[发明专利]2Cr12NiW1Mo1V材质汽轮机喷嘴渗硼的方法

权利要求书

1.一种2Cr12NiW1Mo1V材质汽轮机喷嘴渗硼的方法，其特征在于，其包括：

S1：将喷嘴组安装在渗硼工装底板上，向喷嘴组汽道中装填渗硼剂；

S2:将喷嘴组连同工装整体装入热处理炉，进行渗硼热处理，所述渗硼热处理中，包含如下操作：

S21: 将喷嘴组升温至600-650℃后保温2-6小时进行第一次预热，在此过程中消除喷嘴组内应力和晶格畸变，弥合材料内部的缺陷；

S22: 以180-230℃/h的速度加热至750-800℃，保温1-4小时，进行第二次预热，在此过程中促使喷嘴组内部组织的片状碳化物向球状碳化物转变，有利于延缓奥氏体在后续处理过程中的形成速度、抑制晶粒粗化；

S23: 以180-230℃/h的速度加热至1000-1040℃，保温1-2小时，随后炉冷至965-980℃，再保温6-10小时，进行正式渗硼；此过程实现硼原子的渗透扩散形成渗硼层，并同时抑制渗硼过程中基体奥氏体晶粒的粗化；

S3：冷却：喷嘴组渗硼热处理结束后，出炉冷却；

S4：回火：回火处理消除内应力，完成2Cr12NiW1Mo1V材质汽轮机喷嘴渗硼；回火按照如下步骤进行：将回火炉升温至不超过200℃，将喷嘴组入炉，先以150-200℃/h的速度加热至550℃以能够快速地通过350-550℃回火脆性区，降低发生回火脆性的危险；再以不大于55℃/h的速度加热至660-680℃，保温6-12小时，然后以不超过55℃/h的速度冷却至≤300℃后出炉，空冷至室温。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S2中，在步骤S21之前还包括：S20: 将热处理炉以50-100℃/h的速度加热至150-200℃，保温1-2小时，以烘干渗硼剂。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，S2中，步骤S21为：在烘干渗硼剂之后，以50-100℃/h的速度由加热至600-650℃，保温2-6小时，进行所述第一次预热。

4.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，S1中，所述喷嘴组在其生产阶段，控制所述喷嘴组毛坯中硅含量满足≤0.35wt%。

5.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，S1中，所述渗硼剂为粒状渗硼剂，其包含供硼剂和活化剂，所述供硼剂为硼铁和或B₄C，所述活化剂为KBF₄。

6.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，S1中，将喷嘴组安装在渗硼工装底板上后，由喷嘴组的汽道出汽口向汽道内装填渗硼剂，在装填渗硼剂的过程中，将喷嘴组的汽道分为三个区，即第一区、第二区和第三区；第一区对应汽道的进汽口部位，第三区对应汽道的出汽口部位，第二区介于第一区和第三区之间；其中，在第一区和第三区装填的渗硼剂的硼势低于第二区；

渗硼剂装填好后，盖上工装盖板，用水玻璃调合耐火土密封接缝处，使喷嘴组和渗硼剂被密封在渗硼专用工装内。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，第一区装填新旧混合渗硼剂，所述新旧混合渗硼剂是将新渗硼剂和旧渗硼剂按照6~8:2~4质量比混合得到；

第二区装填新渗硼剂进行渗硼；

第三区装填新旧混合渗硼剂，所述新旧混合渗硼剂是将新渗硼剂和旧渗硼剂按照6~8:2~4质量比混合得到。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，S2中，所述渗硼热处理过程包含依序连续的以下步骤：

S20: 以100℃/h的速度加热至200℃，保温2小时，以烘干渗硼剂；

S21: 以100℃/h的速度加热至650℃，保温5小时，进行第一次预热；

S22: 以200℃/h的速度加热至800℃，保温3小时，进行第二次预热；

S23: 以200℃/h的速度加热至1000℃，保温1.5小时，随后炉冷至970℃，再保温8小时进行正式渗硼。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，S3中，冷却方法为快速冷却，包括：取出喷嘴组置于空气中，并在工装盖板上加压冷铁，以加快冷却的速度和防止喷嘴组发生轴向变形，冷却到600℃后，再整体移到通风散热的地方，继续快冷却至室温。