[发明专利]一种低屈强比的薄规格9Ni钢板

说明书

本发明涉及一种低屈强比的薄规格9Ni钢板，厚度低至5mm，屈强比低于0.9，钢板板型满足：不平度≤5mm/2000mm，按照美国标准ASTM E23金属材料冲击试验方法，3.33mm×10mm×55mm试样：‑196℃横向冲击功≥34J。由于钢板目标厚度小，无法进行控轧，因此采用热轧卷板工艺，轧后控冷，并配合离线淬火‑离线正火‑高温回火的热处理工艺，该热处理工艺既保留了一次淬火后钢板的组织，又综合了正火钢板的优点，在保证低温韧性的前提下有效控制了板型并获得了较低的屈强比。

技术领域

本发明涉及9Ni钢的生产，尤其涉及一种厚度最低至5mm、低屈强比、具有极优异低温韧性、板型好的薄规格你9Ni钢板。

背景技术

9Ni钢板的特征在于钢板含有9wt％的Ni元素，故又被称为9％Ni钢板，对应于GB/T3531的06Ni9DR、EN 10028-4的X7Ni9、ASTM A553/A553M的type I钢种。9Ni钢板具有较高的屈服强度、抗拉强度及良好的延伸率，焊接性能优良，最关键的是其-196℃超低温韧性极佳，所以该钢板广泛应用于大型LNG储罐及大型LNG运输船。

厚度低至5mm的薄规格9Ni钢板主要用作大型LNG低温储罐热角保护垫板、底板等关键、核心部位，现场采用搭焊拼接。为了便于焊接，且防止焊接过程中应力集中，板型控制是5mm厚度规格钢板的生产重点之一；另外，为了预防地震等灾难性突发事件造成的恶劣影响，钢板的屈强比也是设计产品的关键参数之一，即钢板屈服变形后，强度不断发展，结构产生变形，出现结构破坏先兆，人们得以提前发现并预防。

薄规格的9Ni钢板在轧制过程中，由于厚度较薄，钢板的降温速度极大，为了保证轧制的正常进行，钢铁企业采用卷曲炉炉卷轧制，即钢板在轧制过程中，在轧机两端采用卷曲炉保温，保温温度一般在900℃左右。由于采用了炉卷轧制，钢板实际轧制过程中不具备控轧条件，晶粒不能有效细化；又因为需要保证后续热处理的板型，9Ni钢板轧后不宜反复进行浇水冷却，从而导致炉卷轧制9Ni薄规格钢板的晶粒相对更容易长大。

申请号为201610519015.8的中国专利公布了一种超低温压力容器用调质高强度合金钢06Ni9DR钢板及其制备方法。针对12mm及其以下规格钢板在轧制、热处理阶段的生产采用了“轧制-离线正火-离线正火-离线回火”的工艺。该专利给出了最薄为12mm规格的钢板实施例，但对于更薄规格例如5mm厚度的钢板，却没有涉及；而众所周知，12mm厚度规格的钢板无论从控轧还是离线水冷，与5mm厚度规格的钢板均有较大的差异，生产工艺不具有通用性。

申请号为201710189282.8的中国专利申请公布了一种高镍低碳系列钢的强韧化处理工艺，该专利采用了三次淬火工艺。在第一次淬火过程中，需要将钢板加热到1050-1150℃；在第三次淬火过程中，采用油淬。该专利申请涉及的工艺较复杂，钢铁企业实际难以实现，钢铁企业的加热炉炉温一般不超过1000℃；且大规模生产时，钢铁企业不具备整张钢板油冷的条件。

申请号为201610211221.2的中国专利公布了一种低温压力容器用钢板及其生产方法，但该专利针对30-50mm厚度规格钢板，且实物屈强比0.90-0.95之间，屈强比较高。

目前，可以查阅的国内外诸多文献资料对9Ni钢的生产也进行了描述，对于薄规格的9Ni钢板，多采用离线正火-离线正火-回火工艺。有学者(“低温容器用9Ni薄规格钢板生产工艺研究”《热加工工艺》，2012年2月)比较了6mm厚度规格9Ni钢板的生产工艺，分别采用QT，QQT及NNT工艺，比较的结果表明NNT热处理得到的板型最好，QQT热处理得到的性能最好。学者在《低温压力容器用9Ni钢的研究现状与展望》(《热加工工艺》，2015年7月)中也指出，相比较QT及QLT工艺，双正火工艺钢板低温性能最差，主要体现在低温冲击方面；但QT及QLT在生产超薄规格9Ni钢板时的板型及屈强比不容易控制，无法适应更薄规格的9Ni钢板的生产。