加工工艺对1000MW级核电发电机转子铜排组织和性能的研究

摘要

为国产化制造我国单机容量最大的百万千瓦等级核电发电机用转子异型铜排,本文从研究核电发电机设计和寿命需求出发,选择导电性能好,具有高抗蠕变性能的银铜为材料对象,对既有的铜排加工工艺上引法和水封挤压工艺进行比较,确定采用水封挤压法成功试制铜排坯料,避免了上引法制造铜排坯料可能引起的铜排内部分层、空洞等缺陷问题,通过挤压得到坯料型材,消除了铜材的铸态组织,使铜材组织更致密,并确定采用了三次拉伸二次退火的异型排拉制工艺。
　　本文围绕水封挤压加工工艺过程中不同阶段铜排试样不同部位晶粒尺寸、均匀性的变化规律,以及不同挤制温度对晶粒大小的影响进行了研究。同时,分析了铜排试样中的含氧量,测定了铜排的抗拉强度、加工率、导电率、氢脆等性能,用以确保其符合核电材料设计指标要求,具有良好的可靠性。使一定挤制温度、形模形状、加工率及制造过程中晶粒大小的演变过程得以控制,最终确定能够确保均匀晶粒度水平的合适加工工艺参数。使得材料的制造分散性得以控制,并确定工艺引起的晶粒尺寸变化对铜排性能无影响。
　　最终获得的工艺参数运用在水封挤压铜排制造上,试验表明材料性能稳定,已成功运用到1100MW核电发电机上,同时也为更高等级的核电发电机铜排的制造奠定了基础。

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第一章 绪 论

1.1汽轮发电机的设计要素及设计过程

1.2发电机转子的结构设计

1.3转子绕组

1.4转子铜排目前的研究现状

1.5铜加工技术

1.6转子铜排加工特点及工艺比较

1.7晶粒度与材料性能的关系

1.8本课题有待解决的问题

第二章 试验研究

2.1试验设计

2.2晶粒度试验

2.3氧含量试验

2.4抗拉强度试验

2.5导电率试验

2.6氢脆试验

2.7本章小结

第三章 试验结果及分析

3.1晶粒度试验结果及分析

3.2氧含量试验结果及分析讨论

3.3抗拉试验结果及分析讨论

3.4导电率试验结果及分析讨论

3.5氢脆试验结果及分析讨论

3.6本章小结

第四章 产品应用及展望

第五章 结论

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的学术论文