汽輪機(jī)葉輪、主軸和輥筒用不銹鋼管是汽輪機(jī)中極為重要的零件，在高溫高壓蒸汽介質(zhì)中工作．在高速旋轉(zhuǎn)下，承受著較為復(fù)雜的應(yīng)力。它們的毛坯都屬質(zhì)量要求高的大型鍛件，制造比較困難。輥筒用不銹鋼管或主軸往往是單件生產(chǎn)，葉輪則因每臺機(jī)組要幾件或十幾件，是小批投料。

    當(dāng)高壓蒸汽噴射到工作葉片后，轉(zhuǎn)動力矩經(jīng)由葉輪傳到主軸或輥筒用不銹鋼管。高速旋轉(zhuǎn)下的葉輪圓周線速度很高，在離心力作用下產(chǎn)生巨大的切向和徑向應(yīng)力。大功率汽輪機(jī)的葉輪在長葉片的離心力作用下輪轂部分的應(yīng)力極大，可達(dá)3000公斤／厘米2。在工作情況下，葉輪還承受著振動應(yīng)力和內(nèi)外緣溫度梯度造成的熱應(yīng)力。

    主軸和輥筒用不銹鋼管在彎矩、扭矩作用下工作，除承受離心應(yīng)力外，還有溫度梯度造成的熱應(yīng)力，旋轉(zhuǎn)振動造成的頻率較高的附加反復(fù)應(yīng)力。為防止疲勞損壞，葉輪不平衡重量所產(chǎn)生的離心力不希望超過轉(zhuǎn)輪重量的4～5%，輥筒用不銹鋼管動平衡振幅不希望超過0.01～0.025毫米。此外，機(jī)組啟動和停車都會產(chǎn)生短時間的振動應(yīng)力。電機(jī)的突然短路也會使輥筒用不銹鋼管瞬時產(chǎn)生巨大的扭應(yīng)力及造成沖擊載荷。

    高參數(shù)大功率機(jī)組的輥筒用不銹鋼管和葉輪因在高溫蒸汽區(qū)工作，還要考慮材料的蠕變現(xiàn)象和持久強(qiáng)度。

    因此對材料提出了一系列的要求：

    材料必須具有規(guī)定的化學(xué)成分，在高溫工作的葉輪和輥筒用不銹鋼管還須有一定的抗氧化、抗蒸汽介質(zhì)腐蝕能力和較好的組織穩(wěn)定性。

    396～397頁表中除碳素鋼允許用堿性平爐鋼外，其它必須是酸性平爐鋼或堿性電爐鋼�；瘜W(xué)成分中硫不大于0.035%、磷不大于0.030%是指酸性平爐鋼，若用堿性電爐冶煉時，硫應(yīng)不大于0.030%、磷應(yīng)不大于0.035%；成分中鋼含量應(yīng)低于0.25%;含鉬元素的鋼其含鉬量不允許低于下限，硫磷雜質(zhì)應(yīng)盡量低，不允詐超過上限，含氣體量如氫等也希望低。

    材料必須具有合適的綜合機(jī)械性能，要求強(qiáng)度較高、塑性韌性較好、非金屬夾雜較少，通過冷彎試驗(yàn)?zāi)艿玫揭苯鹳|(zhì)量的參考數(shù)據(jù)。一般葉輪要求切向機(jī)械性能，主軸要求縱向機(jī)械性能，輥筒用不銹鋼管從軸端取縱向機(jī)械性能試樣，葉輪則從輪體取切向機(jī)械性能試樣。為檢查整個大鍛件材質(zhì)的均勻性，可采用測定硬度的辦法：

    葉輪在輪緣及輪轂成900各測四點(diǎn)，輪緣與輪轂間的偏差不應(yīng)超過40個布氏硬度單位，而輪緣各點(diǎn)間或輪轂各點(diǎn)闖硬度值偏差不應(yīng)超過30個布氏硬度單位。

    主軸二端面硬度值的偏差不應(yīng)超過40個布氏硬度單位。

    輥筒用不銹鋼管除在二端面測定外，還沿葉輪體長度上測定硬度，偏差值不超過40個布氏硬度單位，在葉輪體圓周上不應(yīng)超過30個布氏硬度單位。

    為獲得較均勻的組織，要求有一定程度的鍛造變形率，并且鍛件的軸線應(yīng)與鋼錠的中心線大致重合。一般鋼錠下部應(yīng)為鍛件傳遞扭力較大的聯(lián)軸器端。

    葉輪體直徑超過300毫米的整體輥筒用不銹鋼管及直徑大予600毫米的葉輪須進(jìn)行殘余應(yīng)力測定，測得的殘余應(yīng)力值不得超過實(shí)際屈服點(diǎn)的8～10%。葉輪直徑600～1000毫米時，不得超過4公斤／毫米2，大于1000毫米時，不得超過5公斤／毫米2。當(dāng)超過此數(shù)值時須重新回火降低過大的內(nèi)應(yīng)力。

    對汽輪機(jī)葉輪、主軸和輥筒用不銹鋼管鍛件須進(jìn)行外觀及尺寸檢查。

    每一鍛件都須做酸洗低倍檢查，以便發(fā)現(xiàn)白點(diǎn)、裂紋和其它缺陷。酸洗部位：葉輪為輪孔及鋼錠冒口端的輪轂端面，主軸為軸的二端面及二軸頸部，整體輥筒用不銹鋼管為葉輪體端面至葉輪輪轂表面、二端面、二軸頸部及二個葉輪間不小于70毫米的一個葉輪內(nèi)檔。

    每一鍛件還應(yīng)做硫印試驗(yàn)，以便檢查夾雜物嚴(yán)重程度、偏析分布狀況及鍛件軸線與鋼錠軸線的偏離。檢查部位和酸洗部位相同，且可在酸洗之前進(jìn)行。

    每個葉輪輪轂端面、主軸和輥筒用不銹鋼管整個表面熱處理后均應(yīng)進(jìn)行超聲波檢查，鍛件內(nèi)部不允許有白點(diǎn)、裂紋和其它嚴(yán)重的冶金缺陷存在。因此大鍛件在鍛壓后必須經(jīng)過防白點(diǎn)退火處理。主軸或轉(zhuǎn)-如有中心孔時，孔內(nèi)表面可用潛望鏡進(jìn)行檢查，不允許有裂紋、白點(diǎn)、氧化皮、砂眼、縮孔殘余及其它嚴(yán)重非金屬夾雜物等。

    高溫下運(yùn)轉(zhuǎn)的整體輥筒用不銹鋼管在調(diào)質(zhì)以后的粗加工或精加工后進(jìn)行熱試驗(yàn)，在接近工作溫度的條件下測定輥筒用不銹鋼管的彎曲變形量，若變形量超過圖上的規(guī)定時可重新除應(yīng)力回火，然后第二次再做熱試驗(yàn)。

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