由奥氏体构成的合金、坯件、构件以及用于对奥氏体进行热处理的方法与流程

1.本发明涉及一种奥氏体合金、一种坯件以及一种方法，所述坯件尤其通过锻造制造并且适合于高温应用中的构件。


背景技术：

2.根据应用条件，用于涡轮机、尤其燃气轮机的转子的锻造盘迄今为止由不同的锻造钢制造。因此，nicrmov用于压缩机盘或crmowvnbn用于涡轮盘。
3.应用条件和设计要求对于锻造材料的选择是决定性的。
4.对于锻造材料的选择，总是需要确保强度和韧性的平衡，以便遵循设计要求。
5.对于较高的使用温度，当前不存在具有奥氏体钢的解决方案。
6.当前考虑改用镍盘。借助于所述镍盘，大于923k的使用温度应是可行的。
7.遗憾的是，这种构件具有以下缺点，即：
[0008]-与由钢构成的盘相比，具有非常高的成本，
[0009]-在生产中具有更长的加工时间。


技术实现要素：

[0010]
因此，本发明的目的是解决上述问题。
[0011]
所述目的通过根据权利要求1所述的合金、根据权利要求2所述的坯件和根据权利要求3所述的构件以及根据权利要求9所述的方法来实现。
[0012]
在从属权利要求中列出其他有利的措施，所述措施能够任意彼此组合。
[0013]
在蒸汽轮机的情况下，a286标准合金长久以来被评估用于叶片。在此示出材料a286标准自身具有直至923k的使用潜力。
[0014]
但是遗憾的是，强度过低。
[0015]
最近的考虑示出，通过适配化学、尤其通过提高锰份额(mn)、钛含量(ti)和/或钼含量以及减少硅份额(si)，实现所需的强度。
[0016]
参照强度-韧性平衡和切口灵敏度，对坯件执行不同的热处理。
[0017]
根据本发明，执行以下热处理(ht)：
[0018]
一般而言并且专门针对根据本发明的合金的主题，将退火(annealing[an])以及不同的时效处理作为用于奥氏体的热处理(aging[ag])：
[0019][0020]
提供以下变型方案作为热处理：
[0021]
·
在1253k下的固熔处理和仅在993k下的时效处理；
[0022]
·
在基于第一变型方案的第二变型方案中，附加地在953k下的第二时效处理；
[0023]
·
在第三变型方案中在1253k下的第一固熔退火、在1033k下的第一时效处理和在993k下的第二时效处理；
[0024]
·
在第四变型方案中在1253k下的第一固熔退火、在993k下的第一时效处理和在1033k下的第二时效处理以及在953kc下的第三时效处理；
[0025]
·
在第五变型方案中在1253k下的第一固熔退火、在1033k下的第一时效处理、在993k下的第二时效处理和在953k下的第三时效处理；
[0026]
·
在第六变型方案中在1293k下的第一固熔退火、在1033k下的第一时效处理和在923k下的第二时效处理。
[0027]
除了作为燃气轮机中的铸造盘的应用之外，可考虑其他应用，包括：
[0028]-燃气轮机叶片，
[0029]-燃气轮机环，
[0030]-蒸汽轮机叶片，或
[0031]-作为蒸汽轮机锻造部件。
[0032]
优点是：
[0033]-与昂贵的镍基材料相比，扩展廉价的铁基合金的使用范围，
[0034]-与镍基材料相比，铁基转子构件的更快的可加工性，
[0035]-高合金铁基合金的结构、生产和制造中的经验能够大部分采用。这有助于所有概率性的方案，
[0036]-应用温度能够提高从而实现机器的效率提高和性能提高，而无需外部冷却。
[0037]
奥氏体钢具有以下组成：
[0038]
合金，所述合金具有(以重量％为单位)：
[0039][0040]
可选地：
[0041][0042]
尤其由其构成。
[0043]
根据现有技术由这种合金浇铸坯件并且根据现有技术锻造。


技术特征：
1.一种合金，所述合金具有以下各项(以重量％为单位)，尤其由它们构成：可选地，其余铁以及不可避免的杂质。2.一种坯件，尤其作为锻造件，所述坯件具有铁基合金，所述铁基合金具有以下各项(以重量％为单位)：
可选地，以及不可避免的杂质。3.一种构件，所述构件具有铁基合金，所述铁基合金具有以下各项(以重量％为单位)：
可选地，以及不可避免的杂质。4.根据权利要求1、2或3所述的合金、坯件或构件，所述合金、所述坯件或所述构件具有0.02重量％的碳(c)。5.根据权利要求1、2或3所述的合金、坯件或构件，所述合金、所述坯件或所述构件具有0.03重量％至0.08重量％的碳(c)。6.根据权利要求1、2或3中的一项或多项所述的合金、坯件或构件，所述合金、所述坯件或所述构件具有2.5重量％的钛(ti)。7.根据权利要求1、2、3、4或5中的一项或多项所述的合金、坯件或构件，所述合金、所述坯件或所述构件具有2.0重量％至2.3重量％的钛(ti)。8.根据权利要求3、4、5、6或7中的一项或多项所述的构件，所述构件是转子盘，或
涡轮叶片，或涡轮环，尤其各一个燃气轮机的转子盘，或涡轮叶片，或涡轮环，或蒸汽轮机叶片，或蒸汽轮机锻造件，并且尤其借助于根据权利要求9至14中的一项或多项所述的热处理。9.一种用于对奥氏体、尤其对根据权利要求2、3、4、5、6、7或8中的一项或多项所述的坯件或构件进行热处理的方法，所述方法具有：在至少1253k下的固熔退火，在至少993k下的第一时效处理，可选地，在至少923k下的第二时效处理，尤其低于所述第一时效处理的温度至少30k，可选地，在至少953k下的第三时效处理，所述第三时效处理低于所述第二时效处理的温度至少30k，尤其在953k下。10.根据权利要求9所述的方法，所述方法具有：在1253k下的固熔退火，在至少993k下、尤其在993k下的第一时效处理，可选地，第二时效处理和/或第三时效处理。11.根据权利要求9所述的方法，所述方法具有：在1253k下的固熔退火，在至少1033k下、尤其在1033k下的第一时效处理，可选地，第二时效处理和/或第三时效处理。12.根据权利要求9所述的方法，所述方法具有：在1293k下的固熔退火，在至少1033k下、尤其在1033k下的第一时效处理，可选地，第二时效处理和/或第三时效处理。13.根据权利要求9、10、11或12中的一项或多项所述的方法，所述方法具有：
在至少1253k下的固熔退火，在至少993k下的第一时效处理，在至少923k下、尤其在923k下的第二时效处理，可选地，第三时效处理。14.根据权利要求9、10、11或12中的一项或多项所述的方法，所述方法具有：在至少1253k下的固熔退火，在至少993k下的第一时效处理，在至少923k下的第二时效处理，可选地，在953k下的第三时效处理。15.根据权利要求9、10、11、12、13或14中的一项或多项所述的方法，所述方法由如下各项构成：在至少1253k下的固熔退火，在至少993k下的第一时效处理。16.根据权利要求9、10、11、12、13或14中的一项或多项所述的方法，所述方法由如下各项构成：在至少1253k下的固熔退火，在至少993k下的第一时效处理，在至少923k下的第二时效处理。17.根据权利要求9、10、11、12、13或14中的一项或多项所述的方法，所述方法由如下各项构成：在至少1253k下的固熔退火，在至少993k下的第一时效处理，在至少923k下的第二时效处理，以及在至少953k下的第三时效处理。

技术总结
一种由奥氏体构成的合金、坯件、构件以及一种方法。通过新的合金可以在较高温度下使用奥氏体，其中也应用新的热处理。其中也应用新的热处理。


技术研发人员：托尔斯滕
受保护的技术使用者：西门子能源全球有限两合公司
技术研发日：2021.09.01
技术公布日：2023/10/20