汽轮机叶片用金属材料选用导则.docx
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汽轮机叶片用金属材料选用导则
汽轮机叶片用金属材料选用导则
1.1汽轮机叶片金属材料应具有以下性能
a）较高的强度、塑性和热强性能。
对于服役温度低于或等于400℃的叶片，主要考虑室温和中温力学性能；对于服役温度高于400℃的叶片，除室温力学性能外，还应具有较高的持久强度、蠕变强度及持久塑性，且组织性能稳定性高。
b）较高的冲击吸收能量、低的缺口敏感性。
c）良好的减振性。
d）良好的抗腐蚀性。
处于湿蒸汽区工作的叶片宜采用耐蚀性好的不锈钢制造，或采用非不锈钢而予以适当的表面保护处理。
e）良好的抗疲劳性能，特别是抗腐蚀疲劳性能。
f）高的耐磨性能。
特别是承受水滴冲刷磨损的低压末几级叶片。
g）良好的冷、热加工工艺性能。
1.2汽轮机高中压区段的叶片用钢的选用原则上主要考虑材料应有高的高温强度、持久强度、抗热疲劳性能、冲击吸收能量、低的缺口敏感性及高的组织稳定性；低压区段的叶片用钢的选用原则上主要考虑材料应有高的室温强度、冲击吸收能量、低的缺口敏感性、良好的减振性、良好的抗腐蚀性。
1.3汽轮机叶片用金属材料的验收
1.3.1汽轮机叶片用钢的技术要求和质量检验应符合GB/T8732或订货合同要求。
1.3.2进口汽轮机叶片的技术要求和质量检验，应符合供货国标准或订货合同要求。
1.4汽轮机叶片常用材料牌号、特性及其主要及其主要应用范围见附录A中表A5。
表A5汽轮机叶片常用钢钢号、特性及其主要应用范围
钢号与技术条件
特性
主要应用范围
类似钢号
20CrMo
GB/T3077-1999
是广泛应用的铬钼合金结构钢，具有良好的力学性能和工艺性能。
在520℃以下具有良好的高温持久性能。
焊接性能尚好，作为叶片使用时，表面采取适当的防护措施。
用作中压125MW以下汽轮机压力级叶片
1Cr13
GB8732-2004
12Cr13
GB/T1221-2007
属马氏体型耐热钢。
该钢碳含量较低，淬透性好，有较高的耐蚀性、热强性、韧性和冷变形性能。
能在湿蒸汽及一些酸碱溶液中长期运行。
该钢的减振性是已知钢中最好的。
应严格控制该钢的热加工始锻温度和终锻温度，否则钢易过热而导致晶粒粗大，并析出大量的δ铁素体，使钢的韧性降低。
该钢要求避免在370℃～560℃回火，高温回火在保证良好的耐蚀性的同时，可获得优良的综合力学性能。
钢的焊接性能尚可。
用于工作温度＜450℃的汽轮机变速级叶片及其他几级动、静叶片
SUS410（JIS）
410（AISI，ASTM）
410S21（BS）
X10Cr13（DIN）
Z12C13（NFA）
12X13（ГОСТ5632）
2Cr13
GB8732-2004
20Cr13
GB/T1221-2007
属马氏体耐热钢。
该钢在700℃以下具有足够高的强度、热稳定性和很好的减振性能，并具有较高的韧性和冷变形能力。
与1Cr13钢相比，含碳量稍高，故强度也稍高，但塑性和韧性稍低。
该钢在淡水、海水、蒸汽及湿气等条件下耐蚀性较好。
该钢的抗磨蚀性能可通过表面强化方法来提高。
用于工作温度＜450℃的截面较大、要求强度较高的后几级叶片及低温段长叶片
SUS420J1（JIS）
420S42000（AISI，ASTM）
420S37（BS）
X20Cr13（DIN）
Z20C13（NFA）
1Cr12Mo
GB8732-2004
12Cr12Mo
GB/T1221-2007
属马氏体型耐热钢。
与2Cr13钢相比，含碳量稍低，但强度、塑性、韧性均高于2Cr13。
Mo的加入有利于提高钢的抗点蚀能力。
该钢在淡水、海水、蒸汽及湿气等条件下耐蚀性较好。
用于工作温度＜450℃的截面较大、要求强度较高的后几级叶片及低温段长叶片，例如1000MW汽轮机低压动叶片。
1Cr11MoV
GB/T8732-2004
14Cr11MoV
GB/T1221-2007
属马氏体耐热钢，是改型的12%铬钢的典型钢种之一。
由于钢中加入了钼和钒，其热强性和组织稳定性均比13%铬钢高。
该钢具有良好的减振性和小的线膨胀系数，工艺性能较好，焊接性能尚可。
可通过氮化提高钢表面的耐磨性。
该钢对回火脆性不敏感。
用于工作温度＜540℃的汽轮机变速级及高温区动、静叶片
15X11MΦ（ГОСТ5632）
2Cr12MoV
GB8732-2004
属马氏体耐热钢。
与1Cr11MoV钢相比，C、Mn、Cr、Mo含量均有所提高，强度明显高于1Cr11MoV，但塑性、韧性相对稍低。
钢的热强性和组织稳定性均比13%铬钢高。
该钢具有良好的减振性和小的线膨胀系数，工艺性能较好，焊接性能尚可。
用于工作温度＜540℃的汽轮机变速级及高温区动、静叶片
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