高焊接热影响区韧性的LNG储罐用钢板及其制备方法技术

高焊接热影响区韧性的LNG储罐用钢板及其制备方法，所述钢板的化学成分按质量百分数为：C：0.03～0.07％，Si：0.02～0.10％，Mn：0.41～1.12％，Ni：5.05～6.77％，P≤0.006％，S≤0.004％，此外还含有Cr≤0.87％、Mo≤0.34％中的一种或两种(不全为0％)，余量为Fe和不可避免的杂质。制备方法为：熔炼，浇铸成铸锭；将铸锭加热，保温后进行两阶段控制轧制；轧后采用超快冷技术，得到在线淬火态钢板；将在线淬火态钢板加热，保温后淬火，得到亚温淬火态钢板；将亚温淬火态钢板加热回火，出炉后水冷或空冷至室温，得到LNG储罐用钢板。

【技术实现步骤摘要】
高焊接热影响区韧性的LNG储罐用钢板及其制备方法
本专利技术属于合金钢领域，具体涉及高焊接热影响区韧性的LNG储罐用钢板及其制备方法。
技术介绍
随着我国能源消耗量的激增，过度依赖煤炭造成了严重空气污染，大规模使用清洁能源天然气已成为必然发展趋势。2001-2015年，我国天然气年增长15.9％；至2020年，表观消费量将达4100亿m3，其中需进口1400亿m3。基于此，我国计划建设超过200个特大型LNG储罐、约60艘海上运输船，LNG(液化天然气)储运设施的总投资近万亿人民币，其中储运设施关键材料镍系低温钢的用量将高达60万吨。目前，我国已实现LNG储罐用9％Ni钢的规模化生产，达到了国际领先水平。然而，9％Ni钢含有较多的Ni，极易被磁化，易产生磁偏吹现象，直接影响到焊接接头的质量。同时，Ni的价格较为昂贵，且我国属于“贫镍”国家，Ni金属对外依存度超过60％，每年都需要进口数量不少的Ni金属，以满足国民经济发展的需要，因此开发低镍型LNG储罐用钢板有助于我国实现资源可持续发展的战略目标。采用低镍合金化设计，LNG储罐用钢板的淬透性下降，焊接热影响区韧性会较9％Ni钢有较大程度的降低。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供高焊接热影响区韧性的LNG储罐用钢板及其制备方法。一种高焊接热影响区韧性的LNG储罐用钢板，其化学成分按质量百分数为：C：0.03～0.07％，Si：0.02～0.10％，Mn：0.41～1.12％，Ni：5.05～6.77％，P≤0.006％，S≤0.004％，此外还含有Cr≤0.87％、Mo≤0.34％中的一种或两种(不全为0％)，余量为Fe和不可避免的杂质。所述高焊接热影响区韧性的LNG储罐用钢板的母材组织以回火马氏体和临界铁素体为基体，基体中分布着7.0～11.9％的逆转奥氏体。所述高焊接热影响区韧性的LNG储罐用钢板的粗晶热影响区组织以马氏体为基体，基体中分布着自回火形成的渗碳体。所述高焊接热影响区韧性的LNG储罐用钢板的亚临界重加热粗晶热影响区组织以回火马氏体为基体，基体中分布着块状M-A组元和渗碳体。所述高焊接热影响区韧性的LNG储罐用钢板厚度为12～20mm，FL处的-196℃冲击功为83～114J，FL+1mm处的-196℃冲击功为86～131J。所述高焊接热影响区韧性的LNG储罐用钢板的制备方法，按如下工艺步骤制得：(1)采用真空感应炉熔炼，浇铸成厚度为130mm的铸锭；(2)将铸锭加热至1100～1200℃，保温1～2h后进行两阶段控制轧制；(3)在奥氏体再结晶区进行3～4道次粗轧，开轧温度为1040～1120℃，总累积压下率为53.8～63.8％，得到厚度为47～60mm的中间坯；(4)在奥氏体未再结晶区进行4～5道次精轧，开轧温度为790～820℃，总累积压下率为66.7～74.5％，终轧温度为750～770℃，得到厚度为12～20mm的热轧板；(5)轧后采用超快冷技术以33～61℃/s的冷速将热轧板在线淬火至200℃以下，得到在线淬火态钢板；(6)将在线淬火态钢板加热至680～710℃，保温50～60min后淬火至200℃以下，得到亚温淬火态钢板；(7)将亚温淬火态钢板加热至580～590℃回火，回火时间为55～60min，出炉后水冷或空冷至室温，得到厚度为12～20mm的LNG储罐用钢板。与现有技术相比，本专利技术的优势在于：(1)通过严格控制低镍钢中的Si含量，促进粗晶热影响区的自回火，抑制亚临界重加热粗晶热影响区中长条状M-A组元形成，改善了焊接热影响区韧性；(2)通过添加少量Cr、Mo，提高低镍钢的淬透性，抑制上贝氏体形成，改善了焊接热影响区韧性；(3)本专利技术的低镍型LNG储罐用钢板的FL处的-196℃冲击功为83～114J，FL+1mm处的-196℃冲击功为86～131J，达到9％Ni钢水平。附图说明图1本专利技术实施例1的LNG储罐用钢板的FL处的冲击断口形貌；图2本专利技术实施例1的LNG储罐用钢板的FL+1mm处的冲击断口形貌。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术的保护范围不仅限于以下实施例。实施例1本实施例的高焊接热影响区韧性的LNG储罐用钢板，其化学成分按质量百分数为：C：0.05％，Si：0.05％，Mn：0.75％，Ni：6.25％，P：0.006％，S：0.004％，Cr：0.48％，Mo：0.10％，余量为Fe和不可避免的杂质。所述高焊接热影响区韧性的LNG储罐用钢板，按如下工艺步骤制得：(1)采用真空感应炉熔炼，浇铸成厚度为130mm的铸锭；(2)将铸锭加热至1100℃，保温2h后进行两阶段控制轧制；(3)在奥氏体再结晶区进行4道次粗轧，开轧温度为1040℃，压下道次分配为130mm→105mm→83mm→62mm→47mm，总累积压下率为63.8％，得到厚度为47mm的中间坯；(4)在奥氏体未再结晶区进行4道次精轧，开轧温度为800℃，压下道次分配为47mm→34mm→25mm→19mm→15mm，总累积压下率为68.1％，终轧温度为760℃，得到厚度为15mm的热轧板；(5)轧后采用超快冷技术以47℃/s的冷速将热轧板在线淬火至200℃以下，得到在线淬火态钢板；(6)将在线淬火态钢板加热至700℃，保温60min后淬火至200℃以下，得到亚温淬火态钢板；(7)将亚温淬火态钢板加热至580℃回火，回火时间为60min，出炉后水冷至室温，得到厚度为15mm的LNG储罐用钢板。厚度为15mm的LNG储罐用钢板的母材组织以回火马氏体和临界铁素体为基体，基体中分布着10.4％的逆转奥氏体；粗晶热影响区组织以马氏体为基体，基体中分布着自回火形成的渗碳体；亚临界重加热粗晶热影响区组织以回火马氏体为基体，基体中分布着块状M-A组元和渗碳体；FL处的-196℃冲击功为99J，FL+1mm处的-196℃冲击功为92J。FL处的冲击断口形貌如图1所示，FL+1mm处的冲击断口形貌如图2所示。实施例2本实施例的高焊接热影响区韧性的LNG储罐用钢板，其化学成分按质量百分数为：C：0.03％，Si：0.02％，Mn：1.12％，Ni：5.05％，P：0.004％，S：0.002％，Mo：0.34％，余量为Fe和不可避免的杂质。所述高焊接热影响区韧性的LNG储罐用钢板，按如下工艺步骤制得：(1)采用真空感应炉熔炼，浇铸成厚度为130mm的铸锭；(2)将铸锭加热至1200℃，保温1h后进行两阶段控制轧制；(3)在奥氏体再结晶区进行4道次粗轧，开轧温度为1120℃，压下道次分配为130mm→105mm→83mm→62mm→47mm，总累积压下率为63.8％，得到厚度为47mm的中间坯；(4)在奥氏体未再结晶区进行5道次精轧，开轧温度为790℃，压下道次分配为47mm→34mm→25mm→19mm→15mm→12mm，总累积压下率为74.5％，终轧温度为750℃，得到厚度为12mm的热轧板；(5)轧后采用超快冷技术以61℃/s的冷速将热轧板在线淬火至200℃以下，得到在线淬火态钢板；(6)将在线淬火态钢板加热至710℃，保温50min后淬火至200℃以下，得到亚温淬火态钢板；(7)将亚温淬火态钢板加热至590℃回火，回火时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高焊接热影响区韧性的LNG储罐用钢板，其特征在于，其化学成分按质量百分数为：C：0.03～0.07％，Si：0.02～0.10％，Mn：0.41～1.12％，Ni：5.05～6.77％，P≤0.006％，S≤0.004％，此外还含有Cr≤0.87％、Mo≤0.34％中的一种或两种(不全为0％)，余量为Fe和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种高焊接热影响区韧性的LNG储罐用钢板，其特征在于，其化学成分按质量百分数为：C：0.03～0.07％，Si：0.02～0.10％，Mn：0.41～1.12％，Ni：5.05～6.77％，P≤0.006％，S≤0.004％，此外还含有Cr≤0.87％、Mo≤0.34％中的一种或两种(不全为0％)，余量为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的高焊接热影响区韧性的LNG储罐用钢板，其特征在于，所述高焊接热影响区韧性的LNG储罐用钢板的母材组织以回火马氏体和临界铁素体为基体，基体中分布着7.0～11.9％的逆转奥氏体。3.根据权利要求1所述的高焊接热影响区韧性的LNG储罐用钢板，其特征在于，所述高焊接热影响区韧性的LNG储罐用钢板的粗晶热影响区组织以马氏体为基体，基体中分布着自回火形成的渗碳体。4.根据权利要求1所述的高焊接热影响区韧性的LNG储罐用钢板，其特征在于，所述高焊接热影响区韧性的LNG储罐用钢板的亚临界重加热粗晶热影响区组织以回火马氏体为基体，基体中分布着块状M-A组元和渗碳体。5.根据权利要求1所述的高焊接热影响区韧性的LNG储罐用钢板，其特征在于，所述高焊接热影响区韧性的LNG储罐...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘振宇，陈其源，陈俊，任家宽，王国栋，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21