【其他行业标准】 压水堆核电厂用碳钢和低合金钢 第1部分：1、2、3级锻件

ICS 77.140.85
备案号：29078-2010
中华人民共和国能源行业标准
NB/T20005.1—2010
代替EJ/T466—1999wwW.bzxz.Net
压水堆核电厂用碳钢和低合金钢第1部分：1、2、3级锻件
Carbon steeland low alloy steelfor pressurized water reactornuclearpowerplants-Part1：Class1,2,3forgings2010-05-01发布
国家能源局
2010-10-01实施
规范性引用文件
化学成分
力学性能
金相检验
力学性能试验的复试和重新热处理无损检测
表面缺陷的修补
试料保管
标志和清洁、包装及运输
质量证明文件
附录A（规范性附录）
不同截面锻件的当量厚度.
NB/T20005.1—2010
NB/T20005.1—2010
NB/T20005《压水堆核电厂用碳钢和低合金钢》与NB/T20006《压水堆核电厂用合金钢》、NB/T20007《压水堆核电厂用不锈钢》、NB/T20008《压水堆核电厂用其他材料》和NB/T20009《压水堆核电厂用焊接材料》共同构成了压水堆核电厂核岛机械设备用材料系列标准。NB/T20005《压水堆核电厂用碳钢和低合金钢》分为如下几个部分：第1部分：1、2、3级锻件；
第2部分：2、3级热交换器管板锻件；第3部分：2、3级辅助泵轴锻件：第4部分：主蒸汽系统、主给水流量控制系统、辅助给水系统和汽轮机旁路系统用锻、轧件：第5部分：1、2、3级承压铸件；第6部分：反应堆冷却剂泵电动机基座铸件：第7部分：1、2、3级钢板；
第8部分：S1、S2级支承件用钢板、型钢和钢棒；第9部分：2、3级无缝钢管：
第10部分：用填充金属焊接的2、3级钢管；第11部分：S1、S2级支承件用无缝钢管；第12部分：主蒸汽系统、主给水流量控制系统、辅助给水系统和汽轮机旁路系统用无缝钢管；第13部分：2、3级热交换器传热管用无缝冷拨钢管；-第14部分：2、3级对焊无缝管件：第15部分：用填充金属焊接的2、3级管件；第16部分：主蒸汽系统用弯头。本部分为NB/T20005的第1部分。本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本部分代替EJ/T466—一1999《安全二级压力容器用16Mn、15MnNi钢锻件技术条件》，与EJ/T466—1999相比，主要技术变化如下：增加了20钢锻件：
-16Mn钢锻件的化学成分和力学性能等做了修改；-对引用标准进行了更新、删除和补充。本部分中的20、16Mn锻件成分和性能主要参考RCC-M（2000版的2005补遗）M1122中的P245GH和P280GH，15MnNi锻件依据国内核电工程经验。本部分由国家能源局提出。
本部分由核工业标准化研究所归口。本部分起草单位：上海核工程研究设计院。本部分主要起草人：李辉、包章根。本部分所代替标准的历次版本发布情况为：EJ/T466—1989、EJ/T466—1999。I
1范围
压水堆核电厂用碳钢和低合金钢第1部分：1、2、3级锻件
NB/T20005.1—2010
本部分规定了20、16Mn和15MnNi碳钢和低合金钢锻件的制造、化学成分、力学性能、取样和验收等要求。
本部分适用于压水堆核电厂1、2、3级设备用碳钢和低合金钢锻件。本部分不适用于热交换器管板和辅助泵轴锻件，亦不适用于主蒸汽系统、主给水流量控制系统、辅助给水系统和汽轮机旁路系统用锻件。2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T223.3钢铁及合金化学分析方法二安替比林甲烷磷钼酸重量法测定磷量GB/T223.5钢铁酸溶硅和全硅含量的测定还原型硅钼酸盐分光光度法（GB/T223.5—2008，ISO4829-1:1986,ISO4829-2:1988，MOD)GB/T223.11
4937:1986，MOD)
GB/T223.12
GB/T223.14
GB/T223.18
GB/T223.19
GB/T223.23
GB/T223.26
GB/T223.31
钢铁及合金铬含量的测定
可视滴定或电位滴定法（GB/T223.11—2008，IS0碳酸钠分离-二苯碳酰二肼光度法测定铬量钢铁及合金化学分析方法
钢铁及合金化学分析方法
钮试剂萃取光度法测定钒含量
硫代硫酸钠分离-碘量法测定铜量钢铁及合金化学分析方法
钢铁及合金化学分析方法
新亚铜灵-三氯甲烷萃取光度法测定铜量钢铁及合金镍含量的测定
钢铁及合金钼含量的测定
砷含量的测定
钢铁及合金
17058：2004，IDT)
GB/T223.32
GB/T223.40
GB/T 223.47
GB/T223.50
GB/T223.53
丁二酮分光光度法
硫氰酸盐分光光度法
蒸馏分离-钼蓝分光光度法（GB/T223.31—2008，IS0钢铁及合金化学分析方法
次磷酸钠还原一碘量法测定量
氟磺酚S分光光度法
钢铁及合金锯含量的测定
钢铁及合金化学分析方法载体沉淀-钼蓝光度法测定锑量苯基荧光酮-溴化十六烷基三甲基胺直接光度法测定锡钢铁及合金化学分析方法
钢铁及合金化学分析方法火焰原子吸收分光光度法测定铜量（GB/T223.53一1987，IS0/DIS4943:1986，EQV)
去火焰原子吸收分光光度法测定镍量（GB/T223.54—1987，钢铁及合金化学分析方法
GB/T223.54
IS0/DIS4940:1986，EQV)
GB/T223.58
GB/T223.59
钢铁及合金化学分析方法
亚砷酸钠一亚硝酸钠滴定法测定锰量锑磷钼蓝分光光度法
钢铁及合金磷含量的测定
NB/T20005.1—2010
GB/T223.61
GB/T223.62
GB/T223.63
GB/T223.64
1994，IDT)
GB/T223.68
GB/T223.69
GB/T223.71
GB/T223.72
GB/T223.76
GB/T223.81
GB/T228
GB/T229
GB/T4336
GB/T4338
GB/T6394
磷钼酸铵容量法测定磷量
钢铁及合金化学分析方法
钢铁及合金化学分析方法
乙酸丁酯萃取光度法测定磷量
钢铁及合金化学分析方法高碘酸钠(钾)光度法测定锰量钢铁及合金锰含量的测定火焰原子吸收光谱法（GB/T223.64—2008，IS010700：钢铁及合金化学分析方法管式炉内燃烧后碘酸钾滴定法测定硫含量钢铁及合金碳含量的测定管式炉内燃烧后气体容量法钢铁及合金化学分析方法管式炉内燃烧后重量法测定碳含量钢铁及合金硫含量的测定重量法钢铁及合金化学分析方法火焰原子吸收光谱法测定钒量钢铁及合金总铝和总硼含量的测定微波消解-电感耦合等离子体质谱法金属材料室温拉伸试验方法（GB/T228—2002，IS06892:1998，EQV）金属材料夏比摆锤冲击试验方法（GB/T229—2007，ISO148-1：2006，MOD）碳素钢和中低合金钢火花源原子发射光谱分析方法（常规法）金属材料高温拉伸试验方法（GB/T-4338--2006，ISO783：1999，MOD）金属平均晶粒度测定方法
GB/T6803—2008
GB/T10561—2005
GB/T20066
1996，IDT)
GB/T20123
铁素体钢的无塑性转变温度落锤试验方法钢中非金属来杂物含量的测定标准评级图显微检验法（ISO4967：1998，IDT）钢种铁化学成分测定用试样的取样方法和制样方法（GB/T20066+2006，IS014284：钢铁总碳硫含量的测定高频感应炉燃烧后红外吸收法（常规方法））（GB/T20123
2006，IS015350:2000,IDT)
NB/T20003.2
NB/T20003.4
核电厂核岛机械设备无损检测第2部分：超声检测核电厂核岛机械设备无损检测第4部分：渗透检测核电厂核岛机械设备无损检测、第5部分：磁粉检测NB/T20003.5
3制造
3.1制造工艺规程
当合同中有要求时，锻件制造厂在锻件生产之前应制定详细的制造工艺规程，对锻件生产的全过程进行质量控制。
制造工艺规程应包括下述内容：冶炼工艺；
使用钢锭的重量和类型；
钢锭头尾切除百分率；
零件在钢锭上的位置；
锻造坏件图，经每一炉次锻造后的锻件图，该图应标有部分锻造比和总锻造比；最终热处理时的外形图；无损检测时的外形图以及交货件的外形图；成品的中间热处理和最终热处理方式（包括模拟消除应力热处理）：验收试验用试料在锻件上的位置；在试料上截取试样时的位置图：无损检测的规程。
按施行先后顺序，排列出热处理、试料截取及无损检测的各个操作过程。3.2锻件图
NB/T20005.1—2010
每个锻件应按订货方提供的锻件图制造。在锻件图上应标明锻件的交货尺寸（最后精加工尺寸）。3.3冶炼
钢用电弧炉或其他相当或更好的工艺冶炼。3.4锻造
锻件应在具有足够能力的锻压机上进行锻造，使得全截面都承受热加工。钢锭的头、尾应有足够的切除量，以确保锻件无缩孔及严重偏析等缺陷。锻件的锻造比按主截面计算应大于3。3.5热处理
3.5.1锻件应以热处理状态交货。热处理应采用正火、正火+回火或调质处理，热处理工艺由供方确定并列入制造工艺规程。
20锻件的热处理温度宜为：
正火或淬火：890℃～930℃；
回火：600℃～640℃。
16Mn锻件的热处理温度宜为：
正火或淬火：880℃～920℃；
回火：600℃~640℃。
3.5.2热处理的加热、保温、冷却过程应记录并列入质量证明书。在保温期间，全部炉料温度偏差不应超过土15℃。
3.5.3如果锻件在以后加工制造中要经受消除应力热处理，则应对试料进行模拟消除应力热处理。力学性能试验前，试料应模拟锻件在制造过程中将要经受的焊后消除应力热处理。焊后消除应力热处理规范（包括保温温度、保温时间和冷却速度）应由设备制造厂确定并通知锻件制造厂。模拟消除应力热处理应满足以下要求：在保温期间，试料的保温温度应为规定值士5℃，且其相应的温度区间要与制造过程中的最大区间相一致；
保温时间至少是制造过程中实际进行的各个热处理保温时间总和的80%，该保温时间应考虑到制造过程中可能要作补充热处理的时间；在温度超过400℃时的加热和冷却速率应不超过下列数值：对于焊接端部厚度不超过25mm的锻件，为220℃/h；对于焊接端部厚度大于25mm的锻件，取下列两数中的较大值：或是220℃/h除以用25mm的倍数表示的最大厚度；或是55℃/h。3.6机加工
成品热处理前，锻件应尽可能加工到接近交货件的外形。成品热处理后，在交货之前，锻件应按订货要求进行机加工。
4化学成分
NB/T20005.1—2010
熔炼分析
供方应对每炉或每包钢水进行一次化学成分分析，分析试样应在浇铸过程中提取。成品分析
每批锻件应进行一次成品分析。4.3
分析结果
熔炼分析和成品分析的结果应符合表1的规定。表1化学成分
15MnNi
15MnNi
熔炼分析
成品分析
熔炼分析
成品分析
熔炼分析
成品分析
0.08~0.20
0.06~0.22
0.08~0.20
0.06~0.22
0.12~0.18
0.10~0.20
熔炼分析
成品分析
熔炼分析
成品分析
熔炼分析
成品分析
0.15~0.35
0.10~Q.40
化学成分（质量分数）/%
0.45~1.40
0.90~1.50
0.85~1.60
0.80~1,60
0.80~1.60
表1（续）
化学成分（质量分数）/%
碳当量Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15。4.4
分析方法
≤002
0.50~0.85
p.50~0.90
Cr+Cu+Mo
化学成分取样按GB/T20066规定执行，化学成分分析按GB/T223的相关部分或GB/T4336、GB/T20123的规定执行，若用其他方法分析，可由供需双方协商确定。仲裁分析应按照GB/T223相关部分执行。5
力学性能
力学性能要求
交货状态锻件的力学性能应分别符合表2、表3的规定。锻件试料经模拟消除应力热处理后的力学性能也应分别符合表2、表3规定。4
锻件厚度
35<≤50
50<160
35<≤50
50上属服强度
Ra/MPa
≥245
≥220
≥220
≥280
≥255
≥255
20、16Mn锻件的力学性能
力学性能
室温拉伸试验
抗拉强度
410~530
460~580
断后伸长率
当锻件的计量截面为矩形，
且矩形的宽度与厚度比≥2，
t应由当量厚度（t）计算得到，详见附录A。件，
试验项目
拉伸试验
V型缺口冲击试验
落锤试验
试验温度℃
300℃拉伸试验
规定非比例
延伸强度
长度与厚度比≥4时，
15MnNi锻件的力学性能
侧膨胀值
无塑性转变(NDI)温度
Ra.：根据订货合同规定而选定表中某一温度考核。R./MPa
≥423
NB/T20005.1—2010
0℃冲击试验
吸收能量
锻件厚度即为t；对其他类截面的锻要求值
440~590
≥215
≥175
≥155
≤-28℃
“要求值”为三个试样的平均值，只允许有一个试样低于平均值，且该值不应低于54J。“要求值”为三个试样的平均值，只允许有一个试样低于平均值，且该值不应低于1.02mm。2拉伸试验
Lr=5d的圆形横截面比例试样。
拉伸试验应采用GB/T228中的d=10mm，每个取样部位取一个室温和当订货合同中要求时的一个高温拉伸试样。室温拉伸按GB/T228的规定执行。5
NB/T20005.12010
高温拉伸按GB/T4338的规定执行，且从试验开始至达到届服强度期间，试样的应力速率应不超过80MPa/min。
5.3夏比V型缺口冲击试验
从每个取样部位并排截取一组（三个）标准尺寸夏比V型缺口冲击试样，试样的缺口底线方向应一致且垂直于最近的热处理表面。冲击试验按GB/T229的规定执行。5.4.落锤试验
从每个取样部位截取两个试样，试样应符合GB/T6803一2008中R-2型试样的规定。试验按GB/T6803—2008的规定执行。6金相检验
6.1晶粒度
以纵断面为准。锻件的晶粒度应为5级或更细。每个取样部位取一个试样，
按GB/T6394评定，
6.2非金属夹杂物
每个取样部位取一个试样，按GB/T10561—2005中的方法A进行测定，采用GB/T10561—2005附录A中ISO评级图进行评定。其规定值如下-A类（粗系或细系）≤1.5级：
B类（粗系或细系）
≤1.5级；
—C类（粗系或细系）≤1.0级：D类（粗系或细系）≤1.0级：
-DS类（粗系或细系）：
≤1.0级。
7取样
7.1组批规则
锻件按批（或件）进行检查和验收。每批应由同熔炼炉号，经相同制造工艺、同炉热处理且尺寸相近的锻件所组成。
尺寸相近是指最大锻件直径（或厚度）与最小锻件直径（或厚度）之比不大于1.1，且最大锻件横截面面积与最小锻件横截面面积之比不大于1.25对于单个重量小于或等于1000kg的锻件，每批重量应不超过6000kg。若单个锻件重量超过1000kg，则每批一个锻件。
7.220和16Mn锻件的取样方法
7.2.1试料
试料应具有足够的尺寸，以便能截取有关试验和重复试验的试样。从锻件的加长部分截取，该部分应与锻件在热处理时的尺寸相同、截面相近。在所有热处理完成之前，整体试样不能从锻件截取（模空心锻件除外，见7.2.2.3)。6
7.2.2取样部位
NB/T20005.1—2010
7.2.2.1对于重量不大于4000kg，且长度不大于5m的锻件，取样按7.2.1执行。试释可只从锻件的一个端部截取。
7.2.2.2对于重量大于4000kg，或长度大于5m的任何重量的锻件，取样按7.2.1执行。试样应从每个锻件的两个端部，且位置互成180°的两个区域截取。对于直径超过其轴向长度的锻件，如盘形锻件或环形锻件，试样应从锻件的加长或加厚部位截取，也可从锻件径向的延伸部位上截取。7.2.2.3对于缩口空心锻件（见附录A），试样应在开孔缩口（如热加工或在端部进行焊接）前截取。试样的热处理应与该锻件的热处理相同。对于自由锻空心锻件（见附录A)，试样应在最终热处理后截取。7.2.2.4截取的试样轴线应距热处理表面t/4（最小20mm，最大80mm），试样到锻件端部的距离为t/2。其中，t为锻件在热处理时的计量截面厚度或当量厚度t。7.2.2.5附有隔热环的整体试样，隔热环的高度应至少等于t/2（最大90mm)，宽度等于t。隔热环应在热处理前焊接在锻件上。
7.2.3取样方向
对于直径不小于160mm的空心圆柱形锻件和锻棒，横向取样，即取样方向垂直于主加工方向。对于直径小于160mm的锻件，纵向取样，即取样方向平行于主加工方向。对于其他产品，横向取样，即取样方向应垂直于主加工方向，主加工方向按侵蚀或锻造工艺确定。7.2.4取样数量
每批锻件的各项试验的取样数量规定如下：对单件重量不大于1000kg的锻件，按批进行一组力学性能和金相试验：一对单件重量在1000kg至4000kg，长度不大于5m的锻件，每件进行一组力学性能和金相试验；一对单件重量大于4000kg的锻件，每件做两组力学性能和金相试验：-对长度大于5m的锻件，每件做两组力学性能和金相试验。每组力学性能和金相试验包括项目如下：—1个室温拉伸试验；
—3个试样为一组的冲击试验；
—1个晶粒度试验；
—1个非金属夹杂物试验；
一合同要求时的一个高温拉伸试验。7.315MnNi锻件的取样方法
热处理长度小于2000mm的锻件在冒口端取样试验。7.3.1
热处理长度不小于2000mm的锻件在两端取样试验。7.3.2
热处理直径小于500mm的锻件，从试验端取一组试样；如果两端做试验，两端取样的位置互成7.3.3
热处理直径不小于500mm的锻件，从试验端取两组试样，这二组试样的取样位置互成180°；如7.3.4
果两端做试验，两端取样的四组试样位置互成90°。7.3.5力学性能试样的纵轴应垂直于锻件的主加工方向。试样长轴距锻件端面的距离至少为7（壁厚），当T≥50mm时，应在距内表面T/4处；当7<50mm时，则在T/2处。如果不能切向取样时，可以纵向取样。
NB/T20005.1—2010
7.3.6对于取样数量，每组试样包括：室温拉伸一个；高温拉伸一个；冲击试样三个；落锤试样二个晶粒度和非金属夹杂物试样各一个。7.4其他
对于无法采用多余料取样的锻件，可采用相同钢锭、相同锻造比、同炉热处理的其他试块作为见证件。并按上述规定取样。
8力学性能试验的复试和重新热处理8.1拉伸试验的复试
拉伸试验不合格时，应在原取样位置的附近部位切取双倍试样进行复试8.2冲击试验的复试
8.2.120、16Mn锻件冲击试验
三个冲击试样的平均值应满足表2中规定的要求。其中一个值可小于规定的平均值但不应低于该平均值的70%。
如果上述规定的条件不能满足，则在不合格试样的邻近部位，再截取三个试样进行试验。三个试样和三个复试试样结果若能满足下述要求，则该批锻件的冲击试验可以通过：一六个试样的平均值大于或等于规定值；一六个试样中仅有二个或一个试样试验结果小于规定的最小值；一六个试验中仅有一个试样试验结果小于规定平均值的70%。反之，该批锻件不合格
8.2.215MnNi锻件冲击试验
三个试样中如果有一个的值低于表3规定值但不低于47J或0.89mm，而其他条件均能满足时，则应从原取样位置的附近部位切取二个试样进行复试。这两个试样试验结果应都不小于规定的三个试样的平均值才认为复试合格。
8.3落锤试验
落锤试验不应进行复试。
8.4重新热处理
力学性能试验结果不合格，则可重新热处理。热处理后仍按本标准的规定重新试验（化学分析和非金属夹杂物检验除外）。重新热处理只允许二次。9无损检测
9.1目视检测
在制造和机加工的每个过程中，应仔细地检查锻件表面。检测结果应无肉眼可见的发纹、裂缝、夹层、折叠或表面夹渣等有害缺陷。每个锻件的形状、尺寸和表面质量应符合订货锻件图纸的要求。8
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