特别是用于运输和储存液态氢的制造技术

本发明专利技术涉及具有按重量百分比计的以下组成的铁镍合金：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】特别是用于运输和储存液态氢的Fe
‑
Ni合金


[0001]本专利技术涉及一种铁镍
(Fe
‑
Ni)
合金，其特别是旨在用于低温应用，特别是用于制造为容纳液化气体而设计的工件或组件
(
例如，用于运输或储存液化气体的运输管或运输
/
储存罐
)。
这些工件或组件特别适合且适于接收液态氢
。

技术介绍

[0002]目前用于运输液化气体的材料通常被设计为用于运输和储存沸点为
‑
162℃
的液态甲烷
。
然而，还需要生产适合于运输和储存沸点为
‑
253℃
的液态氢的工件或组件
。
[0003]本专利技术的专利技术人已经注意到，使用通常用于运输液化气体的材料
(
例如，
Invar M93)
来运输和储存液态氢可能带来困难，一方面是由于液态氢的沸点低，另一方面是由于该合金有被氢脆化的风险
。
[0004]更具体地说，本专利技术的专利技术人已经发现，当该材料在低温下进行塑性变形时，诸如
Invar M93
的奥氏体结构可能产生马氏体转变
。
变形越严重且温度越低，马氏体含量越高
。
因此，对于
Invar M93
，在低温管线或罐的操作期间发生微小机械事故
(
冲击
、
破碎
、
弯曲等
)
的情况下，在微观结构内发生马氏体转变的风险在液态氢的温度
(
‑
253℃)
下大大增加
。
在
INVAR M93
微观结构内产生并载有氢的马氏体然后可能引起氢脆
。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术的一个目的是提供一种合金，该合金在液态氢的温度
(
‑
253℃)
下表现出良好的机械性能，同时
0℃
和
‑
196℃
之间的平均热膨胀系数低，该合金特别是可以用于制造为运输和储存液态氢而设计的工件，例如用于制造为运输和储存液态氢而设计的管或罐
。
[0006]为此，本专利技术涉及一种铁镍合金，其具有按重量百分比计的以下组成：
[0007]36.5
％
≤Ni≤38.5
％
[0008]0.50
％
≤Mn≤1.25
％
[0009]0.001
％
≤Cu≤0.85
％
[0010]0.040
％
≤C≤0.150
％
[0011]0.10
％
≤Si≤0.35
％
[0012]剩余部分是铁和由制造产生的不可避免的杂质
。
[0013]根据本专利技术的合金的特定特征：
[0014]‑
碳含量按重量计在
0.040
％和
0.075
％之间；
[0015]‑
按重量百分比计，由制造产生的不可避免的杂质包括：
[0016]Cr≤0.5
％
[0017]Co≤0.5
％
[0018]S≤0.0035
％
[0019]P≤0.01
％
[0020]Mo
＜
0.5
％
[0021]O≤0.0025
％
[0022]Ca≤0.0015
％
[0023]Mg≤0.0035
％
[0024]Al≤0.0085
％；
[0025]‑
该合金在
‑
196℃
和
0℃
之间表现出的平均热膨胀系数
α
大于或等于
2.0
×
10
‑6℃
‑1且小于或等于
3.0
×
10
‑6℃
‑1，特别是当该合金为热轧产品的形式时
。
[0026]本专利技术还涉及一种由上述合金制成的冷带
。
[0027]本专利技术还涉及一种用于制造如上所述的冷带的带制造方法，其包括以下连续步骤：
[0028]‑
生产如上所述的合金；
[0029]‑
形成所述合金的半成品；
[0030]‑
将该半成品热轧以获得热带；
[0031]‑
将热带冷轧一个或多个道次以获得冷带
。
[0032]本专利技术还涉及一种如上限定的合金的用于制造旨在接收液化气体的罐或管的用途
。
[0033]本专利技术还涉及一种由如上限定的合金制成的填充金属丝
。
[0034]本专利技术还涉及一种用于制造如上限定的填充金属丝的金属丝制造方法，该方法包括以下步骤：
[0035]‑
提供由如上限定的合金制成的半成品；
[0036]‑
对该半成品进行热转变以形成中间金属丝；以及
[0037]‑
将中间金属丝转变为直径小于中间金属丝的直径的填充金属丝，该转变包括拉制步骤
。
[0038]本专利技术还涉及一种由如上限定的合金制成的工件或工件的一部分，该工件或工件部分是通过金属增材制造获得的
。
[0039]本专利技术还涉及一种用于制造工件或工件的一部分的制造方法，其包括通过金属增材制造工艺使用由如上限定的合金制成的填充金属丝和
/
或由如上限定的合金制成的粉末作为填充材料来制造所述工件或工件部分的步骤
。
[0040]本专利技术还涉及一种如上限定的填充金属丝在金属增材制造工艺的情况下作为填充金属丝的用途
。
[0041]本专利技术还涉及一种由如上限定的合金制成的金属粉末
。
[0042]本专利技术还涉及一种用于制造如上限定的金属粉末的粉末制造方法，所述方法包括提供如上限定的填充金属丝的步骤，以及将该填充金属丝等离子体雾化以获得金属粉末的步骤
。
[0043]本专利技术还涉及一种由如上限定的合金制成的管段，所述管段优选是无缝的
。
[0044]根据特定的特征性特征，管段包括弯曲成管的形状并且由如上限定的合金制成的片材，该片材具有通过焊缝彼此接合的纵向边缘
。
[0045]本专利技术还涉及一种用于制造如上限定的管段的管制造方法，其包括以下连续步骤：
[0046]‑
提供由如上限定的合金制成并具有两个纵向边缘的片材；以及
[0047]‑
将片材的纵向边缘彼此焊接以形成管段
。
[0048]本专利技术还涉及包括至少两个如上限定的管段的管，其中两个连续的管段通过焊缝彼此接合
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种铁镍合金，其具有按重量百分比计的以下组成：
36.5
％
≤Ni≤38.5
％
0.50
％
≤Mn≤1.25
％
0.001
％
≤Cu≤0.85
％
0.040
％
≤C≤0.150
％
0.10
％
≤Si≤0.35
％剩余部分是铁和由制造产生的不可避免的杂质
。2.
根据权利要求1所述的合金，其中碳含量按重量计在
0.040
％和
0.075
％之间
。3.
根据权利要求1或2所述的合金，其中按重量百分比计，由制造产生的不可避免的杂质包括：
Cr≤0.5
％
Co≤0.5
％
S≤0.0035
％
P≤0.01
％
Mo
＜
0.5
％
O≤0.0025
％
Ca≤0.0015
％
Mg≤0.0035
％
Al≤0.0085
％
。4.
一种由根据权利要求1至3中任一项所述的合金制成的冷带
。5.
一种用于制造根据权利要求4所述的冷带的制造方法，其包括以下连续步骤：
‑
制造根据权利要求1至3中任一项所述的合金；
‑
形成所述合金的半成品；
‑
将该半成品热轧以获得热带；
‑
将所述热带冷轧一个或多个道次以获得冷带
。6.
一种根据权利要求1至3中任一项所述的合金的用于制造旨在接收液化气体的罐或管的用途
。7.
一种由根据权利要求1至3中任一项所述的合金制成的填充金属丝
。8.
一种用于制造根据权利要求7所述的填充金属丝的制造方法，所述方法包括以下步骤：
‑
提供由根据权利要求1至3中任一项所述的合金制成的半成品；
‑
对该半成品进行热转变以形成中间金属丝；以及
‑
将所述中间金属丝转变成直径小于所述中间金属丝的直径的填充金属丝，所述转变包括拉制步骤
。9.
一种由根据权利要求1至3中任一项所述的合金制成的工件
(40)
或工件的一部分，所述工件
(40)
或工件的一部分是通过金属增材制造获得的
。10.
一种用于制造工件
(40)
或工件的一部分的工件制造方法，其包括通过金属增材制造工艺使用由根据权利要求1至3中任一项所述的合金制成的填充金属丝和
/
或由根据权利要求1至3中任一项所述的合金制成的粉末作为填充材料来制造所述工件
(40)
或工件的一
部分的步骤
。11.
一种根据权利要求7所述的填充金属丝作为金属增材制造工艺中的填充金属丝的用途
。12.
一种由根据权利要求1至3中任一项所述的合金制成的金属粉末
。13.
一种用于制造根据权利要求
12
所述的金属粉末的制造方法，所述方法包括提供根据权利要求7所述的填充金属丝的步骤，以及将该填充金属丝等离子体雾化以获得所述金属粉末的步骤
。14.
一种由根据权利要求1至3中任一项所述的合金制...

【专利技术属性】
技术研发人员：皮埃尔路易，
申请(专利权)人：艾普伦，
类型：发明
国别省市：