鐵素體低溫鋼和奧氏體低溫鋼簡介
通常情況下我們將適于在0℃以下應(yīng)用的合金鋼稱作低溫鋼。能在-196℃以下使用的,稱為深冷鋼或超低溫鋼。低溫鋼具有如下主要性能:
①韌性-脆性轉(zhuǎn)變溫度低于使用溫度;
②滿足設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度;
③在使用溫度下組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定;
④良好的焊接性和加工成型性。
低溫鋼按晶體點(diǎn)陣類型一般可分為體心立方的鐵素體低溫鋼和面心立方的奧氏體低溫鋼兩大類。
1,鐵素體低溫鋼
2,奧氏體低溫鋼
具有較高的低溫韌性,一般沒有韌性-脆性轉(zhuǎn)變溫度。
鐵素體低溫鋼一般存在明顯的韌性-脆性轉(zhuǎn)變溫度,按成分分為三類:
① 低碳錳鋼(C0.05~0.28%,Mn0.6~2%)。使Mn/C≈10,降低氧、氮、硫、磷等有害雜質(zhì),有的還加入少量鋁、鈮、鈦、釩等元素以細(xì)化晶粒。這類鋼低使用溫度為-60℃左右。
② 低合金鋼。主要有低鎳鋼(Ni2~4%)、錳鎳鉬鋼(Mn0.6~1.5%,Ni0.2~1.0%,Mo0.4~0.6%,C≤0.25%)、鎳鉻鉬鋼 (Ni0.7~3.0%,Cr0.4~2.0%,Mo0.2~0.6%,C≤0.25%)。這些鋼種的強(qiáng)度高于低碳鋼,低使用溫度可達(dá)-110℃左右。
③ 中(高)合金鋼。主要有 6%Ni鋼、9%Ni鋼、36%Ni鋼,其中9%Ni鋼是應(yīng)用較廣的深冷用鋼。這類高鎳鋼的使用溫度可低-196℃。
18-8型鉻鎳不銹耐酸鋼是常用的奧氏體低溫鋼。這種鋼低溫韌性、耐蝕性和工藝性均較好,已不同程度地應(yīng)用于各種深冷(-150~-269℃)技術(shù)中。
低溫鋼的使用范圍
低溫甲醇洗和石油氣深冷分離設(shè)備中,絕大部分的低使用溫度為-110℃,個(gè)別設(shè)備中達(dá)-150℃,可分別采用低合金鋼、3~6%鎳鋼。
LNG低溫常壓儲(chǔ)存罐中,低工作溫度達(dá)-196℃,一般采用9%鎳鋼。
工作溫度為-253℃的液氫生產(chǎn)、貯運(yùn)設(shè)備,工作溫度為-269℃的液氦設(shè)備,均應(yīng)采用組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的奧氏體低溫鋼。
目前中國鋼廠相對(duì)應(yīng)可生產(chǎn):低溫壓力容器用鋼板:16MnDR(-40)、09MnNiDR(-70)、3.5Ni(-110)、SA516Gr.55/60/65/50等等。
| ASME規(guī)范中常用低溫鋼板牌號(hào) |
| 牌號(hào) | 備注 |
| SA516Gr.55/60/65/50 SA537Cl.1/Cl.2 、 SA612、SA662Gr.A/B/C 、SA724Gr.A/B | 細(xì)晶粒鋼及低溫高強(qiáng)度鋼 |
| SA203Gr.A/B/D/E/F SA353 SA553 Type Ⅰ / Ⅱ、 SA645 | 鎳系低溫鋼 |
一些具有較高低溫韌性的鐵鎳基和鎳基高溫合金如A-286、Inconel718、InconelX-750 等也常用于需要高強(qiáng)度的低溫設(shè)備上。
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