9Ni鋼及其焊材的研究與9Ni鋼應用
分類:鋼材知識 熱度: ℃

隨著我國經濟的迅速發展,液化天然氣(LNG)用量每年以10%的速度增長,預計不久的將來,天然氣將成為我國在煤和石油之后的第三大能源。儲存和運輸LNG所用低溫9Ni鋼已成為鋼鐵行業生產的又一個焦點。
9Ni鋼取代Ni-Cr不銹鋼已成為建造LNG低溫儲罐的主要材料。9Ni鋼始于美國國際鎳公司的產品研究實驗室,最低使用溫度可達-196℃。第一臺9Ni鋼儲罐于1952年在美國率先投入使用。1980年,我國從法國引進7臺9Ni鋼制作的容積達1.0×104m3球罐,并于20世紀80年代末開始進行LNG裝置的實踐。2004年,我國首個大型低溫液化氣項目(廣東LNG工程)共有3臺大型儲罐,單臺容積1.6×104m3。到目前為止,中石油、中石化和中海油已建成或在建的大型低溫LNG儲罐有20多臺。因9Ni鋼具有良好的焊接性能及優良的低溫韌性,成為國際上低溫設備領域使用廣泛的鋼種,我國也在逐步實現9Ni鋼的國產化。從2008年開始,在國家發改委等部門支持下,鞍鋼、南鋼及太鋼等國內鋼鐵企業陸續成功研發出國產低溫9Ni鋼,打破了9Ni鋼長期進口現象,加速了我國LNG工業的發展。
9Ni鋼的低溫力學性能主要決定于其化學成分,尤其是C和N的含量。此外,9Ni鋼的韌性還取決于鋼的純凈度和微觀組織。較低的碳含量可使回火時馬氏體中碳化物的析出減少,提高低溫韌性,而碳含量過高則會使焊接性能和冷脆性能顯著惡化。9Ni鋼中添加Ni,可增強基體的交叉滑移能力,減少間隙原子與位錯的交互作用,可降低Ac3點、細化晶粒、降低脆性轉變溫度,使材料的低溫韌性得到明顯改善。
目前,9Ni鋼有三種主要熱處理工藝:
1)NNT處理,第一次正火加熱至900℃空冷,第二次正火加熱至790℃空冷,然后在550~580℃回火后急冷,處理后的組織為回火馬氏體與貝氏體。
2)QT處理,在800℃水淬或油淬,然后550~580℃回火,處理后的組織為低碳馬氏體。
3)IHT處理,即α+γ雙相區淬火+回火,通常800℃水淬+670℃水淬,然后經550~580℃回火,處理后的組織為低碳馬氏體。
研究結果表明:
(1)9Ni鋼的三種熱處理工藝后,9Ni鋼低溫韌性由低到高分別是NNT<QT<IHT,是由于逆轉奧氏體分布和數量不同,使得IHT比QT的低溫韌性高。
(2)9Ni鋼焊接用CHNiCrMo-6,CHF205/CHW-NiCrMo-3和CHF206/CHW-NiCrMo-4,焊接工藝性能良好,力學性能優異,且價格便宜,為工業和工程材料生產帶來巨大前景。
(3)9Ni鋼焊接過程中容易出現的問題主要包括熱裂紋、冷裂紋、電弧磁偏吹和低溫韌性四種,其中熱裂紋缺陷比較突出,需要重點控制。
(4)9Ni鋼具有良好的焊接工藝性能,選用合適的焊接工藝措施,就可以避免焊接冷、熱裂紋及焊后低溫韌性的下降。

9Ni鋼板材服務熱線13733919801
(服務熱線:0375-8201707)
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