9NI
類 屬:一種低碳調質鋼
組 織:馬氏體加貝氏體
9Ni介紹
9%Ni鋼是1944年開發的W(Ni)一9%的中合金鋼,由美國國際鎳公司的產品研究實驗室研制成功,它是一種低碳調質鋼,組織為馬氏體加貝氏體。這種鋼材在極低溫度下具有良好的韌性和高強度,而且與奧氏體不銹鋼和鋁合金相比具有熱脹系數小,經濟性好,使用溫度*低可達一196℃,自1960年通過研究證明不進行焊后消除應力熱處理亦可安全使用以來,9%Ni鋼就成為用于制造大型LNG儲罐的主要材料之一。鋼的主要特點是高鎳含量、高純凈度、較高強度、高的低溫沖擊韌性、良好焊接性能。通過研發,鋼材可以達到以下性能指標: 9%Ni鋼:ReH≥585MPa,Rm = 680~820MPa,A≥18%,-196℃,AKv(T)≥150J,AKv(T)≥80J(歐盟標準)。
9Ni用途
9Ni鋼主要用于制造液化天然氣(LNG)儲罐和運輸船舶,*低使用溫度可達-196℃,其強度高、低溫韌性優異、焊接性能良好,是深冷環境下使用的韌性*好的材料。
雙正火+回火(NNT):899℃(*一次正火)+788℃(第二次正火)+566~607℃(回火)
淬火+回火(QT):866℃(淬火)+566~607℃(回火)
兩相區淬火(IHT):800℃(空冷)+670℃(水淬)+550~580(回火)
直接淬火(DQ-T):Ar3+580℃(回火)
合格的鋼板金相中含有5~15%的穩定殘余奧氏體組織(逆轉奧氏體)。
含0.38%左右的鉬,可以消除從奧氏體溫度緩慢冷卻時的脆化。
9Ni鋼的化學成分
影響9Ni鋼脆性轉變溫度的主要因素中,合金元素和雜質含量都與化學成分密切相關。9Ni鋼化學成分設計標準見表:
各合金元素的影響:
C ——碳化物析出會造成孔蝕,一般控制在<0.08%;
Mn——奧氏體相穩定化元素,提高耐磨性及氮的固容量;
Si——有助于高溫耐高溫氧化及耐酸蝕性能;
Ni——穩定化元素,減輕脆性并改善機械性能,增強耐酸能力。
9Ni鋼使用注意范圍
(1)9Ni鋼化學成分標準的范圍要求應嚴格,如Si質量分數為0.15% ~0.30%,Ni質量分數為8.50%~9.50%。
(2) 一般來說,標準允許P和S的*大值約10倍于9Ni鋼板的實物值,也就是說:
①當9Ni鋼用于-196℃的設計條件時,必須大幅降低P和S含量。
②9Ni鋼的設備制造要求盡可能地降低P和S含量,以保證9%Ni鋼的設備能夠滿足設計溫度為-196℃時的使用要求。
(3)9Ni鋼化學成分設計時人為加入和控制的關鍵合金成分為Ni和Mn,在控制方法許可的條件下,趨于得到較大值。
(4)對其他殘余合金成分應嚴格控制。 |
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