燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)葉片鋼材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)葉片鋼材料及其制備方法，材料組成：C：0.08wt％～0.13wt％；Si：0.1wt％～0.35wt％；Mn：0.6wt％～0.9wt％；P：0.0001wt％～0.025wt％；S：0.0001wt％～0.020wt％；Cr：11.4wt％～12.5wt％；Ni：2.2wt％～2.8wt％；Mo：1.6wt％～1.8wt％；V：0.25wt％～0.4wt％；N：0.02wt％～0.04wt％；Fe:余量；以及不可避免的雜質(zhì)元素，所述雜質(zhì)用元素量限定及其含量為：Ag：0～0.005wt％；Pb：0～0.005wt％；Sn：0～0.10wt％。
【專利說明】
燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)葉片鋼材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及合金材料，尤其涉及燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)葉片鋼材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 壓氣機(jī)作為燃?xì)廨啓C(jī)中動能轉(zhuǎn)換為熱能的重要部件，其葉片不僅承受高載荷作 用，還承受離心力、扭轉(zhuǎn)力的循環(huán)作用，所以對葉片材料既要求有高的強(qiáng)度指標(biāo)，還要有好 的韌性指標(biāo)，尤其對材料橫向性能、縱橫向力學(xué)性能差異及FATT 5Q要求很高，目前國內(nèi)葉片 鋼材料難以滿足壓氣機(jī)葉片的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足，提供燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)葉片 鋼材料。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：
[0005] 燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)葉片鋼材料，其具有如下組成：
[0006] C:0.08wt%~0.13wt%
[0007] Si:0.1wt%~0.35wt%
[0008] Mn:0.6wt%~0.9wt%
[0009] P:〇.〇〇〇lwt% ~0.025wt%
[0010] S:0.0001wt% ~0.020wt%
[0011] Cr: 11.4wt% ~12.5wt%
[0012] Ni:2.2wt%~2.8wt%
[0013] Mo: 1.6wt% ~1.8wt%
[0014] V:〇.25wt% ~0.4wt%
[0015] N:0.02wt%~0.04wt%
[0016] Fe:余量；
[0017] 以及不可避免的雜質(zhì)元素，所述雜質(zhì)用元素量限定及其含量為：
[0018] Ag:0~0.005wt%
[0019] Pb:0 ~0.005wt%
[0020] Sn:0~0.10wt%。
[0021] 作為優(yōu)選地，上述燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)葉片鋼材料，其具有如下組成：
[0022] C:0.09wt% ~0.12wt%
[0023] Si:0.19wt% ~0.29wt%
[0024] Mn:0.7wt%~0.8wt%
[0025] P:0.0001wt% ~0.02wt%
[0026] S:0.0001wt% ~O.Olwt%
[0027] Cr: 11.9wt% ~12.2wt%
[0028] Ni:2.3wt%~2.7wt%
[0029] Mo: 1.69wt% ~1.78wt%
[0030] V:0.31wt%~0.4wt%
[0031] N:0.03wt%~0.04wt%
[0032] Fe:余量；
[0033] 以及不可避免的雜質(zhì)元素，所述雜質(zhì)用元素量限定及其含量為：
[0034] Ag:0~0.005wt%
[0035] Pb:0~0.005wt%
[0036] Sn:0~0· 10wt%。
[0037] 上述燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)葉片鋼材料的制備方法，包括如下步驟：
[0038] (1)按上述元素成分配比配制合金，通過非真空感應(yīng)爐熔煉均勻化，制成鋼水；
[0039] (2)將步驟(1)的鋼水兌入LF爐外精煉爐中進(jìn)行精煉，制成精煉鋼水；
[0040] (3)將步驟(2)的精煉鋼水，放置于VD精煉爐真空去氣以進(jìn)一步精煉，破空后取樣 分析，按計(jì)算量加入N，取樣分析全元素，調(diào)整成分，制成優(yōu)質(zhì)鋼水；
[0041] (4)將步驟(3)的優(yōu)質(zhì)鋼水，采用下注法澆注成電極棒；
[0042] (5)將步驟(4)的電極棒作為電極，放置于電渣爐中進(jìn)行二次重熔凈化，形成電渣 錠；
[0043] (6)將步驟（5)制成的電渣錠，加熱至1200 °C~1240 °C，保溫時(shí)間30~45h，用壓機(jī) 經(jīng)過二鐓二拔，制成鋼坯；
[0044] (7)將步驟(6)制成的鋼坯，加熱至1140°C~1170°C，保溫時(shí)間1~2.5h后鍛造成 材，并空冷至室溫；
[0045] (8)將步驟(7)制成的棒材或型材，裝入臺車爐加熱至678°C~715°C進(jìn)行退火處 理，保溫20-30h后出爐空冷至室溫。
[0046] 作為優(yōu)選地，上述步驟(6)所述加熱的溫度優(yōu)選為1207°C~1230°C，保溫時(shí)間32~ 40h〇
[0047] 作為優(yōu)選地，上述步驟(7)所述加熱的溫度優(yōu)選為1142°C~1160°C，保溫時(shí)間優(yōu)選 1 ~2h〇
[0048] 作為優(yōu)選地，上述步驟(8)所述加熱的溫度優(yōu)選為680°C~710°C。
[0049] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)葉片鋼材料具有高 的強(qiáng)度、高韌性、小的縱橫向力學(xué)性能差異(< 10 % )以及足夠低的FATT5Q(低至-40°C)，較好 的滿足燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)葉片鋼的要求。本發(fā)明燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)葉片鋼材料制備方法易操 作，適合工業(yè)化生產(chǎn)，本發(fā)明制備方法使燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)葉片鋼國產(chǎn)化，極大降低燃?xì)廨啓C(jī) 壓氣機(jī)葉片鋼成本，提升經(jīng)濟(jì)效益。
【具體實(shí)施方式】
[0050] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明 上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本
【發(fā)明內(nèi)容】
所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范 圍。
[0051 ]實(shí)施例1燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)葉片鋼材料及其制備方法
[0052] 燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)葉片鋼材料，其具有如下組成：
[0053] C：0. llwt%
[0054] Si：0.27wt%
[0055] Μη ： 0.7 4wt %
[0056] P：〇.〇18wt%
[0057] S：0.003wt%
[0058] Cr： 12. lwt%
[0059] Ni：2.61wt%
[0060] Mo ： 1.7 4wt %
[0061 ] V：0.32wt%
[0062] N：0.033wt%
[0063] Fe:余量；
[0064] 以及不可避免的雜質(zhì)元素，所述雜質(zhì)用元素量限定及其含量為：
[0065] Ag：0.002wt%
[0066] Pb：0.001wt%
[0067] Sn:0.07wt%。
[0068] 本例燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)葉片鋼材料的制備方法，包括如下步驟：
[0069] (1)按上述元素成分配比配制合金，通過非真空感應(yīng)爐熔煉均勻化，制成鋼水；
[0070] (2)將步驟(1)的鋼水兌入LF爐外精煉爐中進(jìn)行精煉，制成精煉鋼水；
[0071 ] (3)將步驟(2)的精煉鋼水，放置于VD精煉爐真空去氣以進(jìn)一步精煉，破空后取樣 分析，按計(jì)算量加入N，取樣分析全元素，調(diào)整成分，制成優(yōu)質(zhì)鋼水；
[0072] (4)將步驟(3)的優(yōu)質(zhì)鋼水，采用下注法澆注成電極棒；
[0073] (5)將步驟(4)的電極棒作為電極，放置于電渣爐中進(jìn)行二次重熔凈化，形成電渣 錠；
[0074] (6)將步驟(5)制成的電渣錠，加熱至1220 ± 3 °C，保溫36h，用壓機(jī)經(jīng)過二鐓二拔， 制成鋼坯；
[0075] (7)將步驟(6)制成的鋼坯，加熱至1150±3°C，保溫1.5h后鍛造成材，并空冷至室 溫；
[0076] (8)將步驟(7)制成的棒材或型材，裝入臺車爐加熱至690 ±3°C進(jìn)行退火處理，保 溫30h出爐空冷至室溫。
[0077] 本例燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)葉片鋼材料具有優(yōu)秀的性能，詳情見表1。
[0078] 實(shí)施例2燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)葉片鋼材料
[0079] 燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)葉片鋼材料，其具有如下組成：
[0080] C：0.113wt%
[0081] Si：0.265wt%
[0082] Mn：0.75wt%
[0083] P：〇.〇19wt%
[0084] S：0.004wt%
[0085] Cr： 12.16wt%
[0086] Ni：2.59wt%
[0087] Mo ： 1.73wt%
[0088] V：0.34wt%
[0089] N：0.034wt%
[0090] Fe:余量；
[0091 ]以及不可避免的雜質(zhì)元素，所述雜質(zhì)用元素量限定及其含量為：
[0092] Ag：0.001wt%
[0093] Pb：0.002wt%
[0094] Sn:0.08wt%。
[0095] 本例燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)葉片鋼材料的制備方法，包括如下步驟：
[0096] (1)按上述元素成分配比配制合金，通過非真空感應(yīng)爐熔煉均勻化，制成鋼水；
[0097] (2)將步驟(1)的鋼水兌入LF爐外精煉爐中進(jìn)行精煉，制成精煉鋼水；
[0098] (3)將步驟(2)的精煉鋼水，放置于VD精煉爐真空去氣以進(jìn)一步精煉，破空后取樣 分析，按計(jì)算量加入N，取樣分析全元素，調(diào)整成分，制成優(yōu)質(zhì)鋼水；
[0099] (4)將步驟(3)的優(yōu)質(zhì)鋼水，采用下注法澆注成電極棒；
[0100] (5)將步驟(4)的電極棒作為電極，放置于電渣爐中進(jìn)行二次重熔凈化，形成電渣 錠；
[0101] (6)將步驟(5)制成的電渣錠，加熱至1230 ± 3°C，保溫3lh，用壓機(jī)經(jīng)過二鐓二拔， 制成鋼坯；
[0102] (7)將步驟(6)制成的鋼坯，加熱至1160±3°C，保溫lh后鍛造成材，并空冷至室溫；
[0103] (8)將步驟(7)制成的棒材或型材，裝入臺車爐加熱至710 ±3°C進(jìn)行退火處理，保 溫26h出爐空冷至室溫。
[0104] 本例燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)葉片鋼材料具有優(yōu)秀的性能，詳情見表1。
[0105] 實(shí)施例3燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)葉片鋼材料及其制備方法
[0106] 燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)葉片鋼材料，其具有如下組成：
[0107] C：0.108wt%
[0108] Si：0.258wt%
[0109] Mn：0.73wt%
[0110] P：0.018wt%
[0111] S：0.006wt%
[0112] Cr：11.94wt%
[0113] Ni：2.63wt%
[0114] Mo：1.72wt%
[0115] V：0.36wt%
[0116] N：0.031wt%
[0117] Fe:余量。
[0118] 以及不可避免的雜質(zhì)元素，所述雜質(zhì)用元素量限定及其含量為：
[0119] Ag：0.001wt%
[0120] Pb：0.002wt%
[0121] Sn:0.08wt%。
[0122] 本例燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)葉片鋼材料的制備方法，包括如下步驟：
[0123] (1)按上述元素成分配比配制合金，通過非真空感應(yīng)爐熔煉均勻化，制成鋼水；
[0124] (2)將步驟(1)的鋼水兌入LF爐外精煉爐中進(jìn)行精煉，制成精煉鋼水；
[0125] (3)將步驟(2)的精煉鋼水，放置于VD精煉爐真空去氣以進(jìn)一步精煉，破空后取樣 分析，按計(jì)算量加入N，取樣分析全元素，調(diào)整成分，制成優(yōu)質(zhì)鋼水；
[0126] (4)將步驟(3)的優(yōu)質(zhì)鋼水，采用下注法澆注成電極棒；
[0127] (5)將步驟(4)的電極棒作為電極，放置于電渣爐中進(jìn)行二次重熔凈化，形成電渣 錠；
[0128] (6)將步驟(5)制成的電渣錠，加熱至1200 ± 3 °C，保溫40h，用壓機(jī)經(jīng)過二鐓二拔， 制成鋼坯；
[0129] (7)將步驟(6)制成的鋼坯，加熱至1142±3°C，保溫2h后鍛造成材，并空冷至室溫；
[0130] (8)將步驟(7)制成的棒材或型材，裝入臺車爐加熱至680 ±3°C進(jìn)行退火處理，保 溫30h出爐空冷至室溫。
[0131]實(shí)施例1-3燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)葉片鋼材料具有優(yōu)秀的性能，詳情如下表表1:
[0132] 表1
[0133]
[0134]
[0135] 實(shí)施例4燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)葉片鋼材料
[0136] 燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)葉片鋼材料，其具有如下組成：
[0137] C：0.09wt%
[0138] Si：0.29wt%
[0139] Mn：0.7wt%
[0140] P：〇.〇〇〇lwt%
[0141] S：0.01wt%
[0142] Cr：11.9wt%
[0143] Ni：2.3wt%
[0144] Mo：1.78wt%
[0145] V ： 0.4wt %
[0146] N：0.04wt%
[0147] Fe:余量；
[0148] 以及不可避免的雜質(zhì)元素，所述雜質(zhì)用元素量限定及其含量為：
[0149] Ag：0.004wt%
[0150] Pb：0.002wt%
[0151] Sn:0.03wt%。
[0152] 實(shí)施例5燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)葉片鋼材料
[0153] 燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)葉片鋼材料，其具有如下組成：
[0154] C：0.12wt%
[0155] Si：0.19wt%
[0156] Mn:0.7wt%~0.8wt%
[0157] P:〇.〇〇〇lwt% ~0.02wt%
[0158] S:0.0001wt% ~O.Olwt%
[0159] Cr: 11.9wt% ~12.2wt%
[0160] Ni:2.3wt%~2.7wt%
[0161] Mo: 1 · 69wt% ~1 · 78wt%
[0162] V:0.31wt% ~0.4wt%
[0163] N:0.03wt%~0.04wt%
[0164] Fe:余量；
[0165] 以及不可避免的雜質(zhì)元素，所述雜質(zhì)用元素量限定及其含量為：
[0166] Ag：0.001wt%
[0167] Pb：0.002wt%
[0168] Sn:0.009wt%。
[0169] 實(shí)施例6燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)葉片鋼材料
[0170] 燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)葉片鋼材料，其具有如下組成：
[0171] C：0.08wt%
[0172] Si：0.35wt%
[0173] Μη：0.9wt %
[0174] P：〇.〇21wt%
[0175] S：0.011wt%
[0176] Cr：11.4wt%
[0177] Ni ： 2.8wt%
[0178] Mo ： 1.8wt %
[0179] V：0.25wt%
[0180] N：0.04wt%
[0181] Fe:余量；
[0182] 以及不可避免的雜質(zhì)元素，所述雜質(zhì)用元素量限定及其含量為：
[0183] Ag：0.003wt%
[0184] Pb：0.005wt%
[0185] Sn:0.10wt%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)葉片鋼材料，其特征在于，其具有如下組成： C:0.08wt%~0.13wt% Si:Ο.lwt % ~0.35wt % Μη:0.6wt % ~0.9wt % P:0.0001wt% ~0.025wt% S:0.0001wt% ~0.020wt% Cr: 11.4wt%~12.5wt% Ni:2.2wt % ~2.8wt % Mo:1.6wt % ~1.8wt % V:0.25wt % ~0.4wt % N:0.02wt % ~0.04wt % Fe:余量； 以及不可避免的雜質(zhì)元素，所述雜質(zhì)用元素量限定及其含量為： Ag:0~0.005wt% Pb:0~0.005wt% Sn:0~0.10wt%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)葉片鋼材料，其特征在于，其具有如下組成： C:0.09wt%~0.12wt% Si:0.19wt % ~0.29wt % Μη:0.7wt % ~0.8wt % P:0.0001wt% ~0.02wt% S:0.0001wt% ~O.Olwt% Cr: 11.9wt%~12.2wt% Ni:2.3wt % ~2.7wt % Mo: 1.69wt%~1.78wt% V:0.3lwt % ~0.4wt % N:0.03wt % ~0.04wt % Fe:余量； 以及不可避免的雜質(zhì)元素，所述雜質(zhì)用元素量限定及其含量為： Ag:0~0.005wt% Pb:0~0.005wt% Sn:0~0.10wt%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)葉片鋼材料的制備方法，其特征在于，包 括如下步驟： (1) 按上述元素成分配比配制合金，通過非真空感應(yīng)爐熔煉均勻化，制成鋼水； (2) 將步驟(1)的鋼水兌入LF爐外精煉爐中進(jìn)行精煉，制成精煉鋼水； (3) 將步驟(2)的精煉鋼水，放置于VD精煉爐真空去氣以進(jìn)一步精煉，破空后取樣分析， 按計(jì)算量加入N，取樣分析全元素，調(diào)整成分，制成優(yōu)質(zhì)鋼水； (4) 將步驟(3)的優(yōu)質(zhì)鋼水，采用下注法澆注成電極棒； (5) 將步驟(4)的電極棒作為電極，放置于電渣爐中進(jìn)行二次重熔凈化，形成電渣錠； (6) 將步驟（5)制成的電渣錠，加熱至1200 °C~1240 °C，保溫時(shí)間30~45h，用壓機(jī)經(jīng)過 二鐓二拔，制成鋼坯； (7) 將步驟(6)制成的鋼坯，加熱至1140°C~1170 °C，保溫時(shí)間1~2.5h后鍛造成材，并 空冷至室溫； (8) 將步驟(7)制成的棒材或型材，裝入臺車爐加熱至678°C~715°C進(jìn)行退火處理，保 溫20-30h后出爐空冷至室溫。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟(6)所述加熱的溫度為1207Γ~ 1230°(：，保溫時(shí)間32~4011。5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的制備方法，其特征在于，步驟(7)所述加熱的溫度為1142Γ ~1160°C，保溫時(shí)間1~2h。6. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的制備方法，其特征在于，步驟(8)所述加熱的溫度為680°C ~71(TC〇7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，步驟（8)所述加熱的溫度為680°C~ 71(TC。
【文檔編號】C22C38/04GK105937014SQ201610345284
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年5月21日
【發(fā)明人】李建, 雷德江, 黃志永, 劉永新, 張華國, 丁勇, 高剛毅
【申請人】四川六合鍛造股份有限公司