B/T7027-2002300MW及以上汽輪機轉子體鍛件技術條件范圍本標準規(guī)定了300M及以上汽輪機有中心孔轉子體用真空處理的合金鋼鍛件的技術要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、合格證書及標志等本標準適用于300M及以上汽輪機在高溫和(或)高應力下工作的有中心孔轉子體鍛件的訂貨、制造與檢驗。規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過本標準中的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內容)或修訂版均不適用于本標準,然而,鼓勵根據(jù)本標準達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本適用于本標準GB/T223.3~78鋼鐵及合金化學分析方法GB/T228金屬拉伸試驗法GB/T29金屬夏比缺口沖擊試驗方法(GB/T229-1994, egv Is0148:1983)GB/T231金屬布氏硬度試驗方法GB/T2039金屬拉伸蠕變及持久試驗方法(GB/T2039-1997, egv is0/DIS204:1997)GB/T10561鋼中非金屬夾雜物顯微評定方法GB/T10561-1989, egv Is04967:1979)JB/T1581汽輪機、汽輪發(fā)電機轉子和主軸鍛件超聲波探傷方法JB/T8468鍛鋼件磁粉檢驗方法JB/T8888環(huán)芯法測量汽輪機、汽輪發(fā)電機轉子鍛件殘余應力的試驗方法JB/T9021汽輪機主軸和轉子鍛件的熱穩(wěn)定性試驗方法金屬平均晶粒度測定方法ASTM A370鋼制品的力學性能試驗方法和定義ASTM E292金屬拉伸持久試驗方法3訂貨要求3.1需方應在訂貨合同中寫明采用的標準、鋼號和和鍛件強度級別以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根槽深精加工尺寸。3.3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冶煉和澆注4.1.1.Ⅰ鍛件用鋼應采用電爐冶煉,可以采用鋼包精煉和電渣重熔工藝。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鋼水應在澆注前或澆注中進行真空處理,以去除有害氣體,特別是氫。在真空處理過程中,真空系統(tǒng)的能力必須大到足以在開澆后2min內就能將初始增高的壓強降至低值B/T7027-2002通常應低于133Pa。4.1.1.330 CrlMolⅤV鋼應采用硅脫氧:30Cr2 Ni4Mov鋼應采用真空碳脫氧。經(jīng)雙方協(xié)商可采用其他方法脫氧。4.1.2鍛造4.L.2.1鋼錠上部和下部應有足夠的切除量,以確保成品鍛件無縮孔、疏松、嚴重偏析及其他有害缺陷。4.1.2.2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。應盡可能保持鍛件軸線與鋼錠的中心線重合。除非訂貨合同中另有規(guī)定,鋼錠質量較好端應為靠近發(fā)電機的一端。4.1.3熱處理4.1.3.1鍛后熱處理30 Crlmolv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30Cr2Ni4MoV鋼鍛件應在835℃~1010℃范圍內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。30 CremoⅤ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,才可采用其他方法冷卻。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。30Cr2Ni4MoV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,而后允許出爐空冷,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℃范圍內去除應力,但30 Crlmolv鋼鍛件的去應力溫度不應低于620℃,30Cr2Ni4MoV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70℃以前的冷卻速度應不大于15℃/h,然后爐冷至170℃~230℃,再出爐空JB/T7027-2002冷征得需方同意,去除應力處理溫度可高于本標準規(guī)定的上限,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鍛件在性能熱處理后,去除應力處理和熱穩(wěn)定性試驗前進行第二次粗加工,并套取中心孔試棒。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尺寸范圍擴大中心孔。4.1.4.4去應力處理后精鏜中心孔,并用不會掩蓋缺陷的方法磨光或拋光,使表面粗糙度只值不大于1.6um。41.5焊接在制造和包裝過程中,轉子體鍛件不得進行焊接?；瘜W成分4,2.1供方應對每爐鋼水進行熔煉分析,其化學成分的質量分數(shù)應符合表1的規(guī)定。表1化學成分的質量分數(shù)鋼號PCCu AlSn"As30M.27~0.3410.700.20~035≤02≤0.0121.05-1.35≤0.501.000.21≤0.15k≤0.010≤0.015≤0.015≤0.0302NMy≤0.3510.20≤0.10≤0.010≤0.0101.503.25-3.750.25-0.600.07≤0.15≤0.0100.015≤0.015≤0.015°采用真空碳脫氧時,硅含量不大于0.10%bSb為目標值。42.2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。423每個鍛件均應分析氣體含量,其結果應符合表3的規(guī)定4.3力學性能43.1鍛件的常規(guī)力學性能應符合表4的規(guī)定。同時,轉子體徑向試樣屈服強度的最大與最小值之差,30 CrlMoIv鋼應不大于55MPa;30Cr2Ni4MoV鋼鍛件強度級別為690MPa時,其差值應不大于55MPa:大于690MPa時,其差值應不大于70MPa。B/T7027-2002表2化學成分的質量分數(shù)的允許偏差鋼Mn Sis Cr Ni Mo V Cu SbAsrlMo1V0.02±0.04±0.02+0.005+0.005±0.05+0.03±0.02±0.01+0.02+0.002+0.002+0.002+0.005i4MV+0.02±0.03+0.02+0.005+0.005±0.05±0.07±0.02±0.01+00.002+0.002+0.005表3氣體含量的體積分數(shù)氣體含量的體積分數(shù)鋼號30CrlMolv≤1.0≤10030Cr2Ni4MoV≤1.5≤35≤704.4硬度鍛件在性能熱處理后檢査硬度的均勻性,硬度的絕對值供參考。在同一圓周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。無損檢査4.5,1般要求鍛件不得有裂紋、白點、縮孔、折疊、過度的偏析以及超過允許程度的夾雜和疏松4.52磁粉檢驗鍛件在外圓表面在精加工后進行磁粉檢驗,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)同一母線上兩個缺陷間的距離小于其中較大缺陷長度五倍時,按一個連續(xù)缺陷處理c)轉子體最終檢查時,軸承部位除外,在其他部位發(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。4.53超聲波檢驗4.53.1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10倍的缺陷4B/T7027-2002表4力學性能鍛件強度等級項目取樣位置690本體徑向、軸端590~690690~790760~860MPa中心孔(縱向)≥550≥660≥720本體徑向、軸端≥720≥790≥860MPa中心孔(縱向)≥690≥760本體徑向、軸端≥15≥18中心孔(縱向)≥18≥16本體徑向、軸端|≥40≥56中心孔(縱向)≥40≥45A本體徑向、軸端J中心孔(橫向)≥61≥41FATT50本體徑向≤116℃C中心孔(橫向)≤121≤1027上下臺能量本體徑向≥75≥95中心孔(橫向)≥47≥68≥54推薦用鋼30CrlMolv30Cr2Ni4MoV表5高溫持久強度溫度℃應力MPa試驗求510斷裂時間≥100h310伸長率≥15%565斷口不得在V型缺口上59522045.3.2當量直徑為1.6mm~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1.6mm~3.5mm的缺陷總數(shù)不得超過20個,不允許存在當量直徑大于3.5mm的任何缺陷。45.3.3距中心孔表面75mm范圍內和葉根槽深加5omm范圍內不允許有密集缺陷,其余區(qū)域若檢測出密集缺陷,應記錄密集區(qū)尺寸及其軸向、徑向和周向位置,并報告需方,以進行評審。密集缺陷的當量直徑下限為1.2mm45.3.4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。B/T7027-20024.5.3.5不允許有游動信號和條狀缺陷信號。4.5.3.6供方應向需方提供用2MHz~25MHz和4MHz~5MH分別在轉子體最大直徑處兩端及中間三處測量出的材料衰減數(shù)據(jù)。4.5.3.7當鍛件的超聲波探傷結果超岀上述規(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45.4中心孔檢驗中心孔精鏜或打磨至表面粗糙度R值≤16μm后,進行中心孔檢驗,應符合以下規(guī)定:a)長度等于或大于15mm的缺陷應記錄其軸向和周向的位置,并報告需方:b)在60cm2的范圍內,不允許有三個長度大于1.5mm的可見缺陷或九個長度小于15mm的可見缺陷:c)在內孔表面同一母線上的所有缺陷的總長度不應大于50mmd)不允許有任何撕裂狀的分叉缺陷e)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:f)不允許有長度大于3mm的可見缺陷及非金屬夾雜物組成的密集區(qū)g)不符合4.5.4要求的缺陷,征得需方同意后,允許對缺陷進行局部打磨和拋光但打磨和拋光的深度不應超過1.6mm,并與周圍表面光滑過渡。.6熱穩(wěn)定性試驗熱穩(wěn)定性試驗可由需方做,但供方應對試驗結果負責。4.7金相組織4.7.1鍛件的平均晶粒度:30 CrIMolv鋼不應粗于2.0級,30Cr2Mo4V鋼不應粗于30級4.7.2鍛件A、B、C、D四種類型夾雜物均不應超過3.0級。4.8殘余應力鍛件應測定殘余應力,其值應不大于表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)定,鍛件應仍按4.1.3.3的規(guī)定進行補充去應力回火,并重新測定殘余應力和硬度值49尺寸和表面粗糙度49.1加工后的鍛件應符合訂貨圖樣規(guī)定的尺寸、公差和表面粗糙度要求492若訂貨圖樣未做規(guī)定,則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10mm。JB/T7027-2002檢驗規(guī)則和試驗方法5.1化學成分分析5.1.1化學成分分析應按GBT223.3~78規(guī)定的方法或能保證分析質量的其他方法進512每爐(每包)鋼水可于澆注時取樣測定鋼水的化學成分,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鍛件延長部分,或取自徑向性能驗收試樣。5.1.4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拉伸性能檢驗按GB/T228和 ASTM A370規(guī)定的方法進行。沖擊試驗按GB/T229規(guī)定的方法進行。522沖擊試樣槽口方向應與轉子體的軸線平行5.2.3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5.2.4高溫持久強度試驗按GB/T2039的規(guī)定進行,采用 ASTME292的6號試樣5.2.5高溫持久強度試驗可在需方進行,但供方應保證試驗結果滿足表5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)。硬度試驗按GB/T231規(guī)定的方法進行。54無損探傷5.4.1外表面磁粉檢驗按JB/T8468的規(guī)定進行,外表面超聲波檢驗按JB/1581的規(guī)定進行5.4.2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,兩次檢驗結果均應提供給需方需方認為有必要時,可進行中心孔超聲波檢驗。中心孔超聲波檢驗按雙方商定的方法進行。供方應保證檢驗結果達到本標準有關條款的規(guī)定54.3中心孔檢驗用窺膛儀觀察,必要時用中心孔磁粉檢驗結合窺膛儀觀察。中心孔磁粉檢驗按雙方商定的方法進行。供方應保證檢驗結果達到本標準有關條款的規(guī)定。5,5金相檢驗5.5.1晶粒度檢驗在軸身近電機端徑向、中心孔棒料中部取樣,并按YB/T5148的規(guī)定7JB/T7027-2002進行。5.5.2夾雜物檢驗在軸身近電機端徑向、中心孔棒料中部取樣,并按GB⑩0561附錄A評級圖1進行評定。5.6殘余應力測定56.1采用切環(huán)法或環(huán)芯電阻應變法測定殘余應力。5.6.2切環(huán)法是在軸身一端切取25mm×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:O=E 8/D式中0t—殘余應力,單位為MPaE——材料的彈性模量,單位為MPaδ—直徑增量的代數(shù)值,單位為mm:D—切割前環(huán)的外徑,單位為mm563采用環(huán)芯電阻應變法測定殘余應力時,按JB/8888的規(guī)定進行5.7熱穩(wěn)定性試驗熱穩(wěn)定性試驗按JB丌9021的規(guī)定進行.8復試58.1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兩個試樣進行復試。拉伸試驗的兩個試樣的復試結果以及初試、復試三個試驗結果的平均值均應滿足規(guī)定要求;沖擊試驗的兩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。59重新熱處理59.1如果鍛件力學性能復試仍不合格,當試樣的強度高而塑性、韌性或FATT達不到要求時,應將中心孔試料重新塞人孔內原相應位置與鍛件一起重新回火,再按5.2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。5.9.2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重新熱處理次數(shù)不應超過兩次。驗收及合格證書6.1供方應向需方驗收人員提供必要的方便條件,以便于需方驗收人員進行現(xiàn)場檢驗工作JB/T7027-20026.2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)定的補充技術要求條款,需方應及時通知供方,雙方協(xié)商解決。6.3供方應向需方提供合格證書,合格證書應包括以下內容a)合同號:b)鍛件圖號:c)標準號、鋼號d)熔煉爐號和熔煉方法;e)熔煉分析和成品分析結果f)鋼錠主要尺寸和鍛件的實際鍛造比:g)調質熱處理的實際溫度、保溫時間和冷卻方式h)力學性能的檢驗結果:h)超聲波檢驗報告:i)中心孔檢驗結果j)其他檢驗和需方要求補充檢驗的結果k)交貨鍛件的實際尺寸和重量標志和包裝7.1供方應在每個鍛件相當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。鍛件應打上超聲波探傷周向起始標記。7.3供方應對鍛件的外表面涂防銹劑,有孔鍛件還應在中心孔表面涂防銹劑,中心孔兩頭用木塞堵嚴,防止運輸和保管過程中損壞或腐蝕