孟亮 王红鸿 陈亚魁 孟庆润 汪昌红

摘要：设计三种不同Mn含量（12%～20%）的LNG用超低温奥氏体高锰钢熔敷金属，采用OM、SEM、XRD分别对熔敷金属进行组织分析、断口观察和物相分析，测定低温冲击韧性。结果表明：Fe-（12～13）Mn熔敷金属显微组织为奥氏体（A）和α'马氏体（α'-M），Fe-20Mn熔敷金属的显微组织为全奥氏体（A）。室温下，A含量分别为78%、85%、96%、100%。Fe-（12～13）Mn熔敷金属在冲击过程中发生γ→α'-M相变，-196 ℃冲击吸收功分别为6.7 J、11.7 J，表现为脆性断裂。Fe-20Mn冲击试验后熔敷金属仍保持全奥氏体组织，-196 ℃平均冲击吸收功为67 J，断裂形式属于韧性断裂。控制和避免发生TRIP效应是超低温奥氏体高锰钢熔敷金属设计的关键。

关键词：LNG;熔敷金属;冲击韧性;奥氏体;马氏体相变

中图分类号：TG457.1文献标志码：A文章编号：1001-2303（2020）11-0120-04

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2020.11.22

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随着经济的高速发展，能源消耗量激增，过度依赖煤炭造成了严重的空气污染，大规模使用清洁能源天然气已成为必然趋势。截至2018年底，我国陆续建成投产广东大鹏、福建莆田等21座LNG接收站，预计至2020年底，我国海上进口液化天然气（LNG）将达700亿m3，计划建造60座LNG终端接收站[1]。

LNG储罐的工作温度为-162 ℃，目前常用超低温储罐材料为9Ni钢，不仅合金成本昂贵，而且在加工及运输过程中易被磁化，焊接时出现磁偏吹，给焊接带来很大困难[2]。为节省成本，韩国浦项钢铁公司率先研发并推广超低温奥氏体高锰钢，该钢在-196 ℃下具有优异的力学性能。2017年，LNG用高锰低温钢被国际材料和标准机构ASTM International注册为标准技术[3-4]，这意味着超低温奥氏体高锰钢取代9Ni钢是能源运输行业发展的必然趋势。……