本發(fā)明涉及反應(yīng)堆壓力容器筒形鍛件制造生產(chǎn)，具體而言，涉及一種反應(yīng)堆壓力容器筒形鍛件的取樣方法。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)前國際上又進入了新一輪的核電發(fā)展時期，許多國家都在積極準備建設(shè)新的核電機組，然而全世界的核島大型鑄鍛件的生產(chǎn)能力卻十分有限，制造技術(shù)主要控制在少數(shù)幾個制造廠中，這已經(jīng)不能滿足全世界核電發(fā)展的需要。結(jié)合我們國家發(fā)展核電和核電設(shè)備國產(chǎn)化的政策，實現(xiàn)我國核電發(fā)展規(guī)劃目標，必須實現(xiàn)反應(yīng)堆壓力容器筒形鍛件國產(chǎn)化。要真正實現(xiàn)筒形鍛件的國產(chǎn)化，在保證質(zhì)量的條件下實現(xiàn)批量化生產(chǎn)，不僅需要制造廠在制造技術(shù)上進行創(chuàng)新，還需要成功完成核島大型鑄鍛件制造工藝的技術(shù)評定，當(dāng)然也必須進行反應(yīng)堆壓力容器筒形鍛件的工藝評定工作。

2、相關(guān)的核電規(guī)范rcc-m(《壓水堆核島機械設(shè)備設(shè)計和建造規(guī)則》的簡稱)中只有評定的要求，而并沒有具體的評定方案和評定規(guī)范。評定本身是一項綜合性的多學(xué)科核電通用技術(shù)，也是核電自主化的核心技術(shù)之一。它涉及到制造工藝技術(shù)、金屬材料、理化檢驗、無損檢驗、設(shè)計分析、斷裂力學(xué)、壽命管理以及工程管理等很多學(xué)科，通過設(shè)備制造工藝評定，以驗證制造商的制造能力和管理能力，以及制造商所制造的這些部件或制品的整體和內(nèi)在質(zhì)量滿足設(shè)計和核安全的要求，保證制造質(zhì)量的可重復(fù)性，有效地減少檢驗項目，降低制造成本和縮短制造周期，從而為制造商批量制造核島重要部件提供有力條件。

3、反應(yīng)堆壓力容器筒形鍛件長期處于高溫高壓環(huán)境中，要求容器具有較高強度，筒形鍛件質(zhì)量的好壞直接決定壓力容器能否達標。因而對其內(nèi)在質(zhì)量的要求和檢驗非常嚴格，除了化學(xué)成分、機械性能、金相組織、晶粒度、夾雜物等檢驗外，還要按采購規(guī)范的要求進行超聲波探傷等無損檢驗，單個缺陷和密集缺陷均不能超出規(guī)定的范圍，以保證鍛件的整體質(zhì)量。因此，能夠全面有效地評價反應(yīng)堆壓力容器筒形鍛件工藝評定階段的各項技術(shù)指標是非常有必要的。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種反應(yīng)堆壓力容器筒形鍛件的取樣方法，其取樣點覆蓋了鍛件的典型區(qū)域，能夠全面有效地評價反應(yīng)堆壓力容器筒形鍛件工藝評定階段的各項技術(shù)指標，同時能夠驗證筒形鍛件制造工藝的合理性和可行性。

2、為了評估筒形鍛件的力學(xué)性能，如強度、韌性和硬度等，需要在特定位置切取試樣。這些位置包括筒形鍛件的高應(yīng)力部位、變形最小的部位以及靠近筒形鍛件冒口一端的部位。通過這些位置的測試，可以全面了解筒形鍛件在不同條件下的力學(xué)性能表現(xiàn)，從而評估其是否滿足設(shè)計要求和使用條件。

3、對于筒形鍛件流線要求的部分，取樣位置的選擇尤為重要。筒形鍛件流線是鍛造過程中金屬晶粒沿變形方向拉長形成，它對于筒形鍛件的機械性能有重要影響。因此，在有流線要求的部分進行取樣，可以評估筒形鍛件的結(jié)構(gòu)完整性和機械性能。

4、在低倍組織檢驗中，取樣位置選擇在筒形鍛件流線有要求處或最能反映金屬合理流向的斷面上，以及橫向低倍試片應(yīng)盡可能取在最大截面處。高倍組織的檢測則側(cè)重于微觀結(jié)構(gòu)的分析，取樣位置通常在筒形鍛件的最大截面處或高應(yīng)力部位，以便于分析非金屬夾雜、晶粒度等微觀特征。

5、此外，由于鍛造過程中筒形鍛件表面與模具接觸，在二者相對運動過程中有很大的摩擦，使局部溫度過高，導(dǎo)致鍛坯表面有一定程度的組織損傷(晶粒粗大、毛邊裂紋等)。另外，在熱處理過程中，筒形鍛件表面因為局部溫度過高會形成一層淺表層過燒組織，該組織可以成為裂紋源，導(dǎo)致筒形鍛件性能下降。因此，貼近筒形鍛件表面位置試料性能較差，不宜作為評定試料來評估筒形鍛件的真實性能。但是，由于筒形鍛件表面位置試料性能與筒形鍛件整體質(zhì)量相關(guān)，目前通常是在表面取樣后又在內(nèi)部進行取樣，步驟繁瑣，取樣成本高。

6、因此，本發(fā)明提出一種反應(yīng)堆壓力容器筒形鍛件的取樣方法，包括以下步驟：

7、s1、在筒形鍛件水口端取樣：

8、s11、先在水口端距內(nèi)表面1/4壁厚位置、1/2壁厚位置、3/4壁厚位置依次切取第一試料環(huán)、第二試料環(huán)、第三試料環(huán)，三個試料環(huán)的厚度均為40mm；

9、s12、在第一試料環(huán)、第二試料環(huán)和第三試料環(huán)上沿周向分段切取多個試料，每個試料環(huán)的圓心與鍛件水口端的端面中心重合；

10、s2、在筒形鍛件冒口端取樣：

11、s21、先在冒口端距內(nèi)表面1/4壁厚位置、1/2壁厚位置、3/4壁厚位置依次切取第四試料環(huán)、第五試料環(huán)、第六試料環(huán)，三個試料環(huán)的厚度均為40mm，第四試料環(huán)的內(nèi)徑與鍛件的內(nèi)徑的距離為80mm，第四試料環(huán)、第五試料環(huán)與第六試料環(huán)之間的距離均為100mm；

12、s21、沿第四試料環(huán)、第五試料環(huán)與第六試料環(huán)的厚度方向均勻間隔的分三層切取多個試料，且每層均沿周向切取多個試料，每個試料環(huán)的圓心與鍛件冒口端的端面中心重合。

13、水口端位于鋼錠的最下邊，即錠尾部分，是鋼錠澆注時的入口，因此該區(qū)域首先凝固，質(zhì)量相對較好。在鍛造過程中，水口端被切除的比例較小，甚至可以直接被鐓下去，以提高成材率。但是，水口端偏析嚴重。本發(fā)明通過在不同壁厚位置進行周向分層取樣，多層試料可以完整反映水口端的性能，以便為筒形鍛件整體質(zhì)量評定提供依據(jù)。

14、冒口端位于鋼錠的最上邊，是專門設(shè)置的儲存金屬液的空腔，用于補償鑄件形成過程中可能產(chǎn)生的收縮所需的金屬液，起到防止縮孔、縮松、排氣和集渣的作用。由于冒口區(qū)域最后凝固，因此該區(qū)域的質(zhì)量相對較差，含有較多的雜質(zhì)和缺陷，如氣泡、縮孔等，疏松區(qū)嚴重。本發(fā)明通過限定試料環(huán)厚度、距離以及大小，可以讓切取的試料覆蓋冒口端的整個區(qū)域(包括周向、軸向)，能更全面體現(xiàn)冒口端的力學(xué)及理化性能，以便為筒形鍛件整體質(zhì)量評定提供依據(jù)。

15、進一步的，帶開孔的筒形鍛件在開孔位置距內(nèi)表面1/4壁厚位置、1/2壁厚位置、3/4壁厚位置切取第七試料環(huán)、第八試料環(huán)和第九試料環(huán)進行取樣。

16、其中，第七試料環(huán)、第八試料環(huán)和第九試料環(huán)均沿周向取至少兩個試料，兩個試料的間隔距離為40-80mm。

17、切取的試料在htmp態(tài)及htmp+ssrht下進行性能試驗，htmp態(tài)至少有2個試料用于拉伸試驗、至少18個試料用于沖擊試驗、至少24個試料用于kv-t曲線試驗、至少1個試料用于化學(xué)成分分析、至少1個試料用于測定非金屬夾雜物、至少1個試料用于測定晶粒度；htmp+ssrht態(tài)至少有2個試料用于沖擊試驗、至少6個試料用于沖擊試驗、至少24個試料用于kv-t曲線試驗、至少8個試料用于落錘試驗、至少1個試料用于化學(xué)成分分析、至少1個試料用于測定非金屬夾雜物、至少1個試料用于測定晶粒度。

18、拉伸試料尺寸為φ10mm×50mm，沖擊試料尺寸為10mm×10mm×55mm，落錘試料尺寸為80mm×10mm×4mm，化學(xué)成分分析和非金屬夾雜物的試料塊尺寸為25mm×25mm×30mm，晶粒度的試料塊尺寸為25mm×25×30mm。

19、通過在水口端、冒口端以及開孔位置的限定厚度處分層切取試料，可以確保試料的取樣位置在筒形鍛件變形良好區(qū)域，同時在鍛坯幾何中心，覆蓋筒形鍛件的周向、周向及徑向多個方位，能夠真實反映最終筒形鍛件的性能。通過對試料尺寸進行限定，讓拉伸、沖擊、落錘以及kv-t曲線試驗過程中可以避開微小缺陷(夾雜、渦流等)的機會就越小，可以采集到更多筒形鍛件本體材料組織；化學(xué)成分分析、非金屬夾雜物和晶粒度檢測中可以防止遺漏掉微小缺陷，采集到更準確的鍛件本體材料組織，從而讓性能檢驗?zāi)芨嬲鎸嵎从惩残五懠男阅?。對試料?shù)量進行限定，可以有效克服試料數(shù)量少造成的筒形鍛件質(zhì)量評定判斷不準的情況，可以避免試料數(shù)量多導(dǎo)致的人力、材料和時間的浪費的問題。其中，第七試料環(huán)、第八試料環(huán)與第九試料環(huán)的圓心位于開孔的軸線上。

20、進一步的，筒形鍛件包括堆芯段筒體、下封頭過渡段和接管段筒體。其中，堆芯段筒體試料在htmp態(tài)至少48個試料用于kv-t曲線試驗，在htmp+ssrht態(tài)至少12個試料用于沖擊試驗、至少48個用于kv-t曲線試驗。

21、本發(fā)明的技術(shù)方案至少具有如下優(yōu)點和有益效果：

22、本發(fā)明中，針對反應(yīng)堆壓力容器的低合金鋼筒形鍛件開展的綜合技術(shù)評定，該評定覆蓋了鍛件制造的整個工藝流程，能夠全面有效地評價反應(yīng)堆壓力容器筒形鍛件工藝評定階段的各項技術(shù)指標，形成一套完整規(guī)范的綜合取樣方法，能夠驗證筒形鍛件制造工藝的合理性和可行性。