1. 产品基础介绍
1.1 产品用途
磁轭钢用于水轮发电机转子磁轭部分，是水轮发电机结构中的核心部件之一。其主要作用包括：
- 产生转动惯量
- 挂装磁极
- 作为磁路的重要组成部分
大型水电工程用水轮发电机转子磁轭钢，需具备高强度、高精度及高磁通密度特性；屈服强度800MPa及以上级别产品采用热处理工艺生产。
1.2 转子磁轭示意图
1.3 转子磁轭实物图
1.4 牌号命名方法
以“WDER800”为例，各字母/数字含义如下：
- W：代表武钢有限
- D：代表热轧（Hot-Rolled）
- E：代表磁轭用钢板
- R：代表热处理工艺
- 800：代表材料屈服强度最低值（单位：MPa）
1.5 可供规格范围
| 成品厚度（mm） | 成品宽度（mm） | 成品长度（mm） | 交货状态 |
|---|---|---|---|
| 3.0 - 20.0 | 900 - 2100 | 2000 - 15000 | 离线淬火+回火（Q+T） |
1.6 力学性能
| 牌号 | 下屈服强度 ReL（MPa）≥ | 抗拉强度 Rm（MPa）≥ | 断后伸长率 A（%）≥ | 90°弯曲试验（D=5a） | 磁通密度 B50（T）≥ | 磁通密度 B100（T）≥ | 磁通密度 B200（T）≥ | 磁通密度 B300（T）≥ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| WDER800 | 800 | 850 | 10 | 完好 | 1.46 | 1.73 | 1.90 | 1.93 |
| WDER900 | 900 | 950 | 9 | 完好 | 1.46 | 1.73 | 1.90 | 1.93 |
| WDER1000 | 1000 | 1050 | 8 | 完好 | 1.46 | 1.73 | 1.90 | 1.93 |
| WDER1100 | 1100 | 1130 | 7 | 完好 | 1.46 | 1.73 | 1.90 | 1.93 |
1.7 应用案例
超高强度磁轭钢计划用于扎拉、雅鲁藏布江大拐弯等高容量、高转速水电站项目。
2. 包装与标识
2.1 卷包装
| 图示 | 适用范围 | 代码 |
|---|---|---|
| 图1 | 适用于普通包装的热轧钢带 | 默认空白 |
| 图2 | 适用于特殊包装的热轧钢带（经供需双方协商，可在钢卷尾部安装夹具） | 51、57 |
| 图3 | 适用于特殊包装的热轧钢带（经供需双方协商，可采用防锈纸包裹） | 2 |
图1说明：1-锁扣 2-捆带；图2说明：1-护角 2-锁扣 3-钢带 4-带尾 5-夹具；图3说明：1-钢带 2-防锈纸（内芯+外周）3-外周包板 4-捆带 5-锁扣 6-铁外护角 7-端部圆护板 8-内周护板 9-铁内护角
2.2 板包装
| 图示 | 适用范围 | 代码 |
|---|---|---|
| 图4 | 适用于普通包装要求的钢板 | 默认空白 |
| 图5 | 适用于特殊包装（盒式包装）要求的钢板 | 71 |
| 图6 | 适用于特殊包装（简易盒式包装）要求的钢板 | 73 |
图4说明：1-护角 2-锁扣 3-捆带；图5说明：1-垫木或托架 2-锁扣 3-钢板 4-捆带 5-上盖板 6-侧护板 7-防锈纸；图6说明：1-捆带 2-防锈纸 3-钢板 4-塑料薄膜
2.3 标签要求
钢卷标签
钢卷内圈两侧距钢带边部≥30mm处，各贴成品标签一张；对特殊用户要求，可内外圈各贴一张标签（标签样张见图）。
钢板标签
距钢板长度方向端部200~400mm且紧贴钢板边部，粘贴一张成品标签；同时在靠近该标签的一根捆带上，再捆扎一张成品标签（标签样张见图）。
2.4 喷印要求
| 图示 | 适用范围 | 代码 |
|---|---|---|
| 图9 | 热处理钢板全版喷印（全板每隔3-4米喷印4行） | 500 |
| 图10 | 热处理钢板局部喷印（仅在角部喷印4行） | 600 |
| - | 横切板，无特殊要求 | 000 |
| - | 横切板，不喷印 | 900 |
3. 钢材使用技术指南
3.1 选材原则
选用磁轭钢需综合考虑两大因素：
- 可加工性：加工时希望材料强度低、延伸率好，便于切割、冲压、成形。
- 使用性能：使用时希望材料强度高、冲击性能好，能承受苛刻使用条件。
- 焊接需求：若加工过程需焊接，需额外评估材料的焊接性能。
3.2 关键力学性能指标说明
| 性能指标 | 定义 | 测试方法 |
|---|---|---|
| 屈服强度（ReL） | 材料开始产生塑性变形时的应力；屈服前变形为弹性，应力去除后恢复原状；超过屈服点后产生永久变形。 | 拉伸试验 |
| 抗拉强度（Rm） | 试样拉伸时，拉断前承受的最大应力值；通常对应缩颈时的应力。 | 拉伸试验 |
| 断后伸长率（A） | 试样拉断后，标距部分增加长度与原标距长度的百分比；数值越大，材料成形性能越好。 | 拉伸试验 |
| 冲击功 | 冲击试验中，试样折断时吸收的功（单位：J）；反映材料对冲击负荷的抵抗能力。 | 夏比V型冲击试验 |
3.3 运输及仓储要求
- 吊装：使用专门吊具；避免仅用钢丝绳，防止滑动危险及钢材压伤、划伤。
- 堆垛：钢卷下铺橡胶板等保护材料；钢板堆垛用等高垫木，间距均匀，确保重量分布平衡。
- 存储：优先室内存放；室外存放需覆盖雨布；室内需监控温湿度，避免“结露”现象。
3.4 开卷与剪切
开卷操作
- 操作人员不得站在钢卷正面，防止钢带弹出伤人（尤其高强度钢材）。
- 使用带张力系统的开卷机，避免钢卷表面划伤。
剪切操作
- 选择合适设备，圆盘剪需具备足够硬度，避免磨损影响切边质量。
- 正常钢材断面应包含明显的光亮带和剪切带。
3.5 重取样要求
若对钢材性能存疑，可联络服务人员进行重取样检验，取样要求如下：
- 取样位置：钢板/钢带宽度的1/4处；卷状产品需避开头部效应区域。
- 样品规格：450mm×450mm，表面需标记钢材轧制方向。
3.6 焊接技术
3.6.1 焊缝布置与接头设计
- 减少焊缝数量和尺寸，焊缝位置便于焊接操作及焊后检测。
- 焊缝避开高应力区（如承载位置），宜对称于构件截面中性轴（尤其动载结构）；接头宜与应力方向平行。
- 避免焊缝交叉、密集排布；必要时采用过焊孔或缩短焊缝长度，防止焊缝交汇。
- 采用对称焊等合理焊接顺序，降低残余应力和变形。
- 按板厚设计坡口，间隙不超过3mm；角焊缝表面圆滑过渡，转角处连续包角焊，起弧/熄弧点距焊缝端≥50mm，填满弧坑。
3.6.2 焊接方法与材料选用
| 类别 | 具体要求 |
|---|---|
| 焊接方法 | 可采用气体保护焊、手工焊、埋弧焊、激光复合焊；优先选择低氢焊接方法，降低冷裂纹风险。 |
| 焊材匹配原则 | 1. 等强匹配：用于承载焊缝（高应力环境）； 2. 低强/稍低强匹配：用于联系焊缝（低应力环境）； 3. 超高强度钢/耐磨钢/防护钢：可根据场景选择低强匹配焊材。 |
| 低氢焊材要求 | 1. 熔敷金属含氢量≤5ml/100g； 2. 焊剂/焊条需按规定存储、烘焙； 3. 可选用低合金焊材或奥氏体不锈钢焊材（防冷裂）； 4. 焊材碳当量越低、熔敷金属塑韧性越高越优。 |
| 焊材存储 | 1. 场所通风良好，温度5℃-50℃，相对湿度≤60%； 2. 专人保管、烘干、发放、回收。 |
3.6.3 焊条/焊剂烘焙要求
低氢型焊条
- 使用前300℃-430℃烘焙1h-2h。
- 烘干后存放于≥120℃保温箱，随用随取。
- 烘干后在大气中放置≤2h；重新烘干次数≤1次。
焊剂
- 使用前按厂家推荐温度烘焙。
- 烘干后在大气中放置≤4h。
- 受潮或结块焊剂严禁使用。
3.6.4 预热与道间温度
预热温度和道间温度需根据钢材化学成分、接头拘束状态、热输入、熔敷金属含氢量及焊接方法综合确定，关键要求如下：
- 碳当量影响：碳当量越高，预热温度越高；碳当量公式：
CEV(%) = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15 - 板厚影响：板厚越大，预热温度越高。
- 热输入影响：热输入越大，预热温度越低；热输入公式：
Q = (U×I)/V（Q：热输入，U：电压，I：电流，V：焊接速度） - 环境影响：非低氢焊材预热温度+20℃；环境湿度大或温度＜5℃，预热温度+25℃。
- 道间温度：不低于预热温度；静载结构≤220℃，动载结构≤200℃。
- 预热区域：坡口两侧≥100mm；温度在焊件背面测量，测点距焊接点≥75mm。
- 特殊情况：不等厚焊接按最大板厚定温；不同强度钢焊接按高强度钢定温；异种钢焊接按工艺要求较高钢种定温。
3.6.5 焊接制作要求
- 焊前检查：确认电源、焊机、焊枪、供气系统、工装正常；核对焊丝牌号、规格、质量。
- 母材准备：焊接表面无毛刺、裂纹；坡口加工前确认板形（旁弯量≤0.5mm，不平度≤0.5mm）；热切割后去除氧化膜（等离子切割用氮气时，打磨≥0.2mm）。
- 装配清理：检查装配尺寸、错边、间隙；清理坡口及两侧30mm内锈渍、油污。
- 焊接环境：优先室内焊接，环境温度≥5℃；低于5℃或湿度大时，预热温度+25℃。
- 焊接操作：自由状态焊接预制反变形；避免焊区外引弧、电弧擦伤钢板；长直焊缝优先自动化焊接；收弧填满弧坑，无弧坑裂纹。
- 焊后处理：多层焊每道焊后打磨，清理焊渣飞溅；对接焊缝余高≤3mm；单道焊缝宽深比≥1.1；缺陷需彻底清除，避免应力集中。
- 特殊要求：动载结构优化焊接工艺，匹配电流、电压、速度、坡口；接头间隙严禁填塞杂物；间隙偏差大时，用堆焊（长肉法）调整。