LNG儲罐用9Ni鋼
時(shí)間：2019-06-13
作者：無錫不銹鋼板
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9Ni 鋼是w(Ni)為8.5%～9.5%的低碳馬氏體型低溫用鋼， 具有體心立方結(jié)構(gòu)和明顯的脆性轉(zhuǎn)變溫度。目前能夠在超低溫條件下安全使用的材料有9Ni鋼、鋁合金、奧氏體不銹鋼及鎳合金等。這幾種材料中， 9Ni 鋼以其強(qiáng)度高、易于加工和焊接性優(yōu)良等優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用于LNG 儲罐設(shè)備中。
9Ni 鋼鋼中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9%的Ni， 可以降低AC3點(diǎn)、細(xì)化晶粒、降低脆性轉(zhuǎn)變溫度， 使材料的低溫韌性得到明顯改善。9Ni 鋼的低溫力學(xué)性能主要決定于化學(xué)成分， 尤其是Ni 和C 的含量。在回火處理時(shí)， C， Ni 和Mn 等元素向彌散分布于基體內(nèi)的奧氏體擴(kuò)散， 可得到體積分?jǐn)?shù)為5%～10%的富含C， Ni 和Mn 的奧氏體，稱為逆轉(zhuǎn)奧氏體(亦稱為回轉(zhuǎn)奧氏體)。這種奧氏體非常穩(wěn)定， 在－196 ℃低溫下不會發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變， 并且呈彌散分布， 使9Ni 鋼能夠在－196 ℃表現(xiàn)出很好的低溫韌性， 有利于阻止裂紋擴(kuò)展。
9Ni 鋼用于制造LNG 儲罐的主要因素之一就是這種優(yōu)異的低溫韌性。9Ni 鋼具有良好低溫韌性的機(jī)理， 目前有三種解釋得到普遍認(rèn)可， 一種解釋是回轉(zhuǎn)奧氏體阻止裂紋的擴(kuò)展即裂紋尖端鈍化效應(yīng)。另一種解釋是回轉(zhuǎn)奧氏體發(fā)生形變誘發(fā)馬氏體轉(zhuǎn)變， 阻止了裂紋的萌生和擴(kuò)展，還有一種解釋是回轉(zhuǎn)奧氏體吸收使鐵素體變脆的C 和N 等元素， 使基體得到凈化， 從而提高低溫韌性， 即回轉(zhuǎn)奧氏體的凈化作用。
目前， 9Ni 鋼主要有三種熱處理供貨狀態(tài)。雙正火+回火（NNT）的組織為回火馬氏體與貝氏體，淬火+回火（QT）以及經(jīng)雙相區(qū)淬火+回火（IHT）后的主要組織均為低碳回火馬氏體。在這三種熱處理規(guī)范中， 經(jīng)NNT 處理的9Ni 鋼， 其低溫韌性最差， 經(jīng)IHT 處理的9Ni 鋼的低溫韌性最好。
伴隨著全球范圍內(nèi)天然氣消耗量的持續(xù)增長， 建造新的LNG 設(shè)施的需求不斷增加， 9Ni鋼作為LNG 儲罐的主體結(jié)構(gòu)材料， 將被大量使用。