工业燃气轮机透平叶片材料综述

在分析工业燃气轮机透平叶片对材料性能要求的基础上,简述了透平叶片用高温合金材料的发展过程,并对主要燃气轮机制造商研发和使用的透平叶片材料的成分和典型合金的力学性能进行了论述。定向合金和单晶合金的性能比较表明,定向合金已经成为先进高参数工业燃气轮机透平叶片用主流材料,高温性能更加优异的单晶材料将成为参数更高的工业燃气轮机透平叶片材料研究的重点。     

高温材料在发电燃气轮机中的应用和发展

介绍了当前世界四大燃气轮机制造商热端部件使用的各种高温材料和我国燃气轮机用高温材料的现状,通过分析热部件工作环境对材料性能的要求,提出了热部件材料选择的原则。结合国内外燃气轮机用高温合金的发展和应用现状,提出了我国重型燃气轮机高温材料发展的目标和方向。     

淋盐法热腐蚀试验

一、前言随着燃气轮机日益广泛的应用,对其热通道部件如叶片等材料的性能要求也日益多样化,如舰船和工业燃气轮机之恶劣工作环境和长寿命使用等,要求热部件具有足够的抗热腐蚀性能。热腐蚀是指高温下合金在氧化性气氛中表面有一薄层熔盐如(Na_2SO_4)     

DD5单晶叶片用热障涂层高温防护性能研究

为了提高燃气轮机热端部件的服役寿命,拓展热端部件的高温防护方法及应用,在某燃气轮机涡轮叶片用DD5镍基单晶高温合金表面制备了CoCrAlY+YSZ,(Ni, Pt)Al+YSZ和Zr改性(Ni, Pt)Al+YSZ 3种热障涂层,对比研究了这3种热障涂层的1 100℃循环氧化行为和900℃混合盐热腐蚀行为。结果表明：CoCrAlY+YSZ涂层在循环氧化和热腐蚀过程中均发生严重的YSZ陶瓷面层剥落现象,而铝化物+YSZ涂层的陶瓷面层则完好或仅局部极少量剥落;(Ni, Pt)Al涂层经活性元素Zr改性后抗氧化和耐热腐蚀性能均进一步提高,表现为氧化和腐蚀增重降低,内氧化和内硫化现象明显减轻;(Ni, Pt)Al+YSZ涂层和Zr改性(Ni, Pt)Al+YSZ涂层对DD5镍基单晶高温合金叶片均有较好的适用性。     

重型燃气轮机用大型高温合金轮盘锻件研究

介绍了国内外燃气轮机透平轮盘用高温合金成分特点、冶炼工艺、研发和应用情况,并介绍了国内锻造厂制造能力情况。分析了大型透平轮盘锻件研发和应用面临的难点,给出我国重型燃气轮机透平轮盘用650℃等级大型高温合金锻件的研发和应用建议。     

论燃气轮机燃用重油的腐蚀与预防措施

燃气轮机使用重油将会导致热通道部件的腐蚀和降低机组的输出功率。为了防止燃气轮机热通道部件的高温腐蚀及损害,重油必须经过加热、水洗与沉淀、分离、过滤等净化处理并加入抑钒剂后才能送入燃气轮机中燃烧。     

重型燃机用超大尺寸IN706涡轮盘国内外制备技术展望

通过全面整理重型燃机用IN706合金超大尺寸涡轮盘锻件制备技术的国内外相关资料,提炼了铁镍基高温合金IN706的特性,提出了超大尺寸IN706涡轮盘锻件制备的关键技术瓶颈,并针对上述问题探讨了国外解决相关技术难题的方法,为超大尺寸IN706涡轮盘国产化提供理论支持.     

MCrA1X烧结耐蚀涂层的应用

作者研制了一种MCrAlX型多元涂层并应用于工业生产,以提高燃气轮机导向叶片(K18合金)的抗热腐蚀能力。简述了涂层工艺,测定了涂层的耐热腐蚀性能,分析了涂层的成份组织和结构,复验了涂层后的机械性能,研究了涂层长期时效的稳定性及料浆成份对涂层组织性能的影响。本涂层适合大规模生产,其热腐蚀寿命比基体约高20倍.     

汽轮机高温部件用铁素体型耐热球墨铸铁研究

在分析合金元素对球墨铸铁性能的基础上,按照使用温度,提出4类汽轮机高温部件用铁素体型耐热球墨铸铁,并分别论述了这4类球墨铸铁的特性,为进一步推广球墨铸铁在汽轮机高温部件中的应用提出建议。     

透平涂层

近几年来,随着陆用燃气轮机燃烧温度的提高,对燃气轮机部件的材料提出了更高的要求.特别是透平第一级动叶片表面金属温度提高后已改变了动叶片涂层所要求的保护特性,即从仅严格要求耐高温热腐蚀到同时要求具有高温抗氧化保护.本文提出了低温及高温热腐蚀和高温氧化的特征.概述了GE公司动叶片涂层的材料和他们提供的有关防腐蚀和防氧化的类型.对高温重型燃气轮机上拆下的叶片提出评估.描述了GE公司为防止氧化和腐蚀而研制与试验的一种抗氧化性能更好的新涂层材料PLASMAGUARD~(TM)GT-29PLUS.     

重型燃气轮机透平叶片用单晶合金发展趋势

分析了单晶合金化学成分的特点和成分设计应该考虑的因素,结合国内外低Re单晶合金的研发和应用情况,指出使用低Re单晶合金是重型燃气轮机透平叶片用材的发展趋势,并给出国内重型燃气轮机透平叶片用低Re合金的研发建议。     

IN783合金热处理工艺的热动力学评估及成分设计

采用材料性能模拟软件JmatPro 5.0与相应的Ni基高温合金数据库,对IN 783合金的相析出行为进行了分析,探讨标准热处理工艺的合理性.结果表明:标准热处理工艺的固溶温度对含名义成分的IN783合金是合理的,在该温度下能保留适量β-NiAl以限制晶粒长大,但对实际Nb、Al含量较高且含C的合金则偏低.β时效对汽轮机用IN783合金是必要的,它不仅能改善抗晶界氧化性能,还可减缓γ'相析出、抑制有害η相形成.Cr和Fe元素可稳定γ'相,高C0、Nb含量则降低γ'相稳定性,促进η相析出.     

高温合金叶片修复技术的应用与发展

高温合金因具有良好的耐腐蚀性、抗氧化性、蠕变强度等性能,在航空及电力设备制造行业中有着重要的作用．常用于制造燃气轮机叶片等复杂构件。目前燃气轮机叶片多采用铸造成型,铸造过程中不可避免的会产生缺陷．且叶片在服役过程中因为高温高压蒸汽的腐蚀和冲刷．也会产生损伤。文章综述了镍基合金叶片修复技术的研究进展,重点介绍了国内外一些先进的叶片修复方法,深入分析了不同修复方法的特点,并对燃气轮机叶片修复技术的发展前景进行了展望。     

超超临界汽轮机用低膨胀高温合金

介绍了超超临界汽轮机用低膨胀高温合金的国内外研究情况。通过分析合金元素、γ′相含量、γ′相中Al/Ti比等因素对合金热膨胀系数、高温性能以及锻造等工艺性能的影响,介绍了国内外超超临界汽轮机用低膨胀高温合金的各项性能,比如合金组织、物理性能、拉伸性能、蠕变持久性能、抗氧化腐蚀性能、长时组织稳定等等,为我国高参数汽轮机用低膨胀高温合金材料的研发提出了建议。     

工业燃气轮机透平轮盘材料研究

从国内外工业燃气轮机轮盘用材可以看出,轮盘材料主要分为合金钢、9%-12%Cr铁素体耐热钢和高温合金三类。文章在论述透平轮盘材料种类及其对性能要求的基础上,讨论了三类轮盘材料的制造工艺、化学成分、各项性能等,并指出大型高参数工业燃气轮机透平轮盘必然选择Ni基高温合金材料,如何解决大型Ni基高温合金轮盘材料的偏析严重、锻造性能差等问题是关键。     

SiC_f/SiC陶瓷基复合材料在地面燃气轮机上的应用

SiC_f/SiC陶瓷基复合材料以连续SiC纤维为增强相,具有优异的高温强度、抗氧化性、抗冲击性和高温蠕变性能,是替代燃气轮机热部件用高温合金的理想材料。介绍了国内外SiC_f/SiC复合材料的纤维生产情况,以GE和NASA的SiC_f/SiC材料体系为例,介绍了复合材料的制备工艺路线,详细阐述了SiC_f/SiC应用于燃气轮机热部件的台架测试和现场测试进展。最后,对国内SiC_f/SiC复合材料发展还需要解决的问题进行了总结,提出了国内燃气轮机应用SiC_f/SiC复合材料的方向。     

高温材料在燃气轮机中的应用和发展

高温合金材料是燃气轮机材料中极其重要的组成部分。在燃气轮机燃烧室、导向叶片、涡轮动叶片以及涡轮盘等部位上都有着极其广泛的应用。本文就当前燃气轮机所采用高温合金的主要特点及新技术的应用情况进行了分析和说明,并对目前世界主要国家的研制水平和发展趋势进行了深入的介绍。     

高温合金焊接工艺研究

介绍了燃气轮机用高温合金的焊接工艺特点。通过焊接试验,充分了解焊接工艺对焊接接头的性能,以及焊接操作对接头质量的影响等问题。     

排气门新材料—RS914铁基耐热合金

为了适应增压、高速、大马力柴油机的性能要求,排气门在800℃高温下工作时,要有足够的高温强度,硬度,抗氧化与抗硫化物腐蚀的性能。用21—4N合金或21—2N合金作排气门,就需要在阀面上堆焊钴基的钨铬钴合金（STELLITE6或STELLITEF）来改善抗腐蚀性。 1978年前后,钴的价格暴涨,并且不能正常供应。汽车制造商以镍基合金INCONEL     

基于热力学方法的海上平台燃气轮机涡轮叶片热腐蚀影响评估研究

为了有效评估燃料气中H2S超标对燃气轮机涡轮叶片热腐蚀的影响,在腐蚀机理研究基础上结合燃机的运行参数条件,采用热力学模拟方法完成了对25 MW燃气轮机涡轮叶片热腐蚀风险评估分析。通过分析杂质含量变化及燃料类型对腐蚀产物露点曲线的影响,得出了碱金属含量是涡轮叶片热腐蚀的关键影响因子,在（Na+K）质量分数小于1×10-5%的条件下,即使当H2S体积分数达到0.01%时,涡轮叶片也不会面临热腐蚀风险。这将对海上平台用国产25 MW燃气轮机燃料中杂质含量目标控制和高温涡轮叶片防护涂层设计起到了一定的参考作用。