【机械行业标准(JB)】 超临界及超超临界机组汽轮机用超纯净钢低压转子锻件 技术条件

ICS 77.145.85
备案号：28569—2010
中华人民共和国机械行业标准
JB/T11020—-2010
超临界及超超临界机组汽轮机用超纯净钢低压转子锻件
：技术条件
Specification for low pressure rotor forging of steam turbine made ofsuper-pure steel used for supercritical and ultra-supercritical units2010-02-11发布
2010-07-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布前言
规范性引用文件
订货要求
制造工艺
冶炼和铸锭
热处理.
机械加工
5技术要求：
5.1化学成分
5.2力学性能，
5.4无损检测
5.5金相组织.
残余应力
热稳定性
尺寸和表面粗糙度，
6检验规则和试验方法
化学成分分析
力学性能检验，
硬度检验
无损检测
金相检验.
残余应力检验.
热稳定性试验.
6.9重新热处理
7验收及质量证明书
7.1验收.
7.2质量证明书，
8标志和包装..
表1化学成分..
表2气体含量.
表3力学性能.
JB/T11020—2010
JB/T11020—2010
本标准由中国机械工业联合会提出。前言
本标准由机械工业大型铸锻件标准化技术委员会归口。本标准起草单位：中国第二重型机械集团公司。本标准主要起草人：崔晋娥。
本标准为首次发布。
1范围
JB/T11020--2010
超临界及超超临界机组汽轮机用超纯净钢低压转子锻件技术条件
本标准规定了超临界及超超临界汽轮机组汽轮机用超纯净钢低压转子锻件的订货要求、制造工艺、技术要求、检验规则和试验方法、验收及质量证明书等。本标准适用于超临界及超超临界机组汽轮机用超纯净钢低压转子锻件的订货、制造与检验。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T223（所有部分）钢铁及合金化学分析方法GB/T228金属材料室温拉伸试验方法（GB/T228—2002，eqVISO6892：1998）GB/T229金属材料夏比摆锤冲击试验方法（GB/T229—2007，ISO148-1：2006，MOD）GB/T231.1
2005，MOD)
金属材料布氏硬度试验第1部分：试验方法（GB/T231.1一2009，ISO6506-1：金属平均晶粒度测定法（GB/T6394—2002，ASTME112：1996，MOD）GB/T63941
GB/T10561—2005钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法（ISO49671998，IDT）JB/T8468锻钢件磁粉检验方法
JB/T8707一1998300MW以上汽轮机无中心孔转子锻件技术条件JB/T8888环芯法测量汽轮机、汽轮发电机转子锻件残余应力的试验方法JB/T9021汽轮机主轴和转子锻件的热稳定性试验方法ASTMA370钢制品的力学性能试验方法和定义3订货要求
3.1供方应有完善的质量保证体系，应具有生产过类似材料、相近尺寸的转子锻件的业绩。3.2需方应在订货合同书或技术协议中注明采用的标准、材料牌号、锻件强度级别、供需双方明确的相应技术要求和检验项目及本标准要求以外的检验项目。3.3需方应提供标明力学性能试验取样位置的锻件订货图样并应标识锻件的发电机端。3.4需方要求参加现场检验的项目应在订货合同中注明。4制造工艺
4.1冶炼和铸锭
4.1.1锻件用钢应采用电炉冶炼和钢包精炼工艺。经需方同意，也可采用保证质量的其他冶炼方法。4.1.2钢水应在浇注前或浇注过程中进行真空处理，应采用真空碳脱氧工艺去除有害气体，特别是氢。在真空处理过程中，真空系统的能力必须大到足以在开浇后2min内就能将初始增高的压强降至较低值，通常应低于133Pa。
4.2锻造
JB/T11020—2010
4.2.1钢锭上部和下部应有足够的切除量，以确保成品锻件无缩孔、疏松、严重的偏析及其他有害缺陷。
4.2.2采用的锻造方法必须尽可能使整个锻件得到均匀的组织结构，锻压机应有足够的能力，以使锻件的整个截面锻透。应尽可能保持锻件轴线与钢锭的中心线重合。除非订货合同中另有规定，钢锭质量较好的一端应为靠近发电机端。4.2.3钢锭应经过镦粗锻成转子锻件，转子轴身的锻造比最小应为3.5。4.3热处理
4.3.1锻后热处理
锻件应在835℃～1010℃范围内进行不少于两次不同温度的正火处理，应在正火温度下保持足够长的时间，以保证组织奥氏体化和均匀化，随后冷却到转变温度以下再进行回火，回火后炉冷或空冷。4.3.2性能热处理
锻件粗加工后应在垂直状态下进行性能热处理。锻件应均匀加热至830℃～860℃，充分保温后进行喷水淬火，在得到良好的相变组织以后，应在不低于570℃下回火，保温足够长的时间，在炉内冷至300℃以下出炉空冷。
4.3.3去除应力处理
在性能热处理及随后的粗加工后，锻件应在低于最终回火温度的15℃～50℃范围内进行去除应力处理，但去应力温度不应低于540℃。锻件在去应力处理时应处于垂直状态均匀加热，有足够的保温时间，以确保完全烧透。转子锻件应以小于15℃/h的冷速冷却至400℃，然后炉冷至250℃，再出炉空冷。征得需方同意，去除应力处理温度可高于上述规定的上限，去除应力处理后，必须进行补充的拉伸试验。
4.4机械加工
4.4.1在性能热处理以前，锻件的全部表面应进行第一次粗加工。4.4.2在性能热处理后，超声检测前锻件应进行第二次粗加工。4.4.3在超声检测合格后，锻件应进行第三次粗加工。4.4.4在各项性能、残余应力和超声检测后，锻件应按需方订货图样规定的尺寸和公差进行加工。4.5焊接
在制造和包装过程中，转子锻件不允许进行焊接。5技术要求
5.1化学成分
5.1.1转子锻件的材料牌号为30Cr2Ni4MoV钢5.1.2供方应对每炉钢水进行熔炼分析，分析结果应符合表1规定。多炉合浇时还应报告权重平均分析结果。
5.1.3供方应对每个转子锻件进行成品分析，分析结果应符合表1规定。表1化学成分（质量分数）
化学成分
熔炼分析
成品分析
0.370.090.070.0070.004
。在力学性能达到要求的前提下，尽可能降低钢的含碳量。0.16
0.0100.012
0.0100.0015
J系数按公式：J=（Si+Mn）（P+Sn）X10*计算；但当Sb含量超过表中要求时，J系数按公式：J=（Si+Mn）（P+Sn+Sb）×10*计算
5.1.4供方应对每个锻件进行气体含量分析，分析结果应符合表2的规定。表2气体含量（体积分数）
≤1.5×10-4
5.2力学性能
5.2.1常温力学性能
≤35×104
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≤70×104
锻件的常温力学性能应符合表3规定。同时转子径向试样屈服强度的最大值与最小值之差值应不大于70MPa。
表 3力学性能
30Cr2Ni4MoV
取样位置
5.2.2脆化试验
760~860
≥860
本体径向、轴端
≥>53
FATTso
本体径向
上平台能
转子锻件材料应进行脆化试验。在400℃等温1000h的时效处理后和在等温5000h的时效处理后，分别进行FATT值测定，计算转子时效处理后与交货状态时的FATT的增值。5.3硬度
在性能热处理以后应检查锻件硬度的均匀性，硬度的绝对值供参考。在同一圆周上各点间的硬度差不应超过30HBW，在同一母线上的硬度差不应超过40HBW。5.4无损检测
5.4.1一般要求
锻件不应有裂纹、白点、缩孔、折叠、过度的偏析以及超过允许的夹杂和疏松。5.4.2磁粉检测
在转子锻件的外圆表面完成精加工以后，应由需方对转子锻件轴承部位表面和两轴身外端面及过渡区进行磁粉检测，但供方应保证检查结果符合以下要求：a）转子外圆表面上不允许有长度大于1.5mm的任何缺陷显示；b）同一母线上两个缺陷之间的距离小于其中较大缺陷长度五倍时，按一个连续缺陷处理；c）转子最终检查时，除了轴承部位之外，如在其他部位发现有大于1.5mm的缺陷显示时，允许进行局部打磨和抛光，抛光的深度不应超过1.6mm，并应与周围表面圆滑过渡。5.4.3超声检测
5.4.3.1当量直径1.6mm以下的单个分散缺陷信号不计，但杂波高度应低于当量直径Φ1.6mm的缺陷幅度的50%。
注：单个分散的缺陷是指相邻两缺陷之间的距离大于其中较大缺陷当量直径10倍的缺陷。5.4.3.2当量直径为Φ1.6mm～@3.5mm的所有缺陷均应记录其轴向、径向和周向位置并报告需方。在转子锻件叶轮体表面150mm的区域内不允许存在当量直径大于@1.6mm的单个缺陷，其余区域允许存在当量直径为Φ1.6mm～$3.5mm的缺陷总数不得超过20个，不允许存在当量直径大于3.5mm的任何缺陷。
5.4.3.3在转子锻件叶轮体表面150mm的范围内不允许有Φ1.2mm～Φ1.6mm密集缺陷，其余区域允许有当量直径Φ1.2mm～Φ1.6mm的非金属夹杂密集区三个，应记录夹杂密集区的尺寸及其轴向、径向和周向位置，并报告需方。
JB/T11020—2010
5.4.3.4由缺陷引起底波衰减损失达到3dB时，应当记录，并报告给需方。5.4.3.5不允许存在由缺陷引起的游动信号。5.4.3.6供方应向需方提供用2MHz~2.5MHz和4MHz~5MHz探头分别在转子最大直径处两端及中间三处测得的材料衰减数据。
5.4.3.7当锻件的超声检测结果超出上述规定时，应由供需双方进行复验和讨论，但锻件是否可判合格应由需方决定。
5.5金相组织
5.5.1转子锻件的平均晶粒度不应粗于3.0级。5.5.2转子锻件的A、B、C、D四种类型夹杂物均不应超过3.0级。5.6残余应力
锻件应测定残余应力，残余应力的值不应大于表3中的径向屈服强度下限值的8%，如果超过该规定，则锻件应按4.3.3的规定进行补充去应力回火，并重新测定残余应力和硬度值。5.7热稳定性
转子锻件的热稳定性试验结果应符合JB/T9021的规定，供方应对试验结果负责。5.8尺寸和表面粗糙度
加工后的锻件应符合订货图样规定的尺寸、公差和表面粗糙度要求。6检验规则和试验方法
6.1化学成分分析
6.1.1化学成分分析应按GB/T223规定的方法或能保证分析质量的其他方法进行。6.1.2每炉（每包）钢水可于浇注时取样测定钢水的化学成分。当无法进行熔炼分析时，允许用成品分析代替熔炼分析，当从锻件上取样时，其分析的结果应符合成品分析要求。6.1.3成品分析试样可取自锻件延长部分，或取自径向性能验收试样。6.1.4气体分析用试样应在径向试棒上切取。6.2力学性能检验
6.2.1拉伸性能试验应按GB/T228或ASTMA370规定的方法进行。6.2.2冲击性能试验应按GB/T229规定的方法进行，冲击试样缺口方向应与转子的轴线平行。6.2.3转子的轴端试样和径向试样应按需方订货图样和取样图规定的部位和数量切取。6.2.4脆化试验在需方进行。
6.3硬度检验
硬度试验按GB/T231.1规定的方法进行。在每个锻件两轴颈及轴身部位的外圆表面每隔90°各测一点（共12点)。
6.4无损检测
6.4.1磁粉检测应按JB/T8468的规定进行。6.4.2超声检测应按JB/T8707一1998中附录A的规定进行。若按附录A的表A.1中的A.1、A.2项采用纵波直束超声检测合格后，则在A.3项中选择α=7°、α=14°，在B.1中选择β二45°的探头进行检测，若上述检测均已合格则不再进行采用其他探头进行检测；若检测结果出现疑义，再全面进行附录A表中规定的其他探头的检测。
6.4.3供方至少应进行两次超声检测，第一次检测在性能热处理之前，第二次检测在性能热处理之后，两次检验结果均应提供给需方。6.5金相检验
6.5.1晶粒度检验应按GB/T6394的规定进行，粒度检验的试样为取自轴身电动机端的径向试样。6.5.2夹杂物检验应按GB/T10561一2005中附录A评级图I进行评定，夹杂物检验试样为取自轴身电4
动机端的径向试样。
6.6残余应力检验
6.6.1应采用切环法或环芯电阻应变法测定残余应力。JB/T11020—-2010
6.6.2采用切环法测定残余应力时，在轴身一端切取25mm×25mm的圆环，用测量该圆环切割前后平均变形量的方法来计算残余应力，计算公式为：0=E8/D.
式中：
af——残余应力，单位为MPa;
E一材料的弹性模量，单位为MPa；S-直径增量的代数值，单位为mm；D一切割前圆环的外径，单位为mm。6.6.3采用环芯电阻应变法测定残余应力时，应在订货图要求部位按JB/T8888的规定进行。6.7热稳定性试验
热稳定性试验应按JB/T9021规定的方法进行。6.8复试
6.8.1如果力学性能检验中某一试验结果不合格，可在锻件上与原试样相邻部位取两个试样进行复试。复试结果以及初试、复试三个试验结果的平均值均应满足规定要求。6.8.2如因白点和裂纹造成力学性能检验结果不合格者，不得复试。6.9重新热处理
6.9.1如果锻件的任何一力学性能复试结果仍不合格，且试样的强度高而塑性、韧性或脆性转变温度达不到要求时，应将锻件重新回火，回火后按6.2的规定重新进行强度和塑性指标检验。6.9.2如果力学性能检验结果表明不能重新回火，则锻件可重新进行性能热处理，性能热处理后按6.2的规定进行检验。
6.9.3未经需方同意，不包括回火在内的重新性能热处理次数不允许超过两次。7验收及质量证明书bzxZ.net
7.1验收
7.1.1供方应为需方验收人员提供必要的条件，以便于需方验收人员进行现场检验工作，需方检验入员不应对供方的生产造成妨碍。7.1.2需方有权选择锻件的某些试验项目进行验收，在验收、以后的加工或检验中，发现锻件不符合本标准和订货合同中规定的补充技术要求条款时，需方应及时通知供方，双方协商解决。7.2质量证明书
供方应向需方提供质量证明书，质量证明书应包括以下内容：a）合同号；
b）锻件图号；
c）标准号；
d）熔炼炉号、熔炼方法和锻件识别号；e）熔炼分析和成品分析结果；
f）钢锭的主要尺寸和锻件的实际锻造比：g）性能热处理的实际温度、保温时间和冷却方式：h）力学性能的检验结果；
i）超声检测报告；
j）其他检验和需方要求补充检验的结果；5
JB/T11020—2010
k）交货锻件的实际尺寸和重量。8标志和包装
8.1供方应在每个锻件靠近发电机一侧的端面打上合同号、图号、熔炼炉号、锻件卡号（或锭节号）和厂名标记，并用白漆圈上。
8.2锻件应打上超声检测周向起始标记。8.3
供方应对锻件的外表面进行适当保护，以防止运输和保管过程中损坏或腐蚀。中华人民共和国
机械行业标准
超临界及超超临界机组汽轮机用超纯净钢低压转子锻件
技术条件
JB/T11020—2010
机械1\业出版社出版发行
北京市万庄大街22号
邮政编码：100037
210mm×297mm·0.75印张·17千字2010年7月第1版第1次印刷
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