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。     

700℃以上超超临界汽轮机高中压转子用材研究

综合国外700℃以上汽轮机高中压转子材料研究情况,结合我国高温合金材料的发展水平,给出我国700℃以上超超临界汽轮机高中压转子用材建议。     

700℃超超临界转子用镍基617合金的动态再结晶行为

用Gleeble-3500热模拟机对镍基617合金进行等温热压缩试验,获得了不同变形条件下该合金的真应力-真应变曲线,并对压缩试样的微观组织进行分析。通过对试验数据的计算,得到了镍基617合金的动态再结晶激活能和本构关系方程;建立了动态再结晶图,获得了镍基617合金发生动态再结晶所需的临界变形量与Z参数的关系。结果表明,变形参数对镍基617合金热变形后的显微组织具有重要影响,较高的变形温度和较低的应变速率有利于动态再结晶的发生。     

700℃先进超超临界锅炉过热器管用新型镍基高温合金GH750的组织和性能研究

GH750是一种我国自主研发的、可以应用于700℃先进超超临界锅炉过热器/再热器管的新型镍基高温合金。研究新型镍基高温合金GH750的组织和性能。研究结果表明:GH750合金的组织由奥氏体基体和强化相γ′,以及微量的晶内和晶界MC、M23C6组成;力学性能优异,室温和高温强度高、塑性好;高温持久性能突出,760℃/10~5 h的持久强度超过100 MPa;在750~850℃高温长期时效后组织稳定性好,无有害相析出;长期时效至10 000 h时,室温拉伸性能变化小,冲击韧性短期下降后趋于稳定。     

700℃先进超超临界汽轮机转子用617合金锻造工艺研究

先进超超临界汽轮机转子用617合金变形抗力大且无法通过锻后热处理达到细化晶粒,因此要生产满足产品性能要求的锻件就需要合理的锻造工艺参数。通过对617合金的锻造工艺性能、动态再结晶以及晶粒长大趋势等进行试验研究,确定了617合金锻造的始锻温度为1180~1200℃、终锻温度为950~1000℃。根据所确定的工艺方案成功地进行了617合金电渣重熔铸锭的水压机锻造试制,试制锻件表面无裂纹、内部组织均匀,各项力学性能检测结果均符合产品技术要求,验证了617合金锻造工艺参数的有效性。     

输出轴锻件的试制

输出轴是电动机、内燃机的重要零件。通过化学成分调整,制定合理的开坯、镦粗、精整等锻造工艺和调质处理工艺,试制成了34CrNi3MoA钢输出轴锻件,其显微组织及拉伸、冲击性能均达到了设计技术要求。     

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。     

700℃等级超超临界汽轮机用材探讨

综合国内外先进超超临界汽轮机材料方面的研究资料,给出我国700℃等级汽轮机用候选材料及材料技术的研发重点。     

镍基高温合金锻后固溶处理的研究

探讨了固溶温度对GH150镍基高温合金显微组织和力学性能的影响。研究结果证明，提高固溶温度可以促进γ′，得到充分溶解，进而提高高温合金时效处理时的沉淀强化效果。但当固溶温度超过1080℃以后。性能有所下降，主要是因为合金原子的扩散能力增强和晶界碳化物不断的溶解，从而导致晶粒过分长大。同时说明，1080℃应该是γ′的完全固溶的温度。     

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。     

超超临界转子用镍基材料的探索性研究

根据国际上关于超超临界转子镍基材料研究的最新进展,选定Inconel625、Inconel617及Nimonic263这三种成分合金进行了研究,热压缩实验结果表明,Nimonic263属于变形抗力较大的合金,Inconel625是最适于锻造成型的,较适宜的锻造温度为1 000～1 150℃。     

700℃超超临界锅炉管用617B合金时效组织演变

研究了700℃超超临界锅炉管用617B合金在720℃/10 000 h、800℃/2000 h和850℃/100 h时效和不同温度50 h时效过程中组织稳定性及力学性能变化。结果表明:617B合金在10 000 h长期时效末期组织稳定性较差,γ′相粗化且晶界上有有害相析出;温度对617B合金的组织稳定性影响较大,随着温度升高γ′相急剧粗化,晶内析出相发生转变;合金的硬度主要受γ′相析出规律的影响;720℃时效过程中晶内有拉链状析出相,其种类、结构有待进一步研究。     

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。     

700～800℃温度下GH4169合金的组织演化和力学性能研究

研究了GH4169合金室温、700～800℃高温范围内的组织演化、瞬时拉伸及持久性能.实验结果发现,GH4169合金的瞬时拉伸强度随温度提高而降低,塑性在750℃下出现极小值,超过750℃后,又随温度的提高而大幅度提高;合金在750℃温度/295MPa应力下的持久时间高达406h 55min,这是由于在此温度下,基体中析出了点状和棒状魏氏体,延长空洞萌生时间所致.     

热力参数对Ti-17合金等温锻件显微组织和力学性能的影响

研究了富β相的α+β钛合金Ti-17,毛坯的原始状态(如组织形态、晶粒大小、均匀性)、热加工工艺路线、热处理制度及工艺参数对等温模锻件最终显微组织和力学性能的影响.结果表明,Ti-17合金等温锻造之前的自由锻预制毛坯对锻件的显微组织、力学性能有明显影响,直接采用晶粒较大的原始棒材在β相区等温锻造,锻件高倍组织中的α相呈鱼骨状,各项力学性能均较差;经自由锻预制坯的等温锻件显微组织细小而均匀,在两相区锻造时,获得细小均匀的等轴α组织;在β相区锻造时,获得细小均匀的网篮状α组织,各项力学性能满足要求.     

镍基高温合金LTES700R材料锻造工艺研究

通过对LTES700R材料锻造加热规范、锻造工艺参数及锻造工艺性能进行试验研究,确定工艺参数为始锻温度1 150℃、终锻温度≥900℃、锻后空冷。试生产检验结果满足规范要求。     

工业汽轮机整体转子锻件国产化研究

为了给水泵工业汽轮机整体转子锻件的国产化需求,采用碳当量分析法并通过将径向与切向取样实验数据进行转换比较,找出行业标准JB/T7022与日本东芝公司企业标准的差异。最终采用行业标准JB/T7022并合理参考东芝企业标准,实现了给水泵工业汽轮机整体转子锻件国产化需求。     

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。     

锻件显微组织和力学性能精确控制的工艺及设备

综合分析了锻件精确控制显微组织和力学性能的必要性和可能性。对渗碳钢、非调质钢和高碳过共折钢等3类重要锻件必须具备的显微组织和力学性能进行了研讨，提出了可以满足上述要求的等温正火(退火)新工艺控制参数和设备。