JB T 1265-1993 25---200 MW汽轮机转子体和主轴锻件技术条件.pdf

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1、 J 32JB/T 1265199325200 MW汽轮机转子体和主轴锻件技术条件1993-09-21 发布1994-07-01 实施中华人民共和国机械工业部 发 布11 主题内容与适用范围本标准规定了25200 MW汽轮机转子体和主轴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。本标准适用于蒸气温度不超过565汽轮机转子体和主轴用真空处理的合金钢锻件的订货、制造与检验。2 引用标准GB 223钢铁及合金化学分析方法GB 228金属拉伸试验法GB 229金属夏比（U型缺口）冲击试验方法GB 231金属布氏硬度试验方法GB 2106金属夏比（V型缺口）冲击试验方法GB

2、6394金属平均晶粒度测定方法GB 6395金属高温拉伸持久试验方法GB 6397金属拉伸试验试样GB 10561钢中非金属夹杂物显微评定方法JB 1581汽轮机、汽轮发电机转子和主轴超声波探伤方法ZB J32 005汽轮机主轴和转子锻件的热稳定性试验方法JB/ZQ 6101锻钢件的磁粉检验方法JB/ZQ 6117钢制品的机械性能试验方法3 订货要求3. 1 需方应在订货合同书或技术协议中写明采用的标准、钢号、相应技术要求、检验项目及本标准要求以外的检验项目。3. 2 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片槽深精加工尺寸。3. 3 需方要求参加现场检验项目应在合同中写明。4 技

3、术要求4. 1 制造工艺4. 1. 1 冶炼和浇注4. 1. 1. 1 锻件用钢应采用碱性电炉冶炼。经需方同意，也可采用保证质量的其他方法冶炼。4. 1. 1. 2 钢水应在浇注前或浇注中进行真空处理，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足以在开浇后2 min内就能将初始增高的压强降至低值，通常应低于133 Pa。4. 1. 2 锻造机械工业部 1993-09-21 批准中华人民共和国机械行业标准25200 MW汽轮机转子体和主轴锻件技术条件JB/T 12651993代替JB 1265851994-07-01 实施JB/T 1265199324. 1. 2. 1 钢

4、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、严重偏析及其他有害缺陷。4. 1. 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。锻压机应有足够的吨位，以使锻件的整个截面锻透。特别应保持锻件的轴线与钢锭中心线大致重合。除非订货合同中另有规定，钢锭质量较好端应为靠近发电机端。4. 1. 3 热处理4. 1. 3. 1 锻后热处理应为正火和回火。4. 1. 3. 2 锻件第一次粗加工后进行性能热处理，高中压转子体用钢锻制的锻件为正火鼓风冷，经双方商定也可采用其他方式冷却，再加回火；低压转子体用钢锻制的锻件为淬火加回火。转子体锻件在热处理时应处于垂直悬挂状态。a. 正火或

5、淬火温度应高于相变温度，但应低于锻后热处理的正火温度。b. 回火温度应尽量高，使力学性能满足要求。高中压转子体用钢的回火温度不应低于660，低压转子体用钢的回火温度不应低于580（30Cr2Ni4MoVE钢不应低于570）。4. 1. 3. 3 在性能热处理及随后的粗加工和打中心孔以后，锻件应在低于最终回火温度1550范围内去除应力，但不应低于550（对30Cr2Ni4MoVE钢应不低于540）。在征得需方同意以后，去除应力温度可高于本标准第4.1.3.3条规定的范围，此时，中心孔试料应放回原相应位置，去除应力处理后，必须进行补充拉伸试验。4. 1. 4 机械加工4. 1. 4. 1 在性能热

6、处理之前，锻件的所有表面进行第一次粗加工，未经需方同意，性能热处理和正式超声波探伤之前不得在整体叶轮间切槽和加工叶轮台阶。4. 1. 4. 2 在性能热处理之后，锻件进行第二次粗加工，并套取中心孔芯棒，按订货图样的尺寸在单边应留不大于5 mm的加工余量（此余量在去应力处理后加工掉）。4. 1. 4. 3 按需方订货图样规定的尺寸和公差要求打中心孔，为了去除由超声波检测出来的不允许的中心部位缺陷，允许按订货图样注明的或经需方同意的极限范围扩大中心孔，其表面粗糙度Ra值为1.6m。4. 1. 4. 4 去应力处理后精镗中心孔，并用不掩盖缺陷的方法磨光或抛光。4. 1. 5 在制造和包装过程中，转子

7、体和主轴锻件不得进行焊接。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。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规定，但允许有表2规定的偏差。表 1 化学成分 %钢 种CMnSi1）P S Cr Ni Mo V Cu Al2）34CrMo1E0.300.380.400.700.170.370.0200.0200.701.200.400.400.550.2030Cr1Mo1VE0.270.340.701.000.170.370.0120.0121.051.350.501.001.300.210.290.150.01034CrNi3

8、MoE0.400.500.800.170.370.0150.0180.701.102.753.250.250.400.20JB/T 126519933续表1钢 种CMnSi1）P S Cr Ni Mo V Cu Al2）28CrMoNiVE0.250.300.300.800.300.0120.0121.101.400.500.750.801.000.250.350.200.01030Cr2Ni4MoVE0.350.200.400.170.370.0120.0121.502.003.253.750.300.600.070.150.200.015注：1）采用真空碳脱氧时，硅量应不大于0.10%。2

9、）严格控制钢中的含铝量。表 2 化学成分允许偏差 %Mn成分上限Ni成分上限化 学成 分C0.900.90Si P S Cr2.002.00Mo V Cu Al允 许偏 差0.020.030.040.020.0050.0050.050.030.070.020.010.020.0054. 3 力学性能4. 3. 1 锻件的力学性能应符合表3规定。4. 3. 2 首批或重大工艺变动、产品特性要求时，30Cr1Mo1VE钢锻件的高温持久强度要求列于表4。其中，100 h持久强度指标为保证值，5000 h持久强度指标用于考核试验。表 3 力学性能锻 件 强 度 级 别项 目取样位置345 490 59

10、0 690 735 760590轴端纵向（345）490690690735760590本体径向（345）4906906907357600.2（s）MPa中心孔纵向450550660685720790 855 860轴端纵向570640720910 955 970790 855 860本体径向570640720910 955 970bMPa中心孔纵向600690760810830轴端纵向（17）（15）15（14）16（13）16本体径向（14）（11）15（12）16（11）164（5）%中心孔纵向（13）15（12）16（10）16轴端纵向4040404045（40）45本体径向353540

11、3545（35）45%中心孔纵向3535403545（35）45JB/T 126519934续表3锻 件 强 度 级 别项 目取样位置345 490 590 690 735 760轴端纵向（40）（50）8（50）40（40）40本体径向（31）（45）8（45）40（30）40AKV（AKU）J中心孔纵向（40）7（35）35（30）34轴端纵向本体径向851613FATT50中心孔纵向100121 1）1）27推荐用钢34CrMo1E 28CrMoNiVE 30Cr1Mo1VE 34CrNi3MoE34CrNi3MoE30Cr2Ni4MoVE30Cr2N i4MoVE注： 中心孔性能有要求

12、时在合同中写明。 主轴只做轴端纵向和中心孔性能，无中心孔取切向性能。 735级括号中数据为34CrNi3MoE钢的性能。1）提供数据，不作考核。表 4 高温持久强度温 度应 力MPa试 验 要 求510 365断裂时间100 h540 310伸长率15%565 260断口不得在V型缺口上595 220510 310断裂时间5000 h540 2504. 4 硬度检查锻件在性能热处理以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30 HBS，在同一母线上的硬度差不应超过40 HBS。4. 5 无损检验4. 5. 1 一般要求锻件不得有裂纹、白点、缩孔、折叠、过度

13、的偏析以及超过允许的夹杂和疏松。4. 5. 2 磁粉检验锻件在外圆表面精加工后，由需方对轴承部位表面和两轴身外端面及过渡区（必要时可对整个外圆表面）进行磁粉检验，供方应保证检验结果符合以下要求：a. 转子外圆表面轴承部位不允许有长度大于1.5 mm的任何缺陷显示，其他部位不允许有长度大于3 mm的缺陷显示；b. 转子最终检查时，轴承部位除外，在其他允许打磨部位发现有大于3 mm的缺陷显示，允许进行局部地研磨和抛光，抛光的深度不应超过1.6 mm，并应与周围表面光滑过渡；c. 同一母线上两个缺陷之间的距离小于其较大缺陷长度5倍时，按一个连续缺陷处理。4. 5. 3 超声波检验4. 5. 3. 1

14、 当量直径2 mm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2 mm幅度的50%。JB/T 1265199354. 5. 3. 2 单个分散的缺陷定义为：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。4. 5. 3. 3 单个、分散的缺陷，其当量直径和数量不超过表5规定。表 5 允许缺陷数量部 位 允 许 量当 量 范 围mm轴 身传 动 端非 传 动 端允 许 缺 陷个数2528101856其中：454 3348 3 516注：中压转子体和低压转子体的两端均系传动端，因而两端允许缺陷数量均按传动端规定。4. 5. 3. 4 轴身部位离中心孔表面30 mm以内和外圆槽深加

15、25 mm范围内不应有当量直径1.6 mm的密集信号缺陷，允许有当量直径3 mm以下的单个分散缺陷存在。4. 5. 3. 5 由缺陷引起底波衰减损失达到3 dB时，应当记录报告给需方。4. 5. 3. 6 不允许有游动信号和条状缺陷信号。4. 5. 3. 7 供方应向需方提供用22.5 MHz和45 MHz分别在转子体最大直径两端及中间3处测量出的材料衰减数据。4. 5. 3. 8 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. 4 中心孔检验中心孔精镗或研磨至表面粗糙度Ra值为1.6m以后，进行中心孔检验，其验收标准如下：a. 长

16、度等于或大于1.5 mm的缺陷应记录其轴向和周向的位置，并报告需方；b. 在窥膛仪检查的一个视野内，不允许有3个长度大于1.5 mm的可见缺陷或9个长度小于1.5 mm的可见缺陷；c. 在内孔表面同一母线上的所有缺陷的总长度不应大于50 mm；d. 不允许有任何撕裂状的分叉缺陷；e. 位于同一母线上的两个缺陷间的距离小于其中较大缺陷长度的5倍时，按一条连续缺陷处理；f. 不允许长度大于3 mm的可见缺陷及非金属夹杂物组成的密集区；g. 不符合第4.5.4条要求的缺陷，征得需方同意后，允许对缺陷进行局部研磨和抛光，但研磨和抛光的深度不应超过1.6 mm，并与周围表面光滑过渡。4. 6 热稳定性试

17、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：30Cr1Mo1VE钢不应粗于2.0级，其他钢种不应粗于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3中径向屈服强度下限值的8%。如残余应力超过规定，锻件应仍按第4.1.3.3条的要求进行补充的去应力回火，并重新测定残余应力和硬度值。4. 9 尺寸和表面粗糙度4. 9. 1 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。4. 9. 2 中心孔轴线直线度公差为3mm，中心孔圆度公差为0.3 mm

18、，中心孔与锻件外圆同轴度公差为1.0 mm。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GB 223规定的方法或能保证分析质量的其他方法进行。JB/T 1265199365. 1. 2 每炉（每包）钢水可于浇注时取样测定钢水的化学成分，多炉合浇还应报告权重平均分析结果。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结果应符合成品分析要求。5. 1. 3 成品分析试样取样自每个锻件延长部分壁厚的1/2处，无中心孔锻件取自离表面1/3处，或取自径向性能验收试样。5. 2 力学性能检验5. 2. 1 力学性能检验按JB/ZQ 6117、GB

19、228、GB 229和GB 2106规定的方法进行，本体径向冲击试样的槽口方向应与转子体的轴线平行。5. 2. 2 高温持久强度试验按GB 6395进行，试样规格由需方提供。5. 2. 3 力学性能检验的取样5. 2. 3. 1 用于力学性能检验的试样应在性能热处理后、去应力处理以前切取。5. 2. 3. 2 纵向试样：在锻件两端各取1个拉伸试样和3个冲击试样。有中心孔的锻件在壁厚的1 /2处取样，无中心孔锻件（包括未打孔调质的锻件）在离表面1/3处取样。5. 2. 3. 3 径向试样：粗加工后重量小于或等于6 t的转子体在靠近电机端的叶轮体上取1个拉伸试样和3个冲击试样；重量超过6 t的转子

20、体，在转子体两头的叶轮体上相隔180各取1个拉伸试样和3个冲击试样，共4个拉伸试样和12个冲击试样，并按要求取FATT50冲击试样一组，或按订货图样取样。5. 2. 3. 4 中心孔试样：中心孔大于90 mm的锻件，在轴身中部的中心孔棒料取1个拉伸试样、3个冲击试样和一组FATT50试样，在轴身靠近电机端取1个拉伸试样、3个冲击试样。5. 3 硬度检验在每个锻件两轴颈及轴身部位中段的外圆表面每隔90各测1点（共12点）。5. 4 无损检验5. 4. 1 外表面磁粉检验按JB/ZQ 6101进行，外表面超声波检验按JB 1581进行。中心孔磁粉检验和超声波检验按双方商定的方法进行。5. 4. 2

21、 超声波检验至少应进行两次，第一次检验在调质和打中心孔之前进行，第二次检验在调质后和打中心孔之前进行，两次检验结果均提供给需方。内孔超声波检验由需方进行，供方应保证中心孔超声波检验结果达到本标准有关条款的规定 。5. 4. 3 中心孔检验用窥膛仪观察，必要时用磁粉检验结合窥膛仪观察。5. 5 金相检验5. 5. 1 晶粒度检验在轴身电机端径向、中心棒料中部取样，并按GB 6394的规定进行。5. 5. 2 夹杂物检验在轴身电机端径向、中心棒料中部取样，并按GB 10561附录A图进行评定。5. 6 残余应力测定5. 6. 1 采用切环法或环芯电阻应变法测定残余应力。5. 6. 2 切环法是在轴

22、身一端切取25 mm25 mm的圆环，用测量该环在切割前后平均变形量的方法来计算残余应力，计算公式为：t=E/D式中：t残余应力，MPa；直径增量的代数值，mm；D切割前环的外径，mm；E材料的弹性模量，MPa。5. 7 热稳定性试验热稳定性试验按ZB J32 005的规定进行。5. 8 复试5. 8. 1 拉伸试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2个试样进行复试，2个试JB/T 126519937样的复试结果均应满足规定要求。5. 8. 2 冲击试验中一组3个冲击试样的平均值不低于规定要求，其中1个值不低于规定的70%，可不进行复试；当达不到上述要求时，在同一件产品上相邻部

23、位再取一组3个冲击试样进行复试，前后二组6个试样的平均值不应低于规定要求，且低于规定值的单个值不应多于2个，只能有1个单个值低于规定值的70%。5. 8. 3 力学性能检验如因白点和裂纹原因不合格，不得复试。5. 9 重新热处理5. 9. 1 如锻件的任一力学性能复试结果仍不合格，当试样的强度高而塑性、韧性或脆性转变温度达不到要求时，应将中心孔试料重新塞入孔内与锻件一起重新回火，再按本标准第5.2 条的规定检验，重新回火后中心孔试料的取样部位应与需方协商一致。5. 9. 2 如果力学性能检验结果表明锻件不能重新回火，那么，锻件如何进一步热处理和加工都必须经供需双方协商一致。5. 9. 3 重新

24、热处理次数不得超过两次。6 验收及合格证书6. 1 供方应向需方验收人员提供必要的方便条件，以便于需方验收人员进行现场检验工作。6. 2 需方有权选择锻件的某些验收试验项目，在验收试验中或在以后的加工或试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，需方应及时通知供方，双方协商解决。6. 3 供方应向需方提供合格证书，合格证书应包括以下内容：a. 合同号；b. 锻件图号；c. 标准号、锻件级别和钢种；d. 熔炼炉号和熔炼方法；e. 熔炼分析和成品分析结果；f. 钢锭主要尺寸和锻件的实际锻造比；g. 各次热处理的实际温度、保温时间和冷却方式；h. 力学性能的检验结果；i. 超声波检

25、验报告；j. 其他检验和需方要求补充检验的结果；k. 交货锻件的实际尺寸和重量。7 标志和包装7. 1 供方应在每个锻件相当于钢锭下部端面打上合同号、炉号、件号等标记，并用白漆圈上。7. 2 锻件应打上超声波探伤周向起始标记。7. 3 供方应对每个锻件的外表面和中心孔表面涂防锈剂，中心孔两头用木塞堵严，防止运输和保管过程中损坏或腐蚀。附加说明：本标准由机械工业部德阳大型铸锻件研究所提出并归口。本标准由德阳大型铸锻件研究所负责起草。本标准主要起草人鲁继荣、赵仲平、王思玉、马飞良。JB/T12651993中 华 人 民 共 和 国机 械 行 业 标 准25200 MW汽轮机转子体和主轴锻件技术条件JB/T 12651993*机械科学研究院出版发行机械科学研究院印刷（北京首体南路2号 邮编 100044）*开本8801230 1/16 印张3/4 字数14,0001994年5月第一版 1994年5月第一次印刷印数1500 定价 6.00元编号 1318机械工业标准服务网：http:/www.JB