[發明專利]一種超低溫韌性優異的高錳中厚板及其制備方法

有效

• 申請號: 201810455448.0
• 申請日: 2018-05-14
• 公開（公告）號: CN108504936B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 劉振宇;任家寬;陳俊;陳其源;王國棟
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C21D8/02
• 代理公司: 21109 沈陽東大知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉曉嵐

一種超低溫韌性優異的高錳中厚板及其制備方法，屬于鋼鐵材料技術領域，中厚板化學成分按重量百分比為：C：0.31～0.67％，Si：0.02～0.48％，Mn：22.0～27.3％，P：≤0.08％，S：≤0.06％，Al：1.5～4.64％，余量為Fe和不可避免的雜質；制備方法：1)鋼坯加熱保溫；2)對加熱后的鋼坯進行一階段軋制，得到熱軋鋼材；3)熱軋鋼材冷卻，得到?196℃韌性優異的高錳中厚板；本發明的高錳中厚板軋制態即可使用，具有優異的超低溫韌性和較高的強度，且不需要添加合金元素，成本遠低于9Ni鋼。

技術領域

本發明屬于鋼鐵材料技術領域，具體涉及一種超低溫韌性優異的高錳中厚板及其制備方法。

背景技術

隨著人們環保意識的提高，天然氣作為最清潔的能源，其開發和利用越來越受到人們的重視，將會成為未來幾十年發展最快的化石燃料。但由于其地理分布廣泛，各地液化天然氣資源的分配并不平衡，液化天然氣的(LNG)的運輸變得愈發重要。我國的天然氣資源需求增長迅猛，2001-2015年，我國天然氣年增長15.9％；至2020年，我國液化天然氣需進口1400億m3，海上進口液化天然氣(LNG)占進口量的50％，將達700億m³，因此，我國計劃建設超過200個特大型LNG儲罐，約60艘海上運輸船，其中儲運設施用關鍵材料超低溫用鋼將高達60萬噸。

目前，LNG儲罐使用的傳統材料多為鋁合金、奧氏體不銹鋼、9％Ni鋼、因瓦合金等，但這些材料都有一定的缺點，如價格昂貴、強度太低、焊材昂貴、焊接困難等，因此，亟待開發節約型高性能LNG儲罐材料。高錳鋼在低溫下具有良好的強度及韌性的結合，且成本相對較低，是很有吸引力的儲罐材料替代品。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種超低溫韌性優異的高錳中厚板及其制備方法，采用Fe-Mn-Al-C化學成分體系，結合控制軋制和控制冷卻工藝，通過高溫軋制使形變奧氏體組織完全再結晶成為無畸變的等軸奧氏體組織，提高了高錳奧氏體鋼的塑性變形能力，從而獲得具有優異超低溫韌性并兼具較高強度的LNG儲罐用高錳中厚板。

本發明的一種超低溫韌性優異的高錳中厚板，其化學成分按重量百分比為：C：0.31～0.67％，Si：0.02～0.48％，Mn：22.0～27.3％，P：≤0.08％，S：≤0.06％，Al：1.5～4.64％，余量為Fe和不可避免的雜質。

所述高錳中厚板的厚度為11～20mm，-196℃下的超低溫沿軋向沖擊吸收功(RD)為116～212J，沿寬展方向沖擊吸收功(TD)為89～173J，屈服強度(Rel)為318～529MPa，抗拉強度(Rm)為728～889MPa。

一種超低溫韌性優異的高錳中厚板的制備方法，具體步驟如下：

(1)按照高錳中厚板成分設計熔煉出鋼水并鑄造成鋼坯，將鋼坯加熱至1000～1200℃并保溫2～3h；

(2)對加熱后的鋼坯進行一階段軋制，開軋溫度為1030～1150℃，終軋溫度為950～1070℃，總壓下率為78～85％，得到熱軋鋼材；

(3)將熱軋鋼材水冷至室溫，得到超低溫韌性優異的高錳中厚板。

上述一種超低溫韌性優異的高錳中厚板的制備方法，其中：

所述步驟1中，鋼坯的厚度為55～112mm。

所述步驟1中，鋼坯于箱式電阻爐中加熱。

所述步驟2中，經過5～9道次軋制，單道次壓下率為18～29％。

所述步驟2中，熱軋鋼材的厚度為11～20mm。

上述的一種超低溫韌性優異的高錳中厚板及其制備方法，技術方案的主要思路為：