核電彈簧用高溫合金盤條編制說明

《核電彈簧用高溫合金盤條》標(biāo)準(zhǔn)編制說明一、任務(wù)來源貫徹落實國務(wù)院出臺的《深化標(biāo)準(zhǔn)化工作改革方案》中發(fā)展壯大團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)要求，制定滿足市場和創(chuàng)新需要的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，落實國家關(guān)于鋼鐵行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的政策導(dǎo)向，滿足生產(chǎn)企業(yè)和下游用戶對風(fēng)力發(fā)電緊固件用熱軋圓鋼產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的實際需求，提出《核電彈簧用高溫合金盤條》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制定項目。本標(biāo)準(zhǔn)由中國特鋼企業(yè)協(xié)會提出并歸口。由江蘇新華合金有限公司、冶金工業(yè)規(guī)劃研究院等起草，并共同參與前期研究、調(diào)研和標(biāo)準(zhǔn)的編制、修改、技術(shù)數(shù)據(jù)驗證以及標(biāo)準(zhǔn)推廣等工作。二、制定本文件的目的和意義核電作為“安全、優(yōu)質(zhì)、清潔”的能源，核電的發(fā)展對于控制大氣污染，減少二氧化碳排放，控制全球變暖具有重要的作用。國家政策中提出要扎實做好碳達(dá)峰、碳中和各項工作，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展新能源，在確保安全的前提下積極有序發(fā)展核電。在次背景下，核電建設(shè)十分重視相關(guān)產(chǎn)品的安全性。在核電建設(shè)方案中，常在核電設(shè)備的基礎(chǔ)部分采用彈簧減振設(shè)施，彈簧常用在核電站核反應(yīng)堆、閘閥、給水系統(tǒng)、汽輪機(jī)等多個系統(tǒng)當(dāng)中。由于核電組件制造工藝有其特殊性，對于安全性、可靠性的要求顯著高于國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致其對核電彈簧用盤條要求更高、控制更加嚴(yán)格。核電反應(yīng)堆用壓緊彈簧、汽輪機(jī)用彈簧等組件由于長期經(jīng)受高溫、高壓以及反應(yīng)堆冷卻劑的腐蝕等作用。因此對彈簧的原材料提出全面性能要求，材料既要具有耐高溫、高壓，又要具有足夠的韌性、塑性及抗腐蝕等性能。目前國內(nèi)核電相關(guān)組件多采用鎳基高溫合金材料制備而成，此前國內(nèi)核電彈簧用原材料大量依賴進(jìn)口，為進(jìn)一步降低成本，國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)研發(fā)出核電彈簧用材料，目前已經(jīng)實現(xiàn)國產(chǎn)化，并在多個核電工程中應(yīng)用，彈簧用高溫合金盤條制造技術(shù)成熟度較高?！秹核押穗姀S反應(yīng)堆系統(tǒng)設(shè)計堆芯第3部分燃料組件》（NB/T20057.3）、《壓水堆核電廠反應(yīng)堆系統(tǒng)設(shè)計.堆芯.第4部分：燃料相關(guān)組件》（NB/T20057.4）等標(biāo)準(zhǔn)針對相關(guān)組件進(jìn)行了規(guī)范，但沒有對彈簧用盤條進(jìn)行要求、《壓水堆核電廠用其他材料第14部分：鎳-鉻-鐵合金彈簧絲》（NB/T20008.14-2013）對鎳基合金彈簧絲材進(jìn)行了規(guī)范，但是對于盤條的生產(chǎn)缺乏指導(dǎo)性，《高溫合金絲材通用技術(shù)條件》（GBT25831-2010）《高溫合金和金屬間化合物高溫材料的分類和牌號》（GB/T14992-2005）等由于標(biāo)準(zhǔn)編制時間較早，存在適用性不足的問題。本標(biāo)準(zhǔn)的制定有助于生產(chǎn)單位和下游單位采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，開展核電彈簧用高溫合金盤條生產(chǎn)工作，對提高核電彈簧的產(chǎn)品水平具有重要意義。三、標(biāo)準(zhǔn)編制過程2023年5月，中國特鋼企業(yè)協(xié)會團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)化工作委員會（以下簡稱團(tuán)標(biāo)委）秘書處給各位委員發(fā)出團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)立項函審單。到立項函審截止日期，沒有委員提出不同意見。2023年6月，團(tuán)標(biāo)委正式下達(dá)立項計劃，組成了標(biāo)準(zhǔn)起草組，提出了標(biāo)準(zhǔn)編制計劃和任務(wù)分工，并開始標(biāo)準(zhǔn)編制工作。2023年6~7月：進(jìn)行了起草標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)研、問題分析和相關(guān)資料收集等準(zhǔn)備工作，完成了標(biāo)準(zhǔn)制定提綱、標(biāo)準(zhǔn)草案。2023年8月：召開標(biāo)準(zhǔn)啟動會，圍繞標(biāo)準(zhǔn)草案進(jìn)行了討論，并按照與會意見和建議進(jìn)行了修改。2023年9月：形成征求意見稿并發(fā)出征求意見。2023年X月：完成征求意見處理、形成標(biāo)準(zhǔn)送審稿。2023年X月：完成該標(biāo)準(zhǔn)審定會和標(biāo)準(zhǔn)報批稿，上報中國特鋼企業(yè)協(xié)會審批。2021年月：完成該標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布、實施。四、標(biāo)準(zhǔn)編制原則充分考慮核電彈簧用高溫合金盤條產(chǎn)品的高質(zhì)量需求，聯(lián)合下游企業(yè)協(xié)同攻關(guān)，采用標(biāo)準(zhǔn)化手段助力核電彈簧用高溫合金盤條高質(zhì)量發(fā)展，展現(xiàn)我國高溫合金生產(chǎn)制造水平。本文件以滿足核電彈簧用高溫合金盤條需求為前提，充分提高標(biāo)準(zhǔn)的市場適應(yīng)能力，填補(bǔ)標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域空白；通過對下游用鋼行業(yè)的研究，確定各項技術(shù)指標(biāo)，滿足下游行業(yè)生產(chǎn)需要，建立彼此之間的聯(lián)系，擴(kuò)大影響力。五、本文件對討論會意見的處理1．刪除范圍中絲材的相關(guān)表述；2．6.2熔煉方式與國標(biāo)相一致；3．6.7、6.8、6.9條款調(diào)整為根據(jù)需方要求，進(jìn)行實驗；4．6.10增加混晶時的晶粒度相差限制；5．6.11修改標(biāo)題為“一次碳化物”，合格級別調(diào)整為“檢測結(jié)果應(yīng)符合A類1級或B類1級”；6．其他編輯性修改。六、標(biāo)準(zhǔn)的研究思路及內(nèi)容（一）編制思路《核電彈簧用高溫合金盤條》標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計與編制主要以問題與需求為導(dǎo)向，切實從高端裝備制造生產(chǎn)需要出發(fā)，進(jìn)一步確定核電彈簧用高溫合金盤條的尺寸、外形、化學(xué)成分、力學(xué)性能等技術(shù)指標(biāo)要求，強(qiáng)化專用領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)意義。通過制定滿足市場創(chuàng)新需要，并具有科學(xué)、合理、全面、可操作性的標(biāo)準(zhǔn)，助力核電彈簧用高溫合金盤條的高質(zhì)量供給，提升作業(yè)的安全性和可靠性。本文件在參考GB/T14992《高溫合金和金屬間化合物高溫材料的分類和牌號》、GB/T25828《高溫合金棒材通用技術(shù)條件》、GBT25831-2010《高溫合金絲材通用技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和技術(shù)指標(biāo)上，結(jié)合實際生產(chǎn)的特殊需要，和東汽、東方汽輪機(jī)等下游用戶的需要，對尺寸精度、力學(xué)性能、熱處理、低倍組織、高倍組織、纏繞性能、彎曲性能、表面質(zhì)量等技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了加嚴(yán)和擴(kuò)展，增強(qiáng)了原料生產(chǎn)制造商與下游行業(yè)的聯(lián)系，使標(biāo)準(zhǔn)更具有針對性和實用性。（二）標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)內(nèi)容1.范圍本文件規(guī)定了核電彈簧用高溫合金盤條的牌號表示方法、訂貨內(nèi)容、尺寸、外形、重量、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、包裝、標(biāo)志及質(zhì)量證明書。本文件適用于核電彈簧用公稱直徑5.0mm~14.0mm的熱軋高溫合金盤條（以下簡稱盤條）。2.規(guī)范性引用文件按GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的有關(guān)規(guī)定。3.術(shù)語和定義本文件沒有需要界定的術(shù)語和定義。4.訂貨內(nèi)容本章節(jié)對訂貨的合同或訂單內(nèi)容提出要求，應(yīng)包含：本文件編號；產(chǎn)品名稱；牌號；尺寸規(guī)格；重量（或數(shù)量）；交貨狀態(tài)；特殊要求。5.尺寸、外形、重量盤條的尺寸、外形及允許偏差應(yīng)符合GB/T14981-2009中B級及以上級別精度的規(guī)定。精度級別應(yīng)在合同中注明，未注明者按B級精度。盤條按實際重量交貨。每卷盤條應(yīng)有一根組成。6技術(shù)要求6.1牌號及化學(xué)成分本節(jié)規(guī)定合金的牌號和化學(xué)成分，合金的化學(xué)成分與GB/T14992的對比見表1。為保證產(chǎn)品的耐高溫耐腐蝕性能，本標(biāo)準(zhǔn)核電彈簧用高溫合金熱軋盤條產(chǎn)品根據(jù)GB/T14992《高溫合金和金屬間化合物高溫材料的分類和牌號》調(diào)整，Co、Cu的含量降低，GH4145增加Zr元素限制。根據(jù)需方要求，經(jīng)供需雙方協(xié)商并在合同中注明，可規(guī)定較嚴(yán)格的化學(xué)成分范圍、微量元素、痕量元素和有害元素的控制要求。合金的牌號和化學(xué)成分標(biāo)準(zhǔn)牌號化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）/%CSiMnPSCrNiFeCo團(tuán)標(biāo)GH4145≤0.08≤0.50≤1.00≤0.015≤0.01014.00~17.00≥70.005.00~9.00≤0.10國標(biāo)GH4145≤0.08≤0.50≤1.00≤0.015≤0.01014.00~17.00≥70.005.00~9.00≤1.00團(tuán)標(biāo)GH4169≤0.08≤0.35≤0.35≤0.015≤0.01517.00~21.0050.00~55.00余量≤0.10國標(biāo)GH4169≤0.08≤0.35≤0.35≤0.015≤0.01517.00~21.0050.00~55.00余量≤1.00標(biāo)準(zhǔn)牌號化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）/%CuMoAlTiNb+TaMgBZr團(tuán)標(biāo)GH4145≤0.20—0.40~1.002.25~2.750.70~1.20——≤0.06國標(biāo)GH4145≤0.50—0.40~1.002.25~2.750.70~1.20———團(tuán)標(biāo)GH4169≤0.302.80~3.300.20~0.800.65~1.154.75~5.50≤0.010≤0.006—國標(biāo)GH4169≤0.302.80~3.300.20~0.800.65~1.154.75~5.50≤0.010≤0.006—6.2冶煉方法考慮高溫合金的常用冶煉工藝和GB/T25831中冶煉工藝要求。本節(jié)規(guī)定合金由真空感應(yīng)+電渣重熔冶煉，真空感應(yīng)+真空自耗重熔，真空感應(yīng)+電渣重熔+真空自耗重熔，真空感應(yīng)+真空自耗重熔+電渣重熔，經(jīng)供需雙方協(xié)商并在合同中注明，也可采用能滿足本文件要求的其它方法冶煉。所采用的冶煉方法應(yīng)在合同和質(zhì)量證明書中注明。6.3交貨狀態(tài)根據(jù)需方要求，供方可以提供下列不同交貨狀態(tài)的盤條。產(chǎn)品的最終狀態(tài)應(yīng)在合同和質(zhì)量證明書中注明。其他交貨狀態(tài)，由供需雙方協(xié)商確定。a） 加工狀態(tài)；b） 固溶或退火處理；c） 固溶或退火處理、酸洗。6.4熱處理GB/T25828和GB/T25831中對于熱處理要求應(yīng)符合專用工藝技術(shù)文件，本文件根據(jù)實際工藝和性能要求規(guī)定盤條應(yīng)進(jìn)行固溶處理，固溶處理工藝按表2的規(guī)定執(zhí)行。固溶處理工藝牌號時機(jī)熱處理制度固溶處理時效處理GH4145軋制后1050℃~1200℃，保溫至少0.5h，空冷或更快速冷卻。730℃，保溫至少16h，空冷或爐冷。GH4169軋制后925℃~1010℃，保溫至少0.5h，空冷或更快速冷卻。在720℃保溫8h，以不超過55℃/h冷卻至620℃，并至少保溫8h，空冷或爐冷。6.5力學(xué)性能本節(jié)對盤條的力學(xué)性能提出了要求，具體見表3。盤條的力學(xué)性能牌號狀態(tài)溫度力學(xué)性能硬度HBW抗拉強(qiáng)度Rm/MPa規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度RP0.2/MPa斷后伸長率A/%斷面收縮率Z/%GH4145固溶+時效室溫≥1100≥689≥20≥20≥267GH4145固溶+時效350℃提供值提供值提供值提供值—GH4169固溶+時效室溫≥1270≥1035≥12≥15≥330GH4169固溶+時效350℃提供值提供值提供值提供值-6.6低倍組織本節(jié)參照GB/T25828，對低倍組織進(jìn)行了要求，盤條應(yīng)進(jìn)行酸浸低倍檢驗。在橫向酸浸試片上不應(yīng)有目視可見的縮孔、縮孔痕跡、空洞、裂紋、和夾雜（包括外來金屬夾渣），其評定方法按照GB/T14999.2規(guī)定執(zhí)行。。6.7纏繞試驗盤條一般不做纏繞實驗，但根據(jù)部分下游客戶的需求，對10mm以下的盤條進(jìn)行纏繞實驗，盤條應(yīng)按GB/T2976中的規(guī)定進(jìn)行，盤條繞芯棒（芯棒直徑為盤條直徑的3倍）五圈后不得有裂紋和折斷。

6.8彎曲試驗根據(jù)大部分下游客戶的需求，本節(jié)對盤條的彎曲性能進(jìn)行了要求，盤條試樣經(jīng)過固溶+時效后的彎曲試驗按GB/T238中的規(guī)定進(jìn)行。要求彎曲次數(shù)大于或等于7次，盤條表面不得有開裂等缺陷。6.9扭轉(zhuǎn)實驗根據(jù)大部分下游客戶的需求，對盤條進(jìn)行扭轉(zhuǎn)實驗，盤條經(jīng)過固溶+時效后的彎曲試驗按GB/T239.1中的規(guī)定進(jìn)行。單向扭轉(zhuǎn)次數(shù)大于12次，并要求正、反方向各三圈，其試樣表面不得有開裂、折疊、起刺等缺陷。6.10晶粒度根據(jù)大部分下游客戶的需求，綜合相關(guān)下游企業(yè)的要求，盤條的晶粒度按GB/T14999.4中的規(guī)定進(jìn)行，條帶晶粒度應(yīng)為5級或更細(xì)，條帶雙重晶粒組織晶粒度級差應(yīng)不大于3級。6.11一次碳化物盤條的一次碳化物按照GB/T14999.4的規(guī)定進(jìn)行，檢測結(jié)果應(yīng)符合A類1級或B類1級的要求。6.12表面組織盤條表面應(yīng)光滑，不應(yīng)有裂紋、折疊、結(jié)疤、夾雜和氧化鐵皮等影響使用的缺陷。局部存在的上述缺陷允許清除，清除深度在允許偏差內(nèi)且從盤條實際尺寸算起應(yīng)不超過公稱尺寸的5%，清除寬度不小于深度的5倍。6.13特殊要求如需方要求，經(jīng)供需雙方協(xié)商，可提出超聲檢測等特殊要求，具體內(nèi)容由供需雙方協(xié)商確定。7試驗方法盤條的檢驗項目和試驗方法符合表4的規(guī)定表4檢驗項目、取樣數(shù)量、取樣方法及試驗方法序號檢驗項目取樣數(shù)量取樣部位及取樣方法試驗方法1化學(xué)成分1個/爐GB/T20066見7.12室溫拉伸2個/批不同根盤條，GB/T2975GB/T228.13高溫拉伸2個/批不同根盤條，GB/T2975GB/T228.24硬度1個/批任一根盤條GB/T4340.15低倍組織2個/批不同根盤條GB/T14999.1、GB/T14999.26一次碳化物2個/批不同根盤條GB/T14999.47纏繞試驗2個/批不同根盤條GB/T29768彎曲試驗2個/批不同根盤條GB/T2389扭轉(zhuǎn)試驗2個/批不同根盤條GB/T239.110晶粒度1個/批任一根盤條GB/T14999.411超聲波檢測逐根中間坯GB/T416212尺寸、外形逐根—適宜的量具13表面質(zhì)量逐根—目視及測量8.檢驗規(guī)則參照GB/T25828，本節(jié)對檢查和驗收、組批規(guī)則、取樣數(shù)量、復(fù)驗和判定規(guī)則、數(shù)值修約、冶金來源缺陷處理進(jìn)行了規(guī)定。9.包裝、標(biāo)志和質(zhì)量證明書本節(jié)規(guī)定盤條的包裝、標(biāo)志及質(zhì)量證明書按GB/T2101的規(guī)定進(jìn)行。七、標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用領(lǐng)域本文件規(guī)定了核電彈簧用高溫合金盤條的牌號表示方法、訂貨內(nèi)容、尺寸、外形、重量、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、包裝