06Ni9DR一般叫其9Ni或9鎳鋼，對(duì)應(yīng)國(guó)外牌號(hào)是SA553、SA353、9Ni，國(guó)內(nèi)舞陽鋼廠與太鋼生產(chǎn)。
9Ni鋼在LNG儲(chǔ)罐中的應(yīng)用分析:隨著全球能源資源的多樣化，未來國(guó)內(nèi)對(duì)LNG終端結(jié)構(gòu)材料的需求量將會(huì)非常大，開發(fā)相應(yīng)結(jié)構(gòu)的材料將成為能源戰(zhàn)略調(diào)整的重要環(huán)節(jié)之一。LNG的溫度為-162℃，要求其結(jié)構(gòu)材料在極低溫度下具有一定強(qiáng)度和韌性。目前超低溫度用材料主要有以下幾種：奧氏體不銹鋼、鎳基合金、鋁合金和9Ni鋼。相對(duì)與奧氏體不銹鋼和奧氏體鐵-鎳合金，9Ni鋼成本更低，相對(duì)于鋁合金
9Ni鋼具有更好的力學(xué)性能，因此LNG儲(chǔ)存和運(yùn)輸設(shè)備的結(jié)構(gòu)材料國(guó)際上普遍使用9Ni鋼。其中,9Ni鋼是惟一可以在-196 ℃使用的鐵素體低溫用鋼,其-196 ℃的夏比沖擊功達(dá)到200～230J,是深冷環(huán)境下使用的韌度*好的材料。
3.1 正火+正火+回火(NNT)
9Ni鋼的*一次正火為900℃空冷, 保溫時(shí)間根據(jù)板厚決定,大約是2.4min/mm,但必須保證保溫時(shí)間大于15min,第二次正火在790℃左右空冷, 保溫時(shí)間和*一次要求一樣,回火是在550～580℃空冷或水冷,保溫時(shí)間和正火處理要求的一樣。正火處理的目的是細(xì)化奧氏體晶粒, 奧氏體晶粒越細(xì)小, 9Ni鋼熱處理后的強(qiáng)度越高,塑性越好,沖擊韌度也越高。但如果正火溫度過高, 或在高溫下保持時(shí)間過長(zhǎng),會(huì)使鋼的奧氏體晶粒長(zhǎng)大,將顯著降低鋼的沖擊韌度與裂紋擴(kuò)展功和提高脆性轉(zhuǎn)變溫度。因而,*一次正火溫度要高于Ac3或Acm,其目的是細(xì)化晶粒。第二次正火溫度稍低, 是為了使其發(fā)生相轉(zhuǎn)變,獲得板條狀馬氏體組織,回火是為了是獲得α相和少量的富碳、鎳奧氏體。
3.2 調(diào)質(zhì)處理(QT)
與雙相區(qū)處理(IHT)調(diào)質(zhì)處理時(shí), 9Ni 鋼的淬火溫度一般為800～900℃,同時(shí)保溫足夠的時(shí)間以使其完全奧氏體化后,在565～635℃回火, 回火時(shí)間按1.2min/mm計(jì)算，但至少大于15min。9Ni鋼的雙相區(qū)處理是在調(diào)質(zhì)的基礎(chǔ)上,在回火前進(jìn)行(α+γ)雙相區(qū)處理,目的是使組織分布更加彌散、均勻。9Ni鋼淬火后的組織為低碳板條狀馬氏體,回火后得到的基體組織是回火馬氏體以及部分回轉(zhuǎn)奧氏體。9Ni鋼經(jīng)過(α+γ)雙相區(qū)處理后,其-196℃沖擊韌度比調(diào)質(zhì)熱處理的提高0.5～1倍,甚至優(yōu)于1Cr18Ni8Ti不銹鋼,強(qiáng)度也是1Cr18Ni8Ti不銹鋼的2倍,抗回火脆化能力也大大提高。在現(xiàn)有三種熱處理工藝中,經(jīng)雙正火(NNT)熱處理的9Ni鋼其低溫韌度較差, 調(diào)質(zhì)熱處理的次之, (α+γ)雙相區(qū)處理的低溫韌度*好。
4 9Ni鋼力學(xué)性能
9Ni鋼的強(qiáng)度極限高,而且在低溫時(shí),會(huì)進(jìn)一步大幅度提高(韌性降低)。對(duì)于經(jīng)QT熱處理的9Ni鋼,常溫下的屈強(qiáng)比約為0.85,且存在較高的冷作硬化傾向。因此,用9Ni鋼進(jìn)行設(shè)備制造時(shí),應(yīng)嚴(yán)格控制成型和組對(duì)工藝,防止裂紋,特別是表面裂紋的產(chǎn)生。9Ni鋼的力學(xué)性能見表2。
表2 9Ni鋼的力學(xué)性能
力學(xué)性能 06Ni9DR（9%Ni）
屈服強(qiáng)度Rel（MPa）或σb 680-820
屈服強(qiáng)度Rel（MPa）或σs 厚度5～30mm Rel≥585；厚度>30mm Rel≥575
延伸率A（%）或σ5 ≥18
冷彎試驗(yàn) b=2a 180° d=3a
夏比沖擊力 三個(gè)平均（J） ≥100
單值（J） ≥70
實(shí)驗(yàn)溫度（℃） -196
試驗(yàn)形狀 2mmV型
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