牟能文

(海裝重慶局，重慶400042)

葉片是汽輪機中極為重要的零部件，其毛坯一般采用方鋼和模鋼。而模鍛葉片具有金屬流線連續(xù)，綜合力學性能好，加工余量小等優(yōu)點，因此汽輪機葉片多采用模鍛方式成形。某汽輪機組高壓導葉片，以高壓6級為例，葉片的型線玄寬在200 mm左右，葉冠為206 mm(寬)×186 mm(厚)，葉根為217 mm(寬)×151 mm(厚)。經(jīng)估算，高壓6級導葉片毛坯鍛件重量約為55 kg，下料重量約為66 kg。葉片不但重，而且尺寸大，主要是葉冠和葉根特別大，型線也厚。而且高壓導葉片所用的材料為1Cr12Mo，材料雖為常用葉片材料，但由于該機組性能要求不一樣，因此性能熱處理的相關參數(shù)也需重新確定。

1 高壓導葉片的基本要求

1.1 化學成分

高壓第1級～第9級隔板導葉片材料為1Cr12Mo，強度等級Rp0.2=440 MPa。根據(jù)ALSTOM公司提供的“汽輪機靜葉用1Cr12Mo不銹鋼材料及鍛件采購規(guī)范”的要求，葉片材料的化學成分應滿足表1要求。

1.2 力學性能

熱處理后力學性能應滿足表2的要求。

2 1Cr12Mo材料熱處理工藝試驗

2.1 1Cr12Mo材料試樣

試樣尺寸為90 mm×80 mm×390 mm，化學

成分分析結果如表3所示。

2.2 1Cr12Mo材料熱處理工藝試驗及結果

其他汽輪機低壓第4級導葉片毛坯調質處理的熱處理工藝參數(shù)為960～990℃淬火，680±5℃回火，回火時間8 h。其力學性能結果如表4所示。

根據(jù)表4的結果，考慮到1Cr12Mo材料的抗回火性能，選用了720℃和740℃的回火溫度進行試驗?；鼗鸨貢r間按4 min/mm計算，加上燒透時間，共計8 h，試驗結果如表5所示。

表1 化學成分要求(質量分數(shù)，%)

表2 力學性能要求

表3 1Cr12Mo材料試樣化學成分分析結果(質量分數(shù)，%)

表4 其他機組1Cr12Mo導葉片毛坯調質處理后的力學性能

表5 720℃和740℃回火后的力學性能

表6 700℃±5℃回火后的力學性能

表7 710℃±5℃回火后的力學性能

表8 720℃±5℃回火后的力學性能

表9 730℃±5℃回火后的力學性能

表10 740℃±5℃回火后的力學性能

表5結果表明，采用960～990℃淬火，先經(jīng)680℃回火，回火時間8 h，再經(jīng)720～740℃回火的熱處理工藝，能滿足汽輪機組1Cr12Mo材料力學性能要求。

2.3 補充性能熱處理試驗及其結果

根據(jù)“焊接零部件焊后熱處理爐的工藝規(guī)范”要求，高壓隔板焊后去應力熱處理溫度為680～700℃，因此葉片毛坯的最終回火溫度應高于700℃。為了進一步了解1Cr12Mo材料的熱處理特性，進行了補充性能熱處理試驗。采用的工藝參數(shù)為990～1 010℃淬火(適當提高淬火溫度)，≥700℃回火，回火時間6 h ～8 h。具體試驗結果如表6～表10所示。

由上述試驗結果可知，為滿足該汽輪機組高壓導葉片1Cr12Mo材料力學性能要求，由表6可知，在不考慮隔板回火條件的前提下，700℃是回火溫度下限；由表10可知740℃是最高回火溫度上限。而在710～730℃范圍內進行回火，都能夠獲得穩(wěn)定的力學性能。

3 結論

通過對上述試驗的結果及操作過程的分析，可以得到以下結論：

Rp0.2≥440 MPa，Rm=595 MPa ～750 MPa強度等級的葉片毛坯采用990～1 010℃淬火，710～730℃回火，可以獲得穩(wěn)定的力學性能。

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