叶片是汽轮机的核心安全部件，在高温高压的工作状态下承受较大的载荷，以及氧化、腐蚀等多种作用，因此要求材料组织均匀，具有高纯净度、高强度、抗冲击、耐疲劳、耐高温腐蚀，并具有良好的冷、热加工.工艺性能。X5CrNiCuNb16-4用于加工制造100万千万汽轮机发电机组S345R型4级和6级动叶片，是叶片材料中的高等级材料，它是在17-4PH (OCr17NiA4Cu4Nb）基础上发展起来的超低碳沉淀硬化型马氏体时效硬化不锈钢。该钢除具有高的强度外，其突出优点是具有高的韧性，以及良好的锻造加工性能和高温耐蚀性。

化学成分要求见表1。

X5CrNiCuNb16-4钢的力学性能要求见表2。表中力学性能试样为1020 ～~ 1050℃固溶处理，820 ~850℃中间处理，530 ~ 560℃沉淀硬化处理状态下的指标值。

低倍组织

按GB/T1979标准评级，一般疏松、中心疏松、偏析≤2.0级。

非金属夹杂物

按ASTM E45中A法评级，A、B、C、D各类夹杂物级别粗系≤0.5级，细系≤1.0级。2.5à铁素体按ASTM E45方法检验，平均铁素体含量≤1 %。

晶粒度

按AMS E112方法检验,晶粒度细于4级。

超声波探伤

按SEP 1923标准评级，质量等级为2b(注:质量等级略优于GB/T 4162 )。

关键工艺控制

本钢X5CrNiCuNbl6-4生产工艺流程为:原料一50 t电弧炉冶炼→LF炉精炼→浇注3.16 t钢锭→800初轧机轧制230方坯→电渣重熔2 t电渣锭→保温→退火一800/650×4轧机轧制开坯→保温→退火→修磨—650轧机轧制o120圆钢→保温→退火→修磨→检验、包装、入库。

冶炼工艺

电炉冶炼应用无碳炉壳冶炼超低碳叶片钢技术，采用返回吹氧化法冶炼。装料配入自炼低磷原料及本钢类返回钢，合理配入铬、碳、磷含量，并适当配入脱磷剂及造渣材料，控制配料总量。为控制钢水气体含量，Fe-Cr等合金及耐火材料等原辅料保证烘烤良好。采用Fe-Si粉造渣，保证渣的流动性良好。全熔及氧化后两次扒渣。LF精炼采用钢包底吹氩，控制氩气压力，终脱氧时依次喂入Al线，保证脱氧效果。铬合金化在电炉完成，LF进行成分微调。电炉化学成分按铬当量目标进行控制，以保证6铁素体含量和力学性能要求。冶炼后浇注3.16 t钢锭，使用超低碳固体保护渣，采用氩气保护浇注。

电渣重熔工艺

电渣重熔采用单支臂不交换电极重熔，按递减功率恒熔速控制模型重熔。使用ANF-6 ( CaF -Al,0 )二元提纯渣，按锭型及钢质纯净度要求控制渣量;重熔2 t电渣锭，电渣锭罩冷并退火。

热加工工艺

该钢为沉淀硬化型不锈钢，对热加工影响强烈的铜元素含量高，且合金含量高、组织应力大、裂纹敏感性强，热加工难度大，传统热加工都采用锻造工艺。本钢经过深入研究，创新开发了以轧代锻工艺:电炉钢锭及电渣锭用均热炉加热，采用三段均温两段升温的五段加热制度，并合理控制各段升温速度及保温时间，出钢前并给予适当的出炉温降补偿;轧制过程中控制轧制节奏及轧辗冷却水流量，以防止角部裂纹的产生;严格控制终轧温度及保温入坑温度。