基于市场需求,为提供安全性高的LNG罐用钢板,新日铁开发了母材和焊接接头都有良好强度和低温韧性的新型9%Ni钢(下称超级9%Ni钢板),应用于日本国内的LNG罐。
根据JIS和ASTM等标准,新日铁对9%Ni钢的化学成分和热处理方法做出了严格规定。开发时,对标准范围内化学成分的变化及Si和Mo的含量对母材强度和焊接接头韧性的影响进行了研究。尤其是采用二相域淬火法作为热处理方法,能够显著提高母材韧性。
一般说来,随着P含量的增加,HAZ的韧性会下降,但在此次试验中,降低Si含量后,即使P含量在0.009%左右,也没有出现Pop-in,HAZ韧性有了很大的提高。这是因为在母材/HAZ边界中容易局部生成的脆化组织即岛状马氏体的生成量会因Si含量的降低而减少所致。
调查了Mo和Si含量对32mm厚钢板淬火-回火后母材强度的影响。结果可知,添加0.09%的微量Mo,母材强度可提高大约80MPa。另外,降低Si含量后,强度会下降大约40MPa,但通过添加微量Mo,强度可比普通钢板再提高40MPa。
另外,还调查了添加Mo对HAZ韧性的影响。结果可知,即使添加0.1%左右的Mo,降低Si含量后也不会妨碍HAZ韧性的提高。
根据这些见解和其它详细研究可知,在50mm以上的极厚钢板中,对于SL9N590钢,即使降低钢中的Si含量,通过添加微量Mo,也能获得充分的母材强度和焊接接头的低温韧性。
与以往的9%Ni钢的化学成分相比,试验用钢的最大特征是在控制Si添加量的同时,添加0.08%Mo。本次试验用钢采用转炉冶炼,采用新的浇铸法浇铸成板坯。在对厚板进行加热和轧制后进行淬火----二相域淬火----回火处理,并对各种性能进行评价试验。
本次试验用钢的强度和韧性完全满足JIS要求,尤其是冲击吸收能高达250J以上,整个韧性断口率为100%。(青山)