我國于1993年制定出JB/T 7029-1993《50MW以下汽輪發(fā)電機無磁性護環(huán)鍛件技術條件》、JB/T 1268-1993《50~200MW汽輪發(fā)電機無磁性護環(huán)鍛件技術條件》和JB/T 7030-1993《300~600MW汽輪發(fā)電機無磁性護環(huán)鍛件技術條件》系列標準。JB/T 7029-1993納入3個鋼號 50Mn18Cr5、50Mn18Cr5N、50Mn18Cr4WN,各鋼號的鍛件按其強度要求,分為3個級別。JB/T 1268-1993納入4個鋼號,除上述3個鋼號外還納入了1Mn18Cr18N鋼,各鋼號的鍛件按其強度要求分為5個級別。JB/T 7030-1993只納入1個鋼號1Mn18Cr18N,其鍛件按強度要求分為3個級別。
2004年和2002年對上述3個標準分別進行了修訂,成分和強度要求略有調整。2014年將上述3個標準重新組合,將前2個標準中共有的3個鋼號50Mn18Cr5、50Mn18Cr5N、50Mn18Cr4WN納入JB/T 1268-2014《汽輪發(fā)電機Mn18Cr5系無磁性護環(huán)鍛件 技術條件》,而將后2個標準中共有的1Mn18Cr18N鋼更名為Mn18Cr18N,頒布了JB/T 7030-2014《汽輪發(fā)電機Mn18Cr18N無磁性護環(huán)鍛件技術條件》。Mn18Cr18N鋼的化學成分是參考P900鋼制定的。
表9.74為無磁性護環(huán)用Mn18Cr5系鍛件用鋼的牌號和化學成分。表9.75為Mn18Cr5系鍛件用鋼的強度級別。
表9.76和表9.77分別為Mn18Cr18N鋼的化學成分和力學性能。
JB/T 1268-2014規(guī)定,鍛件用鋼應采用電爐加爐外精煉方法冶煉。鍛件應在熱成形后和變形強化前進行固溶處理。變形強化后鍛件應以不超過40℃/h的速率加熱到320~350℃保溫10~12h,然后以不超過40℃/h的速率緩冷至100℃以下出爐,以消除殘余應力。鍛件的殘余應力值不得超過規(guī)定的Rp0.2下限的10%。鍛件在制造過程中不得焊接。鍛件的晶粒度應為GB/T 6394-2017規(guī)定的2級或更細。在磁場強度為100Oe(1Oe=79.58A/m)時,鍛件的相對磁導率μr應不大于1.05。
這類鋼國內外主要用于制作汽輪發(fā)電機無磁性護環(huán)鍛件,還可用于制作電子工業(yè)中的無磁模具、在700~800℃工作的熱作模具、無磁的冷作模具等。20世紀70年代后期以來,世界各地相繼出現(xiàn)這類材料制作的護環(huán)發(fā)生應力腐蝕開裂的事故,這是由于這類材料對潮濕空氣非常敏感,其抗腐蝕的能力較差。在20世紀70年代后期,德國和美國開發(fā)出Mn18Cr18N鋼,極大地提高了抗應力腐蝕的能力,現(xiàn)已為各國普遍采用。
JB/T 7030-2014規(guī)定Mn18Cr18N鍛件用鋼應用電爐加電渣重熔爐冶煉。鍛件應在熱成形后和變形強化前進行固溶處理,固溶處理溫度為1050~1060℃,采用水冷以防碳化物析出。固溶處理后進行粗加工。鍛件的晶粒度應為GB/T6394-2017規(guī)定的2級或更細。變形強化應在室溫或稍高于室溫下采用適當?shù)膹娀椒?,如楔塊擴孔、液壓脹形方法等。
變形強化后應進行消除應力處理。消除應力的退火工藝應以不大于40℃/h的速率加熱到340~360℃,在此溫度保持10~12h,然后以不大于40℃/h的速率冷卻,以保證尺寸的穩(wěn)定性。鍛件殘余應力不應超過表9.77規(guī)定的屈服強度下限的10%。在磁場強度為100Oe時,鍛件的相對磁導率μ應不大于1.05。