625℃汽轮机转子材料开发与性能分析

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1、第41卷第3期V01．41NO．32012年9月Sept．2012625oC汽轮机转子材料的开发及性能分析梅林波，沈红卫，王思玉，张澜庭，孙锋(1．上海交通大学材料科学与工程学院，上海200240；2．上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂，上海200240)摘要：通过总结国内外关于9％～10％Cr铁素体钢的研发成果，全面探讨了典型的625℃汽轮机转子材料COST—FB2的工艺、微观组织和性能特征及其强化机理。研究表明COST—FB2转子钢具有良好的物理性能、较高的高温屈服强度以及良好的蠕变和持久性能。COST—FB2可用于上海汽轮机厂设计的再热蒸汽温度为620℃的超超

2、临界汽轮机机组。关键词：转子材料；工艺；微观组织；性能中图分类号：TK265文献标识码：A文章编号：1672—5549(2012)03—0183—05DevelopmentandPropertyAnalysisofRotorMaterialfor625oCSteamTurbinesMEILin—bo’，SHENHong—wei，WANGSi。yu，ZHANGLan。ting，SUNFeng(1．SchoolofMaterialsScienceandEngineering，ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200240，China；2

3、．ShanghaiElectricPowerGenerationEquipmentCo．，Ltd．，ShanghaiTurbinePlant，Shanghai200240，China)Abstract：Basedontheresearchanddevelopmentof9％一10％Crferriticsteelsworldwide，theprocess，microstructure，prope~ycharacteristicsandstrengtheningmechanismoftypicalsteamturbinerotormaterialCOST—FB2aredi

4、scussed．TheresultindicatesthatCOST·FB2hasexcellentphysicalproperties，higherelevatedtemperatureyieldstrengthandexcellentcreeprupturestrength．Thus，COST—FB2canbeappliedforUSCsteamturbineunitwith620oCreheatsteamtemperaturedesignedbyShanghaiTurbinePlant．Keywords：rotormaterial；process；mierost

5、meture；prope~yCO排放引起的环境问题日益为全世界所关由于9％一10％Cr钢具有足够高的长时蠕变注，发展和采用超超临界技术是目前各国减少强度、良好的抗氧化性和工艺性能，其应用范围已CO排放的一个重要、行之有效的措施。我国一覆盖我厂600℃超超临界汽轮机组中的重要部次能源以煤为主的格局在比较长的时间内不会改件。随着再热蒸汽温度提高到620oC，必须在现变，保护环境已成为我国发展和采用超临界机组有9％一10％Cr钢的基础上进一步优化材料成的新的推动力。分、工艺、组织和性能。转子作为汽轮机组的核心已经在运行或在设计建设阶段的超(超)部件，其材料开发和性能研究必然

6、最受关注。本临界机组温度参数大多在566～600℃，压力文将重点就625oC汽轮机转子材料的开发及性能则分为25MPa、27MPa和30～31MPa三个级研究展开论述。别。我厂正在设计、制造再热蒸汽温度为620℃的超超临界汽轮机组，更高的蒸汽参数1625℃汽轮机转子材料的成分特点对电站用钢提出了更苛刻的要求。只有获得具有足够蠕变强度的合适的材料，才能实现625oC汽轮机转子材料的开发目标为：效率增长。620~C／IO0000h持久强度大约为100MPa；收稿日期：2012—03—28修订日期：2012—06—08作者简介：梅林波(1981一)，男，2004年毕业于合肥

7、工业大学金属材料工程专业，现就读上海交通大学材料工程工程硕士，从事汽轮机和燃气轮机材料技术工作。g

8、ll圜第3期625oC汽轮机转子材料的开发及性能分析持久断裂的延伸率>10％；COST—B，只是降低了c含量和添加元素c0。加直径≤1．2In的转子锻件能淬透；co是为抑制8铁素体的析出。全尺寸模拟件试屈服强度下限I>680MPa；验表明，COST—FB2的高温性能明显优于其它性能与应用于600℃的9％～10％Cr转COST501的转子钢COST—E，使用温度可提高到子钢相当。625qC。欧洲关于600oC和625℃汽轮机转子材料的日本三大汽轮机公司也