[發(fā)明專利]汽車CNG氣瓶鋼及其生產(chǎn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110215388.3
• 申請日: 2011-07-29
• 公開（公告）號: CN102268600A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 代華云;柯曉濤;陳小龍;蒲學(xué)坤;楊文中
• 申請（專利權(quán)）人: 攀鋼集團有限公司;攀鋼集團研究院有限公司;攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司;攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司
• 主分類號: C22C38/22
• 分類號: C22C38/22;C22C33/04
• 代理公司: 成都虹橋?qū)＠聞?wù)所 51124
• 代理人: 武森濤;梁鑫

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋼鐵生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種汽車CNG氣瓶剛及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

隨著世界石油資源的日漸匱乏及燃油汽車尾氣對環(huán)境的污染日益加劇，以電力、天然氣、氫氣、太陽能等為清潔能源的汽車得到了快速的發(fā)展。天然氣因其儲量豐富，尾氣排放總量是汽油的1/5，污染低，在全世界得到了廣泛的應(yīng)用。天然氣作為汽車燃料有兩種方式，一是采用壓縮天燃氣作燃料的CNG汽車，二是采用液化天燃氣作燃料的LNG汽車。目前天然氣汽車(NGV)基本上是以發(fā)展CNG汽車為主，CNG氣瓶長期固定安裝在汽車上用于盛裝壓縮天然氣燃料，廣泛用于各大中城市的出租車、公交車、環(huán)衛(wèi)車等，生產(chǎn)用材料主要有鋼質(zhì)、鋁質(zhì)和塑料，但目前主要以鋼質(zhì)為主。CNG氣瓶的服役條件惡劣，其基準工作壓力達20Mpa以上，在-50～80℃溫度區(qū)間工作，頻繁充裝天然氣及移動，行路中經(jīng)常受到水、鹽、酸、堿、溶劑、油、脂、電池酸、H₂S及排放的廢氣等的侵蝕。因此，CNG氣瓶的最基本的要求是安全可靠，其次是使用方便、容量大、質(zhì)量輕、耐腐蝕及疲勞壽命長。第三，為提高汽車的行駛里程，CNG鋼瓶朝著高強度、高韌性、輕型化及大容量方向發(fā)展。

采用常規(guī)工藝生產(chǎn)的CNG氣瓶鋼，鋼的P、S有害元素含量較高，鋼的強度高，但是塑性、沖擊性能偏低，尤其是低溫沖擊性能，有時需要2次以上熱處理才能達到要求。另外，非金屬夾雜含量高，氣瓶容易產(chǎn)生腐蝕疲勞而縮短使用壽命。

GB24160《鋼內(nèi)膽環(huán)向纏繞玻璃纖維復(fù)合材料車用壓縮天然氣氣瓶》規(guī)定CNG氣瓶應(yīng)采用優(yōu)質(zhì)鉻鉬鋼制造，鋼的化學(xué)成分為：C≤0.37％、Si0.15％-0.37％、Mn?0.40％-0.90％、Cr0.80％-1.20％、Mo?0.15％-0.35％、P≤0.020％、S≤0.020％、P+S≤0.030％、Cu≤0.20％。該標準是根據(jù)CNG汽車的不同使用要求確定的成分，范圍較寬，實際生產(chǎn)中既要保證鋼的強度，又要保證鋼的沖擊性能尤其是低溫沖擊韌性，控制起來較難。要提高CNG鋼瓶強度和低溫沖擊韌性，一方面要保證鋼中C、Si、Mn、Cr、Mo有一定的含量，另一方面降低P、S含量，提高鋼的潔凈度。

《現(xiàn)代冶金》雜志(2009年4月，第37卷第2期，第17-20頁)報道了軋制氣瓶用34CrMo4連鑄坯生產(chǎn)實踐，該文章只介紹了鋼坯質(zhì)量控制，P、S及夾雜控制，未對C、Si、Mn、Cr、Mo的控制進行介紹，調(diào)質(zhì)處理鋼的平均抗拉強度1050兆帕，平均伸長率為14.0％，平均常溫沖擊功為100焦耳，其缺陷是軋制后的鋼坯需入坑緩冷，且未對鋼的低溫沖擊性能進行研究。

《燃氣與熱力》雜志(2008年4月，第28卷第4期，第25-27頁)報道了車用CNG鋼瓶產(chǎn)生裂紋的原因及預(yù)防措施，主要介紹了汽車CNG鋼瓶產(chǎn)生破壞的原因及如何進行預(yù)防的技術(shù)措施，未涉及鋼材成分、性能等方面的問題。

《國外鋼管》雜志(2000年6月，第29卷第3期，第49-50頁)報道了高強鋼制輕型高壓氣瓶的使用性能與制作，其鋼種為38CrNi3MoVA，其中Cr為1.30％左右、Mn為0.40％左右、Mo為0.40％左右，且還含有0.15％以上的釩，該鋼具有較高的高溫強度，使用溫度一般在從一50℃到+200℃、工作壓力高達40MPa。該鋼主要通過加入較高的Mo、Ni、V等合金元素來提高力學(xué)性能，主要用于航空、航天及其它特殊行業(yè)。

《汽車工藝與材料》雜志(2002年，第8/9期，第50-52頁)報道了燃氣汽車氣瓶用鋼的力學(xué)性能研究，主要介紹熱處理工藝對鋼力學(xué)性能的影響。其特點是通過調(diào)整熱處理工藝改善氣瓶鋼的力學(xué)性能，但是其提高幅度是有限的，要受到鋼的化學(xué)成分、潔凈度等的影響。