JFE 脆性断裂高抗性的9Ni 赵静静译.doc

脆性断裂高抗性的9%镍钢1. 简介随着亚洲能源需求量的日益增加，全球环境出现的众多问题都在要求清洁能源的使用。这种趋势增加了液化天然气（LNG）的需求。LNG是一种比煤，汽油的二氧化碳释放量都低的能源，并且在未来可以稳定有效利用。LNG储罐在国外已广泛应用。但是必须保证LNG储罐的安全应用。它由具有耐低温韧性好的含9%镍的钢板构成。脆性断裂高抗性是是抵御LNG储罐出现问题不可或缺的因素。JFE钢铁公司已经研发了含9%镍的，比传统钢更有效抵御内部脆性断裂的钢板。这种新型钢种采用了直接淬火回火（DQ-T）工艺，以及具有良好温度控制性的超级在线加速冷却（Super-OLAC）技术。本报告对9%镍钢的直接淬火回火工艺与普通钢种的淬火回火（Q-T），二者的特点及脆性断裂可抗性做了比较。2. 直接淬火回火9%镍钢的特性2.1受测钢板图1所示为受测DQ-T钢的化学成份。P与S的含量控制到一个较低水平，以满足JIS G 3127的SL9N590的规格。在适当条件下通过轧制使钢板厚度降低至32mm，然后在不小于Ar3点的温度下进行直接淬火，在580时回火处理。在直接淬火工艺中应用了Super-OLAC技术。相比较之下，Q-T钢的淬火温度为810，回火温度为565。表1 9%镍钢的化学成份 （mass%）2.2微观组织照片1所示为受测DQ-T钢与Q-T钢的微观组织。二者均有回火马氏体组织。Q-T钢呈现等轴晶粒，并且可以看出直接淬火前的轧制过程中出现的包状，块状，细长晶粒的微观组织。2.3机械性能表2所示为受测钢板的机械性能。DQ-T钢的强度与韧性充分满足JIS G3127 SL9N590规格的需求。DQ-T钢与Q-T钢在钢板厚度方向上的强度稍许不同，但在钢板厚度方向上二者均有统一的硬度分布（图1）。2.4脆性断裂可抗性通过进行表面缺口双压力测试评定脆性断裂可抗性。图2所示为试样外观。试样上有个清晰可见的0.14mm宽的缺口，用作模拟从裂缝的起点到延伸点的表面缺陷。试验在170与196下进行。测试结果见图3.照片2所示为测试后的断裂表面案例。图3中的外加应力表明施加到裂缝延伸处的压力值。向上的箭头表示不受阻断的裂缝断裂。 (a) DQ-T (直接淬火回火) （b）Q-T (淬火回火)照片1 9%镍钢的微观组织表2 9%镍钢的机械性能 方向（纵向/横向） 拉伸试验 冲击试验 *1JIS No. 4 试样 *2JIS 2 mm-V型凹槽 试样 YS:屈服强度 TS:拉伸强度 EL：伸长vE-196：-196时的夏比吸收能 表面距离（mm）注：Vickers hardness=维氏硬度图1 9%镍钢厚度方向上的硬度分布 在Q-T钢中，即使是温度170，压力为490Mpa，裂缝也会受到阻断（相比之下压力应为375 Mpa）。但是温度为196，压力为539Mpa，裂缝却不受阻断穿过缺口进入试样内部。然而在DQ-T钢中，温度为196，压力为539Mpa的情况下，已经通过缺口处的裂缝在穿过缺口末端时，还没有到达钢板表面即立刻被阻断（见照片2）。总之，DQ-T工艺制造的9%镍钢较之Q-T钢有更加卓越的脆性断裂可抗性。图2 表面缺口双压力测试中的试样 外加压力(Mpa) 注：crack length=缺口长度 图3 表面缺口双压力测试结果DQ-T 温度：-196 外加压力：539Mpa 照片2 表面缺口双压力测试的断裂外观3. 总结在适当条件下采用DQ-T工艺制造，9%镍钢的强度和韧性足以满足相关标准，同时比Q-T钢具有更加卓越的脆