為了應(yīng)對(duì)世界范圍的能源危機(jī)，中國(guó)正在緊鑼密鼓建立石油戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備體系，以應(yīng)對(duì)油料供應(yīng)中斷、規(guī)避價(jià)格風(fēng)險(xiǎn)，也是國(guó)家能源安全戰(zhàn)略的重要舉措。根據(jù)中國(guó)“十二五”規(guī)劃，未來(lái)五年將優(yōu)化石化能源的發(fā)展，加快油氣資源的開(kāi)發(fā)，這將給低溫服役條件下能源生產(chǎn)及存儲(chǔ)設(shè)備制造行業(yè)提供廣闊的市場(chǎng)及發(fā)展機(jī)遇，也會(huì)促進(jìn)耐低溫材料的發(fā)展。
　　3.5Ni鋼又稱(chēng)3.5%Ni鋼，是一種含Ni量為3.25～3.73%的超低溫條件下服役的鐵素體型鋼，具有良好的低溫韌性和較高的強(qiáng)度，被廣泛應(yīng)用于石油和空分制氧設(shè)備以及合成氨設(shè)備等，隨著中國(guó)石油化工等能源行業(yè)的發(fā)展，3.5Ni低溫鋼的需求將與日俱增。
　　由于3.5Ni鋼要求在-101℃的低溫下仍具有良好的韌性，因此需要熱軋后進(jìn)行離線熱處理，目前常用熱處理工藝有正火（N）、正火＋回火（N＋T）、和淬火＋回火（Q＋T)，其中采用QT熱處理的3.5Ni鋼具有更高的強(qiáng)度和更好地韌性，可替代NT熱處理的5Ni鋼，用于LEG儲(chǔ)罐項(xiàng)目。
　　中國(guó)海洋石油總公司的科技人員研究了N和N＋T工藝以及工藝參數(shù)對(duì)3.5Ni鋼組織和力學(xué)性能的影響規(guī)律，探索最佳的熱處理工藝參數(shù)及其韌化機(jī)制。
　　表1  實(shí)驗(yàn)所用3.5Ni鋼化學(xué)成分如下  ω/%
 

C	Mn	Si	Ni	P	S
0.055	0.62	0.21	3.46	0.0046	0.0014

　　
　　煉鋼及軋制工藝路線為：鐵水預(yù)處理→150t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐→LF精煉→RH真空脫氣處理→板坯連鑄→步進(jìn)梁式加熱爐加熱→高壓水除鱗→3500mm爐卷軋機(jī)→矯直→精整。終軋厚度為20mm，在熱軋板上取樣進(jìn)行熱處理實(shí)驗(yàn)。通過(guò)拉伸和沖擊試驗(yàn)以及OM和SEM的組織觀察，研究了不同熱處理工藝對(duì)3.5Ni低溫鋼顯微組織和力學(xué)性能的影響，結(jié)果表明：
　?。?）3.5Ni鋼正火后組織為鐵素體基體加珠光體，帶狀組織較熱軋態(tài)的顯著弱化，鐵素體晶粒尺寸細(xì)化?；鼗鸷?，片層珠光體轉(zhuǎn)變?yōu)轭w粒狀珠光體，帶狀組織較正火態(tài)進(jìn)一步弱化，隨著回火溫度升高甚至能消除帶狀組織。
　?。?）正火溫度在800～890℃范圍內(nèi)時(shí)，N和N＋T工藝的低溫韌性均隨回火溫度的增加先升高后降低，在860℃達(dá)到峰值。回火后，沖擊韌性較單純正火熱處理的明顯提高。
　?。?）3.5Ni鋼采用N＋T熱處理時(shí)，隨著回火溫度的升高，沖擊功先增加后減少，在590～630℃范圍內(nèi)均保持較高值，最佳工藝為860℃正火＋590～630℃回火。