B中華人民共和國機械行業(yè)標準JB/T7027-93300~600MW汽輪機轉子體鍛件技術條件199309-21發(fā)布199407-01實施中華人民共和國機械工業(yè)部發(fā)中華人民共和國機械行業(yè)標準300~600MW汽輪機JB/T7027-93轉子體鍛件技術條件1主題內(nèi)容與適用范圍本標準規(guī)定了300~600MW汽輪機轉子體用真空處理的合金鋼鍛件的技術要求檢驗規(guī)則、試驗方法,合格證書及標志等本標準適用于300~600MW汽輪機在高溫和(或)高應力下工作的轉子體鍛件的訂貨、制造與檢2引用標準GB223鋼鐵及合金化學分析方法GB228金屬拉伸試驗法金屬布氏硬度試驗方法GB2106金屬夏比(V型缺口)沖擊試驗方法GB6394金屬平均晶粒度測定方法GB6395金屬高溫拉伸持久試驗方法GB6397金屬拉仲試驗試樣GB10561鋼中非金屬夾雜物顯微評定方法ZBJ32005汽輪機主軸和轉子鍛件的熱穩(wěn)定性試驗方法JB/ZQ6101鍛鋼件的磁粉檢驗方法JB/zQ6104汽輪機和發(fā)電機轉子鍛件超聲被探傷方法JB/ZQ6117鋼制品的機械性能試驗方法3訂貨要求3.1需方應在訂貨合同書或技木協(xié)議中寫明采用的標準鋼號相應技術要求檢驗項目及本標準要求以外的檢驗項目3.2需方應提供標明力學性能試驗取樣位置的鍛件訂貨圖樣和葉片槽深精加工尺寸33需方要求參加現(xiàn)場檢驗的項目應在合同中寫明4技術要求4.1制造工藝4.1.1治煉和澆注4.1.1.I鍛件用鋼應采用鋼包精煉或電渣重熔冶煉,經(jīng)需方同意也可采用保證質量的其他方法冶煉4.1.1.2鋼水在澆注中應進行真空處理,以去除有害氣體,特別是氫。在真空處理過程中,真空系統(tǒng)的能力必須大到在開澆后的2min內(nèi)就能將初始增高的壓強降至低值,通常應低于133Pa4.1.2鍛造4.1.2.1鋼錠上部和下部均應有足夠的切除量以確保成品鍛件無縮孔、蔬松、嚴重的偏析和其他有害缺陷機械工業(yè)部1993-0921批準199407-01買施JBT7027-931.2.2采用的鍛造方法必須盡可能使整個鍛件得到均勻的組織結構,鍛壓機應有足夠的噸位,以使鍛件的整個截面鍛透鍛件軸線應與鋼錠的中心線大致重合除非訂貨協(xié)議另有規(guī)定,鋼錠質量較好端應為靠近發(fā)電機的一端,4.1.2.3鋼錠可采用鐓粗或直接鍛成轉子。如采用粗工藝,應在鐓粗前將鋼錠拔長,鐓粗時軸向長度至少應減少30%如采用直接鍛造方法則鋼錠和轉子最大直徑處的截面積之比,對30Cr1MoVE鋼鍛件應大于2.7511,對30cr2Ni4MoVE鋼鍛件應大于3.5:1,對上述要求,電渣錠除外4.1.3熱處理4.1.3.1鍛后熱處理3 CCrIMoIvE鋼鍛件至少應進行一次980~1030℃的正火處理,正火后應回火隨后空冷或爐冷30Cr2Ni4MoVE鋼鍛件應在835~1010℃范圍內(nèi)進行不少于兩次不同溫度的正火處理,在正火溫度下保持足夠長的時間以保證組織奧氏體化和均勻化冷卻到轉變溫度以下隨后進行回火回火后爐冷或空冷4.1.3.2性能熱處理鍛件粗加工后應在垂直狀態(tài)下進行性能熱處理30Cr1 MoIvE鋼鍛件應均勻加熱至940~970℃,保溫足夠長的時間后,均勻地鼓風使軸身表面冷卻至205℃以下,而后允許緩冷,只有經(jīng)過需方同意,才可采用油淬或噴水冷卻。在得到良好的相變組織以后,鍛件應在不低于660℃下回火保溫足夠長的時間,再爐冷至300℃以下,而后允許出爐空冷30Cr2Ni4MoVE鋼鍛件應均勻加熱至830~860℃,充分保溫后進行水淬或噴水淬火,在得到良好的相變組織以后,應在不低于570℃下回火,保溫足夠長的時間再爐冷至300℃以下,而后允許出爐4.1.3.3去除應力處理在性能熱處理及隨后的粗加工和打中心孔以后,鍛件應在低于最終回火溫度15~50℃范圍內(nèi)去除應力,但30 CrlMolve鋼鍛件的去應力溫度不應低于620℃,30Cr2Ni4MoVE鋼的去應力溫度不應低于540℃鍛件在去應力處理時應處于垂直狀態(tài)均勻加熱有足夠的保溫時間,以確保完全燒透,鍛件冷卻至370℃以前的冷卻速度應不大于15℃/h,然后爐冷至170~230℃,再出妒空冷,4.1.3.4征得需方同意,去除應力處理溫度可高于本標準第4.1.3.3條規(guī)定的范圍,此時中心孔試料應放回原相應位置,去除應力處理后,必須進行補充的拉伸試驗,4.1.4機械加工4.1.4.1在性能熱處理以前鍛件的全部表面進行第一次粗加工,未經(jīng)需方同意不允許在性能熱處理和正式超聲波探傷前進行整體葉輪間的切槽和加工葉輪臺階4.1.4.2餵件在性能熱處理后,去除應力處理和熱穩(wěn)定性試驗前進行第二次粗加工,并套取中心孔試4.1.4.3按需方訂貨圖樣規(guī)定的尺寸和公差打中心孔,為了去除由超聲波檢測出來的在中心部位的超標缺陷,允許按訂貨圖樣注明的或需方同意的極限范圍擴大中心孔4.1.4.4去應力處理后精鏜中心孔,并用不掩蓋缺陷的方法磨光或拋光,使表面粗糙度R值為1.64.1.4.5在制造和以后的包裝過程中,轉子體鍛件不得進行焊接4.2化學成分4.2.1供方應對每爐鋼水進行熔煉分析,分析結果應符合表1規(guī)定JB/T7027-93表1化學成分30CrIMolvE≤0.500,30.3?≤0.012≤0.0120.1730Cr2 Ni MoVE≤0.35≤0.012≤00120.402.00CCrIMolVE≤0.1130-0.29≤000≤0015≤01s≤.02030Cr 2Ni4MoVE≤0.20≤0.015≤0.015≤0.0015≤0.020注:①嚴格控制鋼中的含鋁量②化學成分超過允許值應及時電告需方審定,如發(fā)出書面通知后10天還未得到需方回復,鍛件可繼續(xù)加工③在力學性能達到要求的前提下盡可能降低3r2N4MvE鋼的含碳量④采用真空碳脫氧時,含硅量應不大于010%⑤30C1 SolVE鋼的梯和砷及30Cr2N4MoVE蝸的鋁、銅、銻規(guī)定值為目標值。4.2.2供方應對每個鍛件進行成品分析,分析結果應符合表1的規(guī)定,但允許有表2規(guī)定的偏差表2化學成分允許偏差%30CrI MoIVE士0.04±0.02+0,00+0.00±0.05±0.03+0.005士0.05±0.02種30CrIMoIVE++0.002+0.+0.000230Cr2NiAMoVE±0.07±0.01+0.0+0.002+0.002+0.002+0.0054.2.3每個鍛件應分析氣體含量,其結果應符合表3規(guī)定表3氣體含量3CCrIMolVE:10030Cr2Ni+MoVE≤7043力學性能3.1鍛件的常規(guī)力學性能應符合表4規(guī)定同時,轉子體徑向試樣屈服強度的最大與最小值之差30C:MovE鋼應不大于55MPa;30rNi4MoVE鋼屈服強度小于或等于690MPa時,其差值應不大f55MPa,大于60MPa時,其差值應不大于70MPJB/T702793表4力學性能項目本體徑向軸端590~690≥760660本體徑向軸端790~910860~970中心孔(縱向≥760本體徑向、軸端≥15本體徑向、軸端孔(縱向)本體徑向、軸端中心孔(橫向FATTr本體徑向、軸端≤16中心孔《橫向)≤121≤21上平臺能量中心孔(橫向)430CrlMolVE30Cr 2Ni4MoVE4.3.2首批、工藝重大變動或特殊要求時,30 CrlMoIvE鋼鍛件的高溫持久強度要求列于表5,其中100h持久強度指標為保證值,500h持久強度指標用于考核試驗表5高溫持久強度度斷裂時間≥100h斷口不得在V型缺口上斷裂時間≥500h5404.3.3首批或有害殘留元素超標時,30Cr2N4MoVE鋼鍛件應考核時效試驗,結果應符合表6規(guī)定表6時效試驗度時效時間FATTe的增值100050004.4硬度檢驗鍛件在性能熱處理后檢查硬度的均勻性硬度的絕對值供參考,在同一圓弧表面上各點間的硬度差不應超過30HBs,在同一母線上的硬度差不應超過40HBS。5無損檢查4.5.1一般要求最件不得有裂紋、白點、縮孔、折疊、過度的偏析以及超過允許的夾雜和破松4.5.2磁粉檢驗鍛件的外圓表面在精加工以后進行磁粉檢查,供方應保證檢查結果符合以下要求:a轉子體外圓表面上不允許有長度大于1.5mm的任何缺陷顯示;b轉子體最終檢查時,軸承部位除外在其他允許打磨部位發(fā)現(xiàn)有大于1.5mm的缺陷顯示,允許進行局部研磨和拋光拋光的深度不應超過1.6mm,并應與周圍表面光滑過渡4.5.3超聲波檢驗45.3.1當量直徑1.6mm以下的單個分散缺陷信號不計,但雜波高度應低于當量直徑1.6mm幅度的50%注:單個分散的缺陷是指相鄰兩缺陷之間的距離大于其中較大缺陷當量直徑1053.2當量直徑為1.6~3.5mm的所有缺陷均應記錄其軸向徑向和周向位置并報告需方,當量直徑為1.6~3.5mm的缺陷總數(shù)不得超過20個,并不允許存在當量直徑大于35mm的任何缺陷4.53.3距中心孔表面75mm以外部位,允許有3個小于當量直徑1.6mm的密集缺陷區(qū),但密集區(qū)在任何方向的尺寸均不應大于20mm,并且任何兩個密集區(qū)間距離不應小于120mm453.4由缺陷引起底波衰減損失達到3dB時,應當記錄并報告給需方453.5不允許有游動信號和條狀缺陷信號45.3.6供方應向需方提供用2~25MHz和4~5MH探頭分別在轉子體最大直徑處兩端及中間三處測得的材料衰減數(shù)據(jù)4.5.3.7當鍛件的超聲波探傷結果超出上述規(guī)定時,應由供需雙方進行復驗和討論但鍛件是否可判合格應由需方?jīng)Q定4.5.4中心孔檢驗中心孔精鏜或研磨至表面粗糙度R值為1.6m以后,進行中心孔檢驗,應符合以下規(guī)定長度等于或大于1.5mm的缺陷應記錄其軸向和周向的位置,并報告需方;b在窺膛儀檢查的一個視野內(nèi),不允許有3個長度大于1.5mm的可見缺陷或9個長度小于1.5mm的可見缺陷c,在內(nèi)孔表面同一母線上的所有缺陷的總長度不應大于50mm;d.不允許有任何撕裂狀的分叉缺陷位于同一母線上的兩個缺陷間的距離小于其中較大缺陷長度的5倍時按一條連續(xù)缺陷處理;r.不允許長度大于3mm的可見缺陷及非金屬夾雜物組成的密集區(qū);g.不符合以上要求的缺陷征得需方同意后,允許對缺陷進行局部研磨和拋光但研磨和拋光的深度不應超過1.6mm,并與周圍表面光滑過渡。46熱穩(wěn)定性試驗需方進行熱穩(wěn)定性試驗,供方應對試驗結果負責47金相檢驗4.7.1鍛件的平均晶粒度,30Cr1MoVE鋼不應粗于2.0級,30Cr2Ni4MoVE鋼不應粗于30級47.2鍛件的A、B、C、D四種類型夾雜物均不應超過3.0級8殘余應力檢驗最件應測定殘余應力其值不應大于表4中徑向屈服強度下限值的8%如果殘余應力超過上述規(guī)JB/T7027-934.9尺寸和表面粗糙度49.1加工后的餵件應符合訂貨圖樣規(guī)定的尺寸、公差和表面粗糙度要求49.2中心孔軸線直線度公差為中3mm,中心孔圓度公差為0.3mm,中心孔與鍛件外圓同軸度公差為1.0mm。5檢驗規(guī)則和試驗方法5.1化學成分分析51.1化學成分分析應按GB223規(guī)定的方法或能保證分析質量的其他方法進行5.1.2每爐(每包)鋼水可于澆注時取樣測定鋼水的北學成分,多爐合澆時還應報告權重平均分析結果.當無法進行熔煉分析時,允許用成品分析代替熔煉分析,當從鍛件上取樣時其分析結果應符合成品分析要求5.1.3成品分析試樣可取自每個鍛件延長部分壁厚的1/2處,無中心孔鍛件取自離表面1/3處,或取自徑向性能驗收試樣514氣體分析用試樣應在芯棒的中段和徑向試棒上切取52力學性能檢驗5.2.1拉仲性能檢驗按JB/ZQ6117規(guī)定的方法進行沖擊試驗按GB2106規(guī)定的方法進行52.2除軸端試樣以外沖擊試樣槽口方向應與轉子體的軸線平行5.23轉子體的軸端、徑向和中心孔試樣按需方訂貨圖樣和取樣圖規(guī)定的部位和數(shù)量切取52.4高溫持久強度試驗按GB6395的規(guī)定進行試樣規(guī)格由需方提供5.2.5高溫持久強度試驗或長時時效試驗在需方進行,供方應保證試驗結果滿足表5或表6的要求5.3硬度檢驗在每個鍛件兩軸頸及軸身部位的外圓表面每隔90°各測一點(共12點)54無損檢驗54.1外表面磁粉檢驗按JB/ZQ6101進行外表面超聲波檢驗按JB/ZQ6104進行,中心孔磁粉檢驗和超聲波檢驗按雙方商定的方法進行。542超聲波檢驗至少應進行兩次第一次檢驗在調質和打中心孔之前進行第二次檢驗在調質后和打中心孔之前進行兩次檢驗結果均提供給需方內(nèi)孔超聲波檢驗由需方進行,供方應保證中心孔超聲波檢驗結果達到本標準有關條款的規(guī)定5.4.3中心孔檢驗用窺腔儀觀察,必要時用磁粉檢驗結合窺雅儀觀察55金相檢驗5.5.1晶粒度檢驗在軸身電機端徑向、中心孔棒料中部取樣,并按GB6394的規(guī)定進行55.2夾雜物檢驗在軸身電機端徑向、中心孔棒料中部取樣,并按GB10561附錄A評級圖I進行評定56殘余應力測定5.61采用切環(huán)法或環(huán)芯電阻應變法測定殘余應力56.2切環(huán)法是在軸身一端切取2mm×25mm的圓環(huán)用測量該環(huán)在切割前后平均變形量的方法來計算殘余應力,計算公式為式中-殘余應力,MPaB—直徑增量的代數(shù)值,mmD—切割前環(huán)的外徑,mmaE—材料的彈性模量,MPa5.7熱穩(wěn)定性試驗熱穩(wěn)定性試驗按ZBJ32005的規(guī)定進行。JB/T7027-935.8復試5.8.1如果力學性能檢驗中某一試驗結果不合格,可在鍛件上與原試樣相鄰部位取2個試樣進行復試,拉伸試驗的2個試樣的復試結果以及初試、復試3個試驗結果的平均值均應滿足規(guī)定要求;沖擊試驗的2個試樣和所有試驗結果的平均值均應滿足規(guī)定要求58.2力學性能檢驗如因白點和裂紋不合格者,不得復試5.9重新熱處理59.1如果鍛件力學性能復試仍不合格,當試樣的強度高而型性、韌性或脆性轉變溫度達不到要求時應將中心孔試料重新塞入孔內(nèi)與鍛件一起重新回火再按本標準第52條的規(guī)定檢驗,重新回火后中心孔試料的取樣部位應與需方協(xié)商一致。59.2如果力學性能檢驗結果表明鍛件不能重新回火,那么鍛件如何進一步熱處理和加工都必須經(jīng)供需雙方協(xié)商確定593重新熱處理不應超過兩次6驗收及合格證書6.1供方應向霱方驗收人員提供必要的方便條件,以便需方驗收人員進行現(xiàn)場檢驗工作。62需方有權選擇鍛件的某些驗收試驗項目,在驗收試驗中或在以后的加工或試驗中發(fā)現(xiàn)鍛件不符合本標準和訂貨合同中規(guī)定的補充技術要求時需方應及時通知供方,雙方協(xié)商解決63供方應向需方提供合格證書,合格證書應包括以下內(nèi)容.合同號鍛件圖號標準號和鋼種d.熔煉爐號和熔煉方法熔煉分析和成品分析結果;鋼錠主要尺寸和鍛件的實際鍛造比;g各次熱處理的實際溫度、保溫時間和冷卻方法力學性能的檢驗結果聲波檢驗報告;其他檢驗和需方要求補充檢驗的結果;交貨鍛件的實際尺寸和重量7標志和包裝7.1供方應在每個最件相應于鋼錠下部端面打上合同號爐號、件號等標記并用白漆圈上7.2鍛件應打上超聲波探傷周向起始標記7.3供方應對每個鍛件的外表面和中心孔表面涂防銹劑中心孔兩頭用木塞堵嚴,以防止運輸和保管過程中損壞或腐蝕附加說明本標準由機被工業(yè)部德陽大型鑄鍛件研究所提出并歸口本標準由德陽大型鑄鍛件研究所負責起草本標準主要起草人魯繼榮、孫啟元、王紀根、周云松