12％Cr钢的冶炼与浇铸

在汽轮机和燃气轮机中,广泛使用12％Cr钢制造500～600℃工作的叶片、轮盘、转子、螺栓、管子和铸件。1Cr_(13)、2Cr_(13)、1Cr_(11)MoV、1Cr_(12)WMoV、2Cr_(12)WMoNbVB、2Cr_(12)Ni_1W_1Mo_1V和2Cr_(12)Ni_2Mo_2WV钢用作汽轮机叶片。随着汽轮机向大型化发展,高、中压转子应力也必然增大;改善汽轮机效率,提高转子工作温度,这就要求转子材料有较高的热强性。珠光体热强钢不能满足要求,奥氏体钢的热强性虽好,但大锻件生产工艺很难掌握,因此需要用12％Cr热强钢。苏联曾用ЭИ802、     

20Cr1Mo1VNbTiB 高温螺栓钢的组织遗传性

20Cr1Mo1VNbTiB 高温螺栓钢是原上海汽轮机锅炉研究所,上海汽轮机厂,哈尔滨汽轮机广联合研制成功的新钢种。从工业性生产到推广使用已经十余年了。北京东郊热电厂的苏 BΠT—50—3型550℃120ata5万千瓦汽轮机用此钢取代25Cr2Mo1VA 钢(Эu723)作汽缸和汽门螺栓,巳安全行运达4万小时左右;四川成都热电厂的苏BΠT—25—3型500℃90ata     

电站汽轮机Cr_(12)Mo_1VTaN转子用钢

电站汽轮机高中压转子世界各国大多数都采用CrMoV系钢制造。为了提高机组的热效率,电站机组已向着大容量高参数的方向发展,如仍采用CrMoV钢生产高中压转子则不利于经济合理的设计,特别是中压转子的材料强度就不富裕了。同时要求电站大锻件的尺寸和重量也相应愈来愈大,以及更大截面的淬透性和更高的使用性能。为此各国冶金工作者对12％Cr钢进行了大量试验研究工作,研制出12％Cr改良型耐热钢,用作高参数汽轮机高中压转子,并得到良好的机械性能和高温性能。此钢系目前正受到各国汽轮机制造者的重视,有的已用于大型电站汽轮机高中压转子。     

3.5%NiCrMoV钢低压整锻转子性能试验总结

前言 随着汽轮机功率的增大,低压转子的直径和重量也愈大,这就要求转子材料有高的强度、塑性,韧性和高的淬透性,以保证整个截面得到所需的组织及均匀的机械性能。并且要求低的FATT值,以及高的纯洁度。 目前国外汽轮机低压转子最常用的材料为3.5％Ni-Cr-Mo-V钢。为了满足国内大机组锻件的用材,推荐选用世界各国通用的25Cr_2Ni_4Mo V 钢用于汽轮机低压转子与发电机转子。     

加载速率对3OCr1Mo1V汽轮机转子钢低周疲劳特性的影响

以30Cr1MolV汽轮机转子钢为研究材料,选取0.1%/s、0.3%/s和0.5%/s的加载速率,采用控制总应变的方法,在RDL 05电子蠕变疲劳试验机上研究了加载速率对材料低周疲劳特性的影响.同时,还提出在538℃下加载速率对30Cr1Mo1V汽轮机转子钢应力和低周疲劳寿命影响的关系式以及低周疲劳寿命与总应变幅值的关系式.结果表明:在538℃时,随着加载速率的提高,转子钢循环应力增大,低周疲劳寿命延长;在同一应变下,加载速率越大,所对应的应力幅值越大;随着应变幅值的增大,应力增大,低周疲劳寿命缩短.     

长期服役后高中压转子30Cr1Mo1V钢的性能研究

通过室温拉伸、高温拉伸和冲击等试验研究了经过长期服役后的高中压转子30Cr1Mo1V钢不同位置的性能变化,并分析了转子强度和韧性变化的原因.结果表明：转子服役温度高的部位碳化物的形貌、分布和大小均发生变化,贝氏体和铁素体中的碳化物析出、聚集或长大,而原奥氏体晶界和贝氏体与铁素体边界处碳化物析出增多,碳化物颗粒变得粗大;不同位置的拉伸性能差别不大,服役温度最高位置的拉伸强度最低,冲击韧性下降;不同部位总冲击能量的降低主要表现为裂纹形成能的降低,而裂纹扩展能区别很小;高中压转子30Cr1Mo1V钢服役时高温位置的韧脆性转变温度（FATT50）比低温位置明显升高.     

动力工业用的12%Cr钢

许多国家对12％Cr钢进行了研究,目的之一是用12％Cr钢代替高铬镍含量,价格昂贵、低硬度、线膨胀系数大、导热性差、冷热加工困难的奥氏体钢,制造汽轮机,燃气轮机和喷气发动机的重要零件。 12％Cr钢经调质处理后有良好的室温综合机械性能。屈服极限比铬镍奥氏体钢高[图1]。调质12％Cr钢具有较高的400—600℃短时拉伸强度[图2]。     

D20转子用钢分析

本文对D20给水泵汽轮机转子材料用国产30Cr2Ni4MoV钢代替进口2.5Ni-Mo(PDS10325GP)钢的可靠性进行了分析和比较，并提出了今后还应进行的试验项目。     

AP1000核电汽轮机主要部件选材分析

为了保证AP1000核电机组的长期安全可靠运行,对AP1000汽轮机主要部件选材进行了深入分析,结果表明,AP1000汽轮机转子采用超纯净30Cr2Ni4MoV钢,末级叶片采用马氏体时效强化钢0Cr17Ni4Cu4Nb等,主要部件选材合理,但汽缸、螺栓选材可以进一步优化,比如汽缸采用性能更优的2.25Cr-1Mo铸钢、螺栓采用淬透性更好的25Cr2MoV钢等。研究成果可为核电AP1000汽轮机进一步优化选材提供参考。     

汽轮机转子钢晶间腐蚀沟槽宽度的统计特征研究

用化学腐蚀法对30Cr2MoV汽轮机转子钢进行晶间腐蚀测定,测出晶间腐蚀沟槽宽度。对沟槽宽度进行正态分布、对数正态分布、威布尔分布的统计拟和检验。统计检验方法采用柯尔莫哥洛夫一斯米尔诺夫（K—S）检验法检验。检验结果表明：晶间腐蚀沟槽宽度服从对数正态分布和威布尔分布。     

国产4Cr9Si2 4Cr10Si2Mo气阀钢的性能及状况

以硅和铬作为主要合金元素的马氏体气阀钢约在1930年开始使用,其牌号为8.5Cr—3si（Silchromel）钢,到1941年英国正式列入标准为En52。之后,法国年用含Mo的Si—Cr钢制作内燃机气阀即10Cr—2Si—1Mo钢这类钢至今各国仍在使用,美国的HNV3,HNV1;英国的401S45; 日本的SUH1, SUH3,德国的X45CrSi9,X40CrSiM82）苏联4X9C2,4X10C2M等都是相类似钢种。我国长期沿用苏联ΓOCT标准,使用4Cr9Si2和4Cr10Si2Mo钢广泛用于中、小型内燃机（尤其农机动力）的排气阀。本文就国产4Cr9Si2、 4Cr10Si2Mo钢的性能作了些试验、供有关参考:     

ZG15Cr2Mo1与ZG15Cr1Mo1V性能比较

对汽轮机用铸钢材料ZG15Cr2Mo1和ZG15Cr1Mo1V进行了室温力学性能、室温断裂韧性、高温力学性能等试验,并对试验结果作了分析研究和对比。     

汽轮机高压转子锻件降低ＦＡＴＴ的最新进展

ＣrＭoV(1Cr＇－Ｍo－０．２５V)转子钢通常用于蒸汽温度高达５６６℃的汽轮机高压转子（ＨＰ）或中压转子（ＩＰ）。该钢在高温下有优良的力学性能,特别是高温持久强度。为缩短汽轮机系统的暖机时间,人们希望ＣrＭoV转子的韧性能够得到改善。在本研究中,用小的实验钢锭进行了基础性试验,新研制的ＣrＭoV转子通过优化化学成分与改变热处理状态获得了令人满意的断口形貌转变温度（ＦＡＴＴ）,而且其高温持久强度没有降低。通过以真空碳脱氧（ＶＣＤ）降低硅含量、提高钢的淬硬必使之优于常规的高压转子材料、以及以油淬代替鼓风冷却增加冷却速度等措施使转子钢的韧性得到了改善。依据基础性研究获得的知识,我们制造了一套足够大尺寸的实用ＨＰ／ＩＰ转子锻件。一系列的试验结果证实了这些转子锻件的韧性得到提高,与此同时又具有优良的高温持久强度性能。     

汽轮机转子钢疲劳—蠕变交互作用

本文对我国电站汽轮机常用的30Cr2MoV转子钢疲劳—蠕变交互作用进行了试验研究。根据火电厂转子运行工况,选择了不同保载时间,进行裂纹扩展试验。结果表明,这种材料在运行工况下存在疲劳—蠕变交互作用;随着保载时间的增加,裂纹扩展速率增加,寿命大大降低。断口分析发现,断面有沿晶断裂,且呈现“r”型空洞。运用线性累积损伤方法计算该转子钢疲劳—蠕变交互作用系数B=1.47～3.95,提出了交互作用下的裂纹扩展判据。     

改进型9Cr—1Mo钢的蠕变性能

前言改进型9Cr—1Mo钢是近年来由ORNL(美国橡树岭国家实验室)和CE(美国燃烧工程公司)联合开发成功。现时,这个钢已在ASTM规程中列标、钢板的标准号是A387、钢管的标准号是A213、与其它产品一样定名为等级91(表1)。作了重要改进的这种钢,高温强度高于2(1/4)Cr—1Mo(T22)和标准的9Cr—1Mo(T9)钢,当金属壁温高达600     

汽轮机转子用钢的新发展

对新蒸汽或再热蒸汽温度566℃以上的由临界汽轮机转子用钢和中、低压联合转子用钢的发展现状做了介绍。     

超超临界汽轮机高温部件材料选择与防止固粒侵蚀措施

超超临界汽轮机的高温部件是汽轮机组中最容易出现损坏事故的部分,为保证机组的安全运行,须对高温部件选择合理的材料.介绍了目前国内外关于超超临界汽轮机高温部件的材料选择及其对高温部件固粒侵蚀所采取的防止措施.高温部件的材料采用添加微量的Mo、W、V、Nb、B、N等元素的改进型高Cr钢,能够满足目前超超临界汽轮机安全运行的要求.采用渗硼和涂陶瓷材料等表面硬化或表面塗复的方法可以防止固粒侵蚀.实践表明:改进型高Cr钢选用与防止固粒侵蚀措施,能够满足汽轮机长期安全运行的要求,可为汽轮机的设计制造、电厂运行人员安全运行机组提供参考.     

9%Cr钢表面激光熔覆1CrMo合金层的力学性能研究

为了解决9%Cr钢汽轮机转子轴颈堆焊1CrMo合金时,由于稀释率大、热输入高导致的新转子轴径表面降Cr质量分数效率低和磨损后不适合局部修复的问题,采用激光熔覆技术替代堆焊,在9%Cr钢表面进行了1CrMo合金激光熔覆试验,并对熔覆层组织结构和性能进行了测试分析。结果表明:激光熔覆技术可在9%Cr钢表面制备成形质量及力学性能良好的1CrMo合金熔覆层,熔覆层组织主要由铁素体和颗粒状碳化物组成;与堆焊相比,激光熔覆可有效降低基体对熔覆层的稀释率,提高表面降Cr质量分数效率;与基体材料相比,1CrMo合金熔覆层强度略低,但塑韧性更好,力学性能达到9%Cr钢汽轮机转子轴颈设计要求。     

国产超临界汽轮机转子钢低周疲劳特性的试验研究

为了解国产超临界汽轮机转子钢的静拉伸性能和低周疲劳特性,在540℃和593℃温度下对5种国产超临界汽轮机转子钢进行了静拉伸试验和总应变控制低周疲劳试验,给出了汽轮机转子钢的静拉伸力学性能参数,并拟合出其应变-疲劳寿命关系式.结果表明:在经过540℃和593℃低周疲劳试验后,5种转子钢的维氏硬度分别下降了约15和20,试验用超临界汽轮机转子钢均具有明显的循环软化特性.     

600℃以上汽轮机转子用高强度12％Cr铁素体钢的研制

为了燃煤电站的改进，研制了一种先进的12％Cr铁素体钢（TOS110）用于高温转子。该钢的研制是依据各种12％Cr耐热钢的研究经验，合金元素对持久强度的影响进行了专门研究。其中10％Cr－1．8W－0．7％Mo－V－3％Co－Nb－B钢是一个有希望的钢种。研究揭示了该钢比用于593℃的10％Cr－1％Mo－1％W－V－Nb钢有更高的持久强度。该新钢种的可生产性与性能已通过一个中等尺寸的锻件与产品尺寸的转子锻件进行了验证。产品尺寸转子锻件的评定工作现在正在进行之中，目前已得到了一些可喜的结果。该高强度12％Cr铁素体钢有希望运用于在630℃或630℃以上运行的高温转子。因此，燃煤电站可望得到热效率的明显改进。