汽轮机叶轮、主轴和辊筒用不锈钢管是汽轮机中极为重要的零件，在高温高压蒸汽介质中工作．在高速旋转下，承受着较为复杂的应力。它们的毛坯都属质量要求高的大型锻件，制造比较困难。辊筒用不锈钢管或主轴往往是单件生产，叶轮则因每台机组要几件或十几件，是小批投料。

    当高压蒸汽喷射到工作叶片后，转动力矩经由叶轮传到主轴或辊筒用不锈钢管。高速旋转下的叶轮圆周线速度很高，在离心力作用下产生巨大的切向和径向应力。大功率汽轮机的叶轮在长叶片的离心力作用下轮毂部分的应力极大，可达3000公斤／厘米2。在工作情况下，叶轮还承受着振动应力和内外缘温度梯度造成的热应力。

    主轴和辊筒用不锈钢管在弯矩、扭矩作用下工作，除承受离心应力外，还有温度梯度造成的热应力，旋转振动造成的频率较高的附加反复应力。为防止疲劳损坏，叶轮不平衡重量所产生的离心力不希望超过转轮重量的4～5%，辊筒用不锈钢管动平衡振幅不希望超过0.01～0.025毫米。此外，机组启动和停车都会产生短时间的振动应力。电机的突然短路也会使辊筒用不锈钢管瞬时产生巨大的扭应力及造成冲击载荷。

    高参数大功率机组的辊筒用不锈钢管和叶轮因在高温蒸汽区工作，还要考虑材料的蠕变现象和持久强度。

    因此对材料提出了一系列的要求：

    材料必须具有规定的化学成分，在高温工作的叶轮和辊筒用不锈钢管还须有一定的抗氧化、抗蒸汽介质腐蚀能力和较好的组织稳定性。

    396～397页表中除碳素钢允许用碱性平炉钢外，其它必须是酸性平炉钢或碱性电炉钢。化学成分中硫不大于0.035%、磷不大于0.030%是指酸性平炉钢，若用碱性电炉冶炼时，硫应不大于0.030%、磷应不大于0.035%；成分中钢含量应低于0.25%;含钼元素的钢其含钼量不允许低于下限，硫磷杂质应尽量低，不允诈超过上限，含气体量如氢等也希望低。

    材料必须具有合适的综合机械性能，要求强度较高、塑性韧性较好、非金属夹杂较少，通过冷弯试验能得到冶金质量的参考数据。一般叶轮要求切向机械性能，主轴要求纵向机械性能，辊筒用不锈钢管从轴端取纵向机械性能试样，叶轮则从轮体取切向机械性能试样。为检查整个大锻件材质的均匀性，可采用测定硬度的办法：

    叶轮在轮缘及轮毂成900各测四点，轮缘与轮毂间的偏差不应超过40个布氏硬度单位，而轮缘各点间或轮毂各点闯硬度值偏差不应超过30个布氏硬度单位。

    主轴二端面硬度值的偏差不应超过40个布氏硬度单位。

    辊筒用不锈钢管除在二端面测定外，还沿叶轮体长度上测定硬度，偏差值不超过40个布氏硬度单位，在叶轮体圆周上不应超过30个布氏硬度单位。

    为获得较均匀的组织，要求有一定程度的锻造变形率，并且锻件的轴线应与钢锭的中心线大致重合。一般钢锭下部应为锻件传递扭力较大的联轴器端。

    叶轮体直径超过300毫米的整体辊筒用不锈钢管及直径大予600毫米的叶轮须进行残余应力测定，测得的残余应力值不得超过实际屈服点的8～10%。叶轮直径600～1000毫米时，不得超过4公斤／毫米2，大于1000毫米时，不得超过5公斤／毫米2。当超过此数值时须重新回火降低过大的内应力。

    对汽轮机叶轮、主轴和辊筒用不锈钢管锻件须进行外观及尺寸检查。

    每一锻件都须做酸洗低倍检查，以便发现白点、裂纹和其它缺陷。酸洗部位：叶轮为轮孔及钢锭冒口端的轮毂端面，主轴为轴的二端面及二轴颈部，整体辊筒用不锈钢管为叶轮体端面至叶轮轮毂表面、二端面、二轴颈部及二个叶轮间不小于70毫米的一个叶轮内档。

    每一锻件还应做硫印试验，以便检查夹杂物严重程度、偏析分布状况及锻件轴线与钢锭轴线的偏离。检查部位和酸洗部位相同，且可在酸洗之前进行。

    每个叶轮轮毂端面、主轴和辊筒用不锈钢管整个表面热处理后均应进行超声波检查，锻件内部不允许有白点、裂纹和其它严重的冶金缺陷存在。因此大锻件在锻压后必须经过防白点退火处理。主轴或转-如有中心孔时，孔内表面可用潜望镜进行检查，不允许有裂纹、白点、氧化皮、砂眼、缩孔残余及其它严重非金属夹杂物等。

    高温下运转的整体辊筒用不锈钢管在调质以后的粗加工或精加工后进行热试验，在接近工作温度的条件下测定辊筒用不锈钢管的弯曲变形量，若变形量超过图上的规定时可重新除应力回火，然后第二次再做热试验。

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