T-CNIDA 011-2023 重水堆端部组件本体用11Cr12MnNiSi马氏体不锈钢锻件

ICS77.140.85CCSH43团体标准T/CNIDA011—2023重水堆端部组件本体用11Cr12MnNiSi马氏体不锈钢锻件11Cr12MnNiSimartensiticstainlesssteelf2023-06-16发布2023-07-16实施中国核工业勘察设计协会发布IT/CNIDA011—2023前言 Ⅲ1范围 12规范性引用文件 13术语和定义 14订货要求 25制造 26化学成分 37力学性能 48宏观浸蚀 69金相检验 610试料及试样的保管 611重新热处理 612表面质量 713无损检测 714缺陷的清除与修整 815尺寸和外形 816标志、清洁、包装和运输 817质量证明文件 8ⅢT/CNIDA011—2023本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国核工业勘察设计协会提出并归口。本文件起草单位:上海核工程研究设计院股份有限公司、中核核电运行管理有限公司、上海第一机床厂有限公司、抚顺特殊钢股份有限公司。本文件主要起草人:杨义忠、王世杰、王永东、王弘昶、夏雯婷、郁光廷、吴志刚、李加成、米大为、1T/CNIDA011—2023重水堆端部组件本体用11Cr12MnNisi马氏体不锈钢锻件1范围本文件规定了重水堆端部组件用11cr12MnNisi马氏体不锈钢锻件的制造、检验和验收等要求。本文件适用于重水堆端部组件用11cr12MnNisi马氏体不锈钢锻件。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;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(所有部分)钢铁及合金化学分析方法GB/T226钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法GB/T228.1—2021金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方法GB/T228.2金属材料拉伸试验第2部分:高温试验方法GB/T229—2020金属材料夏比摆锤冲击试验方法GB/T231.1金属材料布氏硬度试验第1部分:试验方法GB/T1979结构钢低倍组织缺陷评级图GB/T6394金属平均晶粒度测定方法GB/T10561—2005钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法GB/T11170不锈钢多元素含量的测定火花放电原子发射光谱法(常规法)GB/T13298金属显微组织检验方法GB/T20066钢和铁化学成分测定用试样的取样和制样方法GB/T20123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)NB/T20003.2—2021核电厂核岛机械设备无损检测第2部分:超声检测NB/T20003.4核电厂核岛机械设备无损检测第4部分:渗透检测NB/T20003.5核电厂核岛机械设备无损检测第5部分:磁粉检测3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。端部组件endfittings重水堆中构成燃料通道入口和出口端的组件。3.2模拟消除应力热处理simulatedstress-reliefheattreatment模拟零部件后续将要进行的消除应力热处理。2T/CNIDA011—20234订货要求订货合同中应注明本文件编号、牌号和数量等。采购方应提供订货图、尺寸及允许偏差。订货合同应至少明确以下技术要求:—锻件的交货状态;—试样及试料的保管要求;—其他特殊要求。5制造5.1制造文件锻件制造厂应在生产前编制制造大纲,应列出其认为直接影响锻件质量的主要工艺和技术参数,并做详细说明。制造大纲中至少应包括的主要工艺和制造参数如下。a)原材料。b)冶炼工艺。c)化学成分规定值。d)钢锭的质量和类型。e)钢锭顶部和底部质量切除百分比。f)锻件在钢锭中的位置示意图。g)按时间先后顺序列出主要制造和检验工序的工艺流程,至少包括:1)冶炼;2)锻造;3)机加工;4)热处理;5)取样和检验;6)无损检测。h)每个锻造工序后的标注有尺寸的坯件简图,并注明锻造比。i)锻件锻造毛坯外形图、热处理外形图、无损检测外形图和交货件外形图。j)中间热处理和最终热处理(性能热处理)。k)性能试验用试料在锻件上的位置图。5.2冶炼不锈钢应采用电弧炉并经真空脱气处理或精炼,且采用底部浇注;或电弧炉或真空炉冶炼后,接着真空重熔或电渣重熔。经供需双方协商,也可采用经采购方认可的其他相当或更好的工艺冶炼。5.3锻造为确保锻件无缩孔和严重的偏析,钢锭的头尾应有足够的切除量。锻件总锻造比应大于或等于3。3T/CNIDA011—20235.4热处理5.4.1性能热处理锻件应进行淬火加回火热处理;回火保温温度应不低于600℃,保温至少4h。淬火和回火时应在每热处理炉次锻件上至少放置3支测温热电偶,热电偶布置位置应至少包括温度最低和最高的区域以及装炉中间锻件上。采用经检定合格的连续式热处理炉进行热处理的锻件,可不用放置热电偶。因进行热处理而产生的氧化皮,应用酸洗或其他适当的方法去除。锻件性能热处理保温期间的温度偏差不超过±10℃,所有热处理的工艺应记录并列入质量证明书。5.4.2模拟消除应力热处理力学性能(硬度除外)试料和金相检验试料应进行模拟消除应力热处理。试料的模拟消除应力热处理工艺应根据设备制造厂对产品的消除应力热处理工艺以及锻件制造厂对产品锻件的消除应力热处理工艺进行制定,并满足如下要求:—试料进入热处理炉时,炉温应不大于300℃;—升温速率不应超过200℃/h,锻件升温至565℃±15℃进行保温,保温时间不低于2h;—采用空冷的方式进行冷却。5.5机加工锻件应在性能处理前进行粗加工,使锻件符合5.1所述外形图规定的形状和尺寸。锻件在性能热处理后进行精加工,其尺寸和表面粗糙度应符合订货合同和图纸的要求,且能够满足表面质量和无损检测的要求。5.6交货状态锻件应以性能热处理或性能热处理加消除应力热处理状态交货。5.7临时焊接不准许在母材锻件上焊接非结构的附件和临时附件。6化学成分6.1规定值11Cr12MnNisi锻件熔炼和成品分析的化学成分应符合表1的规定。表1化学成分类别化学成分(质量分数)/%CsiPsNiCrCoBCu熔炼分析0.10~0.140.50~0.700.10~0.40≤0.015≤0.0100.10~0.40≤0.025≤0.002≤0.20成品分析0.09~0.150.47~0.730.07~0.43≤0.015≤0.0100.07~0.43≤0.025≤0.002≤0.204T/CNIDA011—20236.2化学成分分析化学成分分析试样的取样和制样方法按本文件和GB/T20066的规定执行,分析方法按GB/T223(所有部分)中适用部分、GB/T11170和GB/T20123的有关规定执行,但仲裁分析应按GB/T223(所有部分)中适用部分执行。锻件制造厂应提供一份熔炼分析报告。熔炼分析应在浇注钢锭时取样(电渣重熔时应在每个重熔钢锭的两端取样)。成品分析试样应取自7.2.1所述试料。成品分析可在截取力学试验试样后的余料上取样,也可取自试验后的室温拉伸试样的端部。7力学性能7.1规定值11Cr12MnNisi锻件经模拟消除应力热处理的试料的力学性能应符合表2的规定。表2力学性能试验项目试验温度/℃力学性能规定值拉伸试验室温规定塑性延伸强度(Rp0.2)/Mpa≥585抗拉强度(Rm)/Mpa≥725断后伸长率(A)/%≥12断面收缩率(Z)/%≥30350规定塑性延伸强度(Rp0.2)/Mpa≥486抗拉强度(Rm)/Mpa≥662断后伸长率(A)/%提供数据断面收缩率(Z)/%提供数据冲击试验21纵向吸收能量(KV)/J≥27侧膨胀值/mm提供数据纤维断面率/%提供数据65横向吸收能量(KV)/J≥20侧膨胀值/mm提供数据纤维断面率/%提供数据硬度室温HBW223~2697.2取样7.2.1每批取一个锻件,在其两端或其轴向延长段上各截取1块试料,试料应具有足够的尺寸,以便截取包括可能作复试在内所需的所有试样。试料切取后应按照5.4.2的要求进行模拟消除应力热处理。7.2.2每块试料应截取一套试样。一套试样至少包括1个化学分析试样,1个室温拉伸试样,1个高温拉伸试样,2组(每组3个)夏比V型缺口(CV)冲击试样,1套金相检验试样。5T/CNIDA011—20237.2.3拉伸试样的轴线应垂直于主加工方向,试样轴线应位于锻件厚度的中心,试样长度的中线离锻件端面的距离至少为一倍热处理厚度。7.2.43个纵向冲击试样的轴线应平行于主加工方向,3个横向冲击试样的轴线应垂直于主加工方向。试样轴线应位于锻件厚度的中心,试样的有用部分离锻件端面的距离至少为一倍热处理厚度。每组3个冲击试样应并排截取,缺口的底线方向应一致且垂直于锻件的最近热处理表面。7.2.5每个交货状态的锻件,表面经除锈和清洁后,应在锻件的长度中心部位外圆面的两个位置及两端部外圆面各一个位置,分别进行布氏硬度检测,4个检测位置方位角应彼此相隔90。,硬度值应符合表2的规定。7.3试验7.3.1组批规则每批锻件应由相同熔炼炉号、相同制造过程、同炉热处理或在连续式炉中经受相同条件的同一次热处理、相同尺寸的锻件组成,每批锻件的质量不超过10t。7.3.2试验项目与数理从7.2.1所述的每块试料上分别加工如下力学性能试样:—1个室温拉伸试样;—1个高温拉伸试样;—2组(6个)冲击试样;应在7.2.5所述的相隔90。的4个位置上进行硬度试验。7.3.3试验方法7.3.3.1拉伸试验拉伸试样应符合GB/T228.1—2021中R4号试样的要求。室温拉伸试验按GB/T228.1—2021的规定执行。高温拉伸试验按GB/T228.2的规定执行。7.3.3.2冲击试验冲击试样应采用GB/T229—2020中表2规定的V型缺口标准试样。每组冲击试验应由邻近的3个试样组成。冲击试验按GB/T229—2020的规定执行。7.3.3.3硬度试验硬度试验按GB/T231.1的规定执行。7.4复试7.4.1如果锻件的拉伸试验结果不满足表2的要求,可在不合格项目试样的邻近部位取双倍试样进行复试。仅当所有的复试试验结果均满足规定要求时,拉伸试验合格。7.4.2对于21℃或65℃冲击试验,如果仅有一个试验结果小于规定值,则允许复试;应在不合格试样的邻近部位截取2个试样,当每个复试试样的试验结果均满足表2的要求时,冲击试验合格。6T/CNIDA011—20238宏观浸蚀8.1宏观浸蚀切片试样应取自相当于最靠近钢锭头部或尾部锻坯的端面。若在相同温度条件下同一个熔炼炉号采用底部浇注多个钢锭,则只需随机选取一个钢锭,在相当于钢锭头部或尾部锻坯的端面切取宏观浸蚀切片。8.2按GB/T226的规定进行宏观浸蚀试验,并按GB/T1979的规定进行评定。8.3在锻件横截面酸浸试片上,不得有目视可见的缩孔、气泡、裂纹、夹杂、翻皮、白点和晶间裂纹等缺陷。8.4一般疏松、中心疏松及锭型偏析均不得大于1级。对于中心疏松及锭型偏析超过1级的锻坯,在保证后续钻孔机加工工序中可将疏松和偏析部分完全去除的情况下,可接受。8.5若宏观浸蚀试验结果不满足要求,则应将锻坯端部可能的超标部分切除,并重新切取宏观浸蚀切片进行试验。若同一个熔炼炉号浇注了多个钢锭,当宏观浸蚀不合格时,则应对该熔炼炉号剩余的其他所有锻坯进行宏观浸蚀试验。9金相检验9.1取样应在7.2.1所述的经模拟消除应力热处理后的每块试料上取样进行金相检验。9.2显微组织按GB/T13298的规定检验试样的金相组织,并提供金相图片(×200)。9.3晶粒度按GB/T6394的规定测定锻件的实际晶粒度,级别应为4级或更细。9.4非金属夹杂物非金属夹杂物按GB/T10561—2005中的方法A进行评定,试验结果应符合如下要求:—A类:粗系、细系分别小于或等于2.0级;—B类:粗系、细系分别小于或等于2.0级;—C类:粗系、细系分别小于或等于1.5级;—D类:粗系、细系分别小于或等于1.5级。10试料及试样的保管试料及试样的保管要求按合同的规定执行。11重新热处理如果力学性能试验结果不合格,则可对锻件进行重新热处理,并进行除化学成分分析、非金属夹杂物和宏观浸蚀以外所有规定的试验和检验。重新热处理仅允许进行一次。7T/CNIDA011—202312表面质量应对交货的每个锻件进行表面质量检验。锻件表面不准许存在肉眼可见的氧化皮、裂纹、气孔、结疤、夹渣及其他影响使用性能的缺陷。13无损检测13.1渗透检测或磁粉检测在最终机加工后,应对锻件的所有可达表面进行渗透检测或磁粉检测。渗透检测和磁粉检测的检验方法分别按NB/T20003.4和NB/T20003.5的规定执行。13.1.2记录显示和验收准则锻件的磁粉检测和渗透检测应按下列要求进行验收。a)凡主要尺寸大于1.5mm的相关显示均应记录。b)不准许存在下列相关显示。1)任何裂纹等危险性缺陷。2)凡长度大于下列规定的线性显示:—当材料厚度小于16mm时,长度大于1.5mm的线性显示;—当材料厚度大于或等于16mm且小于50mm时,长度大于3mm的线性显示;—当材料厚度大于或等于50mm时,长度大于5mm的线性显示。3)凡尺寸大于下列规定的圆形显示:—当材料厚度小于16mm时,尺寸大于3mm的圆形显示;—当材料厚度大于或等于16mm时,尺寸大于5mm的圆形显示。4)在一条直线上有4个或4个以上,且边缘间距不大于1.5mm的相关显示。5)在相关显示最密集部位的任意一个面积为4000mm2(长径不大于150mm)的矩形区域内,有10个或10个以上的相关显示。13.2超声检测13.2.1检测方法在锻件所有机加工完成后,应对锻件进行100%体积的超声检测。超声检测应符合NB/T20003.2—2021中5.3表11中Ⅲa规定的直射波和斜射波扫查。直射波检测时,应分别采用平底孔调节灵敏度和底波法调节灵敏度两种方式:—采用平底孔调节灵敏度时,平底孔直径应为2mm;应根据厚度设置3个平底孔用于制作距离波幅曲线(DAC);—采用底波法调节灵敏度时,应将锻件的一次底波调节至显示满屏幅度(FSH)的80%。斜射波检测时,应采用矩形槽设置灵敏度。矩形槽:深度0.1mm±0.02mm,宽度≤1mm,长度≥50mm。8T/CNIDA011—202313.2.2记录信号和验收准则13.2.2.1超声检测应记录以下信号:a)直射波检测时,所有波幅达到或超过50%基准灵敏度的显示信号;b)直射波检测时,排除结构影响,底波降低到显示屏满刻度20%的区域;c)斜射波检测时,所有达到或超过50%基准灵敏度的显示信号;d)游动信号。13.2.2.2除订货合同另有规定外,不准许存在以下显示:a)危险性缺陷,如白点、裂纹;b)