[发明专利]一种可用于-196℃的低Ni高Mn经济型低温钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低温钢及其制造方法，具体的说是一种可用于-196℃的低Ni高Mn经济型低温钢及其制造方法，主要用于LNG的低温储罐的制造。

背景技术

随着全球能源资源的多样化，以及对环境保护的日益重视，天然气作为一种清洁能源，将来占据的比重将越来越大。由于液态天然气储运温度在-162℃以下，这就要求用于储存液化天然气的材料在超低温下具有良好的低温韧性、强度、足够的抗脆性开裂和止裂能力。

目前，在世界上建造的LNG储运设备所使用的材料主要是Ni含量为9%左右的9Ni钢。在本发明提出之前，我国已经进行了Ni系低温钢的研究工作，国内相关企业已具备了生产可用于-196℃的低温钢板的能力，但目前研究及应用的可用于-196℃的低温钢Ni含量普遍较高，从而使生产成本过高，影响了产品的竞争力。有如中国专利“一种低温高镍钢板及其制造方法”，专利申请号201210276343.1，所涉及钢具有下列成分及质量百分比为C：0.03～0.05%,Si：0～0.35%，Mn：0.50～0.80%，Ni：11.0～13.0%,P≤0.005%，S≤0.005%,Al：0.01～0.05%,O≤0.0012%,N≤0.0035%,其余为Fe与不可避免的杂质。该钢与本发明钢相比，在化学成分上Ni含量较高，同时未进行微合金化。

另有中国专利“一种生产低温高韧性钢及其钢板的方法”，专利申请号200710062013.1，所涉及钢具有下列成分及质量百分比为C:≤0.06%，Si：0.01%-0.40%，Mn：0.20%-0.90%，P≤0.004%，S：≤0.002%,Ni：8.50%-10.00%，Mo：≤0.5%，V：≤0.5%，其余为Fe与不可避免的杂质。在化学成分上添加了V，同时钢中C含量上限偏高。V的添加对钢板强度有提高，但对钢的低温冲击韧性有一定影响。

另有日本专利JP3223442“一种优异焊接性能和低温韧性钢板及其制造方法”，其成分质量百分比为C＜0.03，Si：0.02-0.22，Mn：0.05-0.47，P≤0.005，S≤0.005，Ni：7.5-12.0，Al：0.01-0.10，需要时可添加C、Mn或Nb（0.005-0.03）或V（0.005-0.03）等一种以上元素，其余为Fe和不可避免的杂质。上述钢种与本发明钢相比，虽然Ni含量也较低，但其最低使用温度仅可达到-160℃。

在液化天然气储运中，LNG低温装置需满足在-196℃的使用环境。目前，国内该类型装置用钢采用镍系低温钢，但达到-196℃使用要求的低温钢镍含量较高（9.0%以上），生产成本太高。为了进一步提高国内镍系低温钢低温韧性，降低生产成本，提高组织均匀性、减少钢板性能波动，立项研发低成本高韧性-196℃低温压力容器用钢。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种低成本、高韧性的可用于-196℃的低Ni高Mn经济型低温钢。

本发明还提供一种用于上述低温钢的制造方法。

本发明低温钢的化学成分重量百分比为：C≤0.04，Si≤0.05，Mn：1.00-1.50，P≤0.005，S≤0.003，Alt：0.015-0.050，Ni：7.00-8.00，Nb：0.02-0.05，Ti：0.008-0.025，N≤0.004，此外还含有Mo≤0.35，Cu≤0.20，Ca≤0.005中的至少一种，余量为Fe及不可避免的夹杂。

进一步优选的，其化学成分重量百分比为：C≤0.03，Si≤0.05，Mn：1.00-1.20，P≤0.005，S≤0.003，Alt：0.015-0.050，Ni：7.00-8.00，Nb：0.02-0.05，Ti：0.008-0.025，N≤0.004，Cu：0.10-0.20，Ca：0.002-0.005，余量为Fe及不可避免的夹杂。

进一步优选的，其化学成分重量百分比为：C：0.03-0.04，Si≤0.05，Mn：1.00-1.20，P≤0.005，S≤0.003，Alt：0.015-0.050，Ni：7.00-8.00，Nb：0.02-0.05，Ti：0.008-0.025，N≤0.004，Mo：0.20-0.35，Ca：0.002-0.005，余量为Fe及不可避免的夹杂。

上述可用于-196℃的低Ni高Mn经济型低温钢的制造方法，包括冶炼、轧制及热处理过程：

所述冶炼过程采用铁水深度脱硫技术：铁水依次经转炉顶底吹炼，LF加热炉和RH真空炉处理及成分微调；