現(xiàn)代汽輪機(jī)部件材料詳解
現(xiàn)代火力發(fā)電機(jī)組多采用超臨界或超超臨界機(jī)組，其發(fā)展的關(guān)鍵是如何研制出滿足惡劣工況條件下的重要部件（高、低壓轉(zhuǎn)子、氣缸和動(dòng)葉片）材料。近三十年來(lái)，國(guó)內(nèi)外許多研究機(jī)構(gòu)做了大量的研究工作，并取得了不錯(cuò)的成績(jī)。主要是：
1、高壓轉(zhuǎn)子
汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子通常在3000-3600r/min的高轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。汽輪機(jī)的高、中壓轉(zhuǎn)子同時(shí)還承受400-600℃的高溫，還要傳遞扭矩，承受自重帶來(lái)的彎矩、旋轉(zhuǎn)震動(dòng)帶來(lái)的附加應(yīng)力。
傳統(tǒng)上，高溫轉(zhuǎn)子常采用30Cr1Mo1V材料，但這類材料最大工作極限是565℃左右?，F(xiàn)在在更高溫的600℃以下，人們就得采用9-12%Cr鋼作為使用的高溫轉(zhuǎn)子材料。如瑞士的ABB公司利用改進(jìn)10%鉻轉(zhuǎn)子鋼提高性能，日本科研人員發(fā)現(xiàn)當(dāng)耐熱鐵素體鋼中Cr含量達(dá)到8.5%，仍能在650℃正常工作。
2、低壓轉(zhuǎn)子
低壓轉(zhuǎn)子鋼的一項(xiàng)重要指標(biāo)是回火脆性。
低壓轉(zhuǎn)子一般廣泛采用3.5NiCrMoV鋼制備?，F(xiàn)在主要通過(guò)冶煉技術(shù)提高材料純度，如采用電弧爐冶煉、鋼包精煉、電渣重熔、真空澆注等對(duì)不純凈元素進(jìn)行控制。
3、缸體和靜止部件
汽輪機(jī)缸體和靜止部件一般為鑄鐵鋼件，應(yīng)具有良好的澆注性能、較高的持久強(qiáng)度、塑性、沖擊韌性、抗氧化性、可焊性、熱穩(wěn)定性。
一般的材料是碳素鑄鋼及鉻鉬合金鑄鋼?，F(xiàn)在日本東芝公司采用12%CrMoVNbN代替過(guò)去的CrMoV類材料。
4、動(dòng)葉片
動(dòng)葉片所處的工況極為惡劣，主要表現(xiàn)在應(yīng)力狀態(tài)、工作溫度等。
葉片常應(yīng)用1Crl3、ZCrz3等及以此為基含有 Mo、W、Nb、B、Ni等強(qiáng)化元素的12%一13%Cr鋼等。現(xiàn)在更先進(jìn)的方法是采用比重小和強(qiáng)度高的材料，如鈦合金材料TIA16V4和 TIA17Mo4等以及正在研究采用的碳化物或玻璃纖維增強(qiáng)塑料作為末級(jí)長(zhǎng)葉片材料，后者比重僅為鋼的四分之一。
汽輪機(jī)工作質(zhì)量和技術(shù)水平影響到火力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)組的效率和壽命，今后對(duì)汽輪機(jī)材料勢(shì)必將提出更高的要求。雖然目前現(xiàn)代臨界或超超臨界汽輪機(jī)組主要結(jié)構(gòu)材料大多數(shù)為成本低且生產(chǎn)工藝成熟的鐵素體鋼，但今后將會(huì)是大量的高鉻含量的馬氏體鋼，甚至是其他非鋼質(zhì)材料。
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來(lái)源：中國(guó)鋼鐵新聞網(wǎng)、鋼鐵研究學(xué)報(bào)
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