Стали для крупных роторов паровых и газовых турбинРаздел: Жаропрочные стали | 20-11-2023 |
Начиная с 1954 г. отечественная промышленность приступила к исследованию и технологическому освоению легированных 12%-ных хромистых сталей для крупных роторов паровых и газовых турбин. Необходимость таких работ была связана с повышением параметров паровых турбин до 580—600 °С, для которых применение перлитных сталей (ЭИ415 и Р-2), успешно работающих в установках с температурой пара 510—565 °С (температура металла ротора 485—540 °С), уже невозможно.
Лучшая роторная сталь Р-2 при 550 °С имеет условный пре-дел длительной прочности за 100 000 час. не выше 15 кГ/мм2, при 575 °С—10 кГ/мм2, что недостаточно для роторов, так как соответствует рабочему напряжению в ободе диска I ступени. Жаропрочные свойства материалов для роторов должны удовлетворять значениям.
Применение аустенитных сталей для роторов, работающих при температурах выше 550 °С, связано с тремя основными затруднениями: 1) низким пределом текучести; 2) высокой стоимостью и 3) недостаточным освоением производства крупных роторных поковок (весом более 13 т). В процессе освоения встречаются большие трудности, что приводит к сложным и дорогим сварно-кованым конструкциям.
В связи с этим целесообразно было исследовать свойства металла крупных поковок из 12%-ной хромистой легированной стали, имеющей преимущества по сравнению с перлитной сталью — более высокую жаропрочность и коррозионную стой-кость при высоких температурах и отсутствие дефицитного легирующего элемента — никеля по сравнению с аустенитной.
Для изготовления поковок роторов использовали 12%-ные легированные хромистые стали ЭИ756, ЭИ802 и 12Х12В2НЗ.
Слитки из стали 12Х12В2НЗ при ковке дали большие трещины, являющиеся результатом фазовых превращений в этой ста-ли в процессе охлаждения. Дальнейшему исследованию сталь не подвергали.
Сталь ЭИ756 для изготовления модели ротора весом 4,5 т выплавили в 10-г электропечи с основной футеровкой. Размеры поковки: диаметр бочки 780 мм, длина ротора 3500 мм. После обдирки поковка ротора была подвергнута отжигу при 850— 870 °С, а затем термической обработке по режиму: а) нормали-зация при 1050—1070 °С, охлаждение на воздухе; б) закалка с 1020—1050 °С в масле; в) отпуск при 660—680 °С с последующим охлаждением вместе с печью примерно до 100 °С.
Механические свойства ротора из сталей Влияние ванадия в сталях Стали для крупных роторов паровых и газовых турбин Изменение фазового состава стали при легировании Технические условия на изготовление опытных крупных роторов из сталей
