2Cr12NiW1Mo1V(C422)钢喷嘴加强环的高温持久强度和热处理.pdfVIP

高温持久强度与热处理 东方汽轮机厂刘显惠林锦棠 摘 要 某型号300MW汽轮机用喷嘴加强环是我厂采用世界先进的喷嘴设计程序，首次在 我厂自行试制的一个重要的高温部件。毛坯属不锈钢大型锻件、其热处理、几何形状复杂的机 加工、异种钢深坡口焊接等各种工序均对工厂的技术实力提出了考验．本文仅对该机组首次采 用的喷嘴加强环锻件，跟踪困挠高温持久强度性能数据的热处理工艺，从该材质内在组织状况 变化的根本原因出发，阐述了热处理工艺参数对材料室温力学性能，特别是高温持久性能的影 响作用。 关键词 喷嘴加强环 锻件 热处理 高温性能碳化物 1、前言 喷嘴加强环原为中日合作设计、合作生产600MW汽轮机上的结构，是汽轮机腔室主蒸汽 入口处喷嘴部件中的一个重要组成零件，上、下半各一件，每件由半环状锻件在周向等距离铣 为一个整体。 喷嘴加强环对喷嘴叶栅起加强支撑的作用，与喷嘴一起，对进入汽轮机高压缸的170ata、 538℃亚临界参数的主蒸汽起分流导向的作用。该引进型半环式喷嘴结构与我国惯用的四分之一 弧段式的喷嘴结构相比，可提高机组的级效率，并使通过喷嘴进入叶栅的汽流更为均匀、平 稳，从而可减少周向不均匀汽流对叶片的冲击与挠动作用。因而，我厂将这～先进的结构设计 推广移植到300MW汽轮机中。 调质热处理后的理化检验中，发现在室温强度等力学性能合格的状况下，短时高温持久性能却 相差甚远，从而引起热处理工艺参数的多次更改，热处理成为加强环加工制造中的一大难关。 这一问题的出现引起了人们对加强环毛坯的化学成分、金相组织、热处理工艺，乃至高温 持久试样尺寸因素的一系列关注。本文就喷嘴加强环“调质热处理一短时高温持久性能测试” 的反复过程进行了各方面的追踪检查与分析。 喷嘴加强环的生产制造 2．1加强环的制造程序 加强环锻件毛坯价格昂贵，一个半环的价格高达数万元，且制造程序繁多，生产周期长，它 包括： ● 毛坯成型阶段： 电炉冶炼、电渣重溶一锻造成一个整环一预备热处理(退火或高温回火)一机加工方法切 为两个半环 ● 热处理阶段： 毛坯粗加工一超声波探伤一调质热处理一切试样环一检查化学成分、拉伸与冲击、高温短 时持久性能、金相组织与晶粒度 · 机加工阶段： 铣制汽道型腔及焊接坡口一手工修磨型腔至光滑 ● 焊接阶段： 喷嘴加强环的进汽侧与蒸汽室进行深坡口全焊一去除焊接应力退火～-另一侧与喷嘴叶栅焊 接一-焊后去除焊接应力处理 · 总装阶段：： 总装进入汽轮机高压缸蒸汽入口处 2．2锻件毛坯的制造 喷嘴加强环C422钢采用电炉冶炼加电渣重溶精炼，制成约二吨重的电渣锭，经切头后， 在1600T水压机上锻为圆饼，中心冲孔后按锻件毛坯尺寸要求锻为略呈椭圆形的环状锻件，重 量约1．5吨左右。退火处理后，在长轴的二分之一处将该环形锻件用机加工方法对称地切为 “A”、 “B”两个半环。粗加工后半环锻件的交货重量为536公斤，其形状、尺寸及力学性能 试样的取环位置(图中45×45mm环处)见图1。 图2中右下是经数控铣床将汽道全部机械加工完毕后的C422钢喷嘴加强环，左上则是即 将与该加强环焊接成为一体的ZGl5CrlMol喷嘴室铸件的外形。 129— 60L l J l ／／／-77k ‘ i 高 一l ～ 荔 1 f 黝习 。／，／t白r