LNG储罐用9Ni钢
时间：2019-06-13
作者：无锡不锈钢板
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9Ni 钢是w(Ni)为8.5%～9.5%的低碳马氏体型低温用钢， 具有体心立方结构和明显的脆性转变温度。目前能够在超低温条件下安全使用的材料有9Ni钢、铝合金、奥氏体不锈钢及镍合金等。这几种材料中， 9Ni 钢以其强度高、易于加工和焊接性优良等优势被广泛应用于LNG 储罐设备中。
9Ni 钢钢中添加质量分数为9%的Ni， 可以降低AC3点、细化晶粒、降低脆性转变温度， 使材料的低温韧性得到明显改善。9Ni 钢的低温力学性能主要决定于化学成分， 尤其是Ni 和C 的含量。在回火处理时， C， Ni 和Mn 等元素向弥散分布于基体内的奥氏体扩散， 可得到体积分数为5%～10%的富含C， Ni 和Mn 的奥氏体，称为逆转奥氏体(亦称为回转奥氏体)。这种奥氏体非常稳定， 在－196 ℃低温下不会发生马氏体转变， 并且呈弥散分布， 使9Ni 钢能够在－196 ℃表现出很好的低温韧性， 有利于阻止裂纹扩展。
9Ni 钢用于制造LNG 储罐的主要因素之一就是这种优异的低温韧性。9Ni 钢具有良好低温韧性的机理， 目前有三种解释得到普遍认可， 一种解释是回转奥氏体阻止裂纹的扩展即裂纹尖端钝化效应。另一种解释是回转奥氏体发生形变诱发马氏体转变， 阻止了裂纹的萌生和扩展，还有一种解释是回转奥氏体吸收使铁素体变脆的C 和N 等元素， 使基体得到净化， 从而提高低温韧性， 即回转奥氏体的净化作用。
目前， 9Ni 钢主要有三种热处理供货状态。双正火+回火（NNT）的组织为回火马氏体与贝氏体，淬火+回火（QT）以及经双相区淬火+回火（IHT）后的主要组织均为低碳回火马氏体。在这三种热处理规范中， 经NNT 处理的9Ni 钢， 其低温韧性最差， 经IHT 处理的9Ni 钢的低温韧性最好。
伴随着全球范围内天然气消耗量的持续增长， 建造新的LNG 设施的需求不断增加， 9Ni钢作为LNG 储罐的主体结构材料， 将被大量使用。