低温用含镍钢及低温用罐制造技术

本发明专利技术提供一种低温用含镍钢及使用该低温用含镍钢制作的低温用罐，所述低温用含镍钢具有Ni含量为5.0～8.0％的规定的化学组织，距离表面在厚度方向上为1.5mm的部位处的残余奥氏体的体积分率为3.0～20.0体积％，距离表面在厚度方向上为1.0mm的部位处的硬度相对于距离表面在厚度方向上为厚度的1/4的部位处的硬度之比为1.1以下。

Low Temperature Nickel-Containing Steel and Low Temperature Tanks

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】低温用含镍钢及低温用罐
本公开涉及低温用含镍钢及低温用罐。
技术介绍
对于贮藏液化天然气(LNG)等低温物质的罐，使用了在低温下具有优异的断裂韧性的钢。作为这样的钢，提出了含有9％左右的Ni的钢(以下称为9％Ni钢)(例如参照专利文献1)。现状是：迄今为止，在陆上使用的LNG罐等用途中广泛使用了9％Ni钢，但几乎没有作为船舶用的使用实绩。另外，Ni为高价的合金元素，提出了与9％Ni钢相比降低了Ni量的低温用含镍钢(例如参照专利文献2、3)。顺便提一下，关于要求1270MPa这样非常高的强度、-70℃下的韧性和对于海水等的耐应力腐蚀裂纹性的钢，提出了含有超过11.0～13.0％的Ni的钢(例如参照专利文献4)。专利文献1：日本特开2002-129280号公报专利文献2：日本特开2013-14812号公报专利文献3：日本特开2015-86403号公报专利文献4：日本特开平09-137253号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题在将9％Ni钢适用于船舶用罐(例如船舶用LNG罐)时，氯化物环境中的应力腐蚀裂纹成为问题。关于船舶用罐，过去有在从首航起大概经过25年的船舶中9％Ni钢制罐中产生了裂纹的事例，现状主要使用了铝合金或不锈钢。今后，为了将低温用的Ni钢用于船舶用罐，应力腐蚀裂纹对策成为了重要的课题。另外，从成本的观点出发，期望与9％Ni钢相比降低高价的合金元素即Ni的含量。本公开鉴于这样的实际情况，课题是：提供含有5.0～8.0％的Ni、具有例如对船舶用罐等低温用罐所要求那样的耐应力腐蚀裂纹性的低温用Ni钢以及利用了该低温用Ni钢的低温用罐。用于解决技术问题的手段<1>一种低温用含镍钢，其中，以质量％计、C：0.01～0.15％、Si：0.01～2.00％、Mn：0.20～2.00％、P：0.010％以下、S：0.0100％以下Ni：5.0～8.0％、Al：0.005～2.000％、N：0.0010～0.0100％、Cu：0～1.00％、Sn：0～0.80％、Sb：0～0.80％、Cr：0～2.00％、Mo：0～1.00％、W：0～1.00％、V：0～1.00％、Nb：0～0.100％、Ti：0～0.100％、Ca：0～0.0200％B：0～0.0500％、Mg：0～0.0100％、REM：0～0.0200％、及剩余部分：Fe及杂质，距离表面在厚度方向上为1.5mm的部位处的残余奥氏体的体积分率为3.0～20.0体积％，距离表面在厚度方向上为1.0mm的部位处的硬度相对于距离表面在厚度方向上为厚度的1/4的部位处的硬度之比为1.1以下。<2>根据<1>所述的低温用含镍钢，其中，Si的含量以质量％计为0.01～0.60％。<3>根据<1>或<2>所述的低温用含镍钢，其中，Al的含量以质量％计为0.005～0.100％。<4>根据<1>～<3>中任一项所述的低温用含镍钢，屈服强度为590～800MPa，抗拉强度为690～830MPa，-196℃下的夏比冲击吸收能为150J以上。<5>根据<1>～<4>中任一项所述的低温用含镍钢，厚度为6～50mm。<6>一种低温用罐，其是使用<1>～<5>中任一项所述的低温用含镍钢而制作的。专利技术效果根据本公开，能够提供含有5.0～8.0％的Ni、具有例如对船舶用罐等低温用罐所要求那样的耐应力腐蚀裂纹性的低温用Ni钢及利用了该低温用Ni钢的低温用罐。附图说明图1是说明氯化物应力腐蚀裂纹试验方法的图。具体实施方式以下，关于作为本公开的一个例子的低温用含镍钢(以下也称为“低温用Ni钢”或“低温用Ni钢材”)及低温用罐进行详细说明。需要说明的是，本公开中，化学组成的各元素的含量的“％”表达是指“质量％”。另外，各元素的含量的％在没有特别说明的情况下，是指质量％。此外，使用“～”表示的数值范围是指包含“～”的前后记载的数值作为下限值及上限值的范围。另外，“钢的厚度”(以下也标记为“t”)在钢为钢板的情况下是指“钢板的板厚”，在钢为钢管的情况下是指“钢管的壁厚”，在钢为钢线或棒钢的情况下是指“钢线或棒钢的直径”。此外，“钢的厚度方向”在钢为钢板的情况下是指“钢板的板厚方向”，在钢为钢管的情况下是指“钢管的壁厚方向”，在钢为钢线或棒钢的情况下是指“钢线或棒钢的直径方向”。本公开的低温用Ni钢具有规定的化学组成，距离表面在厚度方向上为1.5mm的部位处的残余奥氏体的体积分率为3.0～20.0体积％，距离表面在厚度方向上为厚度的1/4的部位处的硬度相对于距离表面在厚度方向上为厚度的1/4的部位处的硬度之比为1.1以下。本公开的低温用Ni钢通过上述构成，成为含有5.0～8.0％的Ni、具有例如对船舶用罐等低温用罐所要求那样的耐应力腐蚀裂纹性的钢。本公开的低温用Ni钢通过下面的见识而被发现。关于过去在9％Ni钢制的船舶用罐(例如船舶用LNG罐)中产生了应力腐蚀裂纹的事例，已经发表了调查报告。在该调查报告中，关于船舶用罐中的应力腐蚀裂纹的产生原因，有下述记载：(1)罐内因设备故障而结露、(2)在产生了裂纹的焊接热影响区域(HAZ)中硬度高达420Hv左右。从这样的状况出发，叙述了9％Ni钢制的船舶罐的应力腐蚀裂纹是由氢引起的裂纹这样的见解。另一方面，还有下述记载：由于在腐蚀生成物中没有见到S(硫)成分的痕跡，所以也没有视为硫化氢的影响的依据。像这样，关于9％Ni钢制的船舶用罐中实际产生的应力腐蚀裂纹的原因，不清楚的地方多。于是，本专利技术者们考虑从船舶用罐的建造到运用为止的工序，对腐蚀环境和作用的应力进行整理，对应力腐蚀裂纹产生的原因进行了研究。具体而言，如下所述。首先，关于实际产生了应力腐蚀裂纹的事例，是在建造后经过约25年这样的长时间后产生的事例。其次，在船舶用罐中定期地(大约5年1次)实施开放检查。其另一方面，关于没有开放检查的陆上用的罐(例如LNG罐)，没有这样的应力腐蚀裂纹的问题。从这样的状况出发，可以认为应力腐蚀裂纹产生的原因是在开放检查时从海上飞来的盐成分的附着和船舶用罐内的结露。于是，本专利技术者们模拟焊接部的残余应力，通过附加了应力的试验，确立能够再现由氯化物引起的应力腐蚀裂纹(以下也称为“氯化物应力腐蚀裂纹”)的试验方法，对于材料方面的对策进行了研究。其结果是，得到了以下的(a)～(c)中所示的见识。(a)若将Ni量设定为5.0～8.0％，则耐氯化物应力腐蚀裂纹性得到改善。(b)在将距离表面在厚度方向上为1.0mm的部位处的硬度(以下也称为“表层硬度”)相对于距离表面在厚度方向上为厚度的1/4的部位处的硬度(以下也称为“t/4部硬度”)之比设定为1.1以下的情况(防止了表层的硬化的情况)下，氯化物应力腐蚀裂纹的产生得到显著抑制。(c)在将距离表面在厚度方向上为1.5mm的部位的残余奥氏体的体积分率设定为3.0～20.0体积％的情况下，氯化物应力腐蚀裂纹的进展得到显著抑制。通过以上的见识，发现了本公开的低温用Ni钢成为含有5.0～8.0％的Ni、具有例如对船舶用罐所要求那样的耐应力腐蚀裂纹性(即本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低温用含镍钢，其中，以质量％计C：0.01～0.15％、Si：0.01～2.00％、Mn：0.20～2.00％、P：0.010％以下、S：0.0100％以下Ni：5.0～8.0％、Al：0.005～2.000％、N：0.0010～0.0100％、Cu：0～1.00％、Sn：0～0.80％、Sb：0～0.80％、Cr：0～2.00％、Mo：0～1.00％、W：0～1.00％、V：0～1.00％、Nb：0～0.100％、Ti：0～0.100％、Ca：0～0.0200％B：0～0.0500％、Mg：0～0.0100％、REM：0～0.0200％、及剩余部分：Fe及杂质，距离表面在厚度方向上为1.5mm的部位处的残余奥氏体的体积分率为3.0～20.0体积％，距离表面在厚度方向上为1.0mm的部位处的硬度相对于距离表面在厚度方向上为厚度的1/4的部位处的硬度之比为1.1以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.01 JP 2016-2345581.一种低温用含镍钢，其中，以质量％计C：0.01～0.15％、Si：0.01～2.00％、Mn：0.20～2.00％、P：0.010％以下、S：0.0100％以下Ni：5.0～8.0％、Al：0.005～2.000％、N：0.0010～0.0100％、Cu：0～1.00％、Sn：0～0.80％、Sb：0～0.80％、Cr：0～2.00％、Mo：0～1.00％、W：0～1.00％、V：0～1.00％、Nb：0～0.100％、Ti：0～0.100％、Ca：0～0.0200％B：0～0.0500％、Mg：0～0.0100％、REM：0～0.0200％、及剩余部分：Fe及杂质，距离表面在厚度方向上为1.5m...

【专利技术属性】
技术研发人员：鹿岛和幸，加贺谷崇之，
申请(专利权)人：日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP