汽輪機(jī)葉片常用鋼鋼號(hào)特性及其主要應(yīng)用范圍

1、汽輪機(jī)葉片常用鋼鋼號(hào)特性及其主要應(yīng)用范圍鋼號(hào)與技術(shù)條件特性主要應(yīng)用范圍類似鋼號(hào)20CrMoGB/T3077-1999是廣泛應(yīng)用的銘鋁合金結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的力學(xué)性能和工藝性 能。在520c以下具有良好的高溫 持久性能。焊接性能尚好，作為葉 片使用時(shí)，表面采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措 施。用作中壓125MW以下汽輪機(jī)壓力級(jí)葉片1Cr13GB 8732-200412Cr13GB/T 1221-2007屬馬氏體型耐熱鋼。該鋼碳含 量較低，淬透性好，啟較圖的耐蝕 性、熱強(qiáng)性、韌性和冷變形性能。 能在濕蒸汽及一些酸堿溶液中長(zhǎng) 期運(yùn)行。該鋼的減振性是已知鋼中 最好的。應(yīng)嚴(yán)格控制該鋼的熱加工 始鍛溫度和終鍛溫度，否則鋼易

2、過(guò) 熱而導(dǎo)致晶粒粗大，并析出大量的 S鐵素體，使鋼的韌性降低。該鋼 要求避免在 370c560c回火， 高溫回火在保證良好的耐蝕性的 同時(shí)，可認(rèn)得優(yōu)良的綜合力學(xué)性用于工作溫度< 450 C的汽輪機(jī) 變速級(jí)葉片及其他 幾級(jí)動(dòng)、靜葉片SUS410(JIS)410(AISI,ASTM)410S 21(BS)X10Cr13(DIN)Z12C13(NFA)12X13(OCT5632)能。鋼的焊接性能尚可。2Cr13GB 8732-2004 20Cr13GB/T 1221-2007屬馬氏體耐熱鋼。該鋼在700 c 以下具有足夠高的強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性 和很好的減振性能，并具啟較高的 韌性和冷變形能力。與1

3、Cr13鋼相 比，含碳量稍高，故強(qiáng)度也稍高， 但塑性和韌性稍低。該鋼在淡水、 海水、蒸汽及濕氣等條件卜耐蝕性 較好。該鋼的抗磨蝕性能可通過(guò)表 面強(qiáng)化方法來(lái)提高。用于工作溫度< 450 C的截面較 大、要求強(qiáng)度較局的后幾級(jí)葉片及低 溫段長(zhǎng)葉片SUS 420J1(JIS)420S42000(AISI,ASTM)420 S37(BS)X20Cr13(DIN)Z20C13(NFA)1Cr12MoGB 8732-2004 12Cr12MoGB/T 1221-2007屬馬氏體型耐熱鋼。與2Cr13鋼相 比，含碳量稍低，但強(qiáng)度、塑性、 韌性均高于2Cr13。Mo的加入有 利于提高鋼的抗點(diǎn)蝕能力。該鋼在

4、 淡水、海水、蒸汽及濕氣等條件下 耐蝕性較好。用于工作溫度< 450 C的截面較 大、要求強(qiáng)度較局的后幾級(jí)葉片及低 溫段長(zhǎng)葉片，例如1000MW汽輪機(jī)低壓動(dòng)葉片。1Cr11MoVGB/T 8732-2004 14Cr11MoVGB/T屬馬氏體耐熱鋼，是改型的12%銘鋼的典型鋼種之一。由于鋼 中加入了鋁和斜，其熱強(qiáng)性和組織 穩(wěn)定性均比13%銘鋼局。該鋼具有 良好的減振性和小的線膨脹系數(shù)，用于工作溫度< 540 C的汽輪機(jī) 變速級(jí)及高溫區(qū) 動(dòng)、靜葉片15X11M (OCT5632)1221-2007工藝性能較好，焊接性能尚可。可 通過(guò)氮化提高鋼表面的耐磨性。該 鋼對(duì)回火脆性不敏感。2C

5、r12MoVGB 8732-2004屬馬氏體耐熱鋼。與ICrIIMoV鋼 相比，C、Mn、Cr、Mo含量均有 所提高，強(qiáng)度明顯高于ICrIIMoV, 但塑性、韌性相對(duì)稍低。鋼的熱強(qiáng) 性和組織穩(wěn)定性均比13%銘鋼高。該鋼具有良好的減振性和小的線 膨脹系數(shù)，工藝性能較好，焊接性 能尚可。用于工作溫度< 540 C的汽輪機(jī) 變速級(jí)及高溫區(qū) 動(dòng)、靜葉片表A5（續(xù)）鋼號(hào)與技術(shù)條件特性主要應(yīng)用范圍類似鋼號(hào)1Cr12W1MoVGB/T 8732-200415Cr12WMoVGB/T 1221-2007是12%銘鋼的改型鋼種之 一。由于鋼中加入了鴇、鋁、 鈕等元素，提高了鋼的熱強(qiáng)性。 在580c具啟較高

6、的持久強(qiáng)度、 持久塑性和組織穩(wěn)定性，減振用于工作 溫度< 580 C 的汽輪機(jī)變速 級(jí)及高溫區(qū)動(dòng)、靜葉片15X12BHM （3H802）（前方,聯(lián)）性能良好。由于鋼的屈服強(qiáng)度 較局，耐蝕性能較好。鋼中因 加入了相當(dāng)數(shù)量的鐵素體形成 元素鴇、鋁和鈕，故組織中含 有一定數(shù)量的S鐵素體，其工 藝性能尚好，可以鍛軋和模鍛 加工。為提高鋼的表面耐磨性， 可進(jìn)行氮化.2Cr11NiMoNbVNGB/T 8732-200418Cr11NiMoNbVNGB/T 1221-2007是12%銘型馬氏體耐熱鋼。 由于鋼中加入了鋁、鈕、氮等 元素，增強(qiáng)了鋼的沉淀強(qiáng)化效 應(yīng)，具有較高的強(qiáng)度，一定品 的鎮(zhèn)增加了鋼的

7、韌性。580c左 右持久強(qiáng)度、持久塑性和組織 穩(wěn)定性，減振性能良好。由于 鋼的屈服強(qiáng)度較高，耐蝕性能 較好。鋼的工藝性能尚好，可 以鍛軋和模鍛加工。為提高鋼 的表面耐磨性，可進(jìn)行氮化.用于工作 溫度 580 C 的汽輪機(jī)變速 級(jí)及高溫區(qū) 動(dòng)、靜葉片1Cr11NiMo1WVNbN（東汽）是12%銘型馬氏體耐熱鋼。 由于鋼中加入了鋁、鈕、氮等 元素，增強(qiáng)了鋼的沉淀強(qiáng)化效用于工作溫度 600 C 的汽輪機(jī)變速2Cr11Mo1VNbN (H46)(東汽)1Cr9Mo1VNbN (哈汽)應(yīng)，具有較圖的強(qiáng)度。600c左 右持久強(qiáng)度、持久塑性和組織 穩(wěn)定性，減振性能良好。1Cr9Mo1VNbN于銘含量較低，

8、 所以強(qiáng)度和抗氧化性能稍低。級(jí)及高溫區(qū)動(dòng)、靜葉片2Cr12NiMo1W1VGB/T 8732-200422Cr12NiWMoVGB/T 1221-2007兩個(gè)鋼成份幾近相同， 22Cr12NiWMoV 的 S、P 含量 低于 2Cr12NiMo1W1V , Cr、 Mo、W、V的上限略有差異。 是12%銘型馬氏體耐熱鋼。與 1Cr12W1MoV鋼相比，由于鋼 中碳、鋁和鴇含量均有所增加， 并加入少量銀元素，因此使鋼 的熱強(qiáng)性能得到提高。此外， 鋼的缺口敏感性小，并具有良 好的減振性、抗松弛性能和工 藝性能用于工作 溫度 550 C 的汽輪機(jī)動(dòng)葉 用口圍帶C-422(美國(guó))SUH 616(JIS

9、)616(ASTM)2Cr12Ni2W1Mo1V1Cr12Ni2W1Mo1V是在12%銘鋼基礎(chǔ)上加入較多量的銀、鴇、鋁、鈕等強(qiáng)化元素改進(jìn)而成的高強(qiáng)度馬氏體耐熱鋼，與 GB/T1221-2007 中的 13CM1Ni2W2MoV 成分用作1000MW汽輪機(jī)低壓末級(jí)和次末級(jí)動(dòng)葉片相近。該鋼具有高的強(qiáng)度及良 好的韌性，屈服強(qiáng)度大于 735MPa ,硬度為 293HB 331HB,沖擊值大于59J/cm2, 且抗蝕性和冷熱加工性能良 好。該鋼高溫形變處理工藝簡(jiǎn) 單，成品率高。與調(diào)質(zhì)處理葉 片相比，形變處理葉片晶粒細(xì) 化且分布較為均勻，其力學(xué)性 能和斷裂韌度均較高。該鋼抗 回火能力強(qiáng)，因此，使葉片進(jìn) 汽

10、邊硬質(zhì)合金片的焊后熱影響 區(qū)性能不受影響1Cr12Ni3Mo2VNbN用 作1000MW汽輪機(jī)低壓末級(jí)和次末級(jí)動(dòng)葉片是在12%銘鋼基礎(chǔ)上加入 較多量的銀、鋁、鈕等強(qiáng)化元 素改進(jìn)而成的高強(qiáng)度馬氏體耐 熱鋼。該鋼具有高的強(qiáng)度及良 好的韌性，抗蝕性和冷熱加工 性能良好。該鋼抗回火能力強(qiáng)， 因此，使葉片進(jìn)汽邊硬質(zhì)合金 片的焊后熱影響區(qū)性能不受影 響14Cr17Ni2GB/T 1221-2007屬馬氏體鋼。在GB/T1221-92 中為 1Cr17Ni2。經(jīng)淬火加低溫回火后，具后高的強(qiáng)度、韌性和耐蝕性。為避免鋼中因口 相增多而引起力學(xué)性能降低，鋼中的銀控制在1.5%2.5%,銘控制在16%18%。熱加工

11、時(shí)，停鍛 溫度應(yīng)高一些，以改善塑性和 表面質(zhì)量，還應(yīng)控制較大的加 工比，以得到均勻的組織用于工作 溫度450C、 要求局耐蝕性 和圖強(qiáng)度的葉 片SUS431(JIS)431,S43100(AISI,ASTM)X22CrNi17(DIN)Z15CN1602(NFA)14X17H2(TOCT5632)0Cr17Ni4Cu4Nb(17-4PH)GB/T 8732-200405Cr17Ni4Cu4NbGB/T 1221-2007屬典型的馬氏體沉淀硬化不銹鋼。既保持不銹鋼的耐蝕 性，又通過(guò)馬氏體中金屬間化合物的沉淀強(qiáng)化提高了強(qiáng)度。該鋼的衰減性能好，抗腐蝕疲 勞性能及抗水滴沖蝕的能力優(yōu)于12%Cr鋼。固溶

12、后，可根據(jù) 不同的強(qiáng)度要求選用不同的回火溫度。經(jīng)過(guò)熱處理的鍛件， 應(yīng)具有均勻的回火馬氏體組織，晶粒度為ASTM 6號(hào)或更用作既要 求耐蝕性、又 要求較圖強(qiáng)度 的汽輪機(jī)低壓 末級(jí)動(dòng)葉片SUS630(JIS)630,S17400(AISI、ASTM)Z6CNU17.04(NFA)細(xì)，纖維狀或塊狀S鐵素體平 均量不超過(guò)5%,以保證鍛件性 能Refractoloy-26(R-26)R-26是美國(guó)鋼號(hào)，是 18%Cr-36%Ni-20%Co 型葉片 材料，屬于Ni-Cr-Co-Fe混合 基沉淀硬化型高溫合金，具有 高的持久強(qiáng)度和抗松弛性能， 使用溫度高達(dá)650 C。R26通 常在1024由3c下進(jìn)行固溶

13、處 理，保溫時(shí)間多于 30min,油 或水冷卻。沉淀硬化處理 816毛C, i呆溫20h,待冷卻到 732予C時(shí)彳呆溫20h,空冷。用于工作溫度 660C、 要求高抗氧化性和圖強(qiáng)度的1000MW機(jī)組的葉片15106FE （日本三菱公司）1Cr11Co3W3NiMoVNbNB是在12%銘鋼基礎(chǔ)上加入 較多量的、鴇、鉆元素。試驗(yàn) 表明，在高溫下，鴇的強(qiáng)化效 應(yīng)是鋁的2倍，復(fù)合添加鴇/ 鋁可認(rèn)得更加的強(qiáng)化效應(yīng)；鉆 可抑制鋼中S鐵素體的形成， 650c時(shí)，3%的鉆具有最高的 持久強(qiáng)度；犯、鈕、氮、硼增 加了陳沉淀強(qiáng)化。所以，該鋼 具啟高的持久強(qiáng)度和抗氧化 性。用于工作溫度 650C、 要求高抗氧化 性

14、和圖強(qiáng)度的的1000MW機(jī)組動(dòng)/靜葉片NiCr20TiAl(上汽)該鋼較高的銘含量大大提 高了其抗氧化性能，鈦的添加 可提高鋼的強(qiáng)度，細(xì)化晶粒， 同時(shí)可提高鋼的抗氧化、抗腐 蝕性能。用于制造600 c左右的 超超臨界汽輪機(jī)高中壓 1-3級(jí)葉片NiCr20TiAl （西門子公司）X12CrMoWVNbN1性能特點(diǎn)見轉(zhuǎn)子用于制造12CrMoWVNbN10-1-10-1-1（上汽）600 c左右的超超臨界汽輪機(jī)高中壓3-5級(jí)葉片（西門子公司）X19CrMoNbVN11-1（上汽）馬氏體型熱強(qiáng)鋼。高的Cr 量提高了鋼的抗氧化、抗腐蝕 性，Cr、Mo:71素的加入保證了 鋼的基體強(qiáng)度，少量的N與V、 Nb在鋼中口形成氮化物或復(fù)合 碳/氮化物Nb （C N）產(chǎn)生沉 淀強(qiáng)化效應(yīng)。低的含 C戰(zhàn)增強(qiáng) 了鋼的組織穩(wěn)定性，Mo可提高 鋼的再結(jié)晶溫度，延緩高溫運(yùn) 行下馬氏體的分解