哈电转轴锻件是三峡发电机组中的大型锻件之一，目前国内大型水轮机锻件一般选用的材料为20SiMn或18MnMoNb，其性能达不到三峡转轴锻件的要求，所以三峡转轴锻件采用ASTM668钢。该转轴两端法兰直径φ2730mm，连接法兰之间的轴颈φ1140mm，内孔φ270mm，总长度为4950mm。由于转轴锻件法兰界面尺寸大，长度较长，转轴本身要具有较高的机械性能及较低的FATT值，对材料要求具有较高的纯净度以及较好的组织与性能，制造难度大。
转轴锻件技术要求包括其化学成分（见表1）、性能（见表2）及弯曲试验要求，即：压头直径为φ60mm，弯成90°，试样表面应无裂纹、断裂或起皮。
表1 材料的化学成分
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ASTM668 |
C |
Mn |
Si |
P |
S |
Cr |
Mo |
Ni |
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<0.25 |
≤1.25 |
≤0.25 |
≤0.025 |
≤0.025 |
≤0.50 |
≤0.15 |
≤0.50 |
表2 力学性能（室温）
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σb(MPa) |
σ0.2(MPa) |
δ(%) |
Akv(J） |
FATT（℃） |
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切、纵向 |
485 |
≥295 |
≥17.5 |
≥40 |
-20 |
转轴锻件热处理工艺要点：
1）对于截面尺寸大、长度较大的转轴锻件进行热处理时，极容易造成同一截面及上下部位的成分偏析及组织性能不均匀。因此在制造中要提高冶炼质量，减少成分偏析，改善材料的各向异性；
2）ASTM668钢含碳量低，且碳当量要求小于0.48，而锻件力学性能要求高，材料化学成分与力学性能不相匹配，对热处理提出了很高要求。因此热处理的重点应在保证强度的前提下，调整热处理参数，尽量提高锻件的晶粒度和抑制第二类回火脆性，以提高材料的强塑性等综合力学性能；
3）机械部标准JB/T1270规定水轮机轴超声波探伤起始灵敏度为∮5当量；而该转轴锻件超声波探伤采用TGOEA.686.224-2001标准，超声波探伤起始灵敏度为∮1.5当量。因此在制造中应严格控制钢水纯净度和均匀度，最大限度地细化锻件的晶粒度以满足超声波探伤要求。
4）在转轴锻件经过热处理获得高性能的同时，其发生开裂的危险性也会相应增加。因此需要根据锻件热处理过程中的温度场和应力场的数值模拟，用断裂力学的方法对转轴锻件进行安全性评估。
