低，經(jīng)過(guò)QLT處理后強(qiáng) 度有所下降，但屈服強(qiáng)度仍大于500MPa，但是延伸率基本翻倍，且超過(guò)15%，這得益于熱處 理過(guò)程中對(duì)加工硬化的消除，組織細(xì)化和基體的凈化。
[0089] 實(shí)施例5
[0090] 將實(shí)施例1-2中的高強(qiáng)耐低溫鋼材料樣品1-2#分別進(jìn)行在液氮溫度-196°C下的 沖擊實(shí)驗(yàn)，具體結(jié)果見(jiàn)圖6。由圖6可知，高強(qiáng)耐低溫鋼材料樣品1-2#經(jīng)過(guò)QLT熱處理后， 液氮溫度下的沖擊功值都有大幅度的提高，其沖擊功均大于120J，，樣品1#的沖擊功從22J 提升至142J，樣品2#的沖擊功從31J提升至156J，均已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)ASTM標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于9Ni 鋼的沖擊功標(biāo)準(zhǔn)34J，為5. 5Ni使用在更低的溫度提供了可能了，從而達(dá)到降低Ni含量的目 的。
[0091] 實(shí)施例6
[0092] 高強(qiáng)耐低溫鋼材料的配方如下：Ni :5· 75-6. 85% ;C :0· 02-0. 1% ;Si :0· 02-0. 1% ; Mn ：0. 60-1. 00% ；Cr ：0. 3-0. 4% ；Mo ：0. 05-0. 60% ；Cu ：0. 02-0. 3% ；A1 ：0. 036-0. 048% ；P ： 彡 0· 009% ;S :彡 0· 002% ;N :0· 004-0· 005% ;0:0· 0005-0· 002% ;Ca :0· 0005-0· 005% ;余 量為Fe。
[0093] 將上述配方中的各元素組分按配比混合后冶煉，再板坯連鑄成鑄錠，進(jìn)行多步熱 軋后空冷，鑄錠厚度為240mm。其中，多步熱軋條件為：分別連續(xù)在1045、975、845、825、805、 775、765、745°〇溫度下，每道次壓下率保持在20-30%之間，保溫時(shí)間分別為175、125、95、 75、55、45、37、30 分鐘。
[0094] 然后，將冷后的鑄錠進(jìn)行QLT熱處理，即在A3溫度以上進(jìn)行高溫淬火，A3溫度為 720-770°C，高溫淬火的條件為：溫度：850°C ;時(shí)間：60分鐘。在兩相區(qū)比保溫后淬火，兩相 區(qū)的溫度為580-720°C，兩相區(qū)比保溫的溫度比Al溫度高15-25°C。在Al溫度以下回火后 水冷處理，Al溫度為550-630°C，回火溫度比Al溫度低60-80°C，即得高強(qiáng)耐低溫鋼材料樣 品3#。所得高強(qiáng)耐低溫鋼材料樣品3#含有較多的奧氏體，液氮溫度下的沖擊功值有大幅度 的提高，具有良好的低溫強(qiáng)韌性，并具有優(yōu)異的屈服強(qiáng)度。
[0095] 實(shí)施例7
[0096] 高強(qiáng)耐低溫鋼材料的配方如下：Ni :2. 0-5. 75 % ;C :0. 03-0. 08 % ;Si : 0. 04 % -0. 08 % ；Mn ：4. 75-7. 00 % ；Cr ：0. 3-0. 4 % ；Mo ：0. 2-0. 40 % ；Cu ：0. 02-0.1 % ；A1 ： 0. 044-0. 048% ；P 0. 009% ；S 0. 002% ；N ：0. 004-0. 005% ；0 ：0. 0005-0. 002% ；Ca ： 0· 0005-0. 001% ;余量為 Fe。
[0097] 將上述配方中的各元素組分按配比混合后冶煉，再板坯連鑄成鑄錠，進(jìn)行多步熱 軋后空冷，鑄錠厚度為240mm。其中，多步熱軋條件為：分別連續(xù)在1055、985、855、835、815、 785、775、755°C溫度下，每道次壓下率保持在20-30 %之間，保溫時(shí)間分別為165、115、85、 65、45、35、27、20 分鐘。
[0098] 然后，將冷后的鑄錠進(jìn)行QLT熱處理，即在A3溫度以上進(jìn)行高溫淬火，A3溫度為 740°C，高溫淬火的條件為：溫度：850°C ;時(shí)間：60分鐘。在兩相區(qū)比保溫后淬火，兩相區(qū)的 溫度為595°C，兩相區(qū)比保溫的溫度比Al溫度高15°C。在Al溫度以下回火后水冷處理，Al 溫度為580°C，回火溫度比Al溫度低75°C，即得高強(qiáng)耐低溫鋼材料樣品4#。所得高強(qiáng)耐低 溫鋼材料樣品4#含有較多的奧氏體，液氮溫度下的沖擊功值有大幅度的提高，具有良好的 低溫強(qiáng)韌性，并具有優(yōu)異的屈服強(qiáng)度。
[0099] 所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
[0100] 上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟 悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因 此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完 成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高強(qiáng)耐低溫鋼，其特征在于，由以下質(zhì)量百分比的元素組成： Ni：2, 0-7. 05%；C：0. 02-0. 1%；Si：0. 02-0.1 %；Mn：0. 60-8. 00%；Cr ：0. 3-0. 5 %； Mo：0. 05-0. 6%；Cu：0. 02-0. 3%；A1：0. 03-2. 0 % ；P：^ 0. 010 % ；S：^ 0. 002% ；N ： 0? 004-0. 010% ;0:0? 0005-0. 002% ;Ca :0? 0005-0. 005% ;余量為Fe。2. 根據(jù)權(quán)利要求I所述的高強(qiáng)耐低溫鋼，其特征在于，所述一種高強(qiáng)耐低溫鋼，元素組 成任選以下其一： A) -種高強(qiáng)耐低溫鋼A，由以下質(zhì)量百分比的元素組成： Ni ：6, 85-7. 05 %；C ：0. 045-0. 060 %；Si：0. 05-0. 08 %；Mn：0. 69-5. 00 %；Cr ： 0. 3-0. 4 %；Mo：0. 05-0. 4 %；Cu：0. 02-0. 3%；A1 ：0. 036-0. 040 %；P： ^ 0. 009%；S ： 彡 0? 002%;N:0? 004-0. 005% ;0:0? 0005-0. 002%;Ca:0? 0005-0. 005% ;余量為Fe; B) -種高強(qiáng)耐低溫鋼B，由以下質(zhì)量百分比的元素組成： Ni ：2, 0-5. 75%；C：0. 02-0. 1%；Si：0. 02% -〇. 1% ；Mn ：4. 75-8. 00% ；Cr ：0. 3-0. 4% ； Mo ：0. 15-0. 60%；Cu：0. 02-0. 3%；A1 ：0. 044-0. 048 % ；P： ^ 0. 009 % ；S ： ^ 0. 002%；N ： 0? 004-0. 005% ;0:0? 0005-0. 002%;Ca:0? 0005-0. 005% ;余量為Fe;c) 一種高強(qiáng)耐低溫鋼c，由以下質(zhì)量百分比的元素組成： Ni ：5, 75-6. 85%；C：0. 02-0. 1% ；Si：0. 02-0.1 % ；Mn ：0. 60-1. 00 % ；Cr ：0. 3-0. 4 %； Mo ：0. 05-0. 60%；Cu：0. 02-0. 3%；A1 ：0. 036-0. 048 % ；P： ^ 0. 009 % ；S ：^ 0. 002% ；N ： 0? 004-0. 005% ;0:0? 0005-0. 002% ;Ca :0? 0005-0. 005% ;余量為Fe。3. -種高強(qiáng)耐低溫鋼的熱處理工藝，其特征在于，包括以下步驟： 1) 將鋼材料中各元素組分按配比混合后冶煉，再板坯連鑄成鑄錠； 2) 將步驟1)中獲得的鑄錠進(jìn)行多步熱軋后空冷； 3) 將步驟2)中空冷后的鑄錠進(jìn)行QLT熱處理，即得高強(qiáng)耐低溫鋼材料。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高強(qiáng)耐低溫鋼的熱處理工藝，其特征在于，步驟2)中，所述多 步熱軋包括以下步驟： 第一步：熱軋溫度：1045-1055°C，保溫時(shí)間：165-175分鐘； 第二步：熱軋溫度：975-985°C，保溫時(shí)間：115-125分鐘； 第三步：熱軋溫度：845-855°C，保溫時(shí)間：85-95分鐘； 第四步：熱軋溫度：825-835°C，保溫時(shí)間：65-75分鐘； 第五步：熱軋溫度：805-815°C，保溫時(shí)間：45-55分鐘； 第六步：熱軋溫度：775-785°C，保溫時(shí)間：35-45分鐘； 第七步：熱軋溫度：765-775°C，保溫時(shí)間：27-37分鐘； 第八步：終軋溫度：745-755 °C，保溫時(shí)間：20-30分鐘。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高強(qiáng)耐低溫鋼的熱處理工藝，其特征在于，步驟3)中，所述 QLT熱處理包括以下步驟： a) 將空冷后的鑄錠在A3溫度以上進(jìn)行高溫淬火； b) 然后，將經(jīng)步驟a)高溫淬火后的鑄錠在兩相區(qū)保溫后淬火； c) 最后，將經(jīng)步驟b)兩相區(qū)比保溫后淬火的鑄錠在Al溫度以下回火保溫處理并水冷。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的高強(qiáng)耐低溫鋼的熱處理工藝，其特征在于，步驟a)中，所述 A3溫度為720-770°C;高溫淬火的條件為：溫度：849-851°C，時(shí)間：59-61分鐘。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的高強(qiáng)耐低溫鋼的熱處理工藝，其特征在于，步驟b)中，所述兩 相區(qū)的溫度為550-750°C;所述兩相區(qū)比保溫的溫度比Al溫度高15-25°C。8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的高強(qiáng)耐低溫鋼的熱處理工藝，其特征在于，步驟c)中，所述 Al溫度為550-630°C;所述回火溫度比Al溫度低60-80°C。9. 根據(jù)權(quán)利要求1-2任一所述的高強(qiáng)耐低溫鋼在低溫環(huán)境下使用的結(jié)構(gòu)鋼材上的用 途。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的用途，其特征在于，所述在低溫環(huán)境下使用的結(jié)構(gòu)鋼材為中 厚板、H型鋼、LNG和LPG運(yùn)輸船、儲(chǔ)存罐材料。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種高強(qiáng)耐低溫鋼，由以下質(zhì)量百分比的元素組成：鎳2.0-7.05%；碳0.02-0.1%；硅0.02-0.1%；錳0.60-8.00%；鉻0.3-0.5%；鉬0.05-0.6%；銅0.02-0.3%；鋁0.03-2.0%；磷≤0.010%；硫≤0.002%；氮0.004-0.010%；氧0.0005-0.002%；鈣0.0005-0.005%；余量為鐵。本發(fā)明還進(jìn)一步提供了一種高強(qiáng)耐低溫鋼的熱處理工藝及其應(yīng)用。本發(fā)明的一種高強(qiáng)耐低溫鋼及其熱處理工藝，具有良好的低溫強(qiáng)韌性組合，能夠用于制造低溫環(huán)境下使用的結(jié)構(gòu)鋼材，并降低應(yīng)用的成本，有很大的經(jīng)濟(jì)適用性。
【IPC分類】C21D8/00, C22C38/58, C22C38/44
【公開(kāi)號(hào)】CN104928592
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510423279
【發(fā)明人】金學(xué)軍, 李偉, 金明江, 黎雨, 王鐘煒
【申請(qǐng)人】上海交通大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年7月17日