本文關(guān)鍵詞： 9%Ni鋼 低溫韌性 QLT熱處理 逆轉(zhuǎn)變奧氏體 銅 元素富集　出處：《鋼鐵研究總院》2015年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：近十年來,液化天然氣(LNG)工程用9%Ni鋼在我國的研究與應(yīng)用方興未艾。為保證長期服役在-163℃以下的LNG儲罐內(nèi)壁用9%Ni鋼材料的安令運行,應(yīng)保證其具有非常優(yōu)異而穩(wěn)定的低溫韌性水平。國際上,LNG儲罐的超大型化趨勢,也促進(jìn)了能夠應(yīng)用于大厚度鋼板生產(chǎn)的“超級9%Ni鋼”的研究與開發(fā),帶動了9%Ni鋼成為鋼鐵材料研究的近期熱點領(lǐng)域之一針對9%Ni鋼安全儲備需求高的要求,本文研究不同于商用9%Ni鋼QT工藝的QLT熱處理方法及其與組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的關(guān)系,尤其是QLT處理9%Ni鋼中的逆轉(zhuǎn)變奧氏體的形態(tài)、分布、數(shù)量及其穩(wěn)定性。同時,為適應(yīng)LNG大型化對大厚度9%Ni鋼的需求,研究了Cu元素對9%Ni鋼強韌化和組織結(jié)構(gòu)的影響。本文主要采用了Thermo-Calc熱力學(xué)計算、Dictra動力學(xué)模擬、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)和X射線衍射(XRD)法等手段進(jìn)行研究,結(jié)果如下：QT工藝處理9%Ni鋼,雖然工序更為簡單,可獲得較高的強度和較好的低溫韌性,但是最佳工藝控制范圍更窄,工藝條件更為苛刻；QLT工藝處理9%Ni鋼,不但可獲得更為優(yōu)良的強韌性,大幅提高鋼的低溫韌性,而且拓寬了工藝控制窗口,顯著改善了工藝控制的可操作性。特別是QLT處理9%Ni鋼的止裂韌性顯著提高。動力學(xué)模擬及實驗研究顯示,QLT處理后,9Ni鋼中逆轉(zhuǎn)變奧氏體的合金元素明顯富集,尤其是Ni的局部元素濃度可以達(dá)到基體的兩倍以上,其熱力學(xué)穩(wěn)定性提高。QLT處理9%Ni鋼的逆轉(zhuǎn)變奧氏體含量可達(dá)到10%以上;QT處理9%Ni鋼中的逆轉(zhuǎn)變奧氏體含量為3-8%,明顯低于QLT工藝。熱處理后9%Ni鋼中一定含量逆轉(zhuǎn)變奧氏體的存在是該鋼具有良好低溫韌性的重要因素。深入研究發(fā)現(xiàn),逆轉(zhuǎn)變奧氏體島中合金元素的分布是不均勻的,Ni、Mn等奧氏體穩(wěn)定元素的最高濃度傾向于出現(xiàn)在與基體鄰近的奧氏體邊緣,而其內(nèi)部的濃度略低于邊緣；基體的元素濃度低值出現(xiàn)于與奧氏體鄰近的邊緣,遠(yuǎn)離逆轉(zhuǎn)變奧氏體的基體位置濃度則趨于接近平均濃度。合理的QT工藝或QLT工藝9%Ni鋼的逆轉(zhuǎn)變奧氏體均具有良好的溫度穩(wěn)定性和機械穩(wěn)定性,但在-196℃低溫和載荷的共同作用下,有發(fā)生失穩(wěn)轉(zhuǎn)變的傾向。逆轉(zhuǎn)變奧氏體在低溫載荷作用下發(fā)生相變誘導(dǎo)塑性是9%Ni鋼獲得良好低溫韌性的重要原因之一添加Cu元素對9%Ni鋼的強韌化有顯著的影響,隨著Cu含量的增加,鋼的強度大幅增加,屈強比逐漸增加,而低溫沖擊功先增后減,在Cu含量為1.0%左右時9%Ni鋼的強韌性匹配最佳。Cu對9%Ni鋼的強韌化機理主要是Cu在基體中的析出強化、Cu對逆轉(zhuǎn)變奧氏體形貌、分布和數(shù)量的優(yōu)化以及Cu對基體的結(jié)構(gòu)細(xì)化作用。Cu在逆轉(zhuǎn)變奧氏體中的平均含量富集可達(dá)2倍以上。
[Abstract]:For nearly ten years. The research and application of 9 Ni steel for liquefied natural gas (LNG) project in China is in the ascendant. In order to ensure the operation of 9Ni steel material in the inner wall of LNG tank under -163 鈩，

本文編號：1482288