專利名稱：300mw汽輪發(fā)電機轉子材料微合金化及熱處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及ー種300MW汽輪發(fā)電機轉子材料微合金化及熱處理方法，屬于金屬材料領域。
背景技術：
在實際生產(chǎn)中，300MW汽輪發(fā)電機轉子材料經(jīng)常會遇到韌脆轉變溫度(FATT)不合格或者FATT和強度不能兼顧而難以達到技術要求的情況。微量元素鈮(Nb)被廣泛應用于微合金鋼中，對鋼的性能產(chǎn)生多種影響，主要表現(xiàn)在兩個方面一是在熱加工過程中抑制奧氏體的形變再結晶并阻止其晶粒的長大；ニ是可以通過應變誘導析出碳氮化合物，發(fā)揮鈮的沉淀強化作用。對于300MW發(fā)電機轉子材料而言，添加微合金元素Nb對鋼的性能提升可以起到顯著的作用。

發(fā)明內(nèi)容
為了改善300MW汽輪發(fā)電機轉子材料的機械性能，本發(fā)明提供ー種300MW汽輪發(fā)電機轉子材料微合金化及熱處理方法，適用于調(diào)質(zhì)處理直徑為85(T1200 mm的汽輪發(fā)電機轉子。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下所述的技術方案
ー種300MW汽輪發(fā)電機轉子材料微合金化，其汽輪發(fā)電機轉子材料的化學組成中添加有微合金元素Nb，Nb的含量為0. 01—0. 08% (質(zhì)量百分比)。ー種微合金化300MW汽輪發(fā)電機轉子材料熱處理方法，其エ藝步驟為
(1)將エ件放入井式熱處理爐內(nèi)，以3(T60°C/h的速度升溫至350士 10°C，保溫3 5h， 然后再以3(T60°C /h的速度升溫至600 700で，保溫4 8h ；
(2)600^700で保溫后，以5(Γ100で/h的速度升溫至淬火溫度800、00。C，保溫 16 30h ；
(3)將エ件從爐中吊出，在空氣中預冷；TlOmin，浸入水中冷卻12(T400min，冷卻至表面溫度彡100°C后從水中吊出；
(4)冷卻結束后及時裝爐回火，以3(T60°C/h的速度升溫至350士 10°C，保溫5 15h ；
(5)保溫結束后，以3(T60°C/h的速度升溫至回火溫度55(T680°C，保溫20 50h ；
(6)回火保溫結束后，在爐內(nèi)以彡1(T15°C/h的速度冷至彡20(T15(TC后出爐空冷。在升溫過程中需注意升溫速度，以免造成轉子表面和心部溫差過大，導致應カ過大甚至出現(xiàn)裂紋。溫度低于60(T700。C時，升溫速度控制在3(T60。C /h ；溫度高于60(T700。C 吋，升溫速度控制在50 100で/h。由于奧氏體轉變過程通常包括形核、長大、碳化物溶解、成分均勻化四個過程。 在奧氏體區(qū)保溫階段，轉子材料中合金元素的擴散過程需要一定時間，但不宜過長，以 0. 3^0. 8h/100mm計算，以免奧氏體晶粒過分長大。合適的熱處理工藝是實現(xiàn)電站轉子性能的關鍵，調(diào)質(zhì)時，淬火加熱溫度應控制在80(T90(TC，回火溫度應控制在55(T650°C，在保證材料強度的同時兼具良好的塑韌性。為保證轉子的機械性能并減小エ件淬裂風險，選擇空氣中預冷+水冷的冷卻方式。由于采用如上所述的技術方案，本發(fā)明具有如下積極效果
一、以某調(diào)質(zhì)直徑1100mm，重量45t的300MW汽輪發(fā)電機轉子Nb微合金化前后熱處理后的力學性能如表2所示。表2加Nb前后轉子熱處理性能
權利要求
1.ー種300MW汽輪發(fā)電機轉子材料微合金化，其特征是其汽輪發(fā)電機轉子材料的化學組成中添加有微合金元素Nb，Nb的含量為0. 01—0. 08% (質(zhì)量百分比)。
2.—種權利要求1所述的300MW汽輪發(fā)電機轉子材料熱處理方法，其エ藝步驟為(1)將エ件放入井式熱處理爐內(nèi)，以3(T60°C/h的速度升溫至350士 10°C，保溫3 5h， 然后再以3(T60°C /h的速度升溫至600 700で，保溫4 8h ；(2)600^700で保溫后，以5(Γ100で/h的速度升溫至淬火溫度800、00。C，保溫 16 30h ；(3)將エ件從爐中吊出，在空氣中預冷；TlOmin，浸入水中冷卻12(T400min，冷卻至表面溫度彡100°C后從水中吊出；(4)冷卻結束后及時裝爐回火，以3(T60°C/h的速度升溫至350士 10°C，保溫5 15h ；(5)保溫結束后，以3(T60°C/h的速度升溫至回火溫度55(T680°C，保溫20 50h ；(6)回火保溫結束后，在爐內(nèi)以彡1(T15°C/h的速度冷至彡20(T15(TC后出爐空冷。
全文摘要
本發(fā)明公開一種300MW汽輪發(fā)電機轉子材料微合金化及熱處理方法，該300MW汽輪發(fā)電機轉子材料微合金化是通過在汽輪發(fā)電機轉子材料的化學組成中添加有微合金元素Nb，Nb的含量為0.01—0.08％(質(zhì)量百分比)；該300MW汽輪發(fā)電機轉子材料熱處理方法，對工件進行正火、淬火、回火處理，選擇合適的工藝參數(shù)。本發(fā)明使300MW汽輪發(fā)電機轉子材料強度和韌性明顯提高，晶粒得到細化，改善韌性。
文檔編號C22C38/12GK102560245SQ20111045485
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權日2011年12月30日
發(fā)明者于慎君, 于文平, 代博杰, 劉曉珂, 席志永, 張峰, 李光, 李德福, 林乙丑, 殷立濤, 石如星, 聶新林, 郎慶斌, 陳艷芳, 陶凱 申請人:中信重工機械股份有限公司