本發(fā)明屬于液態(tài)氫儲存材料制備方法，具體涉及液氫球罐用奧氏體不銹鋼材料，本發(fā)明還涉及該不銹鋼材料的制備方法。
背景技術(shù)：
1、在全球綠色低碳轉(zhuǎn)型的背景下，以氫能為代表的清潔能源正迎來重要的發(fā)展機遇，而液氫在氫能產(chǎn)業(yè)的儲存、運輸方面具有明顯的優(yōu)越性，在氫能產(chǎn)業(yè)商業(yè)化的導(dǎo)入期，積極開發(fā)液氫生產(chǎn)技術(shù)及其裝備制造是大勢所趨。同時這對于液氫的存儲和運輸提出了更高的要求。
2、現(xiàn)有的液態(tài)氫儲存球罐用鋼板采用超低溫(-273℃)韌性優(yōu)異、不易發(fā)生脆性斷裂的304l及316l奧氏體不銹鋼，其強度較低(屈服強度≥210mpa)，其用于大型(10000m3以上)液氫球罐時，所需鋼板厚度將達40mm以上，顯著增加了制造成本及焊接難度。國標gb/t2450-2017《低溫壓力容器用鎳合金鋼板》中給出的低溫用9ni鋼盡管屈服強度≥585mpa，顯著高于304l及316l奧氏體不銹鋼，但其僅能用于≥-196℃工況，如液態(tài)天然氣溫區(qū)，在液氫溫區(qū)(≤-273℃)韌性不足，無法使用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的第一個目的是提供液氫球罐用奧氏體不銹鋼材料，解決了現(xiàn)有儲存液態(tài)氫的球罐用304l和316l鋼板強度較低的問題。
2、本發(fā)明的第二個目的是提供液氫球罐用奧氏體不銹鋼材料的制備方法，解決了現(xiàn)有屈服強度低的奧氏體不銹鋼限制液氫罐尺寸增加的問題。
3、本發(fā)明所采用的第一種技術(shù)方案為：液氫球罐用奧氏體不銹鋼材料，該不銹鋼材料化學(xué)成分為按質(zhì)量比由以下組分構(gòu)成：
4、c：0.008％～0.080％、si：0.20％～0.80％、mn：4.00％～10.00％、ni：10.5％～13.5％、mo：1.00％～3.00％、al：≤0.050％、n：0.20％～0.40％、o：0.0007％～0.0030％、cr：20.0％～25.0％、nb：0.10％～0.20％、v：0.10％～0.20％、ti：≤0.20％、p：≤0.01％、s：≤0.004％、其余為鐵和雜質(zhì)。
5、本發(fā)明所采用的第一種技術(shù)方案的特點還在于：
6、優(yōu)選的，該不銹鋼材料化學(xué)成分為按質(zhì)量比由以下組分構(gòu)成：
7、c：0.020％～0.060％、si：0.40％～0.60％、mn：6.00％～8.00％、ni：11.0％～13.0％、mo：1.50％～2.50％、al：≤0.050％、n：0.25％～0.35％、o：0.001％～0.0025％、cr：21.5％～24.5％、nb：0.15％～0.20％、v：0.15％～0.20％、ti：0.15％～0.20％、p：0.005％～0.008％、s：0.0001％～0.003％、其余為鐵和雜質(zhì)。
8、優(yōu)選的，該不銹鋼材料鎳當量nieq為30％～50％，nieq＝ni+12.93c+1.11mn+0.72cr+0.88mo-0.27si+0.19nb+0.53cu+0.9v+7.55n。
9、優(yōu)選的，該不銹鋼材料金相組織中含有體積分數(shù)≥70％的奧氏體相；在平行于軋制方向和厚度方向的截面厚度中部，原奧氏體晶粒的平均晶粒尺寸為15μm～25μm，原奧氏體晶粒的平均縱橫比為1-3；室溫屈服應(yīng)力為450mpa～710mpa，室溫抗拉強度為690mpa～810mpa。
10、優(yōu)選的，該不銹鋼材料的奧氏體晶粒的平均晶粒尺寸為10μm～20μm。
11、優(yōu)選的，該不銹鋼材料中平均有效晶粒尺寸為15μm～25μm。
12、本發(fā)明所采用的第二種技術(shù)方案為：液氫球罐用奧氏體不銹鋼材料的制備方法，具體按以下步驟實施：
13、步驟1、將具有預(yù)定化學(xué)成分的鋼熔化并通過連鑄制造鋼坯；
14、步驟2、將步驟1得到的鋼坯加熱，進行熱軋和水冷；
15、步驟3、將步驟2產(chǎn)物依次進行中間熱處理和回火的熱處理。
16、本發(fā)明的有益效果是：
17、本發(fā)明提供液氫球罐用奧氏體不銹鋼材料及其制備方法，該高強奧氏體不銹鋼其板厚為4.5mm～45mm，鎳當量30％～50％，金相組織中含有體積分數(shù)≥70％的奧氏體相。室溫下屈服強度≥450mpa，-253℃斷裂韌性kjq≥132mpa·m1/2。該低溫用奧氏體鋼在-253℃下具有足夠的韌性，常溫下屈服應(yīng)力為450mpa以上，當本發(fā)明的低溫用奧氏體不銹鋼用于液氫球罐時，球罐用鋼板的板厚可以比傳統(tǒng)304l或316l奧氏體不銹鋼薄，可以實現(xiàn)液氫球罐的大型化和輕量化、提高液氫運輸船的燃料效率等。此外，與液化天然氣環(huán)境用9ni鋼相比，本發(fā)明的奧氏體鋼具有更優(yōu)異的-253℃環(huán)境的斷裂韌性，能夠更好的確保大型液氫球罐長期服役的可靠性。
1.液氫球罐用奧氏體不銹鋼材料，其特征在于，該不銹鋼材料化學(xué)成分為按質(zhì)量比由以下組分構(gòu)成：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液氫球罐用奧氏體不銹鋼材料，其特征在于，該不銹鋼材料化學(xué)成分為按質(zhì)量比由以下組分構(gòu)成：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液氫球罐用奧氏體不銹鋼材料，其特征在于，所述不銹鋼材料鎳當量nieq為30％～50％，
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液氫球罐用奧氏體不銹鋼材料，其特征在于，所述不銹鋼材料金相組織中含有體積分數(shù)≥70％的奧氏體相；在平行于軋制方向和厚度方向的截面厚度中部，原奧氏體晶粒的平均晶粒尺寸為15μm～25μm，原奧氏體晶粒的平均縱橫比為1-3；室溫屈服應(yīng)力為450mpa～710mpa，室溫抗拉強度為690mpa～810mpa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液氫球罐用奧氏體不銹鋼材料，其特征在于，所述不銹鋼材料的奧氏體晶粒的平均晶粒尺寸為10μm～20μm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液氫球罐用奧氏體不銹鋼材料，其特征在于，所述不銹鋼材料中平均有效晶粒尺寸為15μm～25μm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液氫球罐用奧氏體不銹鋼材料的制備方法，其特征在于，具體按以下步驟實施：