低合金耐低溫鋼

在0℃～10℃以下使用的鋼，稱為低溫鋼，從學(xué)科角度劃分，將低溫鋼分為鐵素體低溫鋼和奧氏體低溫鋼，或分為一般低溫用鋼和超低溫用鋼。低合金耐低溫鋼屬于鐵素體低溫鋼。

對于低溫條件下使用的低合金耐低溫鋼，必須滿足下列幾個(gè)基本要求：

(1)組織穩(wěn)定，不發(fā)生組織變化；

(2)良好的焊接性和加工性；

(3)工作溫度要高于鋼的韌一脆性轉(zhuǎn)變溫度；

(4)對于某些特殊的工作條件，還要求恒彈性、恒膨脹和恒磁導(dǎo)率等。

一般碳素鋼的安全使用溫度在—45℃以上，純凈度較高的鋁鎮(zhèn)靜鋼的韌一脆性轉(zhuǎn)變溫度在—60～—55℃，所以這類鋼僅用于環(huán)境溫度不低于—40℃的鋼結(jié)構(gòu)，在石油化工領(lǐng)域用于制造液化乙烷(—10℃)和液化丙烷(—45℃)的設(shè)備。

低合金鋼的韌一脆轉(zhuǎn)變溫度在—80～—40℃之間，不推薦作為低溫結(jié)構(gòu)用材。但有一類低合金鋼，自20世紀(jì)60年代后由我國自行研制，常用來做中、低壓容器和儲罐，已取得了很好的經(jīng)驗(yàn)。例如：

(1)09Mn2V鋼，適用于—70℃；

(2)09MnTiCuRE鋼，適用于—70℃；

(3)06MnNb鋼，適用于—90℃；

(4)06A1NbCuN鋼，適用于—120℃。

另一類含鎳低合金鋼，國內(nèi)外成功用于低溫容器的制造，如：

(1)2.5%Ni鋼，正火狀態(tài)，用于液化丙烯(—47.7℃)設(shè)備；

(2)3.5%Ni鋼，正火狀態(tài)，用于液化乙烷(—88.3℃)設(shè)備；

調(diào)質(zhì)狀態(tài)，用于液化乙烯(—104℃)設(shè)備；

(3)5.0%Ni鋼，調(diào)質(zhì)狀態(tài)，用于液化乙烯(—104℃)設(shè)備；

(4)9.0%Ni鋼，調(diào)質(zhì)狀態(tài)，用于液化天然氣(—162℃)和液氮(—196℃)設(shè)備。

鋼鐵材料，尤其是鐵素體低溫鋼，溫度降至某個(gè)臨界點(diǎn)或某個(gè)區(qū)域，就會出現(xiàn)韌性的明顯或突然的降低，因此這類鋼不宜在這個(gè)轉(zhuǎn)變區(qū)間、更不能在此溫度下使用，這個(gè)溫度稱之為鋼的韌一脆性轉(zhuǎn)變溫度，由夏氏V型缺口沖擊試驗(yàn)或缺口落錘試驗(yàn)來判定。無限航區(qū)船舶用鋼常以零塑性轉(zhuǎn)變溫度(NOT)為判據(jù)，而油氣輸送管線鋼通常以剪切面積85%的FATT作為韌一脆性轉(zhuǎn)變的界線，壓力容器用鋼使用的是以50%FATT(Trs)為判據(jù)。

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