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astm international 超低温奥氏体高锰钢标准ASTM International（美国材料与试验协会）是世界上最大的标准制定组织之一，致力于制定和发布各种行业的标准，包括金属和合金材料的标准。
在金属材料领域中，ASTM International发布了许多关于钢材的标准，其中包括了超低温奥氏体高锰钢的标准。
本文将就ASTM International超低温奥氏体高锰钢标准的相关内容进行深入探讨，并共享个人观点和理解。
ASTM International对于超低温奥氏体高锰钢的标准主要涉及其化学成分、机械性能、热处理和金相组织等方面的要求。
化学成分方面的要求是保证超低温奥氏体高锰钢具有足够的强度和韧性，同时能够满足特定的使用条件。
在机械性能方面，标准对超低温奥氏体高锰钢的抗拉强度、屈服强度、延伸率和冲击韧性等性能进行了详细的规定，以保证其在低温环境下的可靠性和安全性。
标准还对超低温奥氏体高锰钢的热处理工艺和金相组织进行了具体的要求，以确保其组织和性能达到标准规定的要求。
个人观点及理解方面，我认为ASTM International的超低温奥氏体高锰钢标准的制定对于推动超低温材料的技术发展和应用具有重要意义。
随着现代科学技术的不断发展，对于在特殊条件下使用的材料提出了更高的要求，而超低温奥氏体高锰钢正是应对这一需求而发展起来的一种材料。
ASTM International的标准为超低温奥氏体高锰钢的生产、加工和应用提供了具体的指导和保障，有助于提高材料的质量和可靠性，同时也促进了相关技术的进步和创新。
通过遵循标准的要求，可以有效地降低材料在低温条件下出现的断裂和失效风险，从而保障了相关设备和工程的安全运行。
总结回顾方面，ASTM International的超低温奥氏体高锰钢标准是该领域内具有权威性和指导性的标准之一，其制定是基于对于超低温材料特性和应用需求的深刻理解和实践经验总结。
低温钢概述低温用钢的种类、成分及性能低温用钢分4个温度级别：－20～40℃、－50～80℃、－100～110℃、－196～269℃。
主要用于液化石油气及液化天然气等的贮存运输容器，以及海洋石油工程结构等。
1．中合金低碳马氏体型低温钢合金元素总含量5％～10％，组织取决于热处理制度。
9Ni钢为典型钢种，有两种常用热处理制度，一种是900℃正火加790℃正火加570℃回火；另一种是800℃水淬加570℃回火。
淬火后组织为低碳马低体，正火后组织为低碳马氏体加铁素体加少量高碳奥氏体。
9Ni钢在－196℃低温下具有优良的韧性。
磷会增9Ni钢回火脆性的敏感性，应严格控制。
5Ni钢主要通过化学成分的最佳化以及三级热处理方法来控制组织，使之在－162℃乃至－196℃低温下具有与9Ni钢相近的强度和韧性。
2．高合金奥氏体型低温钢合金元素总含量＞10％，组织为奥氏体，具有极为优良的低温韧性，在－196～296℃低温下仍保持相当高的韧性。
含铬镍奥氏体型低温钢含Cr18%和Ni9%，无铬镍奥氏体型低温钢含M23%～26％，A1%～4%，两者的低温钢韧性相近。
一般均在固溶处理后使用。
低温钢锻件表11-1 中国常用钢号(一）20D 钢锻件表11-2 钢的化学成分表11-3 钢锻件的常温拉伸和低温冲击性能表11-4 钢锻件的许用应力（二）16MnD 钢锻件表11-5化学成分表11-6 钢锻件的常温拉伸和低温冲击性能表11-7 钢锻件的许用应力（三）09Mn2VD 钢锻件表11-8化学成分表11-9 钢锻件的常温拉伸和低温冲击性能表11-10 钢锻件的许用应力（四）09MnNiD 钢锻件表11-11化学成分表11-12 钢锻件的常温拉伸和低温冲击性能表11-13 钢锻件的许用应力（五）16MnMoD 和20MnMoD 钢锻件表11-14 钢的化学成分表11-15 钢锻件的常温拉伸和低温冲击性能表11-16 钢锻件的许用应力（六） 08MnNiCrMoVD 钢锻件表11-17化学成分表11-18 钢锻件的常温拉伸和低温冲击性能表11-19 钢锻件的许用应力（七）10Ni3MoVD 钢锻件表11-20化学成分表11-21 钢锻件的常温拉伸和低温冲击性能表11-22 钢锻件的许用应力低温钢板(一)16MnDR钢板(二)09Mn2VDR钢板(三)15MnNiDR钢板（四）09MnNiDR钢板(五)07MnNiCrMoVDR钢板。
低温用钢的常见牌号
低温用钢是一种常见的特殊钢材，其在低温环境下具有良好的物理性能和化学性能，广泛应用于制造低温设备和容器。
下面是几种常见的低温用钢的牌号。
1. 16MnDR：该钢种是一种常用的低温压力容器钢，适用于温度范围在-40℃至-70℃的低温环境下使用。
2. 09MnNiDR：该钢种是一种低温压力容器钢，适用于-196℃以下的超低温环境下使用。
3. Q345R：该钢种是一种常用的低温压力容器钢，适用于温度范围在-20℃至-40℃的低温环境下使用。
4. SA-516Gr.70N：该钢种是一种常用的低温压力容器钢，适用于温度范围在-29℃至-196℃的低温环境下使用。
5. A516Gr.70N：该钢种是一种常用的低温压力容器钢，适用于温度范围在-29℃至-196℃的低温环境下使用。
以上是几种常见的低温用钢的牌号，不同的钢种适用于不同的低温环境和使用条件，选择合适的低温用钢材有助于提高设备和容器的性能和使用寿命。
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低温钢及低合金钢适于在0℃以下应用的合金钢。
能在-196℃以下使用的，称为深冷钢或超低温钢。
低温钢主要应具有如下的性能：①韧性－脆性转变温度低于使用温度；②满足设计要求的强度；③在使用温度下组织结构稳定；④良好的焊接性和加工成型性；⑤某些特殊用途还要求极低的磁导率、冷收缩率等。
低温钢按晶体点阵类型一般可分为体心立方的铁素体低温钢和面心立方的奥氏体低温钢两大类。
铁素体低温钢一般存在明显的韧性－脆性转变温度，当温度降低至某个临界值（或区间）会出现韧性的突然下降。
附图表示含碳 0.2％碳钢冲击值与温度的关系,其转变温度在-20℃左右。
因此，铁素体钢不宜在其转变温度以下使用，一般需加入Mn、Ni等合金元素，降低间隙杂质，细化晶粒，控制钢中第二相的大小、形态和分布等,使铁素体钢的韧性-脆性转变温度降低（见金属的强化）。
铁素体低温钢按成分分为三类：①低碳锰钢(C0.05～0.28％,Mn0.6～2％)。
使Mn/C≈10，降低氧、氮、硫、磷等有害杂质，有的还加入少量铝、铌、钛、钒等元素以细化晶粒。
这类钢最低使用温度为－60℃左右。
②低合金钢。
主要有低镍钢(Ni2～4％)、锰镍钼钢(Mn0.6～1.5％,Ni0.2～1.0％，Mo0.4～0.6％，C≤0.25％)、镍铬钼钢 (Ni0.7～3.0％，Cr0.4～2.0％，Mo0.2～0.6％，C≤0.25％)。
这些钢种的强度高于低碳钢，最低使用温度可达-110℃左右。
中国研制了几种节镍的低温用低合金钢如09Mn2V等。
③中（高）合金钢。
主要有 6％Ni钢、9％Ni钢、36％Ni钢，其中9％Ni钢是应用较广的深冷用钢。
这类高镍钢的使用温度可低至-196℃。
奥氏体低温钢具有较高的低温韧性，一般没有韧性－脆性转变温度。
按合金成分不同，可分为三个系列：①Fe-Cr-Ni系。
主要为18-8型铬镍不锈耐酸钢。
这种钢低温韧性、耐蚀性和工艺性均较好，已不同程度地应用于各种深冷(-150～269℃)技术中。
浦项超低温高锰钢lng成分浦项超低温高锰钢LNG成分，这个话题听起来是不是有点让人头大？嘿，别着急，咱们慢慢聊，大家都能听懂。
其实啊，超低温高锰钢这玩意儿，听名字就知道是一个很“硬”的东西，但它的成分和应用可不止这么简单。
它就像那种身穿西装看起来很正式，实际上却非常接地气的人，能搞定很多复杂的任务。
特别是在液化天然气（LNG）领域，它的表现真是堪称“钢铁之王”。
先说说它的“超低温”吧，为什么要搞成超低温钢呢？嗯，咱们都知道，液化天然气是要在非常低的温度下存储和运输的，温度一低，材料的脆性就出来了。
这个时候，如果用普通的钢材，那就像把玻璃杯放进冰箱，冰霜一凝，啪啦一声就碎了，根本承受不了那种极端的冷。
那怎么办？就得用超低温钢，它的成分里有各种让它在冰天雪地里依然能“挺直腰板”的元素。
你看，它的主要成分之一就是锰，锰能够在低温下增强钢的韧性，不至于让钢材变得像冰块一样脆弱。
咱们再聊聊“高锰钢”这个词，锰在这儿的作用真是非常重要。
说白了，锰就像钢材的“调味料”，有了它，钢的强度、耐磨性都会大幅度提升，尤其是它在低温环境下的表现，让钢材的韧性大大增强。
你想啊，LNG运输那可不是开玩笑的，钢材必须得强，得耐得住那个低温，也得耐得住运输过程中的摩擦和压力。
你如果让普通钢材在零下160度的环境中呆上几天，直接就崩溃了。
可是，浦项的这种超低温高锰钢就不同了，锰含量高达12%以上，钢材在低温下依然能保持韧性，抵抗裂纹扩展，简直是液化天然气运输界的“硬汉”。
当然了，除了锰，浦项的这款高锰钢还含有其他一些成分，比如铬、镍、钼什么的，这些元素也为钢材提供了更多的保护。
就拿铬来说，它能大大提高钢的耐腐蚀性，免得在运输过程中，因为接触到液态天然气的低温而出现腐蚀问题。
毕竟，谁也不想在运输途中钢材因为生锈或者裂开而漏气，那可就麻烦了。
镍呢，能提高钢材在低温下的强度和抗冲击性。
而钼，更是起到了增强钢材耐磨性的作用。
大家应该明白，浦项超低温高锰钢的成分其实挺有讲究的，它的每个成分都不是“白来”的，都是为了满足液化天然气运输这种极端条件下的需求。
课题：超低温钢的焊接课题人：尹力班级：成型133 学号：131965
一．超低温钢概述
超低温钢是指适用于-196℃以下的合金钢，也被称为深冷钢。
一般要求具备良好的低温韧性，极低的韧脆转变温度，具有充分的强度和韧性以及良好的焊接性和加工性能。
目前常见的超低温钢有高镍合金和奥氏体低温钢等。
超低温钢主要是为了适应能源、天然气、石油化工等产业需求，如储存和运输各类液化天然气、石油气的容器等。
与普通低合金钢相比，超低温钢必须保证在相应低温下具有足够高的低温韧性。
9％镍钢主要应用于-196℃低温环境下的结构上，如保存、运输液化沼气和甲烷的贮罐、贮存液氧、制造液氧和液氮的设备等。
奥氏体不锈钢是非常优良的低温用结构材料，它的低温韧性好、焊接性能优良、导热率低，常用于液氢、液氧的运输罐车和贮罐等。
由于它含铬、镍较多，相较于镍基合金比较昂贵。
二．超低温钢的分类与化学成分
（1）（高）镍基合金
铁素体低温钢具有韧脆转变温度，因此不宜工作在转变温度下，常用手段是加入Mn、Ni等合金元素，降低间隙杂质，细化晶粒，控制钢中第二相的大小、形态和发布等，使铁素体钢韧脆转变温度进一步降低。
镍基超低温合金钢就是依靠往钢中加入大量的Ni，固溶于铁素体中，使得基体低温韧性得到显著改善，同时应该降低碳含量，严格控制钢中杂质元素（如S、P、Sn、Bi 等)及有害气体元素（如N、H、O）的含量，防止产生冷脆性、时效脆性和回火脆性。
这类合金的化学成分中Ni含量达到9%以上，但其具有一定的回火脆性敏感性，并随着P含量的增大而显著增大，因此要严格控制P含量，在冶炼早期低温脱磷。
（2）高合金奥氏体低温钢
这类低温钢的合金元素总含量大于10%，显微组织为奥氏体。
奥氏体低温钢具有较高的低温韧性，可在-196至-269%的低温条件下保存很高的韧性，一般没有韧脆转变温度。
按合金成分可分为三类： 1）Ni-Cr系奥氏体低温钢
化学成分中有18%的Cr和9%的Ni，C含量很低，此外加入少量的Ti和Nb它们是强固碳元素，易形成碳化物，进一步降低碳的不利影响。
这类奥氏体钢通常要经过1050-1080℃固溶处理，提高韧性消除应力。
对于含Ti或Nb的，还有再加一步，在850℃-900℃保温2小时，使固溶的Ti或Nb与碳结合成碳化物，以保证钢的耐蚀性，不出现晶间腐蚀现象。
2）Ni-Cr-Mn系和Ni-Cr-Mn-N系奥氏体低温钢
这类钢以Mn、N代替部分镍来固定奥氏体。
N还有强化作用，提高钢的韧度、稳定奥氏体组织和降低磁导率，适用于超低温无磁部件，如0Cr21Ni6Mn9N和0Cr16Ni22Mn9Mo2。
3）Mn-Al系奥氏体低温钢
含有23%-26%的Mn和1%-4%的Al的无Ni-Cr奥氏体低温钢，Mn 是奥氏体形成元素，代替Ni稳定奥氏体，获得和Ni-Cr奥氏体低温钢相近的低温韧性，这种钢也需经1100℃固溶处理后使用。
三．超低温钢的焊接性
（1）镍基低温合金
虽然Ni会提高钢的淬透性，但由于严格控制C含量，因此冷裂纹倾向并不严重。
Ni还会提高热裂纹倾向，因此要严格控制S和P 含量，防止形成结晶裂纹。
同时，这种钢还有回火脆性问题，要注意焊后回火时的温度和冷却速度的控制。
9%钢是典型低碳马氏体低温钢，具有较大淬硬性。
焊前应进行正火+高温回火或900℃水淬+570℃回火处理，组织变为低碳板条马氏体，这种结构具有较高的低温韧性。
这种钢具有较大的线膨胀系数，在选择焊接材料时，必须使焊缝与母材的线膨胀系数大致相近，防止引起焊接裂纹。
对这类易淬火的低温钢，通常应焊前预热、控制层间温度及焊后缓冷等，可降低焊接接头区冷却速度，避免淬硬组织，采用较小的热输入量，使焊接热影响区的晶粒不至于过大，以防止冷裂纹，保证接头区低温韧性。
（2）高合金奥氏体低温钢
奥氏体低温钢属于高合金钢，焊接性良好。
但也会有焊接热裂纹、冷裂纹以及碳化物析出等问题。
所以还需要注意：
1）奥氏体低温钢的热导率小，线膨胀系数大，焊接时变形量较大。
需要选择与母材膨胀系数大致相近的焊接材料，以防止产生热裂纹，特别是弧坑裂纹；
2）注意控制焊接热输入与冷却速度，焊接线能量过大，过热区
的奥氏体晶粒长大冷却后形成粗大的奥氏体组织，使接头塑性韧性下降。
应尽量采用较小的焊接热输入，不用预热和缓冷，甚至采取强制冷却，同时应控制焊接热循环，减少热影响区在1100℃以上和450-850℃的停留时间，这样才能使保持焊接接头良好的塑性、韧性和抗晶间腐蚀能力；
3）选用与母材合金系大致相同的焊条焊接，选用操作不当易在焊缝和熔合区产生针状气孔。
四．超低温钢的焊接工艺
（1）镍基合金
常用的方法有焊条电弧焊、埋弧焊、TIG焊、MIG焊等。
焊前一般不预热，板厚超过50mm时可以预热到50℃，多层焊时层间温度一般为50℃，不然冷却速度太慢会降低低温韧性。
焊后可以回火处理，回火温度为550℃-580℃。
在使用焊条电弧焊时，使用的焊条最大直径应不超过3mm；多层焊时，第一焊道热输入在12-14kJ/cm，其余焊道应选在7-35kJ/cm 之间。
SAW焊时，焊丝直径应在3.2mm以下。
MIG焊时，焊丝直径应在2.5cm以下。
埋弧焊时，焊接热输入和熔化比对焊接接头质量有很大影响，当坡口较大时，可采用稍大的热输入；坡口较小时，采用稍小的热输入。
（2）高合金奥氏体低温钢
这类钢的焊接必须使焊缝金属的力学性能与母材相近。
其中，承受交变负载或冲击载荷的结构，焊缝金属应具有较好的抗疲劳断裂
性能、良好的塑性和抗冲击性；接触腐蚀介质的结构，应使焊缝金属的化学成分与母材基本一致。
焊接热输入应控制在较小且稳定的范围，不能采用熔化极氩弧焊，多采用钨极氩弧焊（TIG)、真空电子束焊及等离子弧焊，采用小热输入和多层焊。
焊缝的韧性除了热输入还有焊缝成分有关。
由于焊缝金属是铸态组织，性能低于同成分的母材，所以焊缝成分不能与母材完全相同。
钨极氩弧焊（TIG）一般采用直流正接，焊接电流不能过大或过小。
若电流过大，易产生烧穿和咬边等缺陷。
并且使接头过热以及降低低温韧性，电弧电压如增加较多，易形成未焊透，并影响气体保护效果，焊速过快易造成未焊透，焊接过程不稳定；焊速太小，则会形成气孔并使焊接接头过热，降低低温韧性。
所以在焊接时，应在保证焊透、具有一定熔深，并不影响气体保护效果的前提下，尽量提高焊接速度，保证接头的韧性不降低。
可采用自动送丝的TIG焊，焊接过程没有飞溅，焊缝窄，双面焊时不清根，焊丝用量少。
参考文献
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3. 西安交通大学低温材料编写组．低温材料［Ｚ］．北京，1988
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