一種耐高壓汽輪機(jī)葉片及其生產(chǎn)工藝的制作方法
【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，具體的說是一種耐高壓汽輪機(jī)葉片及 其生產(chǎn)工藝及。
【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(dòng)力機(jī)械，又稱蒸汽透平。主要 用作發(fā)電用的原動(dòng)機(jī)，也可直接驅(qū)動(dòng)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(dòng)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。汽輪機(jī)中的葉片不僅 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(duì)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(duì)葉片 具高效率、高精度和高壽命的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：如何使葉片硬度不會(huì)過高或過低；如何使使葉片 的合金元素偏析現(xiàn)象明顯減弱，大幅度提高葉片的沖擊韌度；如何使機(jī)械加工后葉片的內(nèi) 應(yīng)力完全釋放，避免后序高溫調(diào)質(zhì)熱處理產(chǎn)生變形或裂紋，從而提高其耐高溫和耐高壓性 能；如何提聞葉片的抗水蝕能力及抗腐蝕性能，從而提聞葉片的使用壽命。
[0005] 本發(fā)明解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案是：
[0006] 一種耐高壓汽輪機(jī)葉片，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：C:0.019-0. 021%，Si: 0.09-0.11 %,Μη：0. 83-0. 85 %,Ni：0. 55-0. 57 %,Cr:1. 7-1. 9 %,Mo:0. 11-0. 13%, Co:3. 9-4. 1%,V：4. 26-4. 28%,Nb：0. 01-0. 03%,Cu:0. 03-0. 05%,Al:6. 21-6. 23%,N： 0· 007-0. 009%，Ti:0· 23-0. 25%，稀土金屬：0· 08-0. 10%，余量為Fe。
[0007] 上述耐高壓汽輪機(jī)葉片及其生產(chǎn)工藝的生產(chǎn)工藝，按以下工序進(jìn)行：熱鍛-退 火-回火-葉片機(jī)械加工-去應(yīng)力熱處理-調(diào)質(zhì)熱處理-冷卻-表面強(qiáng)化熱處理-理化檢 驗(yàn)-超聲波探傷-清潔包裝；其中：
[0008] 所述退火工序：熱鍛后，在765-767°C保溫14-16分鐘，然后爐冷至258-260°C后保 溫8-10分鐘，最后冷卻至室溫；
[0009] 所述回火工序：回火溫度703-705°C，到溫后保溫13-15min，然后空冷至室溫；
[0010] 所述去應(yīng)力熱處理工序：加熱溫度為613-615°C，到溫后保溫37-39min，然后空冷 至室溫；
[0011] 所述調(diào)質(zhì)熱處理工序：采用一次正火+ -次回火，正火：溫度711-713°c，到溫后保 溫9-llmin;回火：采用分段加熱，第一段加熱溫度為875-877°C，到溫后保溫4-6min，第二 段加熱溫度為793-795°C，到溫后保溫14-16min，然后空冷至室溫；
[0012] 所述冷卻工序：采用水冷-空冷-油冷的順序進(jìn)行冷卻，先采用水冷以6-8°C/s的 冷卻速率將葉片水冷至493-495°C，然后空冷至405-407°C，再采用油冷以4-6°C/s的冷卻 速率將葉片水冷至室溫；
[0013] 所述表面強(qiáng)化熱處理工序：熱處理溫度975-977°C，到溫后保溫7-9分鐘，然后采 用2-4°C/s的冷卻速率將葉片油冷至室溫。
[0014] 本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是：
[0015] 前述的耐高壓汽輪機(jī)葉片，其稀土金屬的化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：鈰：1-3%，釹： 9-11%，钷：4-6%，釓：5-7%，镥：2-4%，鏑：6-8%，鑭：9-11%，余量為鉺。
[0016] 前述的耐高壓汽輪機(jī)葉片，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：C:0.019%，Si: 0. 09%,Μη：0. 83%,Ni：0. 55%,Cr:l. 7%,Mo:0. 11%,Co:3.9%,V：4. 26%,Nb：0. 01%, Cu:0. 03%，Al:6. 21%，N:0· 007%，Ti:0· 23%，稀土金屬：0· 08%，余量為Fe;稀土金屬的 化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：鋪：1%，欽：11%，銀：4%，禮：7%，錯(cuò)：2%，摘：8%，綱:9%，金量 為鉺。
[0017] 前述的耐高壓汽輪機(jī)葉片，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：C:0.021 %，Si: 0. 11%,Μη：0. 85%,Ni：0. 57%,Cr:l.9%,Mo:0. 13%,Co:4.1%,V：4. 28%,Nb：0. 03%, Cu:0. 05%，Al:6. 23%，N:0· 009%，Ti:0· 25%，稀土金屬：0· 10%，余量為Fe;稀土金屬的 化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：鋪：3%，欽：9%，銀：6%，禮：5%，錯(cuò)：4%，摘：6%，綱：11 %，余量 為鉺。
[0018] 前述的耐高壓汽輪機(jī)葉片，其化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：C:0.020%，Si: 0· 10%，Μη:0· 84%，Ni:0· 56%，Cr:l. 8%，Μο:0· 12%，Co:4. 0%，V:4· 27%，Nb:0· 02%， Cu:0. 04%，Α1:6· 22%，N:0· 008%，Ti:0· 24%，稀土金屬：0· 09%，余量為Fe;稀土金屬的 化學(xué)成分質(zhì)量百分比為：鋪：2%，欽：10%，銀：5%，禮：6%，錯(cuò)：3%，摘：7%，綱：10%，余 量為鉺。
[0019] 前述的耐高壓汽輪機(jī)葉片的生產(chǎn)工藝，其中：
[0020] 所述退火工序：熱鍛后，在765°C保溫16分鐘，然后爐冷至258°C后保溫10分鐘， 最后冷卻至室溫；
[0021] 所述回火工序：回火溫度703 °C，到溫后保溫15min，然后空冷至室溫；
[0022] 所述去應(yīng)力熱處理工序：加熱溫度為613°C，到溫后保溫39min，然后空冷至室溫；
[0023] 所述調(diào)質(zhì)熱處理工序：采用一次正火+ -次回火，正火：溫度711°C，到溫后保溫 llmin;回火：采用分段加熱，第一段加熱溫度為875°C，到溫后保溫6min，第二段加熱溫度 為793C，到溫后保溫16min，然后空冷至室溫；
[0024] 所述冷卻工序：采用水冷-空冷-油冷的順序進(jìn)行冷卻，先采用水冷以8°C/s的 冷卻速率將葉片水冷至493°C，然后空冷至405°C，再采用油冷以6°C/s的冷卻速率將葉片 水冷至室溫；
[0025]所述表面強(qiáng)化熱處理工序：熱處理溫度975°C，到溫后保溫9分鐘，然后采用4°C/ S的冷卻速率將葉片油冷至室溫。
[0026] 前述的耐高壓汽輪機(jī)葉片的生產(chǎn)工藝，其中：
[0027] 所述退火工序：熱鍛后，在767°C保溫14分鐘，然后爐冷至260°C后保溫8分鐘，最 后冷卻至室溫；
[0028] 所述回火工序：回火溫度705 °C，到溫后保溫13min，然后空冷至室溫；
[0029] 所述去應(yīng)力熱處理工序：加熱溫度為615°C，到溫后保溫37min，然后空冷至室溫；
[0030] 所述調(diào)質(zhì)熱處理工序：采用一次正火+ -次回火，正火：溫度713°C，到溫后保溫 9min;回火：采用分段加熱，第一段加熱溫度為877°C，到溫后保溫4min，第二段加熱溫度為 795C，到溫后保溫14min，然后空冷至室溫；
[0031] 所述冷卻工序：采用水冷-空冷-油冷的順序進(jìn)行冷卻,先采用水冷以6°C/s的 冷卻速率將葉片水冷至495°C，然后空冷至407°C，再采用油冷以4°C/s的冷卻速率將葉片 水冷至室溫；
[0032]所述表面強(qiáng)化熱處理工序：熱處理溫度977°C，到溫后保溫7分鐘，然后采用2°C/ s的冷卻速率將葉片油冷至室溫。
[0033] 前述的耐高壓汽輪機(jī)葉片的生產(chǎn)工藝，其中：
[0034] 所述退火工序：熱鍛后，在766°C保溫15分鐘，然后爐冷至259°C后保溫9分鐘，最 后冷卻至室溫；
[0035] 所述回火工序：回火溫度704°C，到溫后保溫14min，然后空冷至室溫；
[0036]所述去應(yīng)力熱處理工序：加熱溫度為614°C，到溫后保溫38min，然后空冷至室溫；
[0037] 所述調(diào)質(zhì)熱處理工序：采用一次正火+ -次回火，正火：溫度712°C，到溫后保溫 lOmi