DL-T-715-2000-火力发电厂金属材料选用导则

— 1 — 中华人民共和国电力行业 火力发电厂 金属材料选用导则 Selection guidelines for the metallic material of fossil-fired power plants 1 范围 本标准规定了金属材料选用的技术要求，及金属材料的基本检验项目、方法和质量要求。 本标准适用于火力发电厂在役机组部件的维修与更换，新机组重要部件金属材料的选用和替代，以 及超期服役机组延寿的技术改造。 国外牌号金属材料的国产化、代用和维修也可参照本标准执行。 2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均 为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB/T 222—1984 钢的化学分析用试样取样法及成品化学成分允许偏差 GB/T 223—1994 钢铁及合金化学分析方法 GB/T 224—1987 钢的脱碳层深度测定法 GB/T 226—1991 钢的低倍组织及缺陷酸蚀试验法 GB/T 228—1987 金属拉伸试验方法 GB/T 229—1994 金属夏比缺口冲击试验方法 GB/T 230—1991 金属洛氏硬度试验方法 GB/T 231—1984 金属布氏硬度试验方法 GB/T 232—1988 金属弯曲试验方法 GB/T 233—1982 金属顶锻试验方法 GB/T 241—1990 金属管 液压试验方法 GB/T 242—1997 金属管 扩口试验方法 GB/T 244—1997 金属管 弯曲试验方法 GB/T 245—1997 金属管 卷边试验方法 GB/T 246—1997 金属管 压扁试验方法 GB/T 699—1988 优质碳素结构钢技术条件 GB 713—1997 锅炉用钢板 GB/T 1220—1992 不锈钢棒 GB/T 1221—1992 耐热钢棒 GB/T 1979—1980 结构钢低倍组织缺陷评级图 GB/T 2039—1997 金属拉伸蠕变及持久试验方法 GB/T 2970—1991 中厚钢板超声波探伤方法 DL/T 715—2000 — 2 — GB/T 2975—1998 钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备 GB/T 3077—1988 合金结构钢技术条件 GB 3087—1982 低中压锅炉用无缝钢管 GB/T 3323—1987 钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级 GB/T 3620.1—1994 钛及钛合金牌号和化学成分 GB/T 3625—1995 换热器及冷凝器用钛及钛合金管 GB/T 4160—1984 钢的应变时效敏感性试验方法（夏比冲击法） GB/T 4334.1—1984 不锈钢 10％草酸浸蚀试验方法 GB/T 4334.2—1984 不锈钢 硫酸—硫酸铁腐蚀试验方法 GB/T 4334.3—1984 不锈钢 65％硝酸腐蚀试验方法 GB/T 4334.4—1984 不锈钢 硝酸—氢氟酸腐蚀试验方法 GB/T 4334.5—1984 不锈钢 硫酸—硫酸铜腐蚀试验方法 GB/T 4334.6—1984 不锈钢 5％硫酸腐蚀试验方法 GB/T 4338—1995 金属高温拉伸试验方法 GB/T 4340—1984 金属维氏硬度试验方法 GB/T 4698—1996 海绵钛、钛及钛合金化学分析方法 GB/T 5121—1996 铜及铜合金化学分析方法 GB 5248—1998 铜及铜合金无缝管涡流探伤方法 GB 5310—1995 高压锅炉用无缝钢管 GB/T 5313—1985 厚度方向性能钢板 GB/T 5777—1996 无缝钢管超声波探伤方法 GB/T 6397—1986 金属拉伸试验试样 GB 6654—1996 压力容器用碳素钢和低合金钢厚钢板 GB/T 7735—1995 钢管涡流探伤方法 GB 8000—1987 热交换器用黄铜管内应力氨熏检验方法 GB/T 8732—1988 汽轮机叶片用钢 GB/T 8890—1998 热交换器用铜合金管 GB/T 10121—1988 钢材塔形发纹磁粉检验方法 GB/T 10561—1989 钢中非金属夹杂物显微评定方法 GB/T 12606—1990 钢管及圆钢棒的漏磁探伤方法 GB/T 12969.1—1991 钛及钛合金管材超声波检验方法 GB/T 12969.2—1991 钛及钛合金管材涡流检验方法 GB l3296—1991 锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管 GB/T 13298—1991 金属显微组织检验方法 DL/T 439—1991 火力发电厂高温紧固件技术导则 DL/T 712—2000 火力发电厂凝汽器管选材导则 JB/T 1265—1993 25～200MW汽轮机转子体和主轴锻件技术条件 JB/T 1266—1993 25～200MW汽轮机轮盘及叶轮锻件技术条件 JB/T 1267—1993 50～200MW汽轮发电机转子锻件技术条件 JB/T 1268—1993 50～200MW汽轮发电机无磁性护环锻件技术条件 JB/T 1581—1996 汽轮机、汽轮发电机转子和主轴超声波探伤方法 JB/T 1582—1996 汽轮机叶轮超声波探伤方法 JB/T 3375—1991 锅炉原材料入厂检验 JB 4010—1985 汽轮发电机用钢制护环超声波探伤方法 JB/T 7027—1993 300～600MW汽轮机转子体锻件技术条件 — 3 — IB/T 7030—1993 300～600MW汽轮发电机无磁性护环锻件技术条件 JB/T 7178—1993 300～600MW汽轮发电机转子锻件技术条件 JB/T 9021—1999 汽轮机主轴和转子锻件的热稳定性试验方法 JB/T 9625—1999 锅炉管道附件承压铸钢件技术条件 JB/T 9629—1999 汽轮机承压件水压试验技术条件 JB/T 9630.1—1999 汽轮机铸钢件的磁粉探伤及质量分级方法 JB/T 10087—1999 汽轮机铸钢件技术条件 YB（T）41—1993 锅炉用碳素钢和低合金钢厚钢板 YB/T 5148—1993 金属平均晶粒度测定方法 YS/T 347—1994 单相铜合金晶粒度测定法 3 选材的基本原则 3.1 应综合考虑材料的使用性能、性能和经济性。 3.1.1 材料的使用性能应根据部件的工作温度、受力状况、介质特性及工作的长期性和安全性确定。 3.1.2 材料的工艺性能应根据部件的几何形状、尺寸、制造工艺以及部件失效后的修复方法来确定。 3.2 根据本标准选用的各种金属材料应符合有关国家标准和行业标准的要求。 3.2.1 进口机组用的金属材料，应符合相应的国家技术标准。 3.2.2 产品合格证及质量证明应齐全，包括：材料牌号、化学成分、力学性能、热处理工艺及其必要 的性能和检验结果等资料，此材料还要经金属技术监督专职工程师验收合格后才能使用。 3.2.3 质量证明书中有缺项或数据不全的应补检，检验方法、范围及数量应符合相关标准。 3.3 选择代用材料时，应该选用化学成分、性能相近或略优者，同时应进行强度校核计算，保证在使用 条件下各项性能指标均不低于设计要求。 3.4 制造、安装中使用代用材料，应得到设计单位和使用单位的许可，并由设计单位出具修改通知单。 检修中使用代用材料应征得金属技术监督专职工程师的同意，并经总工程师批准。 3.5 为防止错用金属材料，代用前和组装后，应对代用材料进行光谱或其他方法复查，确认所用材料无 误后，方可投入运行。 4 金属材料的选用 4.1 蒸汽管道、集箱和锅炉受热面管子用金属材料 4.1.1 蒸汽管道、集箱对金属材料的要求 4.1.1.1 应具有足够高的蠕变强度、持久强度、持久塑性和抗氧化性能。蒸汽管道和集箱通常以 1×105h 或 2×105h的高温持久强度作为强度设计的主要依据，再用蠕变极限进行校核。一般要求钢材在工作温 度下的持久强度平均值不低于 50MPa～70MPa；对于低合金耐热钢，在整个运行期内累积的相对蠕变 变形量不应超过 2％；持久强度和蠕变极限的分散范围不超过±20％；持久塑性的延伸率不小于 3％～5 ％。 4.1.1.2 在高温下、长期运行过程中，组织性能稳定性好。 4.1.1.3 具有良好的工艺性能，特别是焊接性能要好。 4.1.1.4 选材时，应根据工作温度，优先考虑钢材的热强性和组织稳定性。对于同一钢号钢材，用于蒸 汽管道时所允许的最高使用温度应比用于过热器管的耐热温度低一些。 4.1.2 过热器管和再热器管对金属材料的要求 4.1.2.1 具有足够高的蠕变强度、持久强度和持久塑性，并在高温、长期运行过程中，具有相对稳定的 组织和性能。对于合金钢管，在整个使用期内，外径蠕变变形量不应大于 2.5％；对于碳素钢管，不应 大于 3.5％。 4.1.2.2 具有高的抗氧化性能，所用材料应属Ⅰ级完全抗氧化性材料，工作温度下的氧化速度应小于 0.1mm/a。 — 4 — 4.1.2.3 具有良好的冷、热加工工艺性能和焊接性能。 4.1.3 水冷壁管和省煤器管对金属材料的要求 4.1.3.1 应具有一定的室温强度和高温强度，使管壁厚度不致过厚，从而传热效果良好，并有利于加工。 4.1.3.2 具有良好的抗热疲劳性能和供热性能，以防因脉动疲劳或热疲劳损伤而导致过早损坏。 4.1.3.3 具有良好的抗腐蚀性能，并要求耐磨损性能、工艺性能好，尤其是焊接性能良好。 4.1.4 蒸汽管道、集箱和锅炉受热面钢管常用钢钢号、特性及其主要应用范围 蒸汽管道、集箱和锅炉受热面钢管常用钢钢号、特性及其主要应用范围见附录 A中 A1。 4.1.5 蒸汽管道、集箱和锅炉受热面钢管的材质检验 4.1.5.1 国产低、中压锅炉用无缝钢管的技术要求及质量检验应符合 GB 3087的规定。 4.1.5.2 国产高压锅炉用无缝钢管的技术要求及质量检验应符合 GB 5310的规定。 4.1.5.3 锅炉用不锈钢无缝钢管的技术要求及质量检验应符合 GBl3296的规定。 4.1.5.4 制造锅炉用管材或在役机组更换管材时，必须按 JB/T3375 的要求对入厂原材料进行抽检。 4.1.5.5 进口锅炉钢管的技术要求及质量检验应符合供货国标准或定货合同要求。 GB 5310、GB3087、JB/T 3375和 GBl3296对锅炉钢管材质的检验要求见表 1。 表 1 锅炉钢管的材质检验 试 验 项 目 项目名称 试样数量 试验方法 GB5310 GB 3087 JB 3375 GB 13296 表面质量及尺寸公差 每批抽查 不少于 2根 宏观和量具 逐根进行 逐根进行 √ 逐根 化学成分分析 每炉、罐 1个试样 GB/T222 GB/T223 √ √ √ √ 拉伸试验 每批在两根钢管 上各取 1个试样 GB/T228 GB/T6397 √ √ √ √ 冲击试验 每批在两根钢管 上各取 3个试样 GB/T 229 √ 水压试验 逐根 GB/T241 √ √ √ 高温力学性能试验 GB/T4338 √ 洛氏硬度试验 GB/T230 √ 弯曲试验 每批在两根钢管 上各取 1个试样 GB/T244 √ √ 压扁试验 GB/T246 √ √ √ √ 扩口试验 GB/T242 √ √ √ √ 卷边试验 GB/T245 √ 晶粒度检验 YB/T5148 √ √ √ 非金属夹杂物检验 GB/T 10561 √ 显微组织检验 GB/T 13298 √ √ 低倍检验 GB/T 226 GB/T 1979 √ 脱碳层检验 每批在两根钢管 上各取 1个试样 GB/T 224 √ √ — 5 — 试 验 项 目 项目名称 试样数量 试验方法 GB5310 GB 3087 JB 3375 GB 13296 超声波探伤 GB/T 5777 √ 按协议 √ √ 涡流检验 GB/T 7735 √ √ 漏磁检验 逐根 GB/T 12606 √ 光谱检验 合金钢管外径≤ 159mm 时，每批抽检 不少于 5％，且不少于 4根；外径>159mm时， 逐根检验 用光谱仪 当炉(罐、批) 号混淆不清 时进行 晶间腐蚀试验 每批在两根钢管 上各取 1个试样 GB/T 4334.1～5 √ 4.2 锅炉锅筒用金属材料 4.2.1 锅炉锅筒对金属材料的要求 4.2.1.1 钢材的屈服强度、抗拉强度是决定钢材许用应力的依据。对于低、中压锅炉锅筒，通常采用屈 服强度等级为 250MPa～350MPa 的钢种；而对于高压、超高压及亚临界锅炉锅筒，通常采用屈服强度 为 400MPa或更高强度级别钢种。 4.2.1.2 对于启停频繁、特别是承担调峰任务的锅炉，为防止产生低循环疲劳损伤，应选用屈强比不是 太高（σs/σb约为 0.7）、缺口敏感性低、抗疲劳性能良好的钢种。 4.2.1.3 为防止发生低应力脆性破坏，要求钢材应具有良好的冲击韧性、高的断裂韧性和较低的时效敏 感性，且脆性转变温度较低。一般要求钢材经 250℃、1h 人工时效后的冲击韧性下降率不大于 50％， 室温最低冲击韧性值不低于 30J/cm2～35J/cm2。 4.2.1.4 应具有一定的抗汽水腐蚀破坏的能力。 4.2.1.5 钢板应具有良好的塑性、冷变形性能及焊接性能，对于碳钢和碳锰钢，其延伸率应不低于 18％， 对于低合金钢应不低于 14％。 4.2.1.6 钢板应具有良好的冶金质量，钢中不允许有白点及裂纹。钢中的分层、非金属夹杂、气孔等缺 陷应符合有关标准的规定。 4.2.2 锅炉锅筒钢板常用钢钢号、特性及其主要应用范围 锅炉锅筒钢板常用钢钢号、特性及其主要应用范围见附录 A中表 A2。 4.2.3 锅炉锅筒钢板的材质检验 4.2.3.1 锅炉锅筒用碳素钢和低合金钢钢板的技术要求和质量检验应符合 GB713和 YB（T）41的规定。 4.2.3.2 制造锅筒时，应按 JB3375的要求对入厂原材料进行抽验。 4.2.3.3 进口锅炉锅筒钢板的技术要求及质量检验应符合供货国标准或订货合同要求。 4.2.3.4 GB713、YB（T）41及 JB 3375对锅炉锅筒钢板材质的检验要求见表 2。 表 2 锅炉锅筒钢板的材质检验 试 验 项 目 项目名称 试样数量 取样方法 试验方法 GB713 YB(T)41 JB3375 表面质量与尺寸偏差 2张(按批) 宏观和量具 √ 化学成分分析 1(按炉、罐号) GB/T 222 GB/T223 √ √ √ — 6 — 试 验 项 目 项目名称 试样数量 取样方法 试验方法 GB713 YB(T)41 JB3375 室温拉伸试验 1 GB/T228 GB/T6397 √ √ √ 冷弯 1 GB/T 2975 GB/T232 √ √ √ 试 验 项 目 项目名称 试样数量 取样方法 试验方法 GB713 YB(T)41 JB3375 室温冲击(U形缺口 试样) 3 GB/T229 √ 室温冲击(V形缺口 试样) 3 GB/T229 √ √ 时效冲击 2 GB/T4160 √ √ √ 高温拉伸试验 1(按炉、罐号) GB/T4338 √ 按协议 √ 超声波探伤 逐张 GB/T2970 √ 逐张或抽查 (15％) 厚度方向性能试验 3 GB5313 √ 4.3 锅炉受热面固定件及吹灰器用金属材料 4.3.1 锅炉受热面固定件及吹灰器对金属材料的要求 4.3.1.1 锅炉受热面固定件用金属材料，应具有较高的抗氧化性，并具有一定的热强性能和较好的耐蚀 性、工艺性能。 4.3.1.2 吹灰器用金属材料，应具有高的抗氧化性能、良好的抗腐蚀性能和较高的高温强度。 4.3.2 锅炉受热面固定件和吹灰器常用钢钢号、特性及其主要应用范围 锅炉受热面固定件和吹灰器常用钢钢号、特性及其主要应用范围见附录 A中表 A3。 4.3.3 锅炉受热面固定件和吹灰器材质的检验 锅炉受热面固定件和吹灰器用不锈钢棒和耐热钢棒材质的技术要求和检验应符合 GB/T 1220 和 GB/T 1221的规定，其检验项目、取样数量及试验方法见表 3。 表 3 固定件和吹灰器用不锈钢和耐热钢棒的材质检验 试 验 项 目 项目名称 试样数量 取样部位 试验方法 GB/T 1220 GB/T 1221 化学成分分析 1 GB/T 222 GB/T223 √ √ 拉伸试验 2 GB/T228 GB/T6397 √ √ 冲击试验 2 GB/T 229 √ √ 硬度试验 2 GB/T 230 GB/T 231 GB/T 4340 √ √ 耐腐蚀试验 按标准 不同根钢棒 GB/T2975 GB/T 4334 √ — 7 — 试 验 项 目 项目名称 试样数量 取样部位 试验方法 GB/T 1220 GB/T 1221 低倍组织检验 2 相当于钢锭头部 的不同根钢棒或 钢坯 GB/T 226 GB/T 1979 √ √ 顶锻试验 2 GB/T 233 √ √ 夹杂物检验 2 不同根钢棒 GB/T 10561 √ √ 晶粒度检验 l 任一钢棒 YB/T 5148 √ √ 塔型发纹检验 2 相当于钢锭头部 的不同根钢棒 GB/T 10121 √ √ 试 验 项 目 项目名称 试样数量 取样方法 试验方法 GB/T 1220 GB/T 1221 尺寸偏差 量具 √ √ 表面质量 逐根 宏观 √ √ 4.4 汽轮机主轴、转子体、轮盘和叶轮用金属材料 4.4.1 汽轮机主轴、转子体、轮盘和叶轮对金属材料的要求 4.4.1.1 应具有强度高、塑性和韧性良好的综合力学性能。 4.4.1.2 具有较高的蠕变强度、持久强度，且长期组织稳定性好。 4.4.1.3 具有较高的断裂韧性，且脆性转变温度低，抗疲劳性能好。 4.4.1.4 对转子体和主轴锻件，均应测定残余应力，其值不应大于相应锻件强度级别材料径向屈服强度 下限值的 8％。对于汽轮机轮盘和叶轮锻件，当直径大于 600mm时，在最终热处理后应检查残余应力， 锻件直径为 600～1000mm时，其残余应力不应大于 40MPa；锻件直径大于 1000mm时，残余应力不应 大于 50MPa。 4.4.1.5 具有良好的抗氧化和抗高温蒸汽腐蚀的能力。 4.4.1.6 锻件冶金质量好、材料性能均匀，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。锻件材料性能的均匀性，可在锻件性能热处理后，通过测量硬度的方法进行检验（硬 度的绝对值供参考）。硬度的均匀性要求规定为：对于转子体和主轴锻件，在同一圆弧表面上各点间的 硬度差不应超过 30HB，在同一母线上的硬度差不应超过 40HB。对于轮盘和叶轮，在轮缘和轮毂的半 径方向上每隔 90°各测 1点（共 8 点），轮缘和轮毂间任意两点间的硬度差不应超过 40HB，轮缘各点 间和轮毂各点间的硬度差不应超过 30HB。 4.4.2 汽轮机主轴、转子体、轮盘及叶轮常用钢钢号、特性及其主要应用范围 汽轮机主轴、转子体、轮盘及叶轮常用钢钢号、特性及其主要应用范围见附录 A中表 A4。 4.4.3 汽轮机主轴、转子体、轮盘及叶轮锻件的材质检验 4.4.3.1 汽轮机主轴用 35、40和 45号优质碳素结构钢的技术要求和质量检验，应符合GB/T699的规定。 4.4.3.2 汽轮机主轴、转子体、轮盘及叶轮用 35SiMn、35CrMo、35CrMoV、20Cr3MoWV、30CrlMolV 以及 30Cr2Ni4MoVE合金结构钢的技术要求和质量检验，应符合相应的 GB/T 3077或 JB/T 7027的规 定。 4.4.3.3 25MW～200MW汽轮机轮盘及叶轮锻件的技术要求和质量检验，应符合 JB/T 1266的要求。 4.4.3.4 汽轮机转子体及主轴锻件的技术要求和质量检验，应符合相应的 JB/T 1265或 JB/T 7027的规 定。 — 8 — 4.4.3.5 进口汽轮机主轴、转子体、轮盘和叶轮用钢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。 4.4.3.6 汽轮机主轴、转子体、轮盘和叶轮锻件材质的检验项目及试验方法见表 4。 4.5 汽轮发电机转子和无磁性护环用金属材料 4.5.1 汽轮发电机转子和无磁性护环对金属材料的要求 4.5.1.1 具有较高的强度（特别是屈服强度）、塑性和韧性，脆性转变温度低，且冷、热变形及抗疲劳性 能好，并具有适当的热膨胀系数（不宜太小）。 4.5.1.2 锻件的材料性能均匀，不允许有裂纹、白点、缩孔、折叠和其他影响使用的缺陷。汽轮发电机 转子锻件材料性能的均匀性可通过测量硬度的方法进行检验（硬度的绝对值供参考）。硬度均匀性要求 规定为：对于 50MW～200MW汽轮发电机转子锻件，热处理后，在同一圆弧表面上，硬度偏差不宜超 过 30HB；在同一母线上，不宜超过 40HB。 4.5.1.3 锻件残余应力应尽量小，且分布均匀，以防局部应力增大或产生弯曲变形。对于50MW～200MW 汽轮发电机转子锻件，其残余应力不允许大于相应强度级别材料屈服强度保证值的 10％。对于 300MW～ 600MW汽轮发电机转子锻件，其残余应力不允许大于 60MPa。对于 50MW～200MW汽轮发电机无磁 性护环锻件，其残余应力不允许大于相应强度级别材料屈服强度保证值的 20％。 4.5.1.4 汽轮发电机转子锻件用钢，应具有良好的导磁性能。对于 50MW～200MW 汽发电机无磁性护 环锻件，在磁场强度为 1.6×104A/m时，磁导率应不大于 13.8×10-7H/m。对于 300MW～600MW汽轮 发电机无磁性护环锻件，在磁场强度为 0.8×104A/m时，磁导率应不大于 13.2×10-7H/m。 4.5.1.5 有良好的抗腐蚀性能，以防发生应力腐蚀破坏。 4.5.2 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 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见附录 A中表 A4。 4.5.3 汽轮发电机转子和无磁性护环锻件的材质检验 4.5.3.1 汽轮发电机转子锻件的技术要求和质量检验应符合 JB/T1267或 JB/T7178的相应要求。 4.5.3.2 汽轮发电机无磁性护环锻件的技术要求和质量检验，应符合JB/T1268或JB/T 7030的相应要求。 4.5.3.3 进口汽轮发电机转子、无磁性护环锻件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。 4.5.3.4 汽轮发电机转子和无磁性护环锻件材质的检验项目及试验方法见表 4。 4.6 汽轮机叶片用金属材料 4.6.1 汽轮机叶片对金属材料的要求 4.6.1.1 具有较高的强度、塑性、韧性和热强性能。对于工作温度小于或等于 400℃的叶片，以室温和 瞬时高温力学性能为主；对于在 400℃以上区域工作的叶片，除室温力学性能外，还应具有较高的持久 强度、蠕变强度及持久塑性，且组织性能稳定性好，持久缺口敏感性低。 4.6.1.2 具有良好的减振性、耐蚀性，且抗腐蚀疲劳和抗腐蚀性热疲劳性能好，以防发生疲劳破坏。处 于湿蒸汽区工作的叶片宜采用耐蚀性好的不锈钢制造，或采用非不锈钢而予以适当的表面保护处理。 4.6.1.3 耐磨性能好。特别是承受水滴冲刷磨损的后几级叶片，要求材料耐磨性能好。 4.6.1.4 有良好的工艺性能。以利于大批量生产并降低成本。 4.6.2 汽轮机叶片常用钢钢号、特性及其主要应用范围 汽轮机叶片常用钢钢号、特性及其主要应用范围见附录 A中表 A5。 4.6.3 汽轮机叶片的材质检验 汽轮机叶片用钢的技术要求和质量检验应符合 GB/T 8732或订货合同要求。 GB/T8732标准对叶片材质检验的要求见表 5。 4.7 紧固件用金属材料 4.7.1 紧固件对金属材料的要求 4.7.1.1 火力发电厂用高温螺栓（碳钢工作温度超过 300℃～350℃，合金钢超过 350℃～400℃），应采 用抗松弛性能高的材料，以使螺栓在较低的初紧力下，在一个大修期内的压紧力不低于最小密封应力（一 — 9 — 般为 150MPa），从而可降低对材料屈服强度的要求，减少螺栓发生脆性断裂的危险。 4.7.1.2 高温螺栓用钢，应具有一定的持久强度和蠕变强度，蠕变脆化倾向及蠕变缺口敏感性小，且具 有良好的持久塑性。一般要求螺栓材料 8000h～10000h以上光滑试样的持久塑性应不小于 5％。 4.7.1.3 材料的组织性能稳定性好，回火脆性和热脆性倾向小。长期运行后，材料的 U形缺口试样冲击 韧性：对于调速汽门螺栓和采用扭矩法装卸的螺栓，应大于 58.8J/cm2；对于采用加热伸长装卸或用油 压拉伸器装卸的螺栓，应大于 29.4J/cm2。长期运行后螺栓的硬度值也应控制在相应的技术标准所要求 的范围内。 4.7.1.4 对于承受疲劳载荷的螺栓（如联轴器螺栓）材料，还应具有较高的抗疲劳和抗剪切的能力。在 汽缸内部工作的螺栓，由于受蒸汽和水的冲蚀，还应具有一定的抗蚀性。 为防止螺纹咬死和减少磨损，选材时，螺栓和螺母应采用不同钢号。螺母的工作条件较螺栓好，螺 母材料强度等级应比螺栓低一级（硬度低 20HB～50HB）；并且，原则上同一法兰的紧固件，应采用牌 号和强度等级相同的材料，否则应计算由不同线膨胀系数和不同抗松弛性能带来的影响。 4.7.2 紧固件常用钢钢号、特性及其最高使用温度 紧固件常用钢钢号、特性及其最高使用温度见附录 A中表 A6。 4.7.3 紧固件的材质检验 4.7.3.1 紧固件用钢应符合相应的国家或行业技术标准或订货合同要求。 4.7.3.2 火力发电厂高温紧固件的技术要求及使用前的质量检验应符合 DL/T 439的规定。 4.7.3.3 DL/T439对高温紧固件的检验要求见表 6。 4.8 汽轮机与锅炉铸钢件用金属材料 4.8.1 汽轮机与锅炉铸钢件对金属材料的要求 4.8.1.1 应具有良好的浇铸性能，即好的流动性及小的收缩性，为此，铸钢中碳、硅、锰的含量应比锻、 轧件高一些。 4.8.1.2 在高温及高应力下长期工作的铸钢件用钢，应具有较高的持久强度和塑性，并具有良好的组织 性能稳定性。 4.8.1.3 承受疲劳载荷作用的铸钢件（如汽轮机汽缸和蒸汽室）用钢，应具有良好的抗疲劳性能和较高 的冲击韧性。 4.8.1.4 承受高温蒸汽冲蚀与磨损的铸钢件用钢，应具有一定的抗氧化性能和耐磨性能。 4.8.1.5 需要焊接的铸钢应具有满意的可焊性。 选材时，主要依据铸钢件的工作温度和钢材的最高允许使用温度进行选用。存在于复杂形状铸件（如 汽缸）中的危害性铸造缺陷，必须彻底清除后，用补焊的方法修复。 4.8.2 铸钢件常用材料牌号、特性及其主要应用范围 铸钢件常用材料有碳素铸钢及铬钼和铬钼钒合金铸钢。碳素铸钢多用于介质温度小于 450℃、压力 为 4MPa～32MPa 的部件；合金铸钢多用于介质温度为 450℃～570℃的部件。铸件与锻件相比，铸件 多用于受力较小的部件。由于铸件内部不可避免地存在铸造缺陷，强度计算时，许用应力的安全系数要 适当放大。 汽轮机与锅炉铸钢件常用钢钢号、特性及其主要应用范围见附录 A中的表 A7。 4.8.3 铸钢件的材质检验 4.8.3.1 铸钢件所用钢材应符合相应的国家、行业技术标准或订货合同要求。 4.8.3.2 汽轮机铸钢件的技术要求和质量检验应符合 JB/T 10087的规定。 4.8.3.3 锅炉管道附件承压铸钢件的技术要求和质量检验，应符合 JB/T 9625的规定。 JB/T 10087和 JB/T 9625标准对铸钢件的检验要求见表 7。 4.9凝汽器用管材 4.9.1 凝汽器管材的选用 应综合考虑凝汽器的结构形式、安装工艺，所用冷却水水质及其变化情况，冷却水的流速，可能的腐蚀 形式，防腐措施，清洗方法和管材价格等因素，选用耐蚀性和传热性好、并具有合适的强度和塑性、能 — 10 — 满足加工工艺性能要求的材料。使之在采用一般维护措施的条件下，不出现管材的严重腐蚀和泄漏，使 用寿命能在 20年以上。 凝汽器管常用管材的选用应符合 DL/T 712的规定。 4.9.2 凝汽器常用管材牌号、特性及其主要应用范围 凝汽器常用管材牌号、特性及其主要应用范围见附录 A中表 A8。 4.9.3 凝汽器管的材质检验 4.9.3.1 凝汽器用黄铜管和白铜管的技术要求及质量检验应符合 GB/T 8890的规定。 4.9.3.2 凝汽器用钛合金管的技术要求及质量检验应符合 GB/T 3625和 GB/T 3620.1的规定。 4.9.3.3 凝汽器管材质的检验项目、取样数量及检验方法见表 8。 表 4 大型锻件材质的检验 检 验 项 目 汽轮机转子体 和主轴锻件 汽轮机主轴、转子 体和叶轮锻件 汽轮发电机 转子锻件 无磁性护 环锻件 项目名称 试验方法 JB/T 1265 JB/T 7027 JB/T 1266—93 JB/T 1267 JB/T 7178 JB/T 1268 JB/T 7030 化学成分分析 GB/T 223 √ √ √ √ √ √ 拉伸试验 GB/T 228 GB/T 4338 √ √ √ √ √ √ √ 冲击试验 GB/T 229 √ √ √ √ √ √ FATT50的测定 √ √ √ √ 持久强度试验 GB/T2039 √ √ 硬度试验 GB/T231 √ √ √ √ 酸洗检验 √ √ √ 磁粉检验 √ √ √ √ √ 超声波探伤 JB l582、JB l58l JB 4010 √ √ √ √ √ √ √ 渗透检验 √ √ 中心孔检验 窥膛仪及磁粉 √ √ √ √ 热稳定性试验 JB/T 9021 √ √ 夹杂物检验 GB/T 10561 √ √ 晶粒度检验 YB/T 5148 √ √ √ √ √ √ √ 残余应力测量 切环或环芯 电阻应变法 √ √ √ √ √ √ 磁性能测定 √ √ 磁导率测定 √ √ 应力腐蚀试验 √ 尺寸及表面 粗糙度检验 √ √ √ √ √ √ — 11 — 表 5 叶片材质检验（GB/T 8732） 检 验 项 目 取样数量 取 样 部 位 试 验 方 法 化学成分分析 l GB/ T 222 GB/T 223 低倍组织检验 2 相当于钢锭头部的钢材 GB/T 226 GB/T 1979 冲击试验 2 GB/T 229 拉伸试验 2 GB/T 228 试样硬度 2 任意 2支钢材上 GB/T2975 GB/T 231 发纹检验 2 非金属夹杂物检验 2 GB/T 10561 铁素体检验 2 任意 2支钢材上 放大 250倍检查 10个视场 交货状态硬度 3 任意 3根钢材上 GB/T 231 外形与尺寸检验 逐支 量具 表面质量检验 逐支 目视 表 6 高温紧固件使用前的材质的检验（DL/T 439） 检 验 项 目 检 验 方 法 检 验 数 量 成品硬度测量 GB/T231 螺纹直径≥M32的为 100％ 成品光谱检验 逐 根 超声波探伤 螺纹直径≥M32的为 100％ 微观组织检验 GB/T 1979 YB/T 5148 螺纹直径>M32的，酌情抽检 尺寸公差与表面质量 逐 根 表 7 铸钢件的材质检验 检 验 项 目 汽缸、蒸汽室、喷 嘴室、主汽阀、调 节阀、阀壳 隔板 管道附件 铸钢件 项目名称 取样数量 抽检方法 JB/T 10087 JB/T 9625 化学成分分析 逐炉 √ √ √ 拉伸试验 1个 GB/T228 √ √ √ 冲击试验 2个 管道附件铸钢件 3个 GB/T229 √ √ √ 磁粉探伤 全部表面 JB/T9630.1 √ 水压试验 JB/T9629 √ √ 射线探伤 连接焊缝 GB/T 3323 √ 外形和尺寸 宏观和量具 √ √ — 12 — 表 8 凝汽器管材的检验 检 验 项 目 项 目 名 称 取 样 数 量 检 验 方 法 钛管 GB/T 3625 GB/T 3620.1 黄铜管 GB/T 8890 白铜管 GB/T 8890 化学成分分析 每批 1个试样 钛管：GB/T 4698 GB/T 5121 √ √ √ 拉伸试验 GB/T228 GB/T6397 √ √ √ 压扁试验 GB/T246 √ √ √ 扩口试验 GB/T 242 √ √ √ 晶粒度检验 每批 2根 每根 1个试样 YS/T 347 √ √ 水压试验 每批 2根 GB/T 241 √ √ √ 超声波探伤 或涡流探伤 逐根 GB/T 12969.1 GB/T 12969.2 √ 尺寸公差 逐根 量具 √ √ √ 表面质量 逐根 目视 √ √ √ 内应力测量 每批 2根 每根 1个试样 GB 8000 √ 涡流探伤 逐根 GB 5248 √ 4.10 压力容器用金属材料 4.10.1 压力容器对金属材料的要求 4.10.1.1 具有合格的室温强度和良好塑性配合，屈强比适宜，并具有高的抗时效能力。 4.10.1.2 具有良好的韧性。对于 20R、16MnR以及 15MnVR钢板，其室温横向（夏比 V形缺口试样） 冲击功应不小于 31J，而对于强度较高的 15MnVNR以及 18MnMoNbR钢板，其冲击功应不低于 34J。 此外，应选用材料的脆性转变温度（FATT50）和无塑性转变温度（NDT）比较低的钢材。 4.10.1.3 对于承受腐蚀介质作用的容器，应根据使用环境和受力状态，选用耐腐蚀性好的材料。 4.10.1.4 为适应冷、热加工和焊接工艺要求，应选用具有良好的冷、热加工性能和焊接性能的材料。 4.10.2 压力容器用钢板的材质检验 压力容器用钢板的技术要求和质量检验应符合 GB 6654的规定，检验项目和试验方法见表 9 表 9 压力容器用钢板的材质检验（GB 6654） 检 验 项 目 取 样 数 量 取 样 方 法 试 验 方 法 化学成分分析 1个(每炉罐号) GB/T222 GB/T223 拉伸试验 1个 GB/T228 冷弯试验 1个 GB/T232 室温冲击试验 3个 GB/T229 低温冲击试验 3个 GB/T229 高温拉伸试验 1个(每炉罐号) GB/T2975 GB/T 4338 超声波探伤 按协议 GB/T2975 — 13 — 附录 A（提示的附录） 电站常用钢钢号、特性及主要应用范围 表 A1 蒸汽管道、集箱和锅炉受热面钢管常用钢钢号、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 20(20G) GB/T699—88 GB 5310—95 该钢具有良好的工艺性能，在 530℃以下具 有满意的抗氧化性能，但在 470℃～480℃高温 下长期运行过程中，会发生珠光体球化和石墨 化。当 HB=137～174时，相对加工性为 65％。 该钢无回火脆性 壁温≤425℃的蒸 汽管道、集箱； 壁温≤450℃的受 热面管子及省煤器 管等 CT20(ГOCT)、S20C(JIS) 1020(SAE，AISl) C22、CK22(DIN) XCl8(NF)、N2024(CSN) St45.8/Ⅲ(DIN) 15MoG (15Mo3、16Mo) GB 5310—95 是成分最简单的低合金热强钢，其热强性和 腐蚀稳定性优于碳素钢，而工艺性能仍与碳素 钢大致相同。存在的主要问题是，在 500℃～ 550℃长期运行时有产生珠光体球化和石墨化 倾向，随其发展会导致钢的蠕变强度和持久强 度降低，甚至会导致钢管的脆性断裂。焊接性 能良好，焊前需预热，焊后需热处理 壁温≤500℃的蒸 汽管道； 壁温≤530℃的过 热器管 16M(ЧМТУ) STBAl2、STPAl2(JIS) A209-T1(ASTM) A335-P1(ASTM) 15Mo3(DIN) 15020(CSN) 12CrMoG GB 5310—95 属低合金耐热钢，在 480℃～540℃下具有足 够的热强性和组织稳定性，综合性能良好，无 热脆性现象 壁温≤510℃的蒸 汽管道； 壁温≤540℃的受 热面管子 12MX(ГOCTГОСТ) T2、P2(ASME、ASTM) 12CrMo195(德国) 15CD2(法国) 15CrMoG GB 5310—95 该钢正火后的组织为铁素体、贝氏体和部分 马氏体，正火、回火后的组织为铁素体、贝氏 体和回火马氏体，其冷加工性能和焊接性能良 好，无石墨化倾向。在 520℃以下，具有较高 的持久强度和良好的抗氧化性能，但超过 550 ℃以后，蠕变极限将显著降低。长期在 500℃～ 550℃运行，会发生珠光体球化，使强度下降 壁温≤510℃的蒸 汽管道、集箱； 壁温≤540℃的受 热面管子 15XM(ЧМТУ) 13CrMo44(DIN) T12、P12(ASME、ASTM) STBA22、STPA22(JIS) 15121(CSN) 12CrMoV GB/T 3077—88 在铬钼钢中加入少量的钒，从而可阻止钢在 高温下长期使用过程中合金元素钼向碳化物 中的转移，提高钢的组织稳定性和热强性。与 12CrlMoV 钢相比，钢中的含铬量较低，但在 550℃以下，对力学性能和热强性能影响不大， 而在高于 550℃时，其性能低于 12CrlMoV钢 壁温≤540℃的蒸 汽管道； 壁温≤570℃的过 热器管等 12XMФ(ГOCT 4543) 15123.9(CSN) 15128(CSN) 14MoV63(DINl7175) ˇ ˇ ˇ ˇ ˇ — 14 — 表 A1（续） 钢号与技术条件 特 性 主要应用范围 类 似 钢 号 12Cr1MoV GB 5310—95 该钢属珠光体热强钢。由于钢中加入了少量的 钒，可以降低合金元素（如钼、铬）由铁素体 向碳化物中转移的速度，弥散分布的钒的碳化 物可以强化铁素体基体。该钢在 580℃时仍具 有高的热强性和抗氧化性能，并具有很高的持 久塑性。工艺性能和焊接性能较好，但对热处 理规范的敏感性较大，常出现冲击韧性不均匀 现象。在 500℃～700℃回火时，具有回火脆性 现象；长期在高温下运行，会出现珠光体球化 以及合金元素向碳化物转移，使热强性能下 降。 壁温≤570℃的受热面 管子； 壁温≤555℃的集箱和 蒸汽管道等 12XIMФ（ΓOCT） 13CrMoV42（DIN） 15225（ C ( SN） 12Cr1MoV（曼内斯曼钢 厂） 15CrlMolV (15X1M1Ф) 前苏联钢号。与 12CrlMoV钢相比，含钼量 有所提高，故热强性能稍高，在 450℃～ 550℃，其持久强度比 12CrlMoV 钢 高 19.6MPa，570℃时高 9.8MPa，但持久塑性稍 低于 12CrlMoV钢。该钢在 570℃以下长期使 用时，组织稳定，且具有良好的抗氧化性能。 焊接性能与 12CrlMoV钢相当。存在的问题是 有些炉号的冲击值低于标准要求，且钢中含有 0.013％～0.08％的残铝对钢的热强性能会有 不利影响 壁温≤580℃的蒸汽管 道和集箱 A405-61T(ASTM) 12Cr2MoG GB 5310—95 该钢正火后的组织为贝氏体加少量的马氏 体，有时有少量铁素体。长期在高温下运行， 将会出现碳化物从铁素体基体中析出并聚集 长大现象。500℃的蠕变试验结果表明，在蠕 变第一阶段结束时，总伸长率约为 0.2％；550 ℃及其以上温度，总伸长率约为 1％～2％；钢 的持久塑性比较好 壁温≤580℃的过热 器管、再热器管； 壁温≤570℃的蒸汽 管道、集箱 10CrMo910(BQB、DIN) STBA24、STPA24(JIS) T22 、 P22(ASME 、 ASTM) HT8(SANDVIK) 12Cr2MoWVTiB (钢 102) GB 5310—95 属贝氏体低合金热强钢。经正火加回火处理 后的组织为贝氏体，具有良好的综合力学性 能、工艺性能和相当高的持久强度，抗氧化性 能较好；组织稳定性好，于 620℃经 5000h 时 效后，力学性能无明显变化。用于代替高合金 奥氏体铬镍钢 壁温≤600℃的过热 器管和再热器管 12X2MФ CP(TYl4-460-75) 12Cr3MoVSiTiB (П-11) GB 5310—95 属贝氏体热强钢。在 600℃有足够高的持久 强度和抗氧化性能，无热脆倾向，组织稳定性 好。回火后冷却速度对钢的性能无明显影响， 但回火温度超过 710℃以后，持久强度将明显 下降。为保证该钢有较好的高温性能，回火温 度不宜过高。该钢工艺性能稍差 壁温≤600℃的过热 器管和再热器管 — 15 — 表 A1（续） 钢号与技术条件 特 性 主要应用范围 类 似 钢 号 15NiCuMoNb5 (WB36) 15NiCuMoNb5(WB36)为德国梯生钢厂、曼 内斯曼钢厂和日本住友金属株式会社生产的 Ni-Cu-Mo低合金钢。由于钢中含有 Cu，因此 提高了钢的抗腐蚀性能。该钢具有较高的强 度，室温抗拉强度可达 610MPa以上，屈服强 度≥440MPa，比 20号钢高 40％，用于锅炉给 水管道，可使管壁厚度减薄，从而有利于加工、 制造、安装和运行。通常含 Cu钢具有红脆性， 但由于该钢中加入了较多的 Ni，从而消除了红 脆性。该钢的焊接性能良好，但不适合冷成形 加工 壁温≤500℃的大口径 (76～660mm)锅炉用厚 壁钢管、集箱、锅筒、 压力容器等 X20CrMoVl21 (F12) 属 12％铬型马氏体热强钢，具有良好的耐热 性能，在空气和蒸汽中抗氧化能力可达 700℃， 但工艺性能较差，在锻造轧制和焊接 时易产生裂纹。钢的热强性能低于钢 102和Π -11钢 壁温 540℃～560℃的 集箱和蒸汽管道，以及 壁温达 610℃的过热器 管和壁温达 650℃的再 热器管 HT9(SANDVIK) 1X12B2MФ(ГOCT) 2X12MФBP(ГOCT) X20CrMoWV121(DIN) 10Cr5MoWVTiB (G106) 属中铬贝氏体钢。具有良好的抗氧化性能、 耐腐蚀性和组织稳定性。热强性能较高，且工 艺性能良好 壁温为 630℃～650℃ 的再热器管 STBA25(JIS) T5、T5C(ASME) 1Cr9Mol 属马氏体型耐热钢。由于钢中含铬量较高， 因此抗氧化和抗腐蚀性能优于低合金钢，但钢 的热强性能低于 2.25Cr-1Mo、12CrlMoV 钢 等。焊接性能差，且有空淬现象 壁温≤650℃的再热 器管 T9、P9(ASME) STBA26、STPA26(JIS) X12CrMo91(德国) HT7(SANDVIK) 1Cr9Mo2 (HCM9M) HCM9M 是 9Cr-2Mo 型铁素体钢，是日本 三菱重工和住友金属株式会社联合研制的。该 钢具有高的抗氧化和抗高温蒸汽腐蚀性能，并 具有更高的热强性和组织稳定性 壁温≤620℃的亚临 界、超临界锅炉过热器 管、再热器管、集箱和 导汽管 10Cr9MolVNb (T91、P91) GB 5310—95 是美国在 9Cr-1Mo 钢基础上添加微量 V、 Nb，调整 Si、Ni和 Al添加量后形成的超 9Cr 钢。该钢的高温强度优异，在 550℃以上，其 设计许用应力为 T9和 2.25Cr-l