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ICS77.140.85J32JB/T8707－1998300MW以上汽轮机无中心孔转子锻件技术条件Specificationofthenoncentralholerotorsforgingsusedformorethan300MWturbinegenerator1998-03-19发布1998-07-01实施中华人民共和国机械工业部发布I前言本标准的附录A为提示的附录。本标准由机械工业部德阳大型铸锻件研究所提出并归口。本标准起草单位：上海汽轮机有限公司。本标准主要起草人：王思玉、王纪根。JB/T8707－199811范围本标准规定了300MW以上(含300MW)汽轮机无中心孔转子用真空处理的合金钢锻件的技术要求、检验规则、试验方法、合格证书及标志等。本标准适用于300MW以上(含300MW)汽轮机在高温和(或)高应力下工作的无中心孔转子体锻件的订货、制造与检验。2引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准昀新版本的可能性。GB223—(82～94)钢铁及合金化学分析方法GB231—84金属布氏硬度试验方法GB/T229—94金属夏比缺口冲击试验方法GB6394—86金属平均晶粒度测定方法GB6395—86金属高温拉伸持久试验方法GB10561—89钢中非金属夹杂物显微评定方法JB/T7027—93300～600MW汽轮机转子体锻件技术条件JB/T8468—96锻钢件的磁粉检验方法ZBJ32005—88汽轮机主轴和转子锻件的热稳定性试验方法ASTMA370—77钢制品的机械性能试验方法3订货要求3.1供方应有完善的质量保证体系，并具有生产足够数量同类材料、相近尺寸有中心孔转子锻件的实绩。3.2需方应在订货合同书或技术协议中写明锻件图号、采用的标准、钢号、强度级别和本标准要求以外的检验项目及指标。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和叶根槽深精加工尺寸。3.4需方要求参加现场检验的项目应在合同中写明。机械工业部1998-03-19批准中华人民共和国机械行业标准300MW以上汽轮机无中心孔转子锻件技术条件Specificationofthenoncentralholerotorsforgingsusedformorethan300MWturbinegeneratorJB/T8707－19981998-07-01实施JB/T8707－199824技术要求4.1制造工艺无中心孔转子应按相应的有孔转子的成熟的热加工工艺进行制造，有重大变动时应取得需方同意。4.1.1冶炼和浇注4.1.1.1锻件用钢应采用钢包精炼或电渣重熔冶炼，经需方同意也可采用保证质量的其他方法冶炼。4.1.1.2钢水在浇注中应进行真空处理，以去除有害气体，特别是氢。在真空处理过程中，真空系统的能力必须大到在开浇后的2min内就能将初始增高的压强降至低值，通常应低于133Pa。4.1.2锻造4.1.2.1钢锭上部和下部均应有足够的切除量，以确保成品锻件无缩孔、疏松、严重的偏析和其他有害缺陷。4.1.2.2采用的锻造方法必须使整个锻件得到均匀的组织结构。锻压机应有足够的吨位，以使锻件的整个截面锻透。锻件轴线应与钢锭的中心线大致重合。除非订货协议另有规定，钢锭质量较好端应为靠近发电机的一端。4.1.2.3钢锭可采用镦粗或直接锻成转子。如采用镦粗工艺，应在镦粗前将钢锭拔长，镦粗时轴向长度至少应减少30%。如采用直接锻造方法，则钢锭和转子昀大直径处的截面积之比，对30Cr1Mo1V钢锻件应大于2.75∶1，对30Cr2Ni4MoV钢锻件应大于3.5∶1。对上述要求，电渣锭除外。4.1.3热处理4.1.3.1锻后热处理30Cr1Mo1V钢锻件至少应进行一次980～1030℃的正火处理，正火后应回火，随后空冷或炉冷。30Cr2Ni4MoV钢锻件应在835～1010℃范围内进行不少于两次不同温度的正火处理，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，冷却到转变温度以下，随后进行回火，回火后炉冷或空冷。4.1.3.2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。30Cr1Mo1V钢锻件应均匀加热至940～970℃，保温足够长的时间后，均匀地鼓风使轴身表面冷却至205℃以下，而后允许缓冷。只有经过需方书面同意，才可采用油淬或喷水冷却。在得到良好的相变组织以后，锻件应在不低于660℃下回火，保温足够长的时间，再炉冷至300℃以下，而后允许出炉空冷。30Cr2Ni4MoV钢锻件应均匀加热至830～860℃，充分保温后进行水淬或喷水淬火，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，再炉冷至300℃以下，而后允许出炉空冷。4.1.3.3去除应力处理在性能热处理及随后的粗加工以后，锻件应在低于昀终回火温度15～50℃范围内去除应力，但30Cr1Mo1V钢锻件的去应力温度不应低于620℃，30Cr2Ni4MoV钢的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。锻件冷却至370℃以前的冷却速度应不大于15℃/h，然后炉冷至170～230℃，再出炉空冷。4.1.3.4征得需方同意，去除应力处理温度可高于4.1.3.3规定的范围。去除应力处理后，必须进行补JB/T8707－19983充的拉伸试验。4.1.3.5在征得需方同意后，可不进行去除应力处理。4.1.4机械加工4.1.4.1在性能热处理以前，锻件的全部表面进行第一次粗加工。未经需方同意，不允许在性能热处理和正式超声波探伤前进行整体叶轮间的切槽和加工叶轮台阶。4.1.4.2锻件在性能热处理后，去除应力处理和热稳定性试验前进行第二次粗加工。4.1.4.3在各项性能、超声波探伤合格后按需方订货图样规定尺寸公差进行加工。4.1.4.4在制造和以后的包装过程中，转子体锻件不得进行焊接。4.2化学成分4.2.1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。表1化学成分%钢种CMnSiPSCrNiMoVCuAlSnSbAs30Cr1Mo1V0.27～0.340.70～1.000.17～0.37≤0.012≤0.0121.05～1.35≤0.501.00～1.300.21～0.29≤0.15≤0.010≤0.015≤0.0015≤0.02030Cr2Ni4MoV≤0.350.20～0.400.17～0.37≤0.012≤0.0121.50～2.003.25～3.750.30～0.600.07～0.15≤0.20≤0.015≤0.015≤0.0015≤0.020注1严格控制钢中的含铝量。2在力学性能达到要求的前提下，尽可能降低30Cr2Ni4MoV钢的含碳量。3采用真空碳脱氧时，含硅量应不大于0.10%。430Cr1Mo1V钢的锑和砷及30Cr2Ni4MoV钢的铝、铜、锑规定值为目标值。4.2.2供方应对每个锻件进行成品分析，分析结果应符合表1的规定，但允许有表2规定的偏差。表2化学成分允许偏差%钢种CMnSiPSCrNi30Cr1Mo1V±0.02±0.04±0.02±0.005±0.005±0.05±0.0330Cr2Ni4MoV±0.02±0.03±0.02±0.005±0.005±0.05±0.07钢种MoVCuAlSnSbAs30Cr1Mo1V±0.02±0.01±0.02±0.002±0.002±0.0002±0.00530Cr2Ni4MoV±0.02±0.01±0.02±0.002±0.002±0.0002±0.0054.2.3每个锻件应分析气体含量，其结果应符合表3规定。表3气体含量钢种H2O2N230Cr1Mo1V≤1.0×10-6≤35×10-6≤100×10-630Cr2Ni4MoV≤1.5×10-6≤35×10-6≤70×10-64.3力学性能JB/T8707－199844.3.1锻件的常规力学性能应符合表4规定。同时，转子体经向试样屈服强度的昀大与昀小值之差，30Cr1Mo1V钢应不大于55MPa；30Cr2Ni4MoV钢应不大于70MPa。表4力学性能锻件强度级别项目取样位置590690760σ0.2MPa本体径向、轴端590～690≥690≥760σbMPa本体径向、轴端≥720790～910860～970δ4MPa本体径向、轴端≥15≥17≥16ψ%本体径向、轴端≥40≥50≥45AKVJ本体径向、轴端≥8≥54≥40FATT50℃本体径向≤116≤—1≤13上平台能量J本体径向≥75≥70≥68钢种30Cr1Mo1V30Cr2Ni4MoV4.3.2首批生产、工艺重大变动或特殊要求时，30Cr1Mo1V钢锻件的高温持久强度要求列于表5。其中，100h持久强度指标为考核值，5000h持久强度指标为保证值。表5高温持久强度温度℃应力MPa试验要求510540565595365310260220断裂时间≥100h伸长率≥15%断裂不得在V型缺口处510540310250断裂时间≥5000h4.3.3首批生产或有害残留元素超标时，30Cr2Ni4MoV钢锻件的时效试验和验收指标由供需双方商定。4.4硬度检验锻件在性能热处理后检查硬度的均匀性，硬度的绝对值供参考。在同一圆弧表面上各点间的硬度差不应超过30HBS，在同一母线上的硬度差不应超过40HBS。4.5无损检查4.5.1一般要求锻件不得有裂纹、白点、缩孔、折叠、过度的偏析以及超过允许的夹杂和疏松。4.5.2磁粉检验锻件在精加工以后进行磁粉检查，供方应保证检查结果符合以下要求：a)转子体外圆表面上不允许有长度大于1.5mm的任何缺陷显示；b)转子体昀终检查时，轴承部位除外，在其他允许打磨部位发现有大于1.5mm的缺陷显示，允许进行局部研磨和抛光，抛光的深度不应超过1.6mm，并应与周围表面光滑过渡。JB/T8707－199854.5.3超声波检验4.5.3.1当量直径1.6mm以下的单个分散缺陷信号1)不计，但杂波高度应低于当量直径1.6mm幅度的50%。4.5.3.2当量直径为1.6～3.5mm的所有缺陷均应记录其轴向、径向和周向位置并报告需方。当量直径为1.6～3.5mm的缺陷总数不得超过20个，并不允许存在当量直径大于3.5mm的任何缺陷。4.5.3.330Cr1Mo1V钢锻件距轴线150mm以外部位，30Cr2Ni4MoV钢锻件距轴线170mm以外部位，允许有3个小于当量直径1.6mm的密集缺陷区，但密集区在任何方向的尺寸均不应大于20mm，并且任何两个密集区间距离不应小于120mm。4.5.3.4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。4.5.3.5不允许有游动信号和条状缺陷信号。4.5.3.6供方应向需方提供用2～2.5MHz和4～5MHz探头分别在转子体昀大直径处两端及中间三处测得的材料衰减数据。4.5.3.7当锻件的超声波探伤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。4.5.3.8当超声波探伤发现达到记录水平的回波信号时，锻件是否可判合格应由需方决定。4.6热稳定性试验需方进行热稳定性试验，供方应对试验结果负责。4.7金相检验4.7.1锻件的平均晶粒度，30Cr1Mo1V钢不应粗于2.0级，30Cr2Ni4MoV钢不应粗于3.0级。4.7.2锻件的A、B、C、D四种类型夹杂物均不应超过3.0级。4.8残余应力检验锻件应测定残余应力，其值不应大于表4中径向屈服强度下限值的8%，如果残余应力超过上述规定，锻件应仍按4.1.3.3规定进行补充去应力回火，并重新测定残余应力和硬度值。4.9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。5检验规则和试验方法5.1化学成分分析5.1.1化学成分分析应按GB223规定的方法或能保证分析质量的其他方法进行。5.1.2每炉(每包)钢水可于浇注时取样测定钢水的化学成分，多炉合浇时还应报告权重平均分析结果