一种降低2Cr12Ni4Mo3VNbN透平叶片屈强比的热处理方法与流程

　　本发明属于高合金钢热处理工艺

　　技术领域：

　　，涉及一种降低2cr12ni4mo3vnbn透平叶片屈强比的热处理方法。

　　背景技术：

　　：透平叶片是透平机械(如汽轮机、燃气轮机、水轮机等)中用以引导流体按一定方向流动，并推动转子旋转的重要部件。为了防止叶片因运转负荷带来的表面剥落、磨损或损坏对运转埋下的安全隐患，透平叶片一般采用含铬的不锈钢。自二十一世纪以来，日益增多的大吨位设备需求对透平叶片用的不锈钢性能提出了新要求。2cr12ni4mo3vnbn是综合性能较好的叶片钢材料，不但要求高强度和高韧性，还要求适当的屈强比，2cr12ni4mo3vnbn的屈强比要求≤0.85，而实际生产过程中，常出现屈强比偏高(0.86-0.90)，不满足技术要求的现象。cn103667617a公开了一种提高1cr12ni3mo2vn透平叶片冲击韧性的热处理工艺，该工艺在对1cr12ni3mo2vn材料叶片钢进行常规淬火热处理之前，先对所述1cr12ni3mo2vn材料叶片钢进行预备热处理，其能有效解决1cr12ni3mo2vn透平叶片在热处理过程中由于碳化物偏聚而引起的回火脆性。cn103667622a公开了一种提高沉淀硬化不锈钢透平叶片综合性能的热处理工艺，首先对叶片进行预备热处理，然后再按常规热处理工艺对所述叶片进行热处理，所述预备热处理为先对所述叶片进行一次高温固溶处理，再对所述叶片进行一次中温调整处理；该发明有效解决沉淀硬化不锈钢材料在热处理过程中强度不足、冲击性能不够的问题。但是，2cr12ni4mo3vnbn透平叶片在实际应用过程中，屈强比偏高，有待进一步降低。技术实现要素：针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种降低2cr12ni4mo3vnbn透平叶片屈强比的热处理方法，降低了屈强比，有效避免了屈强比偏高而使得叶片返工，甚至报废的现象。为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种降低2cr12ni4mo3vnbn透平叶片屈强比的热处理方法，包括如下步骤：1)固溶处理，将2cr12ni4mo3vnbn透平叶片热处理，冷却至室温；2)一次回火热处理，将经步骤1)固溶处理的2cr12ni4mo3vnbn透平叶片进行一次回火处理，冷却至室温；3)二次回火热处理，将经步骤2)一次回火处理后的2cr12ni4mo3vnbn透平叶片进行二次回火处理，冷却至室温。钢材的屈服点(屈服强度)与抗拉强度的比值，称为屈强比。屈强比低表示材料的塑性较好，屈强比高表示材料的抗变形能力较强。本发明的降低2cr12ni4mo3vnbn透平叶片屈强比的热处理方法，在现有技术的一次回火热处理前增加了步骤低温450～500℃等温处理或一次回火增加适当的炉冷时间3～5h。上述一次回火炉冷工艺或450～500℃等温处理工艺，都是确保低温停留一定的时间，析出相的颗粒细小且数量较多。再通过更高温度的回火后，重新析出较大颗粒析出相，并使得低温析出细颗粒相适当长大，从而在保证综合性能的前提下，适当减少屈服强度，降低屈强比。本发明尽可能通过一次回火热处理析出颗粒数多，且均匀分布；通过二次回火热处理一次析出颗粒长大为主，二次析出为次，从而降低屈服强度，改善屈强比。步骤1)中，所述固溶处理的具体过程为：将2cr12ni4mo3vnbn透平叶片于1050～1080℃的温度下进行恒温1～4h的热处理，例如固溶处理的温度为1050℃、1060℃、1070℃、1080℃。步骤1)中，所述冷却为风冷、油冷或水冷中的一种。步骤2)中，所述一次回火热处理的具体过程为：将经步骤1)固溶处理的2cr12ni4mo3vnbn透平叶片于530～560℃的温度下进行恒温2～6h，例如一次回火热处理的温度为530℃、540℃、550℃、560℃，所述恒温的时间为2h、3h、4h、5h、6h；然后炉冷3～5h，例如炉冷的时间为3h、4h、5h，空冷冷却至室温。优选地，步骤2)中，所述一次回火热处理的具体过程为：将经步骤1)固溶处理的2cr12ni4mo3vnbn透平叶片于450～500℃的温度下进行恒温2～4h，再升温至530～580℃恒温2～6h，空冷，冷却至室温。步骤3)中，所述二次回火热处理的具体过程为：将经步骤2)一次回火处理后的2cr12ni4mo3vnbn透平叶片进行二次回火处理，550～580℃的温度下恒温2～6h，空冷，冷却至室温。作为本发明的一个优选方案，一种降低2cr12ni4mo3vnbn透平叶片屈强比的热处理方法，所述热处理方法包括如下步骤：1)将2cr12ni4mo3vnbn透平叶片于1050～1080℃的温度下进行恒温1～4h的热处理，风冷、油冷或水冷，冷却至室温；2)将经步骤1)固溶处理的2cr12ni4mo3vnbn透平叶片于530～560℃的温度下进行恒温2～6h，然后炉冷3～5h，空冷冷却至室温；3)将经步骤2)一次回火处理后的2cr12ni4mo3vnbn透平叶片进行二次回火处理，550～580℃的温度下恒温2～6h，空冷，冷却至室温。作为本发明的另一个优选方案，一种降低2cr12ni4mo3vnbn透平叶片屈强比的热处理方法，所述热处理方法包括如下步骤：1)将2cr12ni4mo3vnbn透平叶片于1050～1080℃的温度下进行恒温1～4h的热处理，风冷、油冷或水冷，冷却至室温；2)将经步骤1)固溶处理的2cr12ni4mo3vnbn透平叶片于450～500℃的温度下进行恒温2～4h，再升温至530～580℃恒温2～6h，空冷，冷却至室温；3)将经步骤2)一次回火处理后的2cr12ni4mo3vnbn透平叶片进行二次回火处理，550～580℃的温度下恒温2～6h，空冷，冷却至室温。与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明的降低2cr12ni4mo3vnbn透平叶片屈强比的热处理方法，在现有技术的一次回火热处理前增加了步骤低温450～500℃等温处理或一次回火增加适当的炉冷时间3～5h。一次回火炉冷工艺或450～500℃等温处理工艺，确保低温停留一定的时间，析出相的颗粒细小且数量较多；再通过更高温度的回火后，重新析出较大颗粒析出相，并使得低温析出细颗粒相适当长大，从而在保证综合性能的前提下，适当减少了屈服强度，降低了屈强比。经本发明的热处理方法处理后的透平叶片延伸率为0.2％时的屈服强度(rp0.2)在1120mpa以上，抗拉强度(rm)更高达1410mpa，断后伸长率(a)更高达20％，断后收缩率(z)在69％以上，v型槽冲击功(akv)更高达100j，屈强比小于0.85。具体实施方式下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本发明的降低2cr12ni4mo3vnbn透平叶片屈强比的热处理方法，包括如下步骤：1)固溶处理，将2cr12ni4mo3vnbn透平叶片热处理，冷却至室温；2)一次回火热处理，将经步骤1)固溶处理的2cr12ni4mo3vnbn透平叶片进行一次回火处理，冷却至室温；3)二次回火热处理，将经步骤2)一次回火处理后的2cr12ni4mo3vnbn透平叶片进行二次回火处理，冷却至室温。常规工艺首先进行固溶热处理，即将2cr12ni4mo3vnbn叶片置入通用的淬火料筐内，再将淬火料筐放入淬火炉内加热至1050℃，保温2h，而后风冷。接着一次回火580℃保温4h，空冷至室温。而后二次回火550℃保温6h，空冷至室温。实施例1首先进行固溶热处理，即将2cr12ni4mo3vnbn叶片置入通用的淬火料筐内，再将淬火料筐放入淬火炉内加热至1050℃，保温3h，而后油冷。接着一次回火560℃保温4h，随炉冷4h后，空冷至室温。而后二次回火580℃保温5h，空冷冷至室温。实施例2首先进行固溶热处理，即将2cr12ni4mo3vnbn叶片置入通用的淬火料筐内，再将淬火料筐放入淬火炉内加热至1080℃，保温1h，而后风冷。接着一次回火首先450℃保温4h，随炉升温至550℃保温5h，空冷至室温。而后二次回火570℃保温5h，空冷冷至室温。实施例3首先进行固溶热处理，即将2cr12ni4mo3vnbn叶片置入通用的淬火料筐内，再将淬火料筐放入淬火炉内加热至1065℃，保温2h，而后油冷。接着一次回火530℃保温4h，随炉冷4h后，空冷至室温。而后二次回火560℃保温5h，空冷冷至室温。实施例4首先进行固溶热处理，即将2cr12ni4mo3vnbn叶片置入通用的淬火料筐内，再将淬火料筐放入淬火炉内加热至1050℃，保温4h，而后风冷。接着一次回火首先500℃保温4h，随炉升温至580℃保温2h，空冷至室温。而后二次回火550℃保温6h，空冷冷至室温。将实施例1-4的热处理方法及常规的热处理方法处理后的透平叶片进行性能测试，测试结果如表1所示。表1实施例rp0.2(mpa)rm(mpa)a(％)z(％)akv(j)屈强比常规1220136017.571600.9011140134916.570720.8421130136420691000.8331190141017.571600.8441120137916.569920.81规范要求≥10501350-1500≥13≥30≥35≤0.85由表1可以看出，与常规的热处理方法相比，经本发明的热处理方法处理后的透平叶片延伸率为0.2％时的屈服强度(rp0.2)在1120mpa以上，抗拉强度(rm)更高达1410mpa，断后伸长率(a)更高达20％，断后收缩率(z)在69％以上，v型槽冲击功(akv)更高达100j，屈强比小于0.85。本发明的降低2cr12ni4mo3vnbn透平叶片屈强比的热处理方法能有效避免了屈强比偏高而使得叶片返工，甚至报废的现象。本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属

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