舞鋼市鑫澤鋼鐵銷售有限公司
主營(yíng)產(chǎn)品: 鍋爐和壓力容器用鋼板, 低合金高強(qiáng)度鋼板, 特寬特厚普板, 耐磨鋼, 高強(qiáng)鋼, 合金鋼, 高建鋼, 橋梁用鋼板
06Ni9DR舞鋼06Ni9DR化學(xué)成分06Ni9DR力學(xué)性能06Ni9DR價(jià)格
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鍋爐和壓力容器用鋼板, 低合金高強(qiáng)度鋼板, 特寬特厚普板, 耐磨鋼, 高強(qiáng)鋼, 合金鋼, 高建鋼, 橋梁用鋼板
06Ni9DR低溫容器用鋼板 06Ni9DR,一般叫其9Ni或9鎳鋼,對(duì)應(yīng)國(guó)外牌號(hào)是SA553、SA353、9Ni ,國(guó)內(nèi)舞陽(yáng)鋼廠與太鋼生產(chǎn)。
9Ni鋼在LNG儲(chǔ)罐中的應(yīng)用分析: 隨著全球能源資源的多樣化,未來(lái)國(guó)內(nèi)對(duì)LNG終端結(jié)構(gòu)材料的需求量將會(huì)非常大,開(kāi)發(fā)相應(yīng)結(jié)構(gòu)的材料將成為能源戰(zhàn)略調(diào)整的重要環(huán)節(jié)之一。LNG的溫度為-162℃,要求其結(jié)構(gòu)材料在極低溫度下具有一定強(qiáng)度和韌性。目前超低溫度用材料主要有以下幾種:奧氏體不銹鋼、鎳基合金、鋁合金和9Ni鋼。相對(duì)與奧氏體不銹鋼和奧氏體鐵-鎳合金,9Ni鋼成本更低,相對(duì)于鋁合金,9Ni鋼具有更好的力學(xué)性能,因此LNG儲(chǔ)存和運(yùn)輸設(shè)備的結(jié)構(gòu)材料國(guó)際上普遍使用9Ni鋼。其中, 9Ni鋼是惟一可以在- 196 ℃使用的鐵素體低溫用鋼,其-196 ℃的夏比沖擊功達(dá)到200~230J ,是深冷環(huán)境下使用的韌度最好的材料。
1 9Ni鋼材料
LNG儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)溫度為-165℃,由于設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到用氮?dú)饫淠龝r(shí)可能出現(xiàn)的溫度,故設(shè)計(jì)溫度范圍在-165~-196℃。9Ni鋼自20世紀(jì)40年代開(kāi)發(fā)以來(lái),由于其強(qiáng)度高、低溫韌性好,且成本比Ni2Cr不銹鋼低而逐漸被廣泛采用。1956年9Ni鋼被列入ASTM標(biāo)準(zhǔn)。1982年以后, 9Ni鋼成為低溫儲(chǔ)罐的主材,逐漸取代了Ni-Cr不銹鋼,被世界各國(guó)普遍作為常壓液態(tài)LNG和常壓液氮的設(shè)備用鋼。9Ni鋼屬于鐵素體型低溫用鋼,具有較高的強(qiáng)度和較好的韌性。依據(jù)合金成分, 9Ni鋼屬于中合金鋼,但由于用其制造設(shè)備的設(shè)計(jì)溫度定位在 - 165~-196 ℃范圍,故其原材料本身和制造中涉及到影響脆性轉(zhuǎn)變溫度的因素顯得十分關(guān)鍵。影響9Ni鋼脆性轉(zhuǎn)變溫度的主要因素為晶粒度、組織結(jié)構(gòu)、合金元素和雜質(zhì)。
2 9Ni化學(xué)成分
在影響9Ni鋼脆性轉(zhuǎn)變溫度的主要因素中,合金元素和雜質(zhì)含量都與化學(xué)成分密切相關(guān)。9Ni鋼化學(xué)成分設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1:
表1 9Ni鋼的化學(xué)成分
元素 | C | Si | Mn | P | S | Ni |
ASTM A553 | ≤0.13 | 0.15~0.30 | ≤0.90 | ≤0.035 | ≤0.04 | 8.50~9.50 |
ASTM A353 | ≤0.13 | 0.15~0.45 | ≤0.98 | ≤0.040 | ≤0.035 | 8.40~9.60 |
BS1501-509 | ≤0.10 | 0.10~0.30 | 0.30~0.80 | ≤0.030 | ≤0.025 | 8.75~9.75 |
VDEh680 | ≤0.10 | 0.10~0.35 | 0.30~0.80 | ≤0.035 | ≤0.035 | 8.50~9.50 |
JIS G 3127 | ≤0.12 | ≤0.30 | ≤0.0.90 | ≤0.025 | ≤0.025 | 8.50~9.50 |
各合金元素的影響:
C ——碳化物析出會(huì)造成孔蝕,一般控制在<0.08%;
Mn——奧氏體相穩(wěn)定化元素,提高耐磨性及氮的固容量;
Si——有助于高溫耐高溫氧化及耐酸蝕性能;
Ni——穩(wěn)定化元素,減輕脆性并改善機(jī)械性能,增強(qiáng)耐酸能力。
9Ni鋼的鋼板使用時(shí),應(yīng)注意以下幾方面:
(1)9Ni鋼化學(xué)成分標(biāo)準(zhǔn)的范圍要求應(yīng)嚴(yán)格,如Si質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.15% ~0.30%,Ni質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.50%~9.50%;
(2) 一般來(lái)說(shuō),標(biāo)準(zhǔn)允許P和S的最大值約10倍于9Ni鋼板的實(shí)物值,也就是說(shuō):
①當(dāng)9Ni鋼用于-196℃的設(shè)計(jì)條件時(shí),必須大幅降低P和S含量;
②9Ni鋼的設(shè)備制造要求盡可能地降低P和S含量,以保證9%Ni鋼的設(shè)備能夠滿足設(shè)計(jì)溫度為-196℃時(shí)的使用要求。
(3)9Ni鋼化學(xué)成分設(shè)計(jì)時(shí)人為加入和控制的關(guān)鍵合金成分為Ni和Mn,在控制方法許可的條件下,趨于得到較大值。
(4)對(duì)其他殘余合金成分應(yīng)嚴(yán)格控制。
3 9Ni鋼的熱處理
9Ni鋼是在深冷條件下使用的鐵素體型低溫鋼, 經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚砗? 在77K下沖擊韌度有大幅度的提高?,F(xiàn)有9Ni鋼的熱處理有三種基本規(guī)范, 即正火+正火+回火(NNT) 、淬火+回火(QT) 、淬火+亞溫淬火+回火(IHT) 。
3.1 正火+正火+回火(NNT)
9Ni鋼的第一次正火為900℃空冷, 保溫時(shí)間根據(jù)板厚決定, 大約是2.4min/mm,但必須保證保溫時(shí)間大于15min, 第二次正火在790℃左右空冷, 保溫時(shí)間和第一次要求一樣, 回火是在550~580℃空冷或水冷, 保溫時(shí)間和正火處理要求的一樣。正火處理的目的是細(xì)化奧氏體晶粒, 奧氏體晶粒越細(xì)小, 9Ni 鋼熱處理后的強(qiáng)度越高, 塑性越好,沖擊韌度也越高。但如果正火溫度過(guò)高, 或在高溫下保持時(shí)間過(guò)長(zhǎng), 會(huì)使鋼的奧氏體晶粒長(zhǎng)大, 將顯著降低鋼的沖擊韌度與裂紋擴(kuò)展功和提高脆性轉(zhuǎn)變溫度。因而, 第一次正火溫度要高于Ac3 或Acm,其目的是細(xì)化晶粒。第二次正火溫度稍低, 是為了使其發(fā)生相轉(zhuǎn)變, 獲得板條狀馬氏體組織, 回火是為了是獲得α相和少量的富碳、鎳奧氏體。
3.2 調(diào)質(zhì)處理(QT)
與雙相區(qū)處理(IHT)調(diào)質(zhì)處理時(shí), 9Ni 鋼的淬火溫度一般為800~900℃, 同時(shí)保溫足夠的時(shí)間以使其完全奧氏體化后, 在565~635℃回火, 回火時(shí)間按1.2min/mm計(jì)算,但至少大于15min。9Ni 鋼的雙相區(qū)處理是在調(diào)質(zhì)的基礎(chǔ)上, 在回火前進(jìn)行(α+γ)雙相區(qū)處理, 目的是使組織分布更加彌散、均勻。9Ni鋼淬火后的組織為低碳板條狀馬氏體, 回火后得到的基體組織是回火馬氏體以及部分回轉(zhuǎn)奧氏體。9Ni鋼經(jīng)過(guò)(α+γ)雙相區(qū)處理后, 其-196℃沖擊韌度比調(diào)質(zhì)熱處理的提高0.5~1倍,甚至優(yōu)于 1Cr18Ni8Ti不銹鋼, 強(qiáng)度也是1Cr18Ni8Ti不銹鋼的2倍,抗回火脆化能力也大大提高。在現(xiàn)有三種熱處理工藝中, 經(jīng)雙正火(NNT)熱處理的9Ni 鋼其低溫韌度較差, 調(diào)質(zhì)熱處理的次之, (α+γ)雙相區(qū)處理的低溫韌度最好。
4 9Ni鋼力學(xué)性能
9Ni鋼的強(qiáng)度極限高,而且在低溫時(shí),會(huì)進(jìn)一步大幅度提高(韌性降低)。對(duì)于經(jīng)QT熱處理的9Ni鋼,常溫下的屈強(qiáng)比約為0. 85,且存在較高的冷作硬化傾向。因此,用9Ni鋼進(jìn)行設(shè)備制造時(shí),應(yīng)嚴(yán)格控制成型和組對(duì)工藝,防止裂紋,特別是表面裂紋的產(chǎn)生。9Ni鋼的力學(xué)性能見(jiàn)表2。
表2 9Ni鋼的力學(xué)性能
力學(xué)性能 | 06Ni9DR(9%Ni) | |
屈服強(qiáng)度Rel(MPa)或σb | 680-820 | |
屈服強(qiáng)度Rel(MPa)或σs | 厚度5~30mm Rel≥585;厚度>30mm Rel≥575 | |
延伸率A(%)或σ5 | ≥18 | |
冷彎試驗(yàn) | b=2a 180° d=3a | |
夏比沖擊力 | 三個(gè)平均(J) | ≥100 |
單值(J) | ≥70 | |
實(shí)驗(yàn)溫度(℃) | -196 | |
試驗(yàn)形狀 | 2mmV型 |
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