽溫度逐漸降低，最后幾級葉片雖然工作溫度較低（60°C-11(TC)，但葉片卻承 受蒸汽中夾雜的水滴的沖刷，造成水沖蝕。另外，運(yùn)行過程中沉積在葉片上可溶性鹽垢 (如鈉鹽）吸收蒸汽由于溫度降低冷凝出來的水份形成腐蝕性電解液覆在葉片表面，造成 電化學(xué)腐蝕與此同時(shí)，由于末級葉片尺寸較大，在高速旋轉(zhuǎn)中（約3000r/min)產(chǎn)生很大 的離心力，另外葉片還受蒸汽不穩(wěn)定的周期性擾動力作用產(chǎn)生振動。末級葉片在離心力， 葉片振動以及水沖刷的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下，加上工作于具有腐蝕性的環(huán)境下，往往產(chǎn)生應(yīng)力 腐蝕，腐蝕疲勞，疲勞等破壞。實(shí)際失效的葉片常常是上述多種破壞方式復(fù)合的結(jié)果。（二） 每一級葉片的工作溫度都不相同。并且工作在高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速或濕蒸汽區(qū)等惡劣環(huán)境 中，經(jīng)受著離心力、蒸汽力、蒸汽激振力、腐蝕和振動以及濕蒸汽區(qū)高速水滴沖蝕的共同作 用。曰按照葉片的工作條件可分為動葉和靜葉兩種。汽輪機(jī)葉片，特別是動葉片所處的工 作條件是極其惡劣的。主要表現(xiàn)在每一級葉片的工作溫度都不相同。第一級葉片所處的溫 度最高，接近于進(jìn)口蒸汽溫度，隨后由于蒸汽逐級作功，溫度逐級降低，直到末級葉片將 降到KKTC以下。另外葉片是在運(yùn)動著的水蒸汽介質(zhì)中工作，其中多數(shù)是在過熱蒸汽中工 作而末級葉片是在潮濕蒸汽中工作，過熱蒸汽中含有氧會造成高溫氧化腐蝕，使葉片的疲 勞強(qiáng)度降低。在濕蒸汽區(qū)可溶性鹽垢吸收水珠成為電解液造成電化學(xué)腐蝕，此外濕蒸汽區(qū) 的游離水分子由于過冷凝結(jié)成水滴，沖擊動葉進(jìn)汽側(cè)背弧面造成水沖蝕。汽輪機(jī)工作過程 中，動葉片還承受著最大的靜應(yīng)力、動應(yīng)力及交變應(yīng)力。主要表現(xiàn)在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)作用在葉 片上的離心力所引起的拉應(yīng)力，汽流的作用產(chǎn)生彎曲應(yīng)力和扭力以及葉片受激振力的作 用產(chǎn)生強(qiáng)迫振動的交變應(yīng)力，所有這些惡劣的工作環(huán)境，都將促使葉片失效斷裂，個別葉 片斷裂后，其碎片可將相鄰或下一級的葉片打壞，使轉(zhuǎn)子失去平衡而無法工作。
[0004] 葉片不僅數(shù)量多，而且形狀復(fù)雜，加工要求嚴(yán)格。葉片的加工工作量很大，約占汽 輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)總加工量的四分之一到三分之一。葉片的加工質(zhì)量直接影響到機(jī)組的運(yùn)行 效率和可靠行，而葉片的質(zhì)量和壽命與葉片的加工方式有著密切的關(guān)系。所以，葉片的加工 方式對汽輪機(jī)的工作質(zhì)量及生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性有很大的影響。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，葉片的加工 手段也是日新月異，先進(jìn)的加工技術(shù)正在廣泛采用。要滿足不斷提高的使用性能需求僅僅 依靠新型葉片材料的應(yīng)用仍然很難滿足，必須將各種熱處理技術(shù)應(yīng)用到汽輪機(jī)葉片的制造 當(dāng)中才能達(dá)到對葉片具高效率、高精度和高壽命的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：如何使使葉片的合金元素偏析現(xiàn)象明顯減弱，大 幅度提1?葉片的沖擊初度；如何使機(jī)械加工后葉片的內(nèi)應(yīng)力完全釋放，避免后序1?溫調(diào)質(zhì) 熱處理廣生變形或裂紋，從而提商其耐商溫和耐商壓性能；從而提商葉片的使用壽命。
[0006] 本發(fā)明解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案是： 一種可提高沖擊韌度的汽輪機(jī)葉片，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：C:0. 13-0. 15%， Si ：0. 8-0. 9%, Μη ：0. 5-0. 8%, Cr ： 14-16%, Ni ：0. l-〇. 3%, Cu ：1. 3-1. 5%, Mo ：0. 6-1. 1%, ff ： 0. 1-0. 15%, V ：0. 36-0. 45%, Nb ：0. 5-0. 8%,A1:0. 28-0. 30%, Ti ：0. 16-0. 18%, B ：0. 08-0. 10%, Na :0· 45-0. 48%，S 彡 0· 02%，P 彡 0· 03%，稀土金屬：0· 3-0. 6%，余量為 Fe ; 稀土金屬的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：Ce :8-10%，Pr : 10-12%，Nd :7-9%，Pm :3-5%，Gd : 6-9%，Lu :6-8%，Dy :10-12%，Eu :3-5%，Tb :10-12%，Ho :1· 5-2. 5%，Er :2· 5-3. 5%，余量為 La。
[0007] 上述可提高沖擊韌度的汽輪機(jī)葉片的生產(chǎn)工藝，按以下工序進(jìn)行：熱鍛一退火一 回火一葉片機(jī)械加工一調(diào)質(zhì)熱處理一冷卻一表面強(qiáng)化熱處理一超聲波探傷一清潔包裝；其 中： 退火工序：熱鍛后，加溫至800-82(TC保溫15-20分鐘，然后爐冷至300-320°C后保溫 10-15分鐘，最后冷卻至室溫； 回火工序：回火溫度720-730°C，到溫后保溫12-15min，然后空冷至室溫； 調(diào)質(zhì)熱處理工序：采用一次正火+兩次回火，先正火：溫度在730-735°C，到溫后保溫 6-8min ;再第一次回火：加熱溫度為880-890°C，到溫后保溫10_12min，然后空冷至室溫后 進(jìn)行第二次正火；加熱溫度為900-920°C，到溫后保溫20-30min，然后進(jìn)入冷卻工序； 冷卻工序：采用水冷與空冷結(jié)合，先采用水冷以l〇_12°C /s的冷卻速率將葉片水冷至 450-460°C，然后空冷至350-380°C，再采用水冷以1_3°C /s的冷卻速率將葉片水冷至室 溫； 表面強(qiáng)化熱處理工序：熱處理溫度l〇〇〇-l〇5(TC，到溫后保溫10-18分鐘，然后采用水 冷以1-3°C /s的冷卻速率將葉片水冷至室溫。
[0008] 本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是： 前述的可提高沖擊韌度的汽輪機(jī)葉片及其生產(chǎn)工藝，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：C : 0. 13%, Si ：0. 8%, Μη ：0. 5%, Cr ：14°/〇, Ni ：0. 1%, Cu ：1. 3%, Mo ：0. 6%, ff ：0. 1%, V ：0. 36%, Nb ： 0· 5%，A1:0. 28%，Ti :0· 16%，B :0· 08%，Na :0· 45%，S :0· 02%，P :0· 03%，稀土金屬：0· 3%，余量 為Fe ; 稀土金屬的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：Ce :8%，Pr :10%，Nd :7%，Pm :3%，Gd :6%，Lu :6%，Dy : 10%，Eu :3%，Tb :10%，Ho :1. 5%，Er :2. 5%，余量為 La。
[0009] 前述的可提高沖擊韌度的汽輪機(jī)葉片，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：C :0. 15%， Si ：0. 9%, Μη ：0. 8%, Cr ：16°/〇, Ni ：0. 3%, Cu ：1. 5%, Mo ：1. 1%, ff ：0. 15%, V ：0. 45%, Nb ：0. 8%, A1 ： 0· 30%，Ti :0· 18%，B :0· 10%，Na :0· 48%，S :0· 01%，P :0· 02%，稀土金屬：0· 6%，余量為 Fe ; 稀土金屬的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：Ce :10%，Pr :12%，Nd :9%，Pm :5%，Gd :9%，Lu :8%， Dy :12%，Eu :5%，Tb :12%，Ho :2. 5%，Er :3. 5%，余量為 La。
[0010] 前述的可提高沖擊韌度汽輪機(jī)葉片，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：c :0. 14%，Si : 0. 85%, Μη ：0. 6%, Cr ：15°/〇, Ni ：0. 2%, Cu ：1. 4%, Mo ：0. 68%, ff ：0. 12%, V ：0. 38%, Nb ：0. 6%, A1:0. 29%，Ti :0· 17%，B :0· 09%，Na :0· 46%，S :0· 008%，P :0· 01%，稀土金屬：0· 5%，余量為 Fe ; 稀土金屬的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：Ce :9%，Pr :11%，Nd :8%，Pm :4%，Gd :8%，Lu :7%，Dy : 11%，Eu :4%，Tb :11%，Ho :2%，Er :2. 8%，余量為 La。 toon] 前述的可提高沖擊韌度的汽輪機(jī)葉片的生產(chǎn)工藝，其中：退火工序：熱鍛后，加溫 至80(TC保溫15分鐘，然后爐冷至30(TC后保溫10分鐘，最后冷卻至室溫； 回火工序：回火溫度720°C，到溫后保溫12min，然后空冷至室溫； 調(diào)質(zhì)熱處理工序：采用一次正火+兩次回火，先正火：溫度在730°C，到溫后保溫6min ; 再第一次回火：加熱溫度為880°C，到溫后保溫10min，然后空冷至室溫后進(jìn)行第二次正火； 加熱溫度為900°C，到溫后保溫20min，然后進(jìn)入冷卻工序； 冷卻工序：采用水冷與空冷結(jié)合，先采用水冷以l〇°C /s的冷卻速率將葉片水冷至 450°C，然后空冷至350°C，再采用水冷以1°C /s的冷卻速率將葉片水冷至室溫； 表面強(qiáng)化熱處理工序：熱處理溫度l〇〇〇°C，到溫后保溫10分鐘，然后采用水冷以1°C / s的冷卻速率將葉片水冷至室溫。
[0012] 前述的可提高沖擊韌度的汽輪機(jī)葉片的生產(chǎn)工藝，其中：退火工序：熱鍛后，加溫 至820°C保溫20分鐘，然后爐冷至320°C后保溫15分鐘，最后冷卻至室溫； 回火工序：回火溫度730°C，到溫后保溫15min，然后空冷至室溫； 調(diào)質(zhì)熱處理工序：采用一次正火+兩次回火，先正火：溫度在735°C，到溫后保溫8min ; 再第一次回火：加熱溫度為890°C，到溫后保溫12min，然后空冷至室溫后進(jìn)行第二次正火； 加熱溫度為920°C，到溫后保溫30min，然后進(jìn)入冷卻工序； 冷卻工序：采用水冷與空冷結(jié)合，先采用水冷以12°C /s的冷卻速率將葉片水冷至 460°C，然后空冷至380°C，再采用水冷以3°C /s的冷卻速率將葉片水冷至室溫； 表面強(qiáng)化熱處理工序：熱處理溫度1050°C，到溫后保溫18分鐘，然后采用水冷以:TC / s的冷卻速率將葉片水冷至室溫。
[0013] 前述的可提高沖擊韌度的汽輪機(jī)葉片的生產(chǎn)工藝，其中：退火工序：熱鍛后，加溫 至810°C保溫18分鐘，然后爐冷至310°C后保溫12分鐘，最后冷卻至室溫； 回火工序：回火溫度725°C，到溫后保溫14min，然后空冷至室溫； 調(diào)質(zhì)熱處理工序：采用一次正火+兩次回火，先正火：溫度在733°C，到溫后保溫7min ; 再第一次回火：加熱溫度為888°C，到溫后保溫llmin，然后空冷至室溫后進(jìn)行第二次正火； 加熱溫度為910°C，到溫后保溫25min，然后進(jìn)入冷卻工序； 冷卻工序：采用水冷與空冷結(jié)合，先采用水冷以11°C /s的冷卻速率將葉片水冷至 455°C，然后空冷至360°C，再采用水冷以2°C /s的冷卻速率將葉片水冷至室溫； 表面強(qiáng)化熱處理工序：熱處理溫度1020°C，到溫后保溫15分鐘，然后采用水冷以2°C / s的冷卻速率將葉片水冷至室溫。
[0014] 以上工序中：鍛造、葉片機(jī)械加工、超聲波探傷和清潔包裝都使用現(xiàn)有常用工藝。
[0015] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是： 本發(fā)明的成分中由于Cr的含量較高，鉻元素會導(dǎo)致碳及合金元素的嚴(yán)重偏析，葉片會 出現(xiàn)共晶碳化物，從而降低葉片的沖擊韌度；本發(fā)明通過加入稀土金屬，可有效減弱葉片的 合金元素偏析現(xiàn)象，可大幅度提高葉片的沖擊韌度。
[0016] 本發(fā)明的退火工序在熱鍛后不立即冷卻，而是加溫至800-820°C保溫15-20分鐘， 然后爐冷至300-320°C后保溫10-15分鐘，最后冷卻至室溫；這樣使奧氏體在這個溫度下進(jìn) 行等溫轉(zhuǎn)變，形成珠光體，奧氏體能在較短時(shí)間內(nèi)完成球光體轉(zhuǎn)變，避免形成馬氏體，導(dǎo)致 鋼變硬，從而使葉片硬度達(dá)到280?300HB，不至于硬度過高或過低；另外，通過兩次保溫后 冷卻，等濁轉(zhuǎn)變形成的球光體組織比較均勻，避免形成不完全相同的組織，可防止葉片早期 脆性開裂，起到了意想不到的技術(shù)效果。
[0017] 本發(fā)明的葉片由于合金元素（比如鉻元素）的作用，碳及合金元素的嚴(yán)重偏析，葉 片會出現(xiàn)共晶碳化物，從而降低葉片的沖擊韌度；本發(fā)明通過加入稀土金屬，并通過回火及 溫度控制，從而使葉片的合金元素偏析現(xiàn)象明顯減弱，可大幅度提高葉片的沖擊韌度，提高 葉片的抗疲勞強(qiáng)度，從而提高葉片的使用壽命。
[0018] 本發(fā)明的葉片由于在機(jī)械加工過程中，由于刀具擠壓、切削熱等影響，使其內(nèi)部組 織發(fā)生不均勻的體積變化，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，內(nèi)應(yīng)力的存在，使內(nèi)部組織處于一種極不穩(wěn)定的狀 態(tài)，有著強(qiáng)烈恢復(fù)到無應(yīng)力狀態(tài)的傾向，在內(nèi)應(yīng)力不斷釋放的過程中，汽輪機(jī)葉片的形狀發(fā) 生改變，原有的加工精度逐漸喪失，對機(jī)械加工后內(nèi)應(yīng)力沒有完全釋放的汽輪機(jī)葉片在隨 后的淬火處理時(shí)會發(fā)生更大的變形或淬火裂紋；本發(fā)明在機(jī)械加工過程后進(jìn)行去應(yīng)力退火 處理，從而使機(jī)械加工后葉片的內(nèi)應(yīng)力完全釋放，避免后序高溫調(diào)質(zhì)熱處理產(chǎn)生變形或裂 紋。
[0019] 由于葉片工作區(qū)為濕蒸汽區(qū)，且含有大量水滴，在很高的輪周速度及離心力下 沖蝕葉片，使葉片頂部進(jìn)氣邊產(chǎn)生點(diǎn)蝕而失效，葉片抗水蝕能力的高低直接影響到汽輪 機(jī)的工作效率及安全運(yùn)行；本發(fā)明通過調(diào)質(zhì)熱處理工序配合冷卻工序，可使葉片表面產(chǎn)生 3-5mm厚回火馬氏體組織，有效提高的其抗水蝕能力；正火后回火進(jìn)一步減小表面和心部 的溫度之差，從而使表面至心部性能趨于一致；回火后冷卻，通過水冷與空冷結(jié)合的方法， 先以較快的冷卻速度水冷，然后進(jìn)行空冷，最后再通過較慢的水冷冷卻至室溫，不僅可提高 葉片的抗水蝕能力，而且可以使組織更為均勻穩(wěn)定，極少出現(xiàn)氣孔及沙眼，保證了葉片的抗 腐蝕性能，起到了意想不到的技術(shù)效果。
[0020] 本發(fā)明通過表面強(qiáng)化熱處理可以細(xì)化晶粒，同時(shí)提高葉片的韌性，可以減輕或消 除帶狀組織等缺陷，提高葉片整體沖擊性能，且通過冷卻速度的快慢控制，而且使葉片組織 更為均勻穩(wěn)定，極少出現(xiàn)氣孔及沙眼，且獲得較好的綜合力學(xué)性能和抗腐蝕性能。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 實(shí)施例1 本實(shí)施例提供一種可提高沖擊韌度的汽輪機(jī)葉片及其生產(chǎn)工藝，其化學(xué)成分的質(zhì)量百 分比為：C :0· 13%，Si :0· 8%，Μη :0· 5%，Cr :14%，Ni :0· 1%，Cu :1. 3%，Mo :0· 6%，W :0· 1%，V : 0· 36%，Nb :0· 5%，A1:0. 28%，Ti :0· 16%，B :0· 08%，Na :0· 45%，S :0· 02%，P :0· 03%，稀土金屬： 0. 3%，余量為Fe ; 稀土金屬的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：Ce :8%，Pr :10%，Nd :7%，Pm :3%，Gd :6%，Lu :6%，Dy : 10%，Eu :3%，Tb :10%，Ho :1. 5%，Er :2. 5%，余量為 La。
[0022] 本實(shí)施例的可提高沖擊韌度的汽輪機(jī)葉片的生產(chǎn)工藝，按以下工序進(jìn)行：熱鍛一 退火一回火一葉片機(jī)械加工一調(diào)質(zhì)熱處理一冷卻一表面強(qiáng)化熱處理一超聲波探傷一清潔 包裝；其中：退火工序：熱鍛后，加溫至80(TC保溫15分鐘，然后爐冷至30(TC后保溫10分 鐘，最后冷卻至室溫； 回火工序：回火溫度720°C，到溫后保溫12min，然后空冷至室溫； 調(diào)質(zhì)熱處理工序：采用一次正火+兩次回火，先正火：溫度在730°C，到溫后保溫6min ; 再第一次回火：加熱溫度為880°C，到溫后保溫lOmin，然后空冷至室溫后進(jìn)行第二次正火； 加熱溫度為900°C，到溫后保溫20min，然后進(jìn)入冷卻工序； 冷卻工序：采用水冷與空冷結(jié)合，先采用水冷以l〇°C /s的冷卻速率將葉片水冷至 450°C，然后空冷至350°C，再采用水冷以1°C /s的冷卻速率將葉片水冷至室溫； 表面強(qiáng)化熱處理工序：熱處理溫度l〇〇〇°C，到溫后保溫10分鐘，然后采用水冷以1°C / s的冷卻速率將葉片水冷至室溫。
[0023] 以上工序中：鍛造、葉片機(jī)械加工、超聲波探傷和清潔包裝都使用現(xiàn)有常用工藝。
[0024] 實(shí)施例2 本實(shí)施例提供一種可提高沖擊韌度的汽輪機(jī)葉片及其生產(chǎn)工藝，其化學(xué)成分的質(zhì)量百 分比為：C :0· 15%，Si :0· 9%，Μη :0· 8%，Cr :16%，Ni :0· 3%，Cu :1· 5%，Mo :1. 1%，W :0· 15%，V : 0· 45%，Nb :0· 8%，A1 :0· 30%，Ti :0· 18%，B :0· 10%，Na :0· 48%，S :0· 01%，P :0· 02%，稀土金屬： 0. 6%，余量為Fe ; 稀土金屬的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：Ce :10%，Pr :12%，Nd :9%，Pm :5%，Gd :9%，Lu :8%， Dy :12%，Eu :5%，Tb :12%，Ho :2. 5%，Er :3. 5%，余量為 La。
[0025] 本實(shí)施例的可提高沖擊韌度的汽輪機(jī)葉片的生產(chǎn)工藝，按以下工序進(jìn)行：熱鍛一 退火一回火一葉片機(jī)械加工一調(diào)質(zhì)熱處理一冷卻一表面強(qiáng)化熱處理一超聲波探傷一清潔 包裝；其中：退火工序：熱鍛后，加溫至820°C保溫20分鐘，然后爐冷至320°C后保溫15分 鐘，最后冷卻至室溫； 回火工序：回火溫度730°C，到溫后保溫15min，然后空冷至室溫； 調(diào)質(zhì)熱處理工序：采用一次正火+兩次回火，先正火：溫度在735°C，到溫后保溫8min ; 再第一次回火：加熱溫度為890°C，到溫后保溫12min，然后空冷至室溫后進(jìn)行第二次正火； 加熱溫度為920°C，到溫后保溫30min，然后進(jìn)入冷卻工序； 冷卻工序：采用水冷與空冷結(jié)合，先采用水冷以12°C /s的冷卻速率將葉片水冷至 460°C，然后空冷至380°C，再采用水冷以3°C /s的冷卻速率將葉片水冷至室溫； 表面強(qiáng)化熱處理工序：熱處理溫度1050°C，到溫后保溫18分鐘，然后采用水冷以:TC / s的冷卻速率將葉片水冷至室溫。
[0026] 以上工序中：鍛造、葉片機(jī)械加工、超聲波探傷和清潔包裝都使用現(xiàn)有常用工藝。
[0027] 實(shí)施例3
【權(quán)利要求】
1. 一種可提高沖擊韌度的汽輪機(jī)葉片，其特征在于：其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：c: 0. 13-0. 15%, Si ：0. 8-0. 9%, Μη ：0. 5-0. 8%, Cr ： 14-16%, Ni ：0. l-〇. 3%, Cu ：1. 3-1. 5%, Mo ： 0. 6-1. 1%,W ：0. 1-0. 15%,V ：0. 36-0. 45%, Nb ：0. 5-0. 8%,A1:0. 28-0. 30%, Ti ：0. 16-0. 18%, B ： 0· 08-0. 10%，Na :0· 45-0. 48%，S 彡 0· 02%，P 彡 0· 03%，稀土金屬：0· 3-0. 6%，余量為 Fe ; 所述稀土金屬的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：Ce :8-10%，Pr : 10-12%，Nd :7-9%，Pm :3-5%， Gd :6-9%，Lu :6-8%，Dy :10-12%，Eu :3-5%，Tb :10-12%，Ho :1· 5-2. 5%，Er :2· 5-3. 5%，余量為 L& 〇
2. 如權(quán)利要求1所述的可提高沖擊韌度的汽輪機(jī)葉片，其特征在于：其化學(xué)成分的質(zhì) 量百分比為：C :0· 13%，Si :0· 8%，Μη :0· 5%，Cr :14%，Ni :0· 1%，Cu :1· 3%，Mo :0· 6%，W :0· 1%， V :0· 36%，Nb :0· 5%，Α1:0· 28%，Ti :0· 16%，B :0· 08%，Na :0· 45%，S :0· 02%，P :0· 03%，稀土金 屬：0. 3%，余量為Fe ; 所述稀土金屬的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：Ce :8%，Pr :10%，Nd :7%，Pm :3%，Gd :6%，Lu : 6%，Dy :10%，Eu :3%，Tb :10%，Ho :1. 5%，Er :2. 5%，余量為 La。
3. 如權(quán)利要求1所述的可提高沖擊韌度的汽輪機(jī)葉片，其特征在于：其化學(xué)成分的質(zhì) 量百分比為：C :0· 15%，Si :0· 9%，Μη :0· 8%，Cr :16%，Ni :0· 3%，Cu :1· 5%，Mo :1. 1%，W :0· 15%， V :0· 45%，Nb :0· 8%，A1 :0· 30%，Ti :0· 18%，B :0· 10%，Na :0· 48%，S :0· 01%，P :0· 02%，稀土金 屬：0. 6%，余量為Fe ; 所述稀土金屬的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：Ce :10%，Pr :12%，Nd :9%，Pm :5%，Gd :9%，Lu : 8%，Dy :12%，Eu :5%，Tb :12%，Ho :2. 5%，Er :3. 5%，余量為 La。
4. 如權(quán)利要求1所述的可提高沖擊韌度汽輪機(jī)葉片，其特征在于：其化學(xué)成分的質(zhì)量 百分比為：C :0· 14%，Si :0· 85%，Μη :0· 6%，Cr :15%，Ni :0· 2%，Cu :1· 4%，Mo :0· 68%，W :0· 12%， V :0· 38%，Nb :0· 6%，A1: 0· 29%，Ti :0· 17%，B :0· 09%，Na :0· 46%，S :0· 008%，P :0· 01%，稀土金 屬：0. 5%，余量為Fe ; 所述稀土金屬的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：Ce :9%，Pr :11%，Nd :8%，Pm :4%，Gd :8%，Lu : 7%，Dy :11%，Eu :4%，Tb :11%，Ho :2%，Er :2. 8%，余量為 La。
5. 如權(quán)利要求1所述的可提高沖擊韌度的汽輪機(jī)葉片的生產(chǎn)工藝，按以下工序進(jìn)行： 熱鍛一退火一回火一葉片機(jī)械加工一調(diào)質(zhì)熱處理一冷卻一表面強(qiáng)化熱處理一超聲波探傷 -清潔包裝；其特征在于： 所述退火工序：熱鍛后，加溫至800-820°C保溫15-20分鐘，然后爐冷至300-320°C后保 溫10-15分鐘，最后冷卻至室溫； 所述回火工序：回火溫度720-730°C，到溫后保溫12-15min，然后空冷至室溫； 所述調(diào)質(zhì)熱處理工序：采用一次正火+兩次回火，先正火：溫度在730-735?，到溫后保 溫6-8min ;再第一次回火：加熱溫度為880-890°C，到溫后保溫10_12min，然后空冷至室溫 后進(jìn)行第二次正火；加熱溫度為900-920°C，到溫后保溫20-30min，然后進(jìn)入冷卻工序； 所述冷卻工序：采用水冷與空冷結(jié)合，先采用水冷以l〇_12°C /s的冷卻速率將葉片水 冷至450-460°C，然后空冷至350-380°C，再采用水冷以1_3°C /s的冷卻速率將葉片水冷至 室溫； 所述表面強(qiáng)化熱處理工序：熱處理溫度l〇〇〇-l〇5(TC，到溫后保溫10-18分鐘，然后采 用水冷以1-3°C /s的冷卻速率將葉片水冷至室溫。
6. 如權(quán)利要求5所述的可提高沖擊韌度的汽輪機(jī)葉片的生產(chǎn)工藝，其特征在于：所述 退火工序：熱鍛后，加溫至80(TC保溫15分鐘，然后爐冷至30(TC后保溫10分鐘，最后冷卻 至室溫； 所述回火工序：回火溫度720°C，到溫后保溫12min，然后空冷至室溫； 所述調(diào)質(zhì)熱處理工序：采用一次正火+兩次回火，先正火：溫度在730°C，到溫后保溫 6min ;再第一次回火：加熱溫度為880°C，到溫后保溫lOmin，然后空冷至室溫后進(jìn)行第二次 正火；加熱溫度為900°C，到溫后保溫20min，然后進(jìn)入冷卻工序； 所述冷卻工序：采用水冷與空冷結(jié)合，先采用水冷以l〇°C /s的冷卻速率將葉片水冷至 450°C，然后空冷至350°C，再采用水冷以1°C /s的冷卻速率將葉片水冷至室溫； 所述表面強(qiáng)化熱處理工序：熱處理溫度KKKTC，到溫后保溫10分鐘，然后采用水冷以 1°C /s的冷卻速率將葉片水冷至室溫。
7. 如權(quán)利要求5所述的可提高沖擊韌度的汽輪機(jī)葉片的生產(chǎn)工藝，其特征在于：所述 退火工序：熱鍛后，加溫至820°C保溫20分鐘，然后爐冷至320°C后保溫15分鐘，最后冷卻 至室溫； 所述回火工序：回火溫度730°C，到溫后保溫15min，然后空冷至室溫； 所述調(diào)質(zhì)熱處理工序：采用一次正火+兩次回火，先正火：溫度在735°C，到溫后保溫 8min ;再第一次回火：加熱溫度為890°C，到溫后保溫12min，然后空冷至室溫后進(jìn)行第二次 正火；加熱溫度為920°C，到溫后保溫30min，然后進(jìn)入冷卻工序； 所述冷卻工序：采用水冷與空冷結(jié)合，先采用水冷以12°C /s的冷卻速率將葉片水冷至 460°C，然后空冷至380°C，再采用水冷以3°C /s的冷卻速率將葉片水冷至室溫； 所述表面強(qiáng)化熱處理工序：熱處理溫度1050°C，到溫后保溫18分鐘，然后采用水冷以 3°C /s的冷卻速率將葉片水冷至室溫。
8. 如權(quán)利要求5所述的可提高沖擊韌度的汽輪機(jī)葉片的生產(chǎn)工藝，其特征在于：所述 退火工序：熱鍛后，加溫至810°C保溫18分鐘，然后爐冷至310°C后保溫12分鐘，最后冷卻 至室溫； 所述回火工序：回火溫度725°C，到溫后保溫14min，然后空冷至室溫； 所述調(diào)質(zhì)熱處理工序：采用一次正火+兩次回火，先正火：溫度在733°C，到溫后保溫 7min ;再第一次回火：加熱溫度為888°C，到溫后保溫llmin，然后空冷至室溫后進(jìn)行第二次 正火；加熱溫度為910°C，到溫后保溫25min，然后進(jìn)入冷卻工序； 所述冷卻工序：采用水冷與空冷結(jié)合，先采用水冷以11°C /s的冷卻速率將葉片水冷至 455°C，然后空冷至360°C，再采用水冷以2°C /s的冷卻速率將葉片水冷至室溫； 所述表面強(qiáng)化熱處理工序：熱處理溫度1020°C，到溫后保溫15分鐘，然后采用水冷以 2°C /s的冷卻速率將葉片水冷至室溫。
【文檔編號】C21D9/00GK104060191SQ201410293975
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】王河平, 孫彥穎, 李志偉, 周啟東, 宗國翼, 劉達(dá) 申請人:南京賽達(dá)機(jī)械制造有限公司