节镍型镍系低温钢工艺,组织和性能的初步研究

摘要

含Ni在5％～9%的低碳钢是上世纪四五十年代由美国开发并推向市场的，其主要用在低温环境下，其中9Ni钢可以在液氮温度下（-196℃）下依然具有优良的韧性，而且具有高强度和容易焊接的优点，所以广泛使用在液化天然气储罐内壁上。随着世界能源的紧缺和环境压力，天然气作为一种清洁能源越来越受到世界各国的关注，所以天然气的储存和运输也受到日益重视，高Ni的低碳钢作为最具有应用前景的低温储运材料很有研究价值，以后国内有望把高Ni钢用在液化天然气运输船的制造中，使得该材料的使用更加广泛。
　　本研究针对不同成分和热处理工艺下得到的高Ni钢，测试其力学性能和冲击性能，其中冲击性能是衡量低温钢非常关键的性能，冲击功高的材料才具有足够的安全性。在测试结果的基础上，通过金相照片和扫描照片的分析，找到影响冲击性能的组织因素和低温断裂的机理。
　　针对4种不同成分高Ni材料，测试了其力学性能和冲击性能，然后通过组织分析得到其中合金元素的对冲击性能的影响，可以指导实际生产。然后进一步用淬火+两相区淬火+回火（QLT）工艺处理4中样品，大大提高了其冲击性能，也分析了影响低温韧性的组织因素。QLT热处理工艺中保留的逆转变奥氏体也对低温性能有利，可以在实际生产中加以应用。综合来讲，通过本研究可以对低温用高Ni钢有了全面的认识，通过改进工艺可以大大提高其低温韧性，为此材料的实际生产和应用提供指导。

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第一章 绪论

1.1引言

1.2 LNG储运设施简介

1.3 9%Ni钢在LNG液货舱的应用及其发展

1.4低温钢与低温韧性

1.5 QT和QLT热处理工艺简介

1.6低温韧性的影响因素

1.7热处理过程的组织演变

1.8合金元素的影响和奥氏体的稳定性

1.9本研究的目的和意义

第二章 实验材料和实验方法

2.1实验材料

2.2试样制备

2.3热膨胀实验和磁性法实验

2.4热处理实验

2.5机械性能测试和冲击性能测试

2.6显微组织分析和表征方法

第三章 不同成分和热处理工艺下组织和性能的分析

3.1引言

3.2两种9Ni钢的说明

3.3组织分析

3.4力学性能测试

3.5冲击性能测试

3.6磁性法测量奥氏体含量的结果

3.7本章小结

第四章 QLT工艺的应用

4.1引言

4.2热轧后4种镍系低温钢的测试结果

4.3 QLT处理后4种镍系低温钢的测试结果

4.4热轧态和QLT处理后1#-4#钢实验结果对比

4.5本章小结

第五章 结论

参考文献

致谢

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