[发明专利]高焊接热影响区韧性的LNG储罐用钢板及其制备方法

说明书

高焊接热影响区韧性的LNG储罐用钢板及其制备方法，所述钢板的化学成分按质量百分数为：C：0.03～0.07％，Si：0.02～0.10％，Mn：0.41～1.12％，Ni：5.05～6.77％，P≤0.006％，S≤0.004％，此外还含有Cr≤0.87％、Mo≤0.34％中的一种或两种(不全为0％)，余量为Fe和不可避免的杂质。制备方法为：熔炼，浇铸成铸锭；将铸锭加热，保温后进行两阶段控制轧制；轧后采用超快冷技术，得到在线淬火态钢板；将在线淬火态钢板加热，保温后淬火，得到亚温淬火态钢板；将亚温淬火态钢板加热回火，出炉后水冷或空冷至室温，得到LNG储罐用钢板。

技术领域

本发明属于合金钢领域，具体涉及高焊接热影响区韧性的LNG储罐用钢板及其制备方法。

背景技术

随着我国能源消耗量的激增，过度依赖煤炭造成了严重空气污染，大规模使用清洁能源天然气已成为必然发展趋势。2001-2015年，我国天然气年增长15.9％；至2020年，表观消费量将达4100亿m³，其中需进口1400亿m³。基于此，我国计划建设超过200个特大型LNG储罐、约60艘海上运输船，LNG(液化天然气)储运设施的总投资近万亿人民币，其中储运设施关键材料镍系低温钢的用量将高达60万吨。

目前，我国已实现LNG储罐用9％Ni钢的规模化生产，达到了国际领先水平。然而，9％Ni钢含有较多的Ni，极易被磁化，易产生磁偏吹现象，直接影响到焊接接头的质量。同时，Ni的价格较为昂贵，且我国属于“贫镍”国家，Ni金属对外依存度超过60％，每年都需要进口数量不少的Ni金属，以满足国民经济发展的需要，因此开发低镍型LNG储罐用钢板有助于我国实现资源可持续发展的战略目标。

采用低镍合金化设计，LNG储罐用钢板的淬透性下降，焊接热影响区韧性会较9％Ni钢有较大程度的降低。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供高焊接热影响区韧性的LNG储罐用钢板及其制备方法。

一种高焊接热影响区韧性的LNG储罐用钢板，其化学成分按质量百分数为：C：0.03～0.07％，Si：0.02～0.10％，Mn：0.41～1.12％，Ni：5.05～6.77％，P≤0.006％，S≤0.004％，此外还含有Cr≤0.87％、Mo≤0.34％中的一种或两种(不全为0％)，余量为Fe和不可避免的杂质。

所述高焊接热影响区韧性的LNG储罐用钢板的母材组织以回火马氏体和临界铁素体为基体，基体中分布着7.0～11.9％的逆转奥氏体。

所述高焊接热影响区韧性的LNG储罐用钢板的粗晶热影响区组织以马氏体为基体，基体中分布着自回火形成的渗碳体。

所述高焊接热影响区韧性的LNG储罐用钢板的亚临界重加热粗晶热影响区组织以回火马氏体为基体，基体中分布着块状M-A组元和渗碳体。

所述高焊接热影响区韧性的LNG储罐用钢板厚度为12～20mm，FL处的-196℃冲击功为83～114J，FL+1mm处的-196℃冲击功为86～131J。

所述高焊接热影响区韧性的LNG储罐用钢板的制备方法，按如下工艺步骤制得：

(1)采用真空感应炉熔炼，浇铸成厚度为130mm的铸锭；

(2)将铸锭加热至1100～1200℃，保温1～2h后进行两阶段控制轧制；

(3)在奥氏体再结晶区进行3～4道次粗轧，开轧温度为1040～1120℃，总累积压下率为53.8～63.8％，得到厚度为47～60mm的中间坯；

(4)在奥氏体未再结晶区进行4～5道次精轧，开轧温度为790～820℃，总累积压下率为66.7～74.5％，终轧温度为750～770℃，得到厚度为12～20mm的热轧板；