[发明专利]一种低温压力容器用钢及其制造方法

说明书

本发明公开了一种低温压力容器用钢，其化学元素质量百分配比为：C 0.02‑0.08％、Si 0.10‑0.35％、Mn 0.3‑0.8％、Ni 7.0‑12.0％、N≤0.005％、Al 0.015‑0.05％、Nb 0.1‑0.3％、V 0.1‑0.3％、Ca 0.001‑0.005％；余量为Fe和其他不可避免的杂质；所述低温压力容器用钢的微观组织从凝固开始到室温状态下均为奥氏体组织。相应地，本发明还公开了一种上述的低温压力容器用钢的制造方法，包括步骤：(1)冶炼：转炉冶炼，然后LF+RH精炼；(2)连铸；(3)热轧；(4)淬火热处理；(5)回火处理。本发明所述的低温压力容器用钢低温冲击韧性高。

技术领域

本发明涉及一种钢及其制造方法，尤其涉及一种含镍的钢及其制造方法，该钢用于低温压力容器。

背景技术

9％Ni钢是指Ni元素含量约为9％的低碳钢，始创于美国国际镍公司的产品研究试验室，最低使用温度可达-196℃。1952年，第一台9％Ni钢储罐在美国投入使用。日本于1969年建造了国内第一台液化天然气低温储罐，所建储罐的最大罐容目前已达20×l0⁴m³。随着国内天然气新增探明储量的不断增长，政府也日益重视天然气的开发利用及其低温储存设备的设计和建造。20世纪8O年代在大庆乙烯工程中，首次成功建造了大型9％Ni钢乙烯球罐。2004年，国内首个大型低温液化天然气项目——广东液化天然气工程开工，单台储罐容积达到16×10⁴m³。迄今为止，9％Ni钢在液化天然气设备中的应用已有60多年的历史。因其具有优良的低温韧性及良好的焊接性能，9％Ni钢已成为国际上低温设备领域广泛使用的钢种。

9％Ni钢的低温力学性能主要决定于化学成分，尤其是Ni、C元素的含量。此外，该钢的韧性还取决于钢的纯净度以及微观组织。

9％Ni钢的生产采用了连铸炼钢工艺，铸钢过程中的冶金处理、真空除气工艺以及钢的高纯净度对改善钢的低温韧性都起着极其重要的作用。由于P，S等杂质元素的存在会恶化钢的低温韧性，因此需要将P，S等杂质元素的含量严格控制在较低水平。

日本于1977年将9％Ni钢纳入JIS标准。同年，美国也将9％Ni钢列入了ASME和ASTM标准中。各主要工业国家9％Ni钢的代号、化学成分和力学性能见表1和表2。

表1现有技术中的相关典型钢种的化学成分(wt％)

表2现有技术中相关典型钢种的力学性能