汽轮发电机转子和无磁性护环用钢材料选用导则

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1、汽轮发电机转子和无磁性护环用钢材料选用导则1.1 汽轮发电机转子和无磁性护环锻件不应有裂纹、白点、缩孔、折叠、过度的偏析，以及超过允许的夹杂和疏松等。锻件在轴向和径向的材料性能均匀。1.2 汽轮发电机转子和无磁性护环应具有以下性能 a）较高的室温拉伸强度(特别是屈服强度)、塑性。 b）较高的冲击吸收能量和断裂韧度，低的脆性转变温度。c）较高的高周疲劳抗力，低的残余应力。 d）汽轮发电机转子和护环锻件用钢，应具有良好的磁性能。 e）发电机护环锻件用应有良好的抗应力腐蚀性能。1.3汽轮发电机转子用钢的选用原则上主要考虑材料应有高的室温强度、较高的冲击吸收能量和断裂韧度，低的脆性转变温度；无磁性护环

2、用钢考虑材料应有良好的磁性能和高的抗应力腐蚀性能。1.4 200MW以下机组，根据容量发电机转子可选用34CrMo1A、34CrNi1Mo、 34CrNi3Mo、25CrNi1MoV、25Cr2Ni4MoV；300MW600MW以及超（超）临界机组发电机转子选用25Cr2Ni4MoV。1.5 50MW200MW机组根据容量，发电机无磁性护环可选用50Mn18Cr5、50Mn18Cr5N、50Mn18Cr4WN和1Mn18Cr18N；超（超）临界机组发电机无磁性护环选用1Mn18Cr18N。1.6 汽轮发电机转子用钢的验收1.6.1 1000MW及以上汽轮发电机转子锻件技术要求和质量检验，应符合

3、JB/T 11017-2010。1.5.2 300MW600MW汽轮发电机转子锻件技术要求和质量检验，应符合JB/T 7178-2002。1.5.3 300MW600MW汽轮发电机无中心孔转子锻件技术要求和质量检验，应符合JB/T 8708-1998。1.5.4 50MW200MW汽轮发电机转子锻件技术要求和质量检验，应符合JB/T 1267-2002。1.5.5 50MW200MW汽轮发电机无中心孔转子锻件技术要求和质量检验，应符合JB/T 8706-1998。1.5.6 50MW以下汽轮发电机转子锻件技术要求和质量检验，应符合JB/T 7026-1993。1.5.7 50MW以下汽轮发电机

4、无中心孔转子锻件技术要求和质量检验，应符合JB/T 8705-1998。1.5.8进口汽轮发电机转子的技术要求和质量检验，应符合供货国标准或订货合同要求。1.6 汽轮发电机无磁性护环用钢的材质检验1.6.1 300MW600MW汽轮发电机无磁性护环锻件技术要求和质量检验，应符合JB/T 7030-2002。1.6.2 50MW200MW汽轮发电机无磁性护环锻件技术要求和质量检验，应符合JB/T 1268-2002。1.6.3进口汽轮发电机无磁性护环的技术要求和质量检验，应符合供货国标准或订货合同要求。1.7 汽轮发电机转子和无磁性护环常用钢钢号、特性及其主要及其主要应用范围见附录A中表A4。表

5、A4 汽轮机主轴、转子体、轮盘和叶轮及汽轮发电机转子和无磁性护环常用钢钢号、特性及其主要应用范围钢号与技术条件特性主 要 应 用 范 围类 似 钢 号35、40、45GB/T 699-1999 强度较低。可调质处理，但淬透性低。优质钢的硫、磷含量低，脱氧好，有良好的塑性和韧性。焊接性尚可 用于中压以下、强度级别为280MPa、温度400的汽轮机主轴或汽轮发电机转子35SiMnGB/T 3077-1999 具有较好的淬透性、良好的韧性、较高的强度，疲劳强度也较好，但有一定的过热敏感性及回火脆性倾向，并有白点敏感性。冶炼时易污染非金属夹杂物，造成热加工工艺上的困难。与40Cr钢相比，除低温冲击吸收

6、能量稍差、缺口敏感性较高外，其他力学性能相当 用于工作温度400的汽轮机主轴，轮毂厚度为170mm以下的叶轮，汽轮发电机中心环等。35CrMoGB/T 3077-199934CrMo134CrMo1AJB/T 1265-2002JB/T 1266-2002JB/T 1267-2002 34CrMo1是JB/T 1265-2002中的牌号，34CrMo1A是JB/T 1266-2002和JB/T 1267-2002中的牌号。属Cr-Mo合金结构钢。强度较高、韧性好，有较好的淬透性，冷变形性中等，切削性能尚可。高的蠕变强度和持久强度，长期使用组织比较稳定。焊接时需预热，预热温度为150400。34

7、CrMo1钢由于提高了Mo含量，更适于生产大型锻件。 35CrMo用于工作温度480以下的汽轮机主轴和叶轮。 34CrMo1用于294MPa强度级别的汽轮发电机转子和50MW以下汽轮机主轴、轮盘。24CrMoVJB/T 1266-200235CrMoVGB/T 3077-1999JB/T 1266-2002 两种钢的强度均较高，淬透性也较好，冲击吸收能量较高。24CrMoV钢的工艺性能不如35CrMoV钢。35CrMoV钢有时会出现冲击吸收能量不稳定的现象，热处理时如果采用水油淬火，对提高冲击韧性有较好的效果，该钢在550时的蠕变强度和持久强度均超过34CrMo，但经5000h时效后，其力学性

8、能急剧下降，因此使用温度不得超过500520。该钢的焊接性能差，焊前预热温度为300以上。 24CrMoV钢用作直径小于500mm、在450500下工作的叶轮、转子主轴。 35CrMoV钢用作在500520以下工作的转子及叶轮。30Cr1Mo1VJB/T1265-2002JB/T7027-2002 是国外在大型汽轮机组中应用最广泛的高、中压转子钢。该钢具有较好的热强性和淬透性，良好的综合力学性能，切削加工性良好，锻造工艺性能也较好，抗腐蚀性和抗氧化性尚可。 用作工作温度在560以下的汽轮机高中压转子。 ASTM A470 Class828CrNiMoVJB/T 1265-2002 具有较高的蠕

9、变强度和持久强度、一定的持久塑性和组织稳定性、良好的室温力学性能及均匀的组织、较好的工艺性能及抗脆性破坏能力。高温性能稍低于27Cr2MoV钢。 用作蒸汽参数为500540、9.8MPa15.7MPa的汽轮机高、中压转子。25CrNi1MoVJB/T 1266-2002JB/T 1267-2002JB/T 8706-1998 属贝氏体类型钢。与17CrMo1V钢相比，强度高，淬透性好，脆性转变温度低。该钢有较好的焊接性能，冶炼、锻造及热处理工艺性能良好，但对回火温度及回火时间较敏感。 用作200MW以下汽轮机低压转子、低压轮盘、压气机转子和200MW以下发电机转子。34CrNi1Mo34CrN

10、i3MoJB/T 1265-2002JB/T 1266-2002JB/T 1267-2002JB/T 8706-1998 是大截面高强度钢，淬透性高，综合性能良好。回火稳定性好，回火温度范围较宽(540660)，有利于调整强度和韧性。冷热加工工艺性能良好。该钢限制在400以下使用，当温度达到400450时，力学性能急剧下降，超过450时持久强度和蠕变强度都很低。由于含碳量较高，钢的裂纹敏感性和白点敏感性大。 用作200MW以下汽轮机低压转子、低压轮盘和200MW以下发电机转子。25Cr2Ni4MoV30Cr2Ni4MoVJB/T 1265-2002JB/T 1266-2002JB/T 7027

11、-2002JB/T 7178-2002JB/T 8706-1998 与34CrNi3Mo钢相比，C含量低，合金元素含量增加，并严格控制杂质元素，提高了导磁性能，增加了淬透性，综合性能好，脆性转变温度低。但具有回火脆性。这主要与杂质元素P、Sn、As等含量有关，脆化温度范围大致为350575。 用于制造300MW及以上汽轮机低压转子、低压轮盘和发电机转子。12Cr10NiMoWVNbN JB/T 11019-2010 TLV9258-2004 是欧洲COST501研发的含W的马氏体耐热钢,其元素含量与E911钢的成分基本相同。转子锻件经真空除气或电渣重熔后整体锻造。锻后进行预备热处理和性能热处理

12、。性能热处理需行两次回火，第二次回火温度要高于第一次，且尽量提高第二次回火温度。具有高的持久强度，若热加工工艺控制不佳，冲击吸收能量较低。 用于制造600左右的超超临界汽轮机高中压机转子。12CrMoWVNbN10-1-1（西门子公司）13Cr10NiMoVNbNJB/T 11019-2010TMK-1为日本神户制钢所研发，属改良的不含W的10%Cr马氏体耐热钢。性能热处理需两次回火，第二次回火温度要高于第一次，且尽量提高第二次回火温度。具有高的持久强度，若热加工工艺控制不佳，冲击吸收能量较低。 用于制造600左右的超超临界汽轮机高中压机转子。TMK-1 Cr10.5Mo1.5NiVNbN 哈

13、汽表A4(续)钢号与技术条件特性主 要 应 用 范 围类 似 钢 号14Cr10NiMoWVNbNJB/T 11019-2010TOS107是上世纪80年代日本研发的10%Cr-1%Mo-1%W-V-Nb-N马氏体耐热钢，Cr、Mo和V存在于析出相和基体中，而大部分W则存在于基体中。由于W的固溶强化效应，使TOS107钢的蠕变断裂强度得到显著改善。性能热处理需两次回火，第二次回火温度要高于第一次，且尽量提高第二次回火温度。若热加工工艺控制不佳，冲击吸收能量较低。 用于制造600左右的超超临界汽轮机高中压机转子。TOS107 Cr10.5Mo1W1NiVNbN 哈汽15Cr10NiMoWVNbN

14、JB/T 11019-2010KT5916是日立公司研发的马氏体耐热钢，W含量低于TOS107，其余元素含量相近。具有高的持久强度，抗拉强度略低于TOS107，冲击吸收能量较低。性能热处理需两次回火，第二次回火温度要高于第一次，且尽量提高第二次回火温度。 用于制造600左右的超超临界汽轮机高中压机转子。KT5916 日立1Cr10Mo1NiWVNbN 东汽FB2COST 522FB2是欧洲COST 522项目中研发的9Cr-2Mo-1Co-NiV-Nb-N-B马氏体耐热钢，设定的目标为锻件的屈服强度700MPa，620下105h的持久强度100MPa，持久塑性大于10%，比改良型12Cr的10

15、5h持久强度高30-40MPa。相对于600左右的超超临界汽轮机高中压机转子，添加微量的B并降低N量。Co可防止钢中铁素体的形成，改善钢的淬透性和组织稳定性。B可提高(Nb,V)C及V（C,N）的高温稳定性和钢的淬火加热温度，低的N、Al含量可避免形成Al N夹杂。用于制造630左右的超超临界汽轮机高中压机转子。X13CrMoCoNiVNbNB9-2-1（EN）TOS110日本研制的10Cr-3Co-1.8W-0.7Mo-V-Nb-B马氏体耐热钢，较高的W、Co含量，添加微量的B并降低N量，改善了钢的淬透性和组织稳定性。持久强度明显高于TOS107。 用于制造630左右的超超临界汽轮机高中压机

16、转子。新12Cr钢50Mn18Cr550Mn18Cr5N50Mn18Cr4WN1Mn18Cr18NJB/T 1268-2002 均为锰铬系无磁性奥氏体钢，屈服强度较高。钢中W、N起强化作用，加N能扩大和稳定奥氏体，加W可使碳化物沉淀较慢。整锻后进行去应力处理，随后固溶处理，粗加工后形变强化，强化方法有半热锻、冷锻、冷扩孔或爆炸等加工硬化方法。 用作50MW-200MW汽轮发电机无磁性护环1Mn18Cr18NJB/T 1268-2002JB/T 7030-2002 该钢与18Mn-5Cr护环钢相比，具有更高的抗应力腐蚀能力和强度。其主要缺点是高的屈强比。 用作300MW-1000MW汽轮发电机无磁性护环