【技术实现步骤摘要】
技术介绍
1、离心压缩机是将各种工艺气体或混合气体沿径向离心方向压缩以提高其压力的机械装置。离心压缩机由转子、定子等组成。叶轮等零件与主轴完成配合关系组成转子。
2、叶轮是离心压缩机的关键部件，气体从叶轮中心处吸入,沿着叶道(叶轮叶片之间的通道)流向叶轮外缘。当压缩机工作时，高速旋转的叶轮对气体作功，使气体获得能量，压力和速度提高，动能转变为压力能。叶轮工作时，承受的载荷主要包括旋转离心力、轴系振动力和气动力，离心力会使叶轮产生较大的静应力,气动力及轴系振动力将引起叶轮叶片的振动,从而使叶片产生较大的交变应力。因此，离心压缩机常采用高强度、高塑韧性的锻造马氏体不锈钢材料。
3、钢铁零件在湿硫化氢介质中工作时，湿硫化氢腐蚀产生的氢原子渗透到钢铁内部，溶解于晶格中导致脆化，零件在外加拉应力或残余应力作用下会发生毫无征兆的开裂事故，即应力腐蚀。影响硫化氢应力腐蚀速度的因素主要有工作温度和湿硫化氢分压，工作温度越高、湿硫化氢分压越高，应力腐蚀发生的几率越大，事故影响越恶劣。防止湿硫化氢应力腐蚀的办法有：降低叶轮工作温度、减小气体中的湿硫化氢分压以及选用抗硫化氢应力腐蚀的材料等。其中，叶轮的工作温度以及湿硫化氢的分压往往是系统工艺流程给定的参数，因此，选用合适的材料是防止湿硫化氢应力腐蚀的重要方法。
4、根据行业通用标准api 617《轴流、离心压缩机及膨胀机-压缩机》，湿硫化氢工况时的离心压缩机零部件材料执行nace mr 0175《油田设备抗硫化物应力腐蚀断裂和应力腐蚀裂纹的金属材料》。根据nac
5、现有高温高分压酸性湿硫化氢工况离心压缩机叶轮材料包括沉淀硬化镍基合金，由于沉淀硬化镍基合金是以镍、铁为基添加铬、钼、铌、钴、铝、钛等多种合金元素而形成的特殊合金，在具有优异的强度和抗应力腐蚀等性能的同时，存在材料成本高、加工难度大、零件成型方式受限等缺点。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种用于高温高分压酸性湿硫化氢工况离心压缩机叶轮材料及其制备方法，通过控制材料中主要成分的含量，尤其是镍、铬、碳、钼、锰、铌、铜、氮元素含量，进而控制镍当量、铬当量、点蚀当量，为满足叶轮高应力、工况湿硫化氢应力腐蚀打好基础；通过控制热处理制度，获得均匀的回火马氏体和一定含量的奥氏体，并将铁素体含量控制在1％以下，保证材料高强度、高韧性，满足叶轮强度、应力腐蚀要求。
2、为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：
3、一种用于高温高分压酸性湿硫化氢工况离心压缩机叶轮材料，按质量百分比计，其化学成分包括：c：0.03～0.05％，si：0.2～0.5％，mn：0.3～0.8％，p≤0.025％，s≤0.015％，cr：12.0～14.0％，ni：5.5～7.0％，mo：0.8～1.5％，cu：1.5～2.2％，nb：0.4～0.8％，v≤0.05％，n≤0.04％，其余为fe和不可避免的杂质，且p、s、v和n不为0；
4、其中，ni当量8～10，cr当量15～18.5，点蚀当量15.5～19；所述ni当量表示奥氏体形成元素的总含量，ni当量＝ni+co+0.5mn+0.3cu+25n+30c；所述cr当量表示铁素体形成元素的总含量，cr当量＝cr+1.5mo+2si+1.75nb+5v+5.5al+1.5ti+0.75w；所述点蚀当量表示点蚀的耐受能力，点蚀当量＝cr+3.3mo+16n。
5、一种用于高温高分压酸性湿硫化氢工况离心压缩机叶轮材料，按质量百分比计，其化学成分包括：c：0.03～0.045％，si：0.3～0.5％，mn：0.3～0.6％，p≤0.015％，s≤0.01％，cr：12.5～14.0％，ni：5.5～6.5％，mo：1.0～1.35％，cu：1.7～2.1％，nb：0.5～0.75％，v≤0.05％，n≤0.04％，其余为fe和不可避免的杂质，且p、s、v和n不为0；
6、其中，ni当量8.3～9.5，cr当量16～18，点蚀当量16.5～19；所述ni当量表示奥氏体形成元素的总含量，ni当量＝ni+co+0.5mn+0.3cu+25n+30c；所述cr当量表示铁素体形成元素的总含量，cr当量＝cr+1.5mo+2si+1.75nb+5v+5.5al+1.5ti+0.75w；所述点蚀当量表示点蚀的耐受能力，点蚀当量＝cr+3.3mo+16n。
7、一种用于高温高分压酸性湿硫化氢工况离心压缩机叶轮材料的制备方法，包括以下步骤：
8、步骤1，按质量百分比计，将0.03～0.05％，si：0.2～0.5％，mn：0.3～0.8％，p≤0.025％，s≤0.015％，cr：12.0～14.0％，ni：5.5～7.0％，mo：0.8～1.5％，cu：1.5～2.2％，nb：0.4～0.8％，v≤0.05％，n≤0.04％，其余为fe和不可避免的杂质，且p、s、v和n不为0；混合，得到混合原料；
9、步骤2，通过电炉对步骤1得到的混合原料进行冶炼和铸造，获得一次钢锭；
10、步骤3，将步骤2得到的一次钢锭在真空状态下进行二次冶炼和浇注，获得二次钢锭；
11、步骤4，将步骤3得到的二次钢锭进行电渣重熔，获得三次钢锭，即坯料；
12、步骤5，将步骤4得到的坯料在奥氏体单相区锻造，并在锻造后空冷到室温，获得锻件；奥氏体单相区的始锻温度1150～1200℃，终锻温度800～900℃，坯料在奥氏体单相区内进行至少三次镦粗和三次拔长，锻造比6～8；
13、步骤6，对步骤5获得的锻件进行锻后退火热处理，温度为640～670℃；
14、步骤7，对步骤6获得的锻件依次进行固溶热处理、时效热处理，完成对马氏体沉淀硬化不锈钢材料的制备；
15、固溶热处理包括：在250℃以下入炉，加热至1020～1060℃，保温时间为0.5～2h，出炉油冷至150℃以下；
16、时效热处理包括：在350℃以下入炉，加热至600～630℃，保温时间为4～8h，出炉空冷至150℃以下。
17、一种用于高温高分压酸性湿硫化氢工况离心压缩机叶轮材料的制备方法，包括以下步骤：
18、步骤1，按质量百分比计，其本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于高温高分压酸性湿硫化氢工况离心压缩机叶轮材料，其特征在于，按质量百分比计，其化学成分包括：C：0.03～0.05％，Si：0.2～0.5％，Mn：0.3～0.8％，P≤0.025％，S≤0.015％，Cr：12.0～14.0％，Ni：5.5～7.0％，Mo：0.8～1.5％，Cu：1.5～2.2％，Nb：0.4～0.8％，V≤0.05％，N≤0.04％，其余为Fe和不可避免的杂质，且P、S、V和N不为0；
2.根据权利要求1所述的一种用于高温高分压酸性湿硫化氢工况离心压缩机叶轮材料，其特征在于，按质量百分比计，其化学成分包括：C：0.03～0.045％，Si：0.3～0.5％，Mn：0.3～0.6％，P≤0.015％，S≤0.01％，Cr：12.5～14.0％，Ni：5.5～6.5％，Mo：1.0～1.35％，Cu：1.7～2.1％，Nb：0.5～0.75％，V≤0.05％，N≤0.04％，其余为Fe和不可避免的杂质，且P、S、V和N不为0；
3.一种用于高温高分压酸性湿硫化氢工况离心压缩机叶轮材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种用于高温高分压酸性湿硫化氢工况离心压缩机叶轮材料，其特征在于，按质量百分比计，其化学成分包括：c：0.03～0.05％，si：0.2～0.5％，mn：0.3～0.8％，p≤0.025％，s≤0.015％，cr：12.0～14.0％，ni：5.5～7.0％，mo：0.8～1.5％，cu：1.5～2.2％，nb：0.4～0.8％，v≤0.05％，n≤0.04％，其余为fe和不可避免的杂质，且p、s、v和n不为0；
2.根据权利要求1所述的一种用于高温高分压酸性湿硫化氢工况离心压缩机叶轮材料，其特征在于，按质量百分比计，其化学成分包括：c：0.03～0.045％，si：0.3～0.5％，mn：0.3～0.6％，p≤0.015％，s≤0.01％，cr：12.5～14.0％，ni：5.5～6.5％，mo：1.0～1.35％，cu：1.7～2.1％，nb：0.5～0.75％，v≤0.05％，n≤0.04％，其余为fe和不可避免的杂质，且p、s、v和n不为0；
3.一种用于高温高分压酸性湿硫化氢工况离心压缩机叶...
【专利技术属性】
技术研发人员：支金花，郭文勇，郑君君，魏怡航，张海存，韩增福，
申请(专利权)人：西安陕鼓动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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