[發明專利]高焊接熱影響區韌性的LNG儲罐用鋼板及其制備方法

有效

• 申請號: 201811207075.1
• 申請日: 2018-10-17
• 公開（公告）號: CN109023124B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 劉振宇;陳其源;陳俊;任家寬;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;C22C38/08;C22C38/44;C22C38/12;C22C38/40;C21D8/02;C21D1/18
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 劉曉嵐

高焊接熱影響區韌性的LNG儲罐用鋼板及其制備方法，所述鋼板的化學成分按質量百分數為：C：0.03～0.07％，Si：0.02～0.10％，Mn：0.41～1.12％，Ni：5.05～6.77％，P≤0.006％，S≤0.004％，此外還含有Cr≤0.87％、Mo≤0.34％中的一種或兩種(不全為0％)，余量為Fe和不可避免的雜質。制備方法為：熔煉，澆鑄成鑄錠；將鑄錠加熱，保溫后進行兩階段控制軋制；軋后采用超快冷技術，得到在線淬火態鋼板；將在線淬火態鋼板加熱，保溫后淬火，得到亞溫淬火態鋼板；將亞溫淬火態鋼板加熱回火，出爐后水冷或空冷至室溫，得到LNG儲罐用鋼板。

技術領域

本發明屬于合金鋼領域，具體涉及高焊接熱影響區韌性的LNG儲罐用鋼板及其制備方法。

背景技術

隨著我國能源消耗量的激增，過度依賴煤炭造成了嚴重空氣污染，大規模使用清潔能源天然氣已成為必然發展趨勢。2001-2015年，我國天然氣年增長15.9％；至2020年，表觀消費量將達4100億m³，其中需進口1400億m³。基于此，我國計劃建設超過200個特大型LNG儲罐、約60艘海上運輸船，LNG(液化天然氣)儲運設施的總投資近萬億人民幣，其中儲運設施關鍵材料鎳系低溫鋼的用量將高達60萬噸。

目前，我國已實現LNG儲罐用9％Ni鋼的規模化生產，達到了國際領先水平。然而，9％Ni鋼含有較多的Ni，極易被磁化，易產生磁偏吹現象，直接影響到焊接接頭的質量。同時，Ni的價格較為昂貴，且我國屬于“貧鎳”國家，Ni金屬對外依存度超過60％，每年都需要進口數量不少的Ni金屬，以滿足國民經濟發展的需要，因此開發低鎳型LNG儲罐用鋼板有助于我國實現資源可持續發展的戰略目標。

采用低鎳合金化設計，LNG儲罐用鋼板的淬透性下降，焊接熱影響區韌性會較9％Ni鋼有較大程度的降低。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供高焊接熱影響區韌性的LNG儲罐用鋼板及其制備方法。

一種高焊接熱影響區韌性的LNG儲罐用鋼板，其化學成分按質量百分數為：C：0.03～0.07％，Si：0.02～0.10％，Mn：0.41～1.12％，Ni：5.05～6.77％，P≤0.006％，S≤0.004％，此外還含有Cr≤0.87％、Mo≤0.34％中的一種或兩種(不全為0％)，余量為Fe和不可避免的雜質。

所述高焊接熱影響區韌性的LNG儲罐用鋼板的母材組織以回火馬氏體和臨界鐵素體為基體，基體中分布著7.0～11.9％的逆轉奧氏體。

所述高焊接熱影響區韌性的LNG儲罐用鋼板的粗晶熱影響區組織以馬氏體為基體，基體中分布著自回火形成的滲碳體。

所述高焊接熱影響區韌性的LNG儲罐用鋼板的亞臨界重加熱粗晶熱影響區組織以回火馬氏體為基體，基體中分布著塊狀M-A組元和滲碳體。

所述高焊接熱影響區韌性的LNG儲罐用鋼板厚度為12～20mm，FL處的-196℃沖擊功為83～114J，FL+1mm處的-196℃沖擊功為86～131J。

所述高焊接熱影響區韌性的LNG儲罐用鋼板的制備方法，按如下工藝步驟制得：

(1)采用真空感應爐熔煉，澆鑄成厚度為130mm的鑄錠；

(2)將鑄錠加熱至1100～1200℃，保溫1～2h后進行兩階段控制軋制；

(3)在奧氏體再結晶區進行3～4道次粗軋，開軋溫度為1040～1120℃，總累積壓下率為53.8～63.8％，得到厚度為47～60mm的中間坯；

(4)在奧氏體未再結晶區進行4～5道次精軋，開軋溫度為790～820℃，總累積壓下率為66.7～74.5％，終軋溫度為750～770℃，得到厚度為12～20mm的熱軋板；