ITER極向場線圈支撐結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部件的鍛造工藝及監(jiān)造技術(shù)

廖 敏，李鵬遠(yuǎn)，康道安，張 令

(1.核工業(yè)西南物理研究院，四川 成都 610041；2.貴州航天新力鑄鍛有限責(zé)任公司，貴州 遵義 563000 )

ITER極向場線圈支撐結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部件的鍛造工藝及監(jiān)造技術(shù)

廖 敏1，李鵬遠(yuǎn)1，康道安1，張 令2

(1.核工業(yè)西南物理研究院，四川 成都 610041；2.貴州航天新力鑄鍛有限責(zé)任公司，貴州 遵義 563000 )

在ITER磁體支撐結(jié)構(gòu)中，極向場線圈支撐的關(guān)鍵部件中不僅含超長超厚的大尺寸規(guī)格，還含U形兩端不均勻狹縫設(shè)計(jì)，具有尺寸精度要求高，冶煉、鍛造技術(shù)要求高、結(jié)構(gòu)難以加工、機(jī)加工時(shí)間長、成形工藝復(fù)雜、制造難度大等特點(diǎn)，相比最初多道焊接成型產(chǎn)品帶來的變形風(fēng)險(xiǎn)，采用奧氏體不銹鋼整體鍛造技術(shù)，保證了316LN大鍛件鋼錠材料化學(xué)成分，機(jī)械性能（室溫和低溫），微觀組織等均滿足ITER的技術(shù)要求，并有效保證產(chǎn)品的裝配精度和無損檢測等質(zhì)量要求。通過對(duì)ITER極向場線圈支撐結(jié)構(gòu)制造過程的技術(shù)要點(diǎn)分析和總結(jié)，介紹了制造環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵控制點(diǎn)，同時(shí)對(duì)制造過程中的質(zhì)量監(jiān)督重點(diǎn)作了分析。

ITER；奧氏體不銹鋼；鍛造；監(jiān)造

核工業(yè)西南物理研究院承擔(dān)的ITER磁體支撐采購包制造任務(wù)中，超導(dǎo)磁體部分由18個(gè)環(huán)向場線圈、6個(gè)極向場線圈，18個(gè)校正場線圈組成，重達(dá)9 000 t。主體支撐材料選用高含氮量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.12%～0.22%）的316L奧氏不銹鋼[1]。其中極向場支撐線圈中不僅包括長度超過3 m，厚度達(dá)0.5 m的大尺寸規(guī)格部件，還包括兩端帶有不均勻狹縫設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)難以加工的PF2 U形盒，以及PF3/4支撐軸等關(guān)鍵部件[2]。由于支撐結(jié)構(gòu)組件在運(yùn)行期間無法維修，設(shè)備的工作溫度也十分苛刻，從室溫到液氮（-196 ℃）溫度，甚至接近液氦（-269 ℃）溫度，因此對(duì)組件的制造和組裝工藝的質(zhì)量要求很高，以確保運(yùn)行期間的所有支撐部件能正常工作。

針對(duì)ITER極向場線圈支撐結(jié)構(gòu)制造過程的技術(shù)要點(diǎn)，本文主要介紹了制造環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵控制點(diǎn)，同時(shí)對(duì)制造過程中的質(zhì)量監(jiān)督重點(diǎn)作了分析。鍛件制造過程中，曾出現(xiàn)過鋼錠化學(xué)成分不達(dá)標(biāo)、鍛件鍛造開裂、內(nèi)部缺陷超標(biāo)等問題。本文主要針對(duì)大鍛件鋼錠的冶煉、鍛造工藝、微觀組織的控制、晶粒度的控制（晶粒度大于等于2級(jí)）、超厚大鍛件（超過200 mm）的無損檢測等制造過程中可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析，旨在提出ITER PF支撐結(jié)構(gòu)在制造過程中的質(zhì)量監(jiān)督要點(diǎn)，以便在產(chǎn)品監(jiān)造工作中更好地控制其制造質(zhì)量。

1 文件準(zhǔn)備

1.1 質(zhì)量計(jì)劃

制造開始前，制造企業(yè)必須提供資質(zhì)證明，須按要求提交項(xiàng)目質(zhì)量計(jì)劃（QP）。ITER磁體支撐認(rèn)證測試件所用的316LN不銹鋼鍛件必須進(jìn)行質(zhì)量認(rèn)證[3]，鍛件須在室溫和低溫下進(jìn)行性能測試，并滿足ITER項(xiàng)目對(duì)材料的晶粒度要求。

質(zhì)量計(jì)劃內(nèi)容具體要求涵蓋17項(xiàng)，內(nèi)容包括：1）制造任務(wù)的范圍；2）質(zhì)量管理體系；3）合同審核；4）文件的編制和管理；5）設(shè)計(jì)；6）采購；7）產(chǎn)品標(biāo)識(shí)與控制；8）制造過程中用于指導(dǎo)冶煉、鍛造、熱處理及機(jī)加工的實(shí)施方案，以及超聲波檢測、理化試驗(yàn)用試樣的制取和試驗(yàn)過程、目視檢查、尺寸檢查、標(biāo)志等操作將編制專用程序文件；9）檢驗(yàn)及測試，取樣并進(jìn)行理化性能測試；10）測量及檢驗(yàn)設(shè)備，定期校準(zhǔn)；11）處置、儲(chǔ)存、包裝、發(fā)貨及交貨；12）記錄的檢索、貯存及存檔保存；13）偏離項(xiàng)及不合格項(xiàng)的處理；14）人員的培訓(xùn)及資質(zhì)，特別是試驗(yàn)人員資格評(píng)定和認(rèn)定程序；15）統(tǒng)計(jì)技術(shù)，找到影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素，制定解決途徑；16）評(píng)估，指對(duì)該質(zhì)量計(jì)劃的實(shí)施狀態(tài)和有效性進(jìn)行驗(yàn)證，以便持續(xù)改進(jìn)；17）參考標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)要求。

1.2 制造與檢測計(jì)劃（MIP）文件

制造開始前，制造與檢測計(jì)劃（MIP）應(yīng)結(jié)合進(jìn)度計(jì)劃，按照質(zhì)量要求，覆蓋生產(chǎn)制造過程中所有制造過程和檢測內(nèi)容。制造企業(yè)在生產(chǎn)之前，須向采購方和業(yè)主提供詳細(xì)的質(zhì)量保證文件供審查和批準(zhǔn)，取得開工授權(quán)資格后方可開始制造。開工授權(quán)審查文件包括：質(zhì)量計(jì)劃（QP）、制造檢測計(jì)劃（MIP）文件、產(chǎn)品規(guī)格清單、制造轉(zhuǎn)化圖紙、NDE檢查程序、原材料采購驗(yàn)收管理程序、冶煉/鍛造控制程序，還包括審查制造檢測計(jì)劃（MIP文件）中引用的適用文件（三級(jí)操作工藝，檢測規(guī)程等），諸如：鍛造工藝、變形工藝、取樣工藝、熱處理工藝、機(jī)加工工藝、化學(xué)分析操作規(guī)程、金相檢測規(guī)程、磁導(dǎo)率檢測規(guī)程、機(jī)械性能檢測規(guī)程、液體滲透檢測規(guī)程、超聲波探傷規(guī)程、目視檢查規(guī)程、尺寸檢查規(guī)程、清潔規(guī)程、包裝規(guī)程等。

2 PF支撐結(jié)構(gòu)大鍛件的制造

PF支撐結(jié)構(gòu)大鍛件的制造工藝為：金屬冶煉→鍛造→NDE檢查→預(yù)備熱處理→機(jī)加工→異型成型→固溶熱處理→NDE檢查→酸洗→清潔→包裝等。PF支撐結(jié)構(gòu)中關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.1 冶煉

316LN(C3)屬于超低碳控氮奧氏體不銹鋼，在冶煉過程中需要重點(diǎn)控制碳含量、氮含量。為了克服碳鉻元素形成高鉻的Cr23C6型碳化物導(dǎo)致的晶界鉻的貧化，降低耐晶間腐蝕性能，鋼錠的冶煉選采用EAF（電弧爐）粗煉+VODC精煉方法，可把碳脫到0.035%以下，有效控制316LN鋼錠中的碳氮含量，保證鋼錠冶煉的高純凈度和高均勻性。在對(duì)原材料進(jìn)行復(fù)驗(yàn)時(shí)，重點(diǎn)是復(fù)驗(yàn)材料中的磷、銅、鈷、砷等有害元素。

圖 1 316LN不銹鋼大鍛件半成品及PF線圈支撐U形盒原型件Fig.1 316LN austenite stainless forgings product & PF coils supports U-shaped box

在大鍛件制造過程中，盡可能建立使用大容量的爐批量。鋼錠直徑、重量及廢棄部分有嚴(yán)格要求，如鋼錠錠底和冒口的切除量占整支鋼錠質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別不小于3%和14%，鍛件由大于等于17 t/支的鋼錠制造，去除了鋼錠缺陷和偏析部分，使產(chǎn)品位于鋼錠的錠身部位。監(jiān)造中嚴(yán)格遵守對(duì)316LN不銹鋼鋼錠冶煉的控制和合理的鋼錠使用，并嚴(yán)格按照冶煉工藝規(guī)程執(zhí)行，鋼水和成品成分分析按照ASTM A751[4]標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

2.2 鍛造

316LN大鍛件規(guī)格為500 mm×1 020 mm×2 619 mm，重量為10 551 kg，截面尺寸大，鍛造工藝難度大，且對(duì)材料機(jī)械性能和微觀組織有著很大的影響。鍛造的重點(diǎn)是保證鍛件的晶粒度滿足設(shè)計(jì)要求。ITER磁體支撐結(jié)構(gòu)對(duì)鍛件的技術(shù)要求較高，鍛件的晶粒度等級(jí)按ASTM E112[5]執(zhí)行，必須大于等于2級(jí)。由于鍛件尺寸過大，很難保證晶粒度的均勻，特別是鍛件芯部的晶粒度，加之不銹鋼鍛造具有導(dǎo)熱率低、可鍛溫度范圍窄、過熱敏感性強(qiáng)、高溫下抗力大、塑性低等特點(diǎn)，因此鍛造過程中對(duì)表面及芯部開裂的控制是技術(shù)難點(diǎn)。

316LN大鍛件主要的變形工藝為“鋼錠鐓粗+SUF法打扁壓實(shí)+打薄再收高”。鍛造溫度選用1 180～850 ℃，在最后一火采用1 150～800 ℃，鍛后立即水冷。通過對(duì)鍛造最低溫度的控制避免了金屬間化合物δ相析出，防止鍛件開裂；而對(duì)鍛造最高溫度的控制，避免了由于加熱溫度過高引起的晶粒劇烈長大，導(dǎo)致抗晶界腐蝕性能變差，同時(shí)也避免在1 200 ℃時(shí)α鐵素體增多而引起的塑性變差和鍛打時(shí)易開裂的情形。

在鍛造完成后，為保證316LN不銹鋼大鍛件的性能，通過固溶熱處理使鍛件二次再結(jié)晶，消除由于鍛造變形不均勻等造成的混晶現(xiàn)象，使組織均勻，同時(shí)使碳化物充分溶解，減少晶界碳化物的分布，消除由于碳化物析出造成的晶間腐蝕。

監(jiān)造中必須嚴(yán)格檢查按照鍛造工藝規(guī)程執(zhí)行，重點(diǎn)關(guān)注鍛造溫度，如控制始鍛溫度和終鍛溫度。檢查鍛造比，鍛造或熱軋應(yīng)保證在加工過程中組織均勻，鍛、軋比應(yīng)在4以上。鍛后及時(shí)進(jìn)行鍛件熱處理，鍛后鍛件在空氣中暴露不得超過24 h。還應(yīng)關(guān)注鍛件外觀、尺寸以及UT檢查，滿足工藝及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2.3 機(jī)加工

機(jī)械切削分為粗加工和精加工，所有的加工過程應(yīng)盡可能在最終熱處理之前完成，在機(jī)加工期間嚴(yán)禁使用含鹵族或含有低熔點(diǎn)化合物的冷卻潤滑液，不允許由于加工不好導(dǎo)致機(jī)加工表面過熱而變色。

監(jiān)造中必須重點(diǎn)檢查是否按照機(jī)加工工藝規(guī)程執(zhí)行。此外，嚴(yán)禁使用含鹵族或含有低熔點(diǎn)化合物的冷卻潤滑液。

2.4 熱處理

按照ITER采購協(xié)議要求，材料須經(jīng)固溶處理(1 050～1 150 ℃)，隨后水冷淬火以滿足ASTM45[6]，ASTM112要求的性能。材料在固溶溫度下應(yīng)保持合適的時(shí)間。熱處理相關(guān)參數(shù)（溫度、保溫時(shí)間等）應(yīng)包含在生產(chǎn)過程認(rèn)證中。

監(jiān)造中須確保供貨為固溶熱處理狀態(tài)，且按要求水冷淬火。監(jiān)造中須檢查：熱處理爐操作人員的資格是否適用、有效；記錄儀、熱電偶是否已檢驗(yàn)且合格，并在有效期內(nèi)；熱電偶固定的方式、數(shù)量和固定位置；熱處理升溫速度、恒溫溫度、恒溫時(shí)間、降溫速度是否滿足工藝規(guī)程的要求；熱處理后的鍛件標(biāo)記位置、內(nèi)容是否正確、清楚。督促廠家嚴(yán)格按照熱處理工藝規(guī)程執(zhí)行，確?？刂萍訜釡囟?、速度和時(shí)間，升溫及淬火時(shí)快速通過其敏化溫度區(qū)間。要求下料時(shí)材料裝爐時(shí)堆放好，熱電偶能準(zhǔn)確測量材料實(shí)際溫度和爐膛溫度，以便準(zhǔn)確達(dá)到每一火次的變形方向和變形量。當(dāng)材料實(shí)際溫度不夠或與爐膛溫度偏差很大時(shí)，應(yīng)調(diào)整裝爐或保溫時(shí)的溫度、時(shí)間。溫度記錄曲線、加熱和冷卻方法應(yīng)體現(xiàn)在最終完工報(bào)告中。

2.5 磨削加工及最終表面要求

工件應(yīng)在固溶處理前進(jìn)行粗拋磨，在固溶處理后進(jìn)行精拋磨加工。所有磨削砂粒必須是新的或者之前只是用于奧氏體不銹鋼材料的。磨削和拋光加工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制打磨速度，防止工件過熱（引起材料溫度達(dá)到敏化溫度）或工件表面冷作硬化。

如果是在最終固溶熱處理之后進(jìn)行磨削加工，則最終拋光應(yīng)采用粒徑細(xì)小的砂粒進(jìn)行打磨，最終表面光潔度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

3 成品分析

制造廠在固溶熱處理后需取樣，對(duì)成品進(jìn)行化學(xué)成分分析。

監(jiān)造時(shí)應(yīng)要求制造方提供316LN不銹鋼鍛件制備的樣品，成品成分取樣應(yīng)從成品兩側(cè)邊沿1/4和1/2厚度處選取。成品分析公差應(yīng)滿足ASTM A484M[7]標(biāo)準(zhǔn)中具體材料規(guī)范的要求和其他設(shè)計(jì)規(guī)范附加要求。同時(shí)，制造廠商還須按照技術(shù)規(guī)范要求，測試316LN不銹鋼鍛件在各項(xiàng)要求下的技術(shù)指標(biāo)，并提供4 K、77 K和300 K下相關(guān)性能測試的數(shù)據(jù)。

冶煉的316LN不銹鋼化學(xué)成份分析結(jié)果，符合ITER對(duì)材料化學(xué)成份的要求。鍛件的組織及夾雜物測試結(jié)果表明，鍛件中心無疏松，φ2 mm平底孔超聲波探傷合格，夾雜物滿足ITER要求。

4 力學(xué)性能和金相試驗(yàn)要求

4.1 試驗(yàn)方法和取樣位置

試驗(yàn)方法、試樣的位置及取樣方向應(yīng)符合ASME Section Ⅲ NB-2000要求，與產(chǎn)品的幾何軸向、徑向和切向相關(guān)的抗拉特性、金相、晶粒度、腐蝕試驗(yàn)應(yīng)按設(shè)計(jì)要求切去試樣。監(jiān)造時(shí)應(yīng)從同批次材料中取一個(gè)成品，在成品橫向方向上沿兩側(cè)1/4和1/2厚度處取樣。

4.2 試驗(yàn)類型和試樣數(shù)量

常溫拉伸試驗(yàn)取樣數(shù)量及取樣位置應(yīng)能覆蓋力學(xué)試驗(yàn)的全部要求。此外，還應(yīng)進(jìn)行如下試驗(yàn)取樣，如金相組織、晶粒度、碳化物分布、敏化和腐蝕試驗(yàn)、化學(xué)分析、硬度測量等。金相試驗(yàn)涵蓋最終產(chǎn)品內(nèi)表面和外表面，其中硬度測量應(yīng)在最終表面上進(jìn)行，腐蝕試驗(yàn)應(yīng)位于距離外表面1/4處，冷作表面應(yīng)做徑向截面的金相結(jié)構(gòu)檢查。

4.3 拉伸試驗(yàn)及低溫力學(xué)性能測試

材料供貨商應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)ASTM A370在室溫下進(jìn)行拉伸性能測試（見表1）。鍛件樣品抽樣結(jié)果符合低溫下相應(yīng)的材料力學(xué)性能測試結(jié)果，參照標(biāo)準(zhǔn)ASTM E1450[8]。

對(duì)316LN材料進(jìn)行拉伸性能測試，測試方法將按照標(biāo)準(zhǔn)ASTM A370[9]標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

由于ITER磁體支撐結(jié)構(gòu)需要工作在超低溫狀態(tài)下，技術(shù)協(xié)議中對(duì)77 K和4 K下低溫力學(xué)性能測試明確要求，試樣在室溫、4 K、77 K溫度下機(jī)械性能測試結(jié)果如表1所示，滿足技術(shù)要求。

4.4 機(jī)械性能外的其他性能

材料供貨商應(yīng)完成材料微觀、宏觀組織觀察、晶粒尺寸測量、磁導(dǎo)率測量、非金屬夾雜物及δ鐵素體含量并滿足要求。

316LN大鍛件材料性能測試結(jié)果為：微觀組織均為奧氏體組織，未見碳化物、氮化物和δ相；晶粒尺寸均為3.5級(jí)，小于2級(jí)要求，如圖2所示，磁導(dǎo)率為1.003，小于1.05要求，非金屬夾雜在大于1.5視場級(jí)別下，A、B、C和D粗系、細(xì)系夾雜物均未發(fā)現(xiàn)，滿足A、B、C和D類夾雜物不超過2號(hào)范圍要求。δ鐵素體含量200倍下未見鐵素體，滿足小于 0.8%的要求。

表1 室溫、4 K、77 K溫度下機(jī)械性能測試結(jié)果Table1 Mechenical performance testing results at room temperature,4 K,and 77 K

圖 2 316LN大鍛件晶粒度Fig.2 Grain size of 316LN forgings（a）晶粒度2級(jí)；（b）晶粒度3級(jí)

5 NDE檢測

316LN不銹鋼大鍛件的無損檢測，主要采用液體滲透法和超聲波檢測兩種方法。其中PT探傷監(jiān)造時(shí)要求，所有可觸及的表面PT檢查須按ASME鍋爐和壓力容器法規(guī)第Ⅲ卷的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。監(jiān)造時(shí)還須重點(diǎn)關(guān)注PT測試時(shí)機(jī)是否合適，檢測試劑是否滿足核電用化學(xué)成分要求，檢測人員是否持核安全局頒發(fā)證書，操作是否規(guī)范等其他要求。UT探傷監(jiān)造時(shí)要求參照標(biāo)準(zhǔn)ASME Section V，按照直探法和斜探法兩種方法進(jìn)行超聲波探傷。要求制造廠商在檢查和驗(yàn)收之前須提交詳細(xì)的NDE程序供采購方批準(zhǔn)，程序應(yīng)包含探傷基本參數(shù)、手法、順序以及探傷方法等，另外還應(yīng)包括設(shè)備標(biāo)定和驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)。

實(shí)際上，由于鍛件厚度達(dá)500 mm，無損檢測難度很大。一般無損檢測，特別是常用于檢測鍛件內(nèi)部的超聲波無損檢測（UT），能夠很好地檢測到鍛件內(nèi)部缺陷（如縮孔、白點(diǎn)、芯部裂紋、夾渣等）。但是對(duì)于500 mm的超厚工件，超聲波檢測時(shí)，超聲波探傷波形衰減比較嚴(yán)重，不能真實(shí)有效地反映鍛件內(nèi)部缺陷。因此，超厚鍛件的超聲波檢測采用了更多的檢測手段，比如對(duì)比試塊，超聲波檢測頻率，超聲波檢測方法的選擇等。在PF大鍛件采用超聲探傷進(jìn)行無損檢測時(shí)，采用了低頻率探頭和大晶片尺寸探頭解決波形衰減嚴(yán)重的問題；且在超聲波斜探頭掃查時(shí)采用從相互垂直的兩個(gè)方向進(jìn)行，解決了斜探頭能量弱造成的掃查區(qū)域有限的問題。

監(jiān)造時(shí)，根據(jù)大尺寸鍛件的實(shí)際厚度，嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)液體滲透檢測和超聲波檢測規(guī)程，所有檢測結(jié)果均滿足ITER磁體支撐結(jié)構(gòu)對(duì)大鍛件的缺陷要求。

6 尺寸和清潔度檢查

監(jiān)造時(shí)，清潔和包裝須在無塵車間進(jìn)行。鍛件的包裝應(yīng)按照ASTM A700要求，以保護(hù)在運(yùn)輸途中表面狀態(tài)和平整性不受影響。所有成品應(yīng)由材料供貨商和核工業(yè)西南物理研究院認(rèn)可后，共同標(biāo)記。采用壓蓋認(rèn)證標(biāo)記（通過壓印或其他方式），標(biāo)記應(yīng)包含以下內(nèi)容：生產(chǎn)商名稱和商標(biāo)；爐號(hào)和批次編號(hào)；生產(chǎn)商資質(zhì)證書；材料和ITER等級(jí)。

7 完工報(bào)告

PF支撐結(jié)構(gòu)大鍛件在制造完工后應(yīng)編制詳細(xì)的完工報(bào)告，包括但不限于以下內(nèi)容：

1）設(shè)計(jì)文件（含設(shè)計(jì)變更文件）。

2）材料質(zhì)量認(rèn)證報(bào)告：含取樣位置圖、化學(xué)成分分析結(jié)果、材料質(zhì)量證明；采購訂單號(hào)；適用標(biāo)準(zhǔn)；鑒定符號(hào)；生產(chǎn)商名稱和商標(biāo)；材料和ITER等級(jí)；爐號(hào)和批次編號(hào)；熱處理參數(shù)；化學(xué)分析；冶金性能；機(jī)械性能；超聲檢測和/或滲透劑測試；磁導(dǎo)率；外觀檢查；尺寸檢查（包括試樣）；NDE檢測報(bào)告；質(zhì)量計(jì)劃；不符合項(xiàng)報(bào)告（若存在）。

3）UT標(biāo)定試塊證書。

4）最終尺寸檢查報(bào)告。

5）產(chǎn)品清潔度報(bào)告。

6）標(biāo)識(shí)報(bào)告。

7）無損檢測規(guī)程及人員資質(zhì)。

8）機(jī)加工后產(chǎn)品圖紙。

9）生產(chǎn)過程中的進(jìn)展文檔：質(zhì)量保證和控制工序并附使用標(biāo)準(zhǔn)；鑄錠的幾何圖紙（包括尺寸、場所等）；鍛造和熱軋工藝并附工程圖、場所；熱處理工藝并附環(huán)境、場所；機(jī)加工和最后工序和場所；檢查和測試工序并附適用標(biāo)準(zhǔn)和場所。

10）生產(chǎn)記錄，指根據(jù)實(shí)際操作修改的生產(chǎn)過程認(rèn)證記錄，附生產(chǎn)工序相關(guān)示意圖。

8 結(jié)論

本項(xiàng)目通過選用ITER磁體支撐項(xiàng)目中的大鍛件作為研發(fā)對(duì)象，采用整體鍛造技術(shù)，設(shè)計(jì)壽命30年，技術(shù)要求高，制造難度大，且處于首次國產(chǎn)化試制階段，要求監(jiān)造人員熟悉標(biāo)準(zhǔn)，必須嚴(yán)格控制制造工藝，加強(qiáng)制造過程的質(zhì)量控制，確保支撐結(jié)構(gòu)部件的制造質(zhì)量，滿足設(shè)計(jì)要求。必要時(shí)還須對(duì)制造過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分類、匯總和分析，盡可能減少人因失誤的發(fā)生，避免同類問題再現(xiàn)。

監(jiān)造過程中，通過對(duì)316LN大鍛件鋼錠材料成分的控制，材料性能和微觀組織的研究，選用合適的鍛造工藝和無損檢測方法，完成了316LN大鍛件的生產(chǎn)和檢測，其相關(guān)的檢測和試驗(yàn)結(jié)果均滿足ITER技術(shù)要求。取樣結(jié)果表明，材料化學(xué)成分，機(jī)械性能（室溫和低溫），微觀組織等均滿足ITER的要求，尤其是大鍛件的晶粒度達(dá)到了2級(jí)或以上。

[1] Liaomin，Lipengyuan，Houbing，etc. Prototype Engineering Test Platform of ITER Magnet Gravity support，Plasma Science and Technology，No.2，F(xiàn)eb，2013，Vol，15：192-195.

[2] 廖敏，李鵬遠(yuǎn)，侯炳林，等. 中國核科學(xué)技術(shù)進(jìn)展報(bào)告（第二卷），大型脈沖復(fù)雜受力工程測試系統(tǒng)的控制與測量方法研究[J]，2011.10：117-121.（LIAO Min, LI Peng-yuan, HOU Bing-lin, et al. China’s Scientific and Technological Progress Report (Vol. 2), Study on the control and measuring method for large-scale impulse complex stress engineering test system[J], 2011.10：117-121.）

[3] 羅德隆，主編. 國際大科學(xué)工程ITER計(jì)劃外部審核管理[M]. 北京：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社.（LUO De-long, editor-in-chief. External audit and management for large international project ITER [M]. Beijing: Science and Technology Literature Publishing House[M]. Beijing：Science and Technology Literature Press）

[4] ASTM A751 Test Methods，Practices，and Terminology for Chemical Analysis of Steel Products.

[5] ASTM E112-96 (2004)e1. Standard method for determining average grain size.

[6] ASTM E45-05 (2005). Standard practice for determining the inclusion content of steel.

[7] ASTM A484/A484 M. Standard Specification for General Requirements for Stainless Steel Bars，Billets，and Forgings.

[8] ASTM E1450. Standard Test Method for Tension Testing of Structural Alloys in Liquid Helium.

[9] ASTM A370. Test Methods and Definitions for Mechanical Testing of Steel Products.

The Main Surveillance Point of ITER PF Support

LIAO-Min1，LI Peng-yuan1，KANG Dao-an1，ZHANG ling2
(1.Southwestern Institute of Physics，Chengdu of Sichuan Prov. 610041，China；2.Guizhou Aerospace XinLi Casting & Forging Co.，Ltd. Zunyi of Guizhou Prov. 563000，China)

ITER PF contains not only the PF U box but also the super long and thick forgings. The structure is manufactured for the first time in the project by using stainless austentic steel integral forging technology, which is different from the traditional centrifugal casting technology. It has the following characteristics: smelting and forging with strict requirements, long machining time, complex bending techniques. Compared to the original multi-pass welding deformation risks, taking Austenitic stainless steel forging technology make ensure the following technical requirements of ITER, such as 316LN large forging steel ingot material chemical composition, mechanical properties (temperature and low temperature), microstructure etc. At the same time the final product could effectively ensure assembly precision non-destructive testing and other quality requirements of products.In this paper, the key quality control and supervision points in the manufacturing process are provided based on technical summary.

ITER；stainless steel；forging；surveillance

TL37 Article character：A Article ID：1674-1617(2014)03-0234-06

TL37

A

1674-1617(2014)03-0234-06

2014-07-22

廖 敏（1976—）,女，四川成都人，博士研究生，高級(jí)工程師，從事ITER磁體支撐質(zhì)量監(jiān)造管理工作。