一种用于液化天然气运输船贮藏舱用铝合金厚板及其制备方法

摘要

一种针对用于制造液化天然气远洋运输船贮藏舱或陆地液化天然气贮藏罐的一种铝合金厚板及其制备方法。其使用环境温度：室温～-196℃。本发明针对常规金属材料具有低温脆性等缺点，通过优选铝合金牌号并控制化学成份、加强铝液熔体处理、增加晶粒细化剂添加量，板锭退火、控制热轧总变形量，成品退火、低温深冷处理等专门的制备工艺来改善获得厚度为25～300mm、具有优良的室温和低温综合力学性能的铝合金厚板。

主权项

一种极低温环境使用的铝合金厚板，其特征在于：所述铝合金厚板厚度为25～300mm，使用环境温度为：室温至‑196℃，产品状态为热轧态F，或将F状态经过高温退火后成为完全退火状态O；所述铝合金厚板按如下制备步骤获得：(1)熔炼及熔体处理熔炼过程按Al‑Mg系列铝合金的熔炼方式进行，其中，铝液熔体在线过滤采用双级过滤，第一级过滤精度30～40ppi，采用陶瓷过滤板过滤，第二级过滤精度50～70ppi，采用管式过滤系统过滤，经过熔体过滤和除气处理后铝液要求：夹杂物≤8μm，氢含量≤0.12ml/100g；(2)板锭铸造及晶粒细化板锭铸造规格：宽度由产品宽度来确定，长度≥2000mm；长度和宽度的上限视具体热轧机设备工艺参数而定，板锭厚度在热轧机许可的情况下尽可能增大，并确保热轧总压下量E≥65％，板锭厚度要求具体说明：制备成品厚度≥25mm～80mm的铝合金厚板，板锭厚度≥400mm；制备成品厚度＞80mm～170mm的超厚铝合金板，板锭厚度≥500mm；制备成品厚度＞170mm的特厚铝合金板，板锭厚度≥600mm；晶粒细化：对于厚度≥25mm～50mm厚板用板锭铸造时，在线Al‑5Ti‑1B线材的添加量为每吨铝液添加量0.85～1.0kg；厚度＞50mm～120mm厚板用板锭铸造时，在线Al‑5Ti‑1B线材的添加量为每吨铝液添加量1.0～1.2kg；厚度＞120mm～300mm厚板用板锭铸造时，在线Al‑5Ti‑1B线材的添加量为每吨铝液添加量1.2～1.5kg；(3)板锭均匀化处理均匀化处理在箱式炉或箱式地窖炉或井式炉中进行，均匀化处理板锭金属温度为460～480℃，保温时间依据板锭长度方向的横截面积，即厚度×宽度，进行选取，选取原则见下表：横截面积/平方米≤0.4＞0.4～0.7＞0.7～1.0＞1.0保温时间/小时10～1813～2517～3522～50说明：在相同截面积下，板锭宽厚比越小，保温时间取值越靠上限，反之，板锭宽厚比越大，保温时间取值越靠下限；(4)板锭加热板锭加热前对板锭两个大面进行铣面，铣面厚度5～15mm；刨去两个侧面的表面氧化皮，并锯掉两端的浇铸收缩部分，对整个板锭进行清洗后再装入加热炉中加热，其加热工艺制度：板锭金属温度为450～470℃，保温时间0.5～15小时，如果板锭保温时间超过18小时还未热轧，必须出炉报废；(5)板锭热轧热轧开轧时板锭金属温度450～470℃，道次分配根据热轧机能力来决定，控制表面质量和板形；铝合金厚板热终轧目标厚度为25～300mm，热轧总压下量≥65％；(6)矫直、锯切及精整热轧板冷却后，对于厚度25～80mm的热轧铝合金厚板在锯切前通过拉伸矫直机矫直；对于厚度＞80mm的铝合金厚板直接锯切，锯切后清理边部毛刺和飞边；锯切公差控制：宽度精度＜±10mm，长度精度＜±20mm，对角线误差＜±30mm；对于客户要求热轧状态F供货的产品，经本工序后直接进行低温处理；(7)低温处理将步骤(6)获得的铝板放置在低温处理炉中用液氮浸泡，液氮温度为‑196℃，保温时间以被处理铝厚板被液氮完全覆盖的时间起算，浸泡期间确保铝厚板温度≤‑170℃；所述保温时间取决于铝厚板长度方向的横截面积，即厚度×宽度，和装炉量，详见下表：其中，在相同截面积下，板宽厚比越小，保温时间取值越靠上限，反之，板锭宽厚比越大，保温时间取值越靠下限。