大型3.5%Ni型低溫超純凈鋼鍛件的工藝與性能

杜軍毅

(二重(德陽)重型裝備有限公司，四川德陽 618000)

0 引言

近年來，隨著大型乙烯、液化天然氣、海洋裝備等新型清潔能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，低溫容器成為壓力容器行業(yè)重要分支，有力地推動了低溫領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步。3.5%Ni型鋼因其在-120～-80 ℃具有良好的低溫韌性，成為石油、空分制氧、液化天然氣儲罐以及大型乙烯裝置低溫壓力容器的主要用鋼。

3.5%Ni鋼屬體心立方晶格鐵素體型金屬材料，能否均質(zhì)、有效滿足-100 ℃低溫韌性KV2指標(biāo)，成為3.5%Ni制造的關(guān)鍵難題和低溫容器安全使用的最為重要的指標(biāo)。由于該類鋼冶煉、軋制、鍛造和熱處理技術(shù)難度較高，長期以來，含鎳低溫鋼主要由日本、德國、美國等少數(shù)幾個國家制造[1-4]。國產(chǎn)-100 ℃以下低溫用鋼制造領(lǐng)域，研發(fā)上相對緩慢，直至2011年后才得到了實際應(yīng)用，目前，主要限制于100 mm以下板焊容器制造和150 mm鋼板研發(fā)，大鍛件研究屬全新領(lǐng)域[5-9]。

為承制大型低溫容器及其關(guān)鍵大鍛件，投制了1支69 t鋼包精煉、真空除氣+真空澆注鋼錠，鍛透壓實后，制造出?1 520 mm×295 mm(壁厚)×2 500 mm(高度)、重量33 t的試驗筒體鍛件。通過連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變曲線、工藝參數(shù)測試研究，制定出合理的、窄范圍操作的熱處理工藝參數(shù)，經(jīng)制造、解剖、檢驗，該筒體鍛件的化學(xué)成分和力學(xué)性能均滿足設(shè)備的技術(shù)要求，且成分和力學(xué)性能的均勻性良好。通過近幾年的研制，生產(chǎn)了多套滿足不同應(yīng)用介質(zhì)的低溫容器及其大鍛件。

1 研制的主要技術(shù)要求

容器外殼鋼采用3.5%Ni鍛件制造，并應(yīng)具有高的低溫韌性、適當(dāng)強度及均質(zhì)性，同時焊接性能良好。……