[发明专利]应用于深冷环境的7Ni钢及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种在深冷环境下具有优异强韧性的7Ni钢及其制备工艺，可用于液化天然气存储罐的制备。 

背景技术

随着世界经济的发展，石油危机的冲击和煤炭、石油所带来的环境污染问题日益严重。LNG具有燃烧值高，对大气无污染等特点，被誉为洁净的绿色新能源。同时，天然气探明储量较高，促使其在世界能源消费结构中的比重越来越大。开发、利用天然气已成为许多国家实施能源结构调整和可持续发展的重点战略。在全球许多国家今后几十年的能源发展中，天然气作为新型洁净的能源在国家环保安全和能源保障方面具有重要意义。在我国，面对居高不下的国际油价以及“缺煤少油”的能源格局，为有效缓解能源供应紧张的局面，2004年，发改委在《我国能源中长期发展规划》中提出在沿海地区建设LNG接收站。当前，中石油、中石化和中海油等的多个LNG项目正在建设和筹备建设之中，首批LNG项目有10余个容量为160,000m³罐的超大型接收站，9Ni钢(C-Mn-Ni，9％Ni)在制造LNG储存和运输用大型容器方面获得广泛应用。 

国内外诸多钢铁厂均发展出具有优良性能的深冷环境用9Ni钢，如公开号为JP2002012951的发明专利提出一种具有优良性能的9Ni钢，该钢种包含的化学成分及其质量百分比分为：C 0.02～0.10％、Si≤0.10％、Mn 0.2～1.0％、P≤0.01％、S 0.0005～0.003％、Ni 7.5～10.0％、Al 0.01～0.08％，以及Mo 0.05～0.5％和Cr0.05～0.5％。可见，与本发明比较，其合金中添加了较多量的Mo。 

公开号CN101215668A的发明专利提出一种低碳9Ni钢厚板的制造方法，该案所涉9Ni钢包含的化学成分及其质量百分比分为：C 0.02-0.04％、Si 0.15～0.30％、Mn 0.5～0.9％、Ni 8.9～9.5％、P≤0.01％和S≤0.005％，其制备工艺为：热轧淬火后直接580℃回火1小时，回火后采用水冷(DQ+T)；或者热轧淬火后800℃保温1小时淬火，580℃保温回火1小时水淬(DQ+QT)；或者热轧淬火后800℃保温1小时淬火，670℃保温1小时淬火，580℃保温回火1小时水冷 (DQ+QLT)。该案中低碳9Ni钢厚板的屈服强度小于710MPa，抗拉强度小于720MPa，-196℃冲击功在150-250J之间。 

又如公开号CN101058842A的发明专利提出一种提高低温钢板韧性的方法，其涉及的低温钢板包含的化学组分及其质量百分比分别为：C≤0.07％、Si 0.01～0.40％、Mn 0.20～0.90％、Ni 8.50～10.00％、Mo≤0.50％、P≤0.004％以及S≤0.002％，其制备工艺为：热处理880℃保温15分钟以上水淬，650～700℃保温15分钟以上水淬，620～570℃保温30分钟以上空冷或大于空冷速度冷却。该案制成的低温钢板屈服强度小于630MPa，抗拉强度小于720MPa，-196℃冲击功在230～270J之间。 

与上述2个发明案比较，本发明使用了Ni合金减量化设计，使储存LNG用钢的生产成本大大降低。 

发明内容

本发明的目的在于提出一种应用于深冷环境的7Ni钢，其在-196℃以下的深冷环境中具有优良韧性及高屈服强度，且成本低，制备工艺简单，从而克服了现有技术中的不足。 

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案： 

一种应用于深冷环境的7Ni钢，其特征在于：该7Ni钢包括的化学成分及其质量百分数分别为：C 0.04～0.12％、Si 0.03～0.35％、Mn 0.3～1.2％、P≤0.007％、S≤0.004％、Ni 7.0～7.8％、Al 0.02～0.05％、Cr 0.2～0.6％、Mo0.02～0.04％、Cu 0.01～1.2％，以及余量Fe和杂质元素。 

进一步地讲：在由所述7Ni钢制成的板材中，沿横断面的金相组织为回火马氏体+回转奥氏体。 

所述板材的厚度为15±10mm，屈服强度在530-710MPa之间、抗拉强度在670-780MPa之间、在-196℃下的Charpy冲击吸收能量大于100J。 

本发明的另一目的在于提出一种制备如上所述应用于深冷环境的7Ni钢的工艺，其技术方案如下： 

应用于深冷环境的7Ni钢的制备工艺，其特征在于，该工艺包括的步骤为： 

取具有与上述应用于深冷环境的7Ni钢相同组分的铸坯加热至1180～1250℃，保温1～3h；