發(fā)電效率的提升是以發(fā)電機(jī)組的大型化為基礎(chǔ),汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子鍛件的尺寸和重量因此逐漸要求大型化,對(duì)材料的性能要求也逐漸提高,具體表現(xiàn)在高強(qiáng)度、高斷裂韌性、高塑韌性以及低脆性轉(zhuǎn)變溫度方面。除此之外,低壓轉(zhuǎn)子對(duì)于疲勞強(qiáng)度、高溫持久性、蠕變性能等也有較高要求。26NiCrMoV14-5鋼是低碳的NiCrMoV鋼,屬于ASTM A470的5~7級(jí)鋼,與26Cr2Ni4MoV鋼類似,它具有良好的淬透性和較強(qiáng)的韌性等綜合性能,可用于制造亞臨界和超臨界機(jī)組低壓轉(zhuǎn)子。由于鋼錠越大偏析越嚴(yán)重且內(nèi)部缺陷越多,常規(guī)的生產(chǎn)工藝難以適應(yīng)轉(zhuǎn)子高溫高壓和高速條件下運(yùn)行對(duì)大型鍛件的性能要求,此類材料鍛件的生產(chǎn)需要先進(jìn)的工藝和嚴(yán)格的控制手段。
制訂26NiCrMoV14-5轉(zhuǎn)子鍛件的制造工藝應(yīng)基于其化學(xué)成分和力學(xué)性能的要求;晶粒度的評(píng)級(jí)應(yīng)不粗于3.0級(jí);鍛件的A類、B類、C類、D類非金屬夾雜物含量均不大于3.0級(jí)。合金元素對(duì)材料性能的影響,在Fe-Fe3C相圖上表現(xiàn)為臨界溫度與奧氏體相區(qū)的位置和范圍發(fā)生變化。
Ni可以提高工件韌性、塑性和低溫沖擊性能;Cr與Ni相互作用可以提高淬透性,同時(shí)還可以產(chǎn)生強(qiáng)化作用;Mo能夠降低因Cr和Ni導(dǎo)致的回火脆性。因雜質(zhì)元素對(duì)回火脆性的加強(qiáng),需要將其盡可能去除。V使晶粒細(xì)化,并使回火抗力提高。Mn能夠增加淬透性,卻減弱了高溫持久強(qiáng)度,并導(dǎo)致P之類的有害元素的偏析,使晶界內(nèi)聚力減弱,導(dǎo)致回火脆性的增加。因此也為了增加液態(tài)金屬的流動(dòng)性,需要降低Si、P、S的含量。
26NiCrMoV14-5鋼的淬透性很好,高溫奧氏體相當(dāng)穩(wěn)定,在空冷時(shí)不發(fā)生珠光體相變。鍛件最大截面超過2000mm時(shí),該鋼仍可能有回火脆性傾向,在350~575℃長(zhǎng)期時(shí)效后,其中的Si、Mn將促進(jìn)P及有害的微量元素向晶界偏聚,會(huì)導(dǎo)致FATT上升,使材料韌性惡化。
在煉鋼和鑄錠過程中,采取提高鋼錠凝固質(zhì)量的措施,減少疏松,優(yōu)化鋼錠模結(jié)構(gòu)以改善鋼錠凝固情況。避免鋼水澆注過熱度太高,并對(duì)中間包溫度進(jìn)行精確控制,減少溫度波動(dòng)對(duì)鋼錠質(zhì)量的影響。在鍛造過程中,為壓實(shí)鋼錠的心部,鍛造工序中應(yīng)當(dāng)著力鍛合心部疏松和彌散夾雜。
26NiCrMoV14-5低壓轉(zhuǎn)子鍛件的熱加工工藝與其他轉(zhuǎn)子的熱加工工藝總體上是相似的,但在執(zhí)行工藝的各個(gè)過程中都應(yīng)更加嚴(yán)格地控制各項(xiàng)參數(shù),避免產(chǎn)生偏差或缺陷,只有這樣,才能確保使轉(zhuǎn)子獲得優(yōu)良的質(zhì)量。