620℃超超临界汽轮机转子用新材料冶炼工艺研究

介绍了620℃超超临界汽轮机转子用FB2钢的冶炼难点。通过对3支1 t电渣钢锭的试验研究,基本掌握了FB2钢的冶炼技术。     

ZG13Cr9Mo2Co1NiVNbNB汽缸的铸造

通过合理的工艺设计并采取必要的工艺措施成功铸造出了大型超高温再热超超临界ZG13Cr9Mo2Co1NiVNbNB材质汽缸。     

620℃超超临界汽轮机CB2阀壳铸件试制研究

结合工厂多年超超临界汽轮机铸件生产及620℃等级CB2铸件材料前期试制经验,研究了CB2阀壳铸件的铸造、熔炼、浇注、清理及热处理等工艺方法及控制措施,成功试制了阀壳铸件,其各项检测结果均合格且顺利通过了客户鉴定。这为620℃超超临界汽轮机CB2铸件批量生产提供了重要的技术指导与参考。     

超超临界汽轮机转子用耐热钢研究进展

简述了汽轮机转子用铁素体耐热钢的发展历程。总结了对超超临界汽轮机转子用耐热钢的性能要求。根据欧洲COST项目中汽轮机转子用耐热钢研究的进展,介绍了620℃等级超超临界高、中压转子用FB2耐热钢的研发和应用。论述了超超临界低压转子用超纯净30Cr2Ni4MoV钢在国内外的研究和发展状况。展望了我国700℃超超临界转子用材料的研发。     

620℃机组新型马氏体耐热钢12Cr10Co3W2MoNiVNbNB焊接性及接头性能

12Cr10Co3W2MoNiVNbNB钢为自主研制的9%Cr~12%Cr高强度马氏体耐热钢,与传统的Cr-MoW耐热钢相比,具有高温强度高、抗蠕变性能和抗氧化性能好等优点。研究12Cr10Co3W2MoNiVNbNB的焊接性,测定了焊接接头的常温拉伸、弯曲、冲击、高温拉伸等。结果表明,焊接接头的常温力学性能和高温拉伸均能满足620℃超超临界汽轮机高压隔板的设计和使用要求。     

技术发展

700℃超超临界汽轮机组高温铸件研制课题验收日前,国机集团二重(德阳)重型装备有限公司牵头承担的国家能源应用技术研究示范工程项目“700℃超超临界汽轮机组高温铸件研制”顺利通过验收。700℃超超临界火力发电技术对节约煤炭资源、提高发电机组的经济性以及改善环境都显示出相当的优越性。通过该课题,二重装备成功完成了应用于700℃超超临界机组的镍基耐热合金铸件的冶炼、铸造、加工和热处理技术攻关,为当前650℃超超临界机组的示范建设提供了有力的共性技术支撑,助力“碳达峰、碳中和”目标的实现。     

特大尺寸、620℃超超临界,中国二重成功挑战铸造新难度

<正>2016年9月初,国机集团所属中国二重承制的上海汽轮机有限公司国电宁夏方家庄发电厂项目首套4件特大型620℃超超临界中压内缸性能全部合格,中国二重再次成功挑战了铸造新难度。据悉,这4件620℃超超临界中压内缸尺寸比以往有大幅度增加,特别是长度达4.8 m,约为普通超超临界产品长度的1.4倍。这对控制产品的开裂以及冷却效果的保证提出了更高的要求和挑战。按照"一次性合格、件件达标"的质量精神和意     

700℃超超临界机组用镍基合金转子锻件制造过程中常见问题解析

介绍了700℃超超临界机组汽轮机用大型镍基合金锻件制造过程中的常见问题,分析了冶炼、锻造及热处理工艺过程中的技术难点,以期获得高质量的镍基合金锻件产品。     

3W-3Co系新型铁素体叶片钢620℃持久性能研究

采用扫描电镜、能谱仪、透射电镜研究了3W-3Co系新型铁素体叶片钢蠕变断裂行为及组织演变对持久性能的影响。结果表明,试样在620℃不同应力下应力-寿命曲线符合lgσ=2.64941-0.05472lgτ方程;在高应力短时蠕变条件下,试样以穿晶断裂为主,在冶炼过程中形成的ZrO2和一次NbC是主要的裂纹源;在620℃高温蠕变初期,试验钢总体上保持着较高的持久强度。     

新型奥氏体耐热钢SP2215的开发与研究

通过设计合理化学成分,采用常规高压锅炉用耐热钢管管坯生产工艺,成功生产出新型奥氏体耐热钢SP2215管坯。相比耐热钢HR3C,SP2215合金元素含量低,生产成本相对较低,具有更优秀的热塑性,能更好适应二辊斜轧穿孔工艺;SP2215在650℃、700℃下的高温持久强度显著优于HR3C,高温抗蒸汽氧化腐蚀和焊接性能方面与之相当。因此,SP2215的综合性能明显优于HR3C,可作为620～650℃超超临界电站锅炉用不锈耐热钢材料。     

CB2耐热铸钢非金属夹杂物研究

利用扫描电镜(SEM)结合能谱仪(EDS)分析研究了非金属夹杂物对620℃等级超超临界汽轮机用CB2耐热铸钢冲击性能的影响。结果表明,CB2铸钢的冲击吸收能量平均值为36.0 J,冲击断口为典型的脆性断口。钢中的夹杂物主要为角状的Al_2O_3、不规则的氮化物-氧化物复合夹杂和白色的铬钼相。Al_2O_3夹杂物和氮化物-氧化物的尺寸在5~10μm,数量较多,铬钼相单个尺寸在10μm左右,聚集分布并呈链状。通过改进CB2铸钢的冶炼工艺,改善了铸钢中非金属夹杂物的水平,使冲击吸收能量提高到了59.3 J,从而提升了CB2铸钢件在超超临界汽轮机中的使用性能,为实现CB2铸钢的自主生产提供了参考。     

620℃超超临界汽轮机用CB2铸钢件试制

根据620℃超超临界汽轮机CB2铸件材料的技术要求,并结合工厂现有熔炼设备、工艺方法及多年生产超超临界9%～12%Cr耐热钢汽轮机铸件的经验,确定了该材料的化学成分控制范围。按照此成分范围试制了汽轮机缸体铸件等壁厚试块,并进行了热处理。各项性能检测结果均满足CB2铸件材料的技术要求,并顺利通过了客户鉴定,为后续CB2材质铸件的投产提供了宝贵的经验与参考。     

9Cr-3W-3Co耐热钢铸件微观结构观察及性能评价

研究评价了9Cr-3W-3Co耐热铸钢在630～650℃超超临界火力发电机组高温关键部件的应用可行性。通过真空感应熔炼制备了40 kg钢锭试验件,采用均质化+正火+回火的热处理工艺,系统分析了9Cr-3W-3Co钢在热处理过程中的组织演变及析出相变化,测试了铸件的常温和高温力学性能,特别是650℃高温持久性能。     

超超临界汽轮机高压转子制造工艺研究

超超临界汽轮机的工作蒸汽温度达到600℃、蒸汽压力达到30 MPa。在这种工作环境下,汽轮机转子性能要求极高。首先介绍了高压转子生产工艺流程,然后重点阐述了制造工艺控制技术。采用ESR(电渣重熔)法来冶炼、WHF(宽砧强力压下)法锻造,并制定出锻后热处理和性能热处理工艺,最后通过取样及性能校验,验证了方法的可行性,为超超临界汽轮机转子的国产化生产提供可靠依据。     

超临界汽轮机高压内缸用ZG13Cr9Mo1VNbN不锈钢铸件冶炼浇注工艺研究

通过合理配料,粗炼炉严格脱硫、脱磷、熔化铁合金,出钢过程留钢留渣,进入LF炉后升温化渣,扩散脱氧、微调合金元素含量,真空脱气处理,成功冶炼超临界汽轮机高压内缸用超纯净ZG13Cr9Mo1VNbN不锈钢钢水。     

制造工艺对超超临界汽轮机用高温铸件性能的影响

综合国内外超超临界汽轮机用高温部件用Ni基合金、MARBN钢、9%～12%Cr钢铸件的研发和应用情况,分析了冶炼、铸造、热处理等制造工艺对高温铸件性能的影响,为国内超超临界汽轮机用高温铸件材料的研发和应用提出建议。     

改型617合金的铸态组织特征及均匀化工艺

利用扫描电镜分析、模拟热处理等方法,研究了700℃超超临界电站汽轮机转子用改型617合金双真空冶炼(VIM+ESR)后的铸态组织特征和均匀化热处理后的微观组织变化。结果表明,铸态组织存在明显的偏析,主要偏析元素为Mo和Ti,偏聚于枝晶间;枝晶间和晶界上分布有块状和连续的碳化物;均匀化热处理后枝晶明显消除,块状碳化物部分溶解,晶界连续碳化物充分溶解;该合金成分均匀化主要受Mo原子扩散控制。提出改型617合金均匀化热处理工艺应为1180~1200℃保温24 h以上。     

700℃级超超临界电站候选材料热力学评估及成分设计

根据对700℃级超超临界电站关键部件材料性能的要求,通过材料热力学模拟软件JMatPro8.0及相应的镍基高温合金数据库,研究了6种现有的700℃级电站关键部件高温合金的平衡相与高温力学性能,并对比分析了3种新设计的镍铁基合金性能。结果表明:IN740H合金的平衡相和高温力学性能最优;CCA617合金持久强度不能满足要求;IN706、TOS1X、USC141和GH2984合金的热力学平衡相中均有TCP相析出,组织稳定性较差;新设计的镍铁基合金性能满足要求,组织稳定性好,且镍铁基合金中大量Fe元素取代了Ni、Co,进一步降低了合金成本。     

超临界汽轮机内缸炼钢工艺研究

介绍了国内首台 60 0 MW超临界汽轮机内缸用 ZG1 Cr1 0 Mo VNb N钢的炼钢工艺及生产结果 ,重点解决了成分控制、脱气、保证钢液纯净度等冶炼难点 ,冶炼出了优质的超临界汽轮机内缸用钢     

合金元素在12% Cr型超超临界转子钢中的作用

讲述了合金元素在12%Cr型超超临界转子钢中的作用,指出了开展超超临界转子钢中微合金碳/氮化物溶解与析出规律系统研究的重要意义。