汽轮机转子体轮盘及叶轮用金属材料选用导则

《汽轮机转子体轮盘及叶轮用金属材料选用导则》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽轮机转子体轮盘及叶轮用金属材料选用导则（12页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、汽轮机转子体轮盘及叶轮用金属材料选用导则1.1转子体、轮盘及叶轮锻件不应有裂纹、白点、缩孔、折叠、过度的偏析，以及超过允许的夹杂和疏松等。锻件在轴向和径向的材料性能均匀。1.2 高中压转子、轮盘及叶轮用钢应具有以下性能 a）高的室温和高温强度、塑性，良好的韧性。b）高的蠕变强度、持久强度，高的组织稳定性。c）良好的抗疲劳性能 d）较高的断裂韧性，低的脆性转变温度。 e）低的残余应力。 f）良好的抗氧化、抗高温蒸汽腐蚀能力。1.3 低压转子、轮盘及叶轮用钢应具有以下性能 a）高的室温和中温强度、塑性，良好的韧性。b）较高的断裂韧性，低的脆性转变温度。c）低的残余应力。1.4 高中压转子、轮盘及叶

2、轮用钢的选用原则上主要考虑材料应有高的高温强度、持久强度、抗热疲劳性能、高的组织稳定性和低的残余应力；低压转子、轮盘及叶轮用钢主要考虑材料应有高的室温、中温强度和低的残余应力1.5 高温高压机组根据容量，高中压转子可选34CrMo1A、30Cr1Mo1V；超临界机组高中压转子选用30Cr1Mo1V；超超临界机组高中压转子选用10Cr系列钢的12Cr10NiMoWVNbN（X12CrMoWVNbN10-1-1 西门子）、13Cr10NiMoVNbN（TMK-1）、14Cr10NiMoWVNbN（TOS107）、15Cr10NiMoWVNbN（KT5916日立）；二次再热620超超临界机组高中压转

3、子选用FB2或TOS110。1.6高温高压机组根据容量，低压转子可选34CrNi3Mo、25CrNiMoV、30Cr2Ni4MoV；超（超）临界机组低压转子选用30Cr2Ni4MoV。1.7 汽轮机转子体、轮盘及叶轮用钢的验收1.7.1 超临界及超超临界机组汽轮机高中压转子体锻件技术要求和质量检验，应符合JB/T 11019-2010的要求。1.7.2 300MW及以上汽轮机转子体锻件技术要求和质量检验，应符合JB/T 7027-2002。1.7.3 300MW及以上汽轮机无中心孔转子锻件技术要求和质量检验，应符合JB/T 8707-1998。1.7.4 25MW-200MW汽轮机转子体和主轴

4、锻件技术要求和质量检验，应符合JB/T 1265-2002。1.7.5 25MW200MW汽轮机轮盘及叶轮锻件的技术要求和质量检验，应符合JB/T 1266-2002。1.7.6 超临界及超超临界机组汽轮机低压转子体锻件技术要求和质量检验，应符合JB/T 11020-2010。1.7.7汽轮机高低压复合转子体锻件技术要求和质量检验，应符合JB/T 11030-2010。1.7.8进口汽轮机转子体、轮盘及叶轮用钢的技术要求和质量检验，应符合供货国标准或订货合同要求。1.8 汽轮机转子体、轮盘及叶轮常用钢钢号、特性及其主要及其主要应用范围见附录A中表A4。表A4 汽轮机主轴、转子体、轮盘和叶轮及汽

5、轮发电机转子和无磁性护环常用钢钢号、特性及其主要应用范围钢号与技术条件特性主 要 应 用 范 围类 似 钢 号35、40、45GB/T 699-1999 强度较低。可调质处理，但淬透性低。优质钢的硫、磷含量低，脱氧好，有良好的塑性和韧性。焊接性尚可 用于中压以下、强度级别为280MPa、温度400的汽轮机主轴或汽轮发电机转子35SiMnGB/T 3077-1999 具有较好的淬透性、良好的韧性、较高的强度，疲劳强度也较好，但有一定的过热敏感性及回火脆性倾向，并有白点敏感性。冶炼时易污染非金属夹杂物，造成热加工工艺上的困难。与40Cr钢相比，除低温冲击吸收能量稍差、缺口敏感性较高外，其他力学性能

6、相当 用于工作温度400的汽轮机主轴，轮毂厚度为170mm以下的叶轮，汽轮发电机中心环等。35CrMoGB/T 3077-199934CrMo134CrMo1AJB/T 1265-2002JB/T 1266-2002JB/T 1267-2002 34CrMo1是JB/T 1265-2002中的牌号，34CrMo1A是JB/T 1266-2002和JB/T 1267-2002中的牌号。属Cr-Mo合金结构钢。强度较高、韧性好，有较好的淬透性，冷变形性中等，切削性能尚可。高的蠕变强度和持久强度，长期使用组织比较稳定。焊接时需预热，预热温度为150400。34CrMo1钢由于提高了Mo含量，更适于生

7、产大型锻件。 35CrMo用于工作温度480以下的汽轮机主轴和叶轮。 34CrMo1用于294MPa强度级别的汽轮发电机转子和50MW以下汽轮机主轴、轮盘。24CrMoVJB/T 1266-200235CrMoVGB/T 3077-1999JB/T 1266-2002 两种钢的强度均较高，淬透性也较好，冲击吸收能量较高。24CrMoV钢的工艺性能不如35CrMoV钢。35CrMoV钢有时会出现冲击吸收能量不稳定的现象，热处理时如果采用水油淬火，对提高冲击韧性有较好的效果，该钢在550时的蠕变强度和持久强度均超过34CrMo，但经5000h时效后，其力学性能急剧下降，因此使用温度不得超过5005

8、20。该钢的焊接性能差，焊前预热温度为300以上。 24CrMoV钢用作直径小于500mm、在450500下工作的叶轮、转子主轴。 35CrMoV钢用作在500520以下工作的转子及叶轮。30Cr1Mo1VJB/T1265-2002JB/T7027-2002 是国外在大型汽轮机组中应用最广泛的高、中压转子钢。该钢具有较好的热强性和淬透性，良好的综合力学性能，切削加工性良好，锻造工艺性能也较好，抗腐蚀性和抗氧化性尚可。 用作工作温度在560以下的汽轮机高中压转子。 ASTM A470 Class828CrNiMoVJB/T 1265-2002 具有较高的蠕变强度和持久强度、一定的持久塑性和组织稳

9、定性、良好的室温力学性能及均匀的组织、较好的工艺性能及抗脆性破坏能力。高温性能稍低于27Cr2MoV钢。 用作蒸汽参数为500540、9.8MPa15.7MPa的汽轮机高、中压转子。25CrNi1MoVJB/T 1266-2002JB/T 1267-2002JB/T 8706-1998 属贝氏体类型钢。与17CrMo1V钢相比，强度高，淬透性好，脆性转变温度低。该钢有较好的焊接性能，冶炼、锻造及热处理工艺性能良好，但对回火温度及回火时间较敏感。 用作200MW以下汽轮机低压转子、低压轮盘、压气机转子和200MW以下发电机转子。34CrNi1Mo34CrNi3MoJB/T 1265-2002JB

10、/T 1266-2002JB/T 1267-2002JB/T 8706-1998 是大截面高强度钢，淬透性高，综合性能良好。回火稳定性好，回火温度范围较宽(540660)，有利于调整强度和韧性。冷热加工工艺性能良好。该钢限制在400以下使用，当温度达到400450时，力学性能急剧下降，超过450时持久强度和蠕变强度都很低。由于含碳量较高，钢的裂纹敏感性和白点敏感性大。 用作200MW以下汽轮机低压转子、低压轮盘和200MW以下发电机转子。25Cr2Ni4MoV30Cr2Ni4MoVJB/T 1265-2002JB/T 1266-2002JB/T 7027-2002JB/T 7178-2002J

11、B/T 8706-1998 与34CrNi3Mo钢相比，C含量低，合金元素含量增加，并严格控制杂质元素，提高了导磁性能，增加了淬透性，综合性能好，脆性转变温度低。但具有回火脆性。这主要与杂质元素P、Sn、As等含量有关，脆化温度范围大致为350575。 用于制造300MW及以上汽轮机低压转子、低压轮盘和发电机转子。12Cr10NiMoWVNbN JB/T 11019-2010 TLV9258-2004 是欧洲COST501研发的含W的马氏体耐热钢,其元素含量与E911钢的成分基本相同。转子锻件经真空除气或电渣重熔后整体锻造。锻后进行预备热处理和性能热处理。性能热处理需行两次回火，第二次回火温度

12、要高于第一次，且尽量提高第二次回火温度。具有高的持久强度，若热加工工艺控制不佳，冲击吸收能量较低。 用于制造600左右的超超临界汽轮机高中压机转子。12CrMoWVNbN10-1-1（西门子公司）13Cr10NiMoVNbNJB/T 11019-2010TMK-1为日本神户制钢所研发，属改良的不含W的10%Cr马氏体耐热钢。性能热处理需两次回火，第二次回火温度要高于第一次，且尽量提高第二次回火温度。具有高的持久强度，若热加工工艺控制不佳，冲击吸收能量较低。 用于制造600左右的超超临界汽轮机高中压机转子。TMK-1 Cr10.5Mo1.5NiVNbN 哈汽表A4(续)钢号与技术条件特性主 要

13、应 用 范 围类 似 钢 号14Cr10NiMoWVNbNJB/T 11019-2010TOS107是上世纪80年代日本研发的10%Cr-1%Mo-1%W-V-Nb-N马氏体耐热钢，Cr、Mo和V存在于析出相和基体中，而大部分W则存在于基体中。由于W的固溶强化效应，使TOS107钢的蠕变断裂强度得到显著改善。性能热处理需两次回火，第二次回火温度要高于第一次，且尽量提高第二次回火温度。若热加工工艺控制不佳，冲击吸收能量较低。 用于制造600左右的超超临界汽轮机高中压机转子。TOS107 Cr10.5Mo1W1NiVNbN 哈汽15Cr10NiMoWVNbNJB/T 11019-2010KT591

14、6是日立公司研发的马氏体耐热钢，W含量低于TOS107，其余元素含量相近。具有高的持久强度，抗拉强度略低于TOS107，冲击吸收能量较低。性能热处理需两次回火，第二次回火温度要高于第一次，且尽量提高第二次回火温度。 用于制造600左右的超超临界汽轮机高中压机转子。KT5916 日立1Cr10Mo1NiWVNbN 东汽FB2COST 522FB2是欧洲COST 522项目中研发的9Cr-2Mo-1Co-NiV-Nb-N-B马氏体耐热钢，设定的目标为锻件的屈服强度700MPa，620下105h的持久强度100MPa，持久塑性大于10%，比改良型12Cr的105h持久强度高30-40MPa。相对于6

15、00左右的超超临界汽轮机高中压机转子，添加微量的B并降低N量。Co可防止钢中铁素体的形成，改善钢的淬透性和组织稳定性。B可提高(Nb,V)C及V（C,N）的高温稳定性和钢的淬火加热温度，低的N、Al含量可避免形成Al N夹杂。用于制造630左右的超超临界汽轮机高中压机转子。X13CrMoCoNiVNbNB9-2-1（EN）TOS110日本研制的10Cr-3Co-1.8W-0.7Mo-V-Nb-B马氏体耐热钢，较高的W、Co含量，添加微量的B并降低N量，改善了钢的淬透性和组织稳定性。持久强度明显高于TOS107。 用于制造630左右的超超临界汽轮机高中压机转子。新12Cr钢50Mn18Cr550Mn18Cr5N50Mn18Cr4WN1Mn18Cr18NJB/T 1268-2002 均为锰铬系无磁性奥氏体钢，屈服强度较高。钢中W、N起强化作用，加N能扩大和稳定奥氏体，加W可使碳化物沉淀较慢。整锻后进行去应力处理，随后固溶处理，粗加工后形变强化，强化方法有半热锻、冷锻、冷扩孔或爆炸等加工硬化方法。 用作50MW-200MW汽轮发电机无磁性护环1Mn18Cr18NJB/T 1268-2002JB/T 7030-2002 该钢与18Mn-5Cr护环钢相比，具有更高的抗应力腐蚀能力和强度。其主要缺点是高的屈强比。 用作300MW-1000MW汽轮发电机无磁性护环