620℃超超临界汽轮机机组新型高温转子钢的应用

第43卷第3期2014年9月热力透平THERMALTURBINEVO143NO3SEP2014文章编号16725549201403021904620超超临界汔轮相机组新型高温转子钢硇应用梅林波，沈红卫，王思玉上海电气电站设备有限公司汽轮机厂，上海200240摘要回顾了上海汽轮机厂转子材料的开发历程，探讨了在国内率先应用的含CO和B的新型汽轮机高温转子钢的微观组织和回火稳定性，并对成功研制的世界上首根应用于620蒸汽温度的整锻转子锻件进行了冶金质量和性能分析，研究表明该含CO和B的9CR先进铁素体耐热钢转子锻件各项性能优良，可用于蒸汽温度为620的超超临界汽轮机组。关键词9CR铁素体钢；微观组织；转子锻件中图分类号TK265文献标识码ADOI1013707JCNKI311922TH201403014APPLICATIONOFADVANCEDROTORSTEELIN620USCSTEAMTURBINESMEILINBO，SHENHONGWEI，WANGSIYUSHANGHAIELECTRICPOWERGENERATIONEQUIPMENTCO，LTDTURBINEPIANT，SHANGHAI200240，CHINAABSTRACTTHEDEVELOPMENTOFROTORMATERIALSATSHANGHAITURBINEPLANTISREVIEWEDANDTHETEMPERINGSTABILITYANDMICROSTRUCTUREOFADVANCEDROTORSTEELCONTAININGCOANDBFIRSTAPPLIEDINCHINAISDISCUSSEDALSO，THEPROPERTIESANDMETALLURGICALQUALITYOFFIRSTMONOBLOCKROTORFORGINGWORLDWIDEAPPLICATIONFOR620STEAMTEMPERATUREISANALYZEDITISINDICATEDTHATTHISROTORFORGINGHASEXCELLENTPERFORMANCE，ANDCANBEAPPLIEDFORUSCSTEAMTURBINEUNITSWITH620OCSTEAMTEMPERATUREKEYWORDS9CRFERRITICSTEEL；MICROSTRUCTURE；ROTORFORGING上海汽轮机厂以下简称“上汽”已经在运行的超超临界机组温度参数大多在5666DO，压力大多在2427MPA。600超超临界机组的成功开发为我国的节能减排作出了巨大的贡献。上汽开发的再热蒸汽温度为620的超超临界汽轮机将进一步降低机组热耗，其转子锻件在国内率先采用了目前世界上最先进的含CO和B的新型996CR铁素体钢，其中压转子是世界上同类材料锻件中尺寸最大的转子，并且在国内首台再热蒸汽温度为620的超超临界燃煤电站安徽田集电厂成功应用。上汽转子材料开发历程材料是新产品开发的先导，引领产品的升级换代，对支撑企业发展，保持其在国内、外市场中的竞争优势具有重要的战略意义。上汽自开始生产汽轮机以来，机组容量逐年增加，机组效率不断提升，60年来经历了中压一高压一超高压一亚临界一超临界一超超临界汽轮机的发展历程，蒸汽参数从最初的45038MPA提高到了目前的62031MPA。机组关键部件所用材料大致上经历了碳素钢一低合金铬钼钢一低合金铬钼钒钢一简单12CR不锈钢一12CR马氏体耐热钢和沉淀硬化不锈钢一91OCR铁素体钢的发展历程。其中转子锻件材料由最初传统的1CRMOV钢、NICRMOV钢和12CR钢，发展到后来600超超临界汽轮机机组所用的910CR先进铁素体钢。随着再热蒸汽温度为620的超超临界汽轮机机组自主设计开发，原有的91096CR先进铁素体钢已不能适应要求，因此迫切需要开发适用于制造高温转子的具有更高工作温度的先进铁素体耐热钢L_11。上汽借鉴欧美的材料研发技术路线，在已有大量应用业绩的600高温转子钢基础上添加1的CO和100PPM的B，并对SI、MN和N