LNG儲罐用9Ni鋼
時間：2019-06-13
作者：無錫不銹鋼板
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9Ni 鋼是w(Ni)為8.5%～9.5%的低碳馬氏體型低溫用鋼， 具有體心立方結構和明顯的脆性轉變溫度。目前能夠在超低溫條件下安全使用的材料有9Ni鋼、鋁合金、奧氏體不銹鋼及鎳合金等。這幾種材料中， 9Ni 鋼以其強度高、易于加工和焊接性優良等優勢被廣泛應用于LNG 儲罐設備中。
9Ni 鋼鋼中添加質量分數為9%的Ni， 可以降低AC3點、細化晶粒、降低脆性轉變溫度， 使材料的低溫韌性得到明顯改善。9Ni 鋼的低溫力學性能主要決定于化學成分， 尤其是Ni 和C 的含量。在回火處理時， C， Ni 和Mn 等元素向彌散分布于基體內的奧氏體擴散， 可得到體積分數為5%～10%的富含C， Ni 和Mn 的奧氏體，稱為逆轉奧氏體(亦稱為回轉奧氏體)。這種奧氏體非常穩定， 在－196 ℃低溫下不會發生馬氏體轉變， 并且呈彌散分布， 使9Ni 鋼能夠在－196 ℃表現出很好的低溫韌性， 有利于阻止裂紋擴展。
9Ni 鋼用于制造LNG 儲罐的主要因素之一就是這種優異的低溫韌性。9Ni 鋼具有良好低溫韌性的機理， 目前有三種解釋得到普遍認可， 一種解釋是回轉奧氏體阻止裂紋的擴展即裂紋尖端鈍化效應。另一種解釋是回轉奧氏體發生形變誘發馬氏體轉變， 阻止了裂紋的萌生和擴展，還有一種解釋是回轉奧氏體吸收使鐵素體變脆的C 和N 等元素， 使基體得到凈化， 從而提高低溫韌性， 即回轉奧氏體的凈化作用。
目前， 9Ni 鋼主要有三種熱處理供貨狀態。雙正火+回火（NNT）的組織為回火馬氏體與貝氏體，淬火+回火（QT）以及經雙相區淬火+回火（IHT）后的主要組織均為低碳回火馬氏體。在這三種熱處理規范中， 經NNT 處理的9Ni 鋼， 其低溫韌性最差， 經IHT 處理的9Ni 鋼的低溫韌性最好。
伴隨著全球范圍內天然氣消耗量的持續增長， 建造新的LNG 設施的需求不斷增加， 9Ni鋼作為LNG 儲罐的主體結構材料， 將被大量使用。