[發明專利]超低溫L型鋼及其制造方法

在審

• 申請號: 202110059463.5
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112899584A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 陳顏堂;李東暉;胡志勇;黨軍;顧麗;孫樂政;周玉偉
• 申請（專利權）人: 南京鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/58
• 分類號: C22C38/58;C22C38/44;C22C38/46;C22C38/02;C21D8/00;C21D1/18;C22C33/06
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 陳秋明

本發明公開了一種超低溫L型鋼及其制造方法，該鋼的成分以質量百分比計含有C：0.01～0.039％、Si：0.05～0.15％、Mn：5.1～6.9％、P：≤0.01％、S：≤0.001％、Mo：0.05～0.25％、Ni：0.71～0.98％、Cr：0.10～0.25％、V：0.03～0.07％，余量為Fe和不可避免的雜質。采用Mn?Ni成分體系設計，以Mn替代部分Ni，化學成分和生產工藝簡單，生產成本低，且含Mn的氧化物在生產過程中較易清除，成品表面質量良好。該鋼的屈服強度≥425MPa，?170℃沖擊吸收功≥80J，綜合力學性能優良。

技術領域

本發明涉及一種鋼及其制造方法，具體涉及一種超低溫L型鋼及其制造方法。

背景技術

由于環境保護要求越來越嚴，天然氣作為一種清潔能源消耗量急劇增加，使用范圍越來越廣。海洋天然氣資源豐富，隨著海洋能源開采技術日漸成熟，儲存、運輸這些液態能源的儲罐需求越來越大。需要力學性能尤其是-170℃超低溫韌性優良的鋼材建造儲罐，保障儲罐不會在低溫使用環境下發生脆裂，安全運行。

傳統的低溫能源用儲罐鋼通常采用5Ni、9Ni鋼材建造，由于合金元素Ni屬稀缺資源，導致現有的5Ni、9Ni系鋼生產成本昂貴。并且其鑄坯質量難于控制，且需采用復雜的熱處理工序才能獲得預期的低溫韌性，工序復雜，生產成本高。例如，申請號為2018800734035的中國專利，公開了一種“超低溫鋼及其制造方法”，其Ni含量為8.9～9.3％，是一種典型的9Ni鋼成分體系，昂貴合金元素Ni含量高，生產難度較大，鑄坯、鑄錠易產生裂紋，前期清理工序復雜，生產成本高。

因此，很有必要研發一種超低溫韌性優良的低Ni鋼，用于建造儲存液化突然氣、乙烯等低溫能源儲罐的加強肋等結構件。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術的缺陷，本發明提供一種超低溫L型鋼，低Ni設計的同時保證超低溫性能優良，鑄坯質量良好，生產過程易控。

本發明的另一目的是提供一種上述超低溫L型鋼的制造方法。

技術方案：本發明所述的一種超低溫L型鋼，成分以質量百分比計含有C：0.01～0.039％、Si：0.05～0.15％、Mn：5.1～6.9％、P：≤0.01％、S：≤0.001％、Mo：0.05～0.25％、Ni：0.71～0.98％、Cr：0.10～0.25％、V：0.03～0.07％，余量為Fe和不可避免的雜質。

主要控制的合金元素原理說明如下：

本發明采用超低碳成分設計，因C是很強的間隙強化元素，加入過多的合金元素C(如≥0.039％)則會顯著降低鋼的低溫沖擊韌性。

采用Mn-Ni成分體系設計超低溫L型鋼，因在該結構鋼中的合金元素Mn與合金元素Ni的作用相近，均為擴大奧氏體區域元素。但Ni資源較少，屬昂貴合金元素，加入量過多導致生產成本顯著增加，而Mn資源豐富，成本低廉。另一方面，含Ni的氧化物不易除掉，在生產過程中易產生氧化物壓入，成品表面質量較差。而含Mn的氧化物在生產過程中較易清除，成品表面質量良好。

添加的合金元素Mo、Cr、V等主要是強化基體，使得本發明的屈服強度≥425MPa。

該鋼的金相組織以超細回火板條馬氏體為主，并均勻分布少量奧氏體。

進一步的，所述Mn的重量百分比優選為5.5～6.5％。

進一步的，所述Mo的重量百分比優選為0.15～0.20％。

對應于上述超低溫L型鋼，本發明提供的制造方法，包括如下步驟：

(1)依次經轉爐或電爐冶煉、鋼包爐LF脫硫、真空脫氣后，連鑄成150～260mm*220～400mm的矩形坯；