低温钢简介

结构钢的低温冷脆及断裂机理概述引言随着现代工业的发展，工程结构中越来越多地使用到了高强度钢材，但在低温使用条件下，高强度结构钢的断裂韧性下降，其冷脆性增加，给工程带来了很大的危害。

因此，研究结构钢在低温环境下的力学特性及其变化规律，对于保证工程安全至关重要。

本文将简单介绍结构钢的低温冷脆性及其断裂机理。

低温冷脆性的概念低温冷脆性是指在低温条件下，材料失去了韧性，而变得脆性，在受到应力时会迅速断裂的现象。

MDP试验是评价结构钢低温冷脆性的一种方法，其通过测定钢试样在低温条件下残余强度比例（MDP值）来评价结构钢的低温冷脆性。

低温冷脆性的影响因素化学成分结构钢的化学成分对其低温冷脆性影响较大。

对于富含碳的钢材，其含碳量越高，低温冷脆性就越明显。

而添加一些合金元素，如锰、钼、铬等，可以显著提高结构钢的低温韧性。

晶界强化效应晶界处是结构钢中容易发生裂纹扩展的部位，晶间的强化效应可以提高结构钢的力学性能。

而在低温下，结构钢中的晶界强化效应减弱，导致晶界更加容易断裂，从而影响结构钢的低温韧性。

微观结构综合各种因素来看，晶粒细小、结构均匀的结构钢在低温下具有更好的韧性，并能够避免冷脆断裂。

结构钢的断裂机理在低温条件下，结构钢的断裂机制会发生明显的变化。

一般来说，有两种断裂模式：韧性断裂在低温下，结构钢中的韧性断裂主要靠金属基体中针状铁素体细微断裂形变和顺性裂纹扩展。

裂纹从铁素体中间开始扩展，并沿着晶界扩展，最终导致断裂。

因此，增强结构钢的针状铁素体细微断裂形变能力，有助于提高结构钢的低温韧性，抑制韧性断裂的发生。

脆性断裂在低温下，结构钢中的脆性断裂主要靠晶间断裂或微孔断裂实现。

因此，在设计结构钢时，需要考虑其晶粒度以及包括控制焊接热输入在内的生产工艺因素，以提高结构钢的低温韧性，防止脆性断裂的发生。

结论结构钢的低温冷脆性及其断裂机理直接关系到工程结构的安全运行。

为了提高结构钢在低温使用条件下的韧性，可以通过增加合金元素、控制晶粒度以及改善其生产工艺等措施，进一步探究其断裂机理，促进结构钢在低温下的稳定使用。

如何选取低温材料摘要：中国经济的崛起和腾飞，在更多方面有能力帮助别国，而且能够向世界提供更多的技术和设备。

在一带一路的指引下，近年来中俄合作日趋紧密，在一些领域开展密切合作，尤其在工业技术设备上，在长期寒冷的地区为了确保质量的前提下节约成本，合理选用钢材原材料上尤其重要。

关键词：低温材料；选材1.低温选材的必要性随着温度的减低，强度指标（如屈服极限、强度极限）增加，塑性和韧性指标（如冲击韧性、延伸率）下降，显现脆的性质，有些材料体方晶格在温度降低时韧性下降很快，低温下使用时危险性很大，在寒冷地带的机械设备带来很大的危害及影响。

2.低温材料选用方法该如何合理的选用原材料，我们以选取Q345E满足在-49℃的环境下使用的材料为案例进行选取一系列的验证。

低温钢一般指在-40℃一下应用的合金钢，包括铁素体钢（低碳锰钢，镍钢）和奥氏体不锈钢，铁素体一般都存在韧性-脆性转变温度，当温度降低至某个临界值时，材料的韧性就会突然下降，为了使材料能在低温下正常使用我们将做如下可行性的试验论证。

首先要考虑的是材料的材质含量，含碳量的增加使得碳素钢的强度和硬度增加，塑性和韧性性能下降，合理控制含碳量 0.25%为界，低温下含量过大趋向于冷脆，结构件一般选用低于0.25%的碳素结构钢。

含硅量超过3%时，显著降低刚的塑性，韧性，延展性容易导致冷脆。

硫和氧主要影响热脆。

磷，砷，锑作为杂质元素，对碳素钢的抗拉强度有一定的做用，但是又增加钢的脆性，尤其是低温脆性。

一般来说钨加入低碳和中碳高级优质合金结构钢中，能显著提高钢的强度和韧性。

锰在钢中由于能降低临界转变温度，故碳锰钢的低温冲击韧性比碳素钢要好。

铬含量的增加对冲击韧性有着不利的影响。

铝可以细化晶粒的作用，固可以提高在低温下的韧性作用。

钼可只是以提高钢热强性最有效的元素。

镍能细化铁素体晶粒，改善钢的低温性能，含镍量超过一定值得碳钢，其低温催化转变温度显著降低，而低温冲击性能显著提高，因此镍在低温材料中起到非常重要的作用。

2.3 脆性及脆性转变温度
4、强化=脆性？4.1材料的屈服与断裂
4.2引起材料破坏的原因
4.2.1外在原因：内部夹杂、裂纹、气体含量超标及环境腐蚀。

4.2.2内在原因：
成分、组织结构影响；
缺陷：点缺陷：空位、
间隙原子、杂质原子等，
晶格畸变；线缺陷：位错；
面缺陷：晶界、亚晶界、
层错、相界等。

材料的薄
弱环节，引起材料的破坏。

水韧处理的一级晶粒度的试样分别在常温（a）、-70℃（b）下的断口形貌。

调整热处理3-4级晶粒度的试样分别在-70℃（a）、-120℃（b）下的断口形貌。

成分调整前后对照，降低碳，增加镍、钼含量。

将热处理工艺由正火+回火改为完全退火+调质
�控轧--有效地将铁素体晶粒细化
�控冷--进一步细化铁素体晶粒，抑制珠光体相变，生成含贝氏体组织的混合组织。

玻璃粘弹性
转变与此相似玻璃化转变温度。

船舶用钢种类
船舶用钢种类包括船体结构钢、船舶用钢板、船用钢材、船舶用低温钢、船用钢绳等。

船体结构钢是船舶建造中最常用的钢材，是船体主要构件的材料，具有良好的强度、韧性和耐腐蚀性。

船舶用钢板是用于船舶建造和修理的钢板，可分为普通船板、轻型船板、低温船板等种类。

船用钢材包括船用角钢、船用扁钢、船用管材等，用于船舶建造和修理的各种部件。

船舶用低温钢是用于船舶低温储存物品的钢材，具有较好的低温韧性和耐腐蚀性。

船用钢绳是用于船舶吊装和锚链的钢绳，具有高强度和耐腐蚀性。

不同种类的船舶用钢材在船舶建造和维修中发挥着重要作用。

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16MnDR低温压力容器用钢，一般采用J507Fe（GB/T 5118 E5018-G ）焊接,焊丝采用焊丝GB ER50-3焊接。

不管哪一种焊材，您必须做工艺评定合格后方可焊接。

16MnDR钢板在正火状态下，板厚6－60mm最低使用温度为－40°，板厚60-120mm最低使用温度－30°。

16MnDR根据《GB/T 3151－2008 低温压力容器用钢》查询16MnDG钢管根据《GB/T 8163-2008 输送流体用无缝钢管》查询推荐参考资料："焊丝采用H08Mn2SiA，J507RH焊条（超低氢的）。

（注此处为引用参考资料网址的内容，本人持不同意见）本人是专业做低温罐的，国内大小低温罐从1.5万立方到16.8万立方的我都参与过，考虑你对这方面不是很熟悉，我作简单介绍如下：首先，16MnDG是16Mn低温用锅炉用钢，类似16MnD、16MnDR，属国产低温标准材料，主要考虑低温及高压设计，此类材料如美国的A516、A106Gr.B、A537、A553等都属于低温用钢；其次，焊材的选择是根据图纸设计来参考，采用就高原则，在低温行业主要对低温冲击韧性提出要求，如-20°、-30°、-45°、-62°、-196°等，楼主查的J507RH属于超低氢高韧性低温焊材，我这里也有其焊接16MnDR的工艺评定；再次，低温母材及焊材中都会有不同程度的Ni含量，其主要作用不是提高强度，而是降低钢的低温脆性转变温度；最后、需要注意的是，购买材料时一定要注意其质保等级，我曾经遇到过别人委托我做的一份低温工艺评定，冲击要求-62°，结果评定不合格，把我郁闷坏了，因为经历那么多的低温材料，出了这次的不合格，确实不爽，结果我让委托方把焊材质保书传真给我，才发现其质保书中的冲击温度要求为-30°，也就是因为这个疏忽，问题也就这样算了，得从新采购焊材。

低温压力容器材料概述低温压力容器是指在低温条件下工作的压力容器，主要用于储存或输送液化气体或液化石油气等低温介质。

低温压力容器要求具有良好的抗低温性能和抗压强度，因此其材料选择至关重要。

本文将对低温压力容器常用的材料进行概述，包括碳钢、低合金钢、不锈钢等。

碳钢是低温压力容器常用的材料之一，其主要特点是廉价、机械性能良好。

但是碳钢在低温下具有脆性，因此在低温压力容器中的应用受到了一定的限制。

一般来说，碳钢在-20℃以下会出现冷脆转变，因此在选用碳钢作为低温压力容器材料时，需要通过控制其含碳量和对热处理工艺的控制来提高其抗低温性能。

低合金钢是一类含有少量合金元素的钢材，其在低温条件下具有较好的强度和韧性。

低合金钢主要通过合金元素的添加来提高其抗低温性能，常用的合金元素包括铬、镍、钼等。

这些合金元素能够改善钢的抗低温脆性和强度，使得低合金钢成为低温压力容器的理想材料之一。

低合金钢还具有良好的焊接性能和耐腐蚀性能，可以满足低温压力容器在恶劣环境下的使用要求。

不锈钢是一种抗腐蚀性能良好的材料，具有良好的耐高温性能和耐低温性能。

不锈钢主要通过添加铬元素来提高其抗腐蚀性能，同时还可以通过添加其他合金元素来提高其抗低温性能。

不锈钢具有良好的加工性能和焊接性能，因此在低温压力容器中得到了广泛应用。

不锈钢具有良好的耐磨性和耐磨蚀性能，可以满足低温压力容器在特殊工况下的使用要求。

除了上述材料外，还有一些特殊合金材料可以用于低温压力容器，如镍基合金、钛合金等。

这些特殊合金材料具有优异的抗低温性能和耐腐蚀性能，可以满足低温压力容器在特殊介质和工艺条件下的使用要求。

这些特殊合金材料成本较高，因此在选用时需要综合考虑其性能和成本。

低温压力容器材料的选择要根据实际工况和使用要求进行合理选用，同时需要考虑材料的价格、可用性和加工性能等因素。

在选用材料时还需要充分考虑其抗低温性能、抗腐蚀性能和力学性能等方面的要求，以确保低温压力容器在低温条件下安全可靠地工作。

3.5Ni钢的焊接工艺一、前言我国规定使用于温度在-20℃～-196℃范围的无镍低合金钢和含镍钢为低温钢。

低温钢类型及其使用温度范围见（图一）。

低温钢类型及其使用温度范围2000年至2003年我项目部在新疆乌石化厂和独山子石化厂的施工中，多次遇到3.5Ni钢的设备和工艺管道的焊接工作，积累了丰富的焊接和管理经验，现将具体工艺介绍如下：二、可焊性分析1、3.5Ni钢的化学成分和机械性能1.1、3.5Ni钢的化学成分（%）1.2、3.5Ni钢的机械性能1.3、W107焊条化学成分2、冷裂及热裂倾向分析2.1、3.5Ni 钢是-101℃低温下使用的含Ni 合金钢，由于钢中含有一定数量的合金元素，就其碳当量而言高于16Mn ，因而具有一定的淬硬倾向：同时3.5Ni 钢由于含有相当量的Ni 元素（3.25~3.75%），根据Fe-Ni 状态图，Ni 在δ相中的最大溶解度为3.4%，所以当钢中Ni 含量小于3.4%时，S 、P 偏析小，热裂倾向也小，当钢中Ni 含量大于3.4%时，由于包晶反应出现了γ相（如图二），S 、P 偏析增大，焊缝结晶时Ni 易和S 结合生成低熔点的共晶物，在拉应力的作用下有发生热裂的倾向的可能。

3.5Ni 钢焊接时有一定的冷裂和热裂倾向，，但由于钢中含S 、P 杂质元素少，含碳量低，Mn ／Si 比值高，冷裂和热裂倾向不是焊接的主要矛盾，只要采取适当的预热，选用杂质元素少的焊材，同时尽量减少焊接的拘束应力，就可防止冷裂、热裂纹的发生。

2.2、焊接接头的低温韧性3.5Ni 钢其材质优良的低温韧性主要靠钢中含有相当量韧化元素Ni ，同时钢材严格轧制，热处理工艺使钢内部组织晶粒细化(晶粒度一般10级以上)也是提高低温韧性的重要保证。

焊接工艺不当时（焊接线能量较大），焊接接头出现粗大的扳条状的贝氏体和马氏体组织，熔合区则会晶粒严重长大，从而使焊缝、熔合区低温韧性大大降低。

因此，焊接线能量是保证低温韧性的关健。

17-4ph低温使用温度17-4PH是一种钢材，其低温使用温度是指能够在低温环境下正常运行和使用的温度范围。

低温使用温度的确定对于材料的工程应用至关重要，因为在低温环境下，材料的性能可能会发生变化，甚至会导致材料失效。

17-4PH钢材是一种耐蚀性能和强度优异的不锈钢，常用于航空航天、化工、海洋工程等领域的高强度结构件和零部件。

然而，在低温环境下，17-4PH钢材的性能会发生变化，因此需要了解其低温使用温度范围。

根据相关研究和实验数据，17-4PH钢材的低温使用温度一般在-196°C至-40°C之间。

在这个温度范围内，17-4PH钢材仍然能够保持其良好的力学性能和耐蚀性能，不会出现明显的塑性和强度下降。

在低温环境下，17-4PH钢材的强度和韧性是设计和选材时需要考虑的重要因素。

在低温下，材料的韧性会降低，容易发生脆性断裂。

因此，在设计和使用17-4PH钢材的结构件和零部件时，需要合理选择材料的成分和热处理工艺，以提高其在低温环境下的强度和韧性。

17-4PH钢材在低温下的耐蚀性也是需要考虑的因素。

在某些低温环境中，如液氮等，会存在一定的腐蚀性。

因此，在使用17-4PH钢材的场合中，需要采取相应的措施，如涂层保护、防腐处理等，以提高其在低温环境中的耐蚀性能。

在实际工程应用中，17-4PH钢材的低温使用温度需要根据具体的工况条件进行评估和确定。

在选择材料和设计结构时，需要考虑到工作温度、加载条件、应力状态等因素，以确保17-4PH钢材在低温环境中的安全可靠性。

17-4PH钢材作为一种耐蚀性能和强度优异的不锈钢，在低温环境下的使用温度范围一般为-196°C至-40°C。

在这个温度范围内，17-4PH钢材仍然能够保持其良好的力学性能和耐蚀性能。

然而，在低温环境下，需要合理选择材料的成分和热处理工艺，以提高其在低温环境下的强度和韧性。

同时，还需要采取相应的措施，如涂层保护、防腐处理等，以提高17-4PH钢材在低温环境中的耐蚀性能。

Q235B耐低温多少度标准随着我国工业的不断发展，对材料的性能要求也越来越高。

在一些特殊的工作环境中，材料的耐低温性能就显得尤为重要。

Q235B是一种常用的结构钢，那么它的耐低温性能又是如何呢？本文将从多个方面对Q235B的耐低温性能进行分析。

1. Q235B的基本性能Q235B是一种屈服强度为235MPa的结构钢，常用于制造各种构件和零部件。

它的化学成分主要包括碳、硅、锰、磷、硫等元素。

在常温下，Q235B的强度和塑性均能满足工程要求。

2. Q235B的低温脆性在低温环境下，一些金属材料容易发生低温脆性，即在低温下变得脆硬易断裂。

Q235B作为一种常见的结构钢，其低温脆性也备受关注。

据相关研究表明，Q235B在零下20摄氏度以下温度下会出现低温脆性。

在一些寒冷地区或者对低温性能要求较高的工程中，需要对Q235B进行相应的处理来提高其耐低温性能。

3. Q235B的改进措施针对Q235B的低温脆性问题，可以采取以下改进措施来提高其耐低温性能：1）控制化学成分：通过控制碳含量、添加铌、钒等微合金元素，可以有效降低Q235B的低温脆性，提高其使用温度范围。

2）热处理工艺：采用适当的热处理工艺，如正火、淬火等，可以使Q235B的晶粒细化，提高其在低温下的韧性和延展性。

3）添加低温冲击试验：在生产过程中对Q235B进行低温冲击试验，筛选出低温脆性较低的材料，确保工程质量。

4. Q235B的国家标准在我国，Q235B的国家标准为GB/T 700-2006《碳素结构钢》。

其中规定了Q235B的化学成分、力学性能、尺寸偏差等要求。

但对于Q235B的耐低温性能并没有明确规定，因此在实际工程中需要根据具体情况做出相应的技术处理和选择。

5. 应用领域和建议在一些对材料的耐低温性能要求较高的工程中，建议选择具有良好耐低温性能的钢材，如Q345、Q345C等；对于需要选用Q235B的工程，需要根据具体工作温度和要求进行相应的改进措施和技术处理，确保其在低温环境下的安全可靠使用。

低碳钢低碳钢（mild steel）为碳含量低于0.25%的碳素钢，因其强度低、硬度低而软，故又称软钢。

它包括大部分普通碳素结构钢和一部分优质碳素结构钢，大多不经热处理用于工程结构件，有的经渗碳和其他热处理用于要求耐磨的机械零件。

低碳钢退火组织为铁素体和少量珠光体，其强度和硬度较低，塑性和韧性较好。

因此，其冷成形性良好，可采用卷边、折弯、冲压等方法进行冷成形。

这种钢还具有良好的焊接性。

含碳量从0.10%至0.30%低碳钢易于接受各种加工如锻造，焊接和切削，常用于制造链条，铆钉，螺栓，轴等。

特性：低碳钢退火组织为铁素体和少量珠光体，其强度和硬度较低，塑性和韧性较好。

因此，其冷成形性良好可采用卷边、折弯、冲压等方法进行冷成形。

这种钢材具有良好的焊接性。

碳含量很低的低碳钢硬度很低，切削加工性不佳，正火处理可以改善其切削加工性。

低碳钢有较大的时效倾向，既有淬火时效倾向，还有形变时效倾向。

当钢从高温较快冷却时，铁素体中碳、氮处于过饱和状态，它在常温也能缓慢地形成铁的碳氮物，因而钢的强度和硬度提高，而塑性和韧性降低，这种现象称为淬火时效。

低碳钢即使不淬火而空冷也会产生时效。

低碳钢经形变产生大量位错，铁素体中的碳、氮原子与位错发生弹性交互作用，碳、氮原子聚集在位错线周围。

这种碳、氮原子与位错线的结合体称岁柯氏气团（柯垂耳气团）。

它会使钢的强度和硬度提高而塑性和韧性降低，这种现象称为形变时效。

形变时效比淬火时效对低碳钢的塑性和韧性有更大的危害性，在低碳钢的拉伸曲线上有明显的上、下两个屈服点。

自上屈服点出现直到屈服延伸结束，在试样表面出现由于不均匀变形而形成的表面皱褶带，称为吕德斯带。

不少冲压件往往因此而报废。

其防止方法有两种。

一种高预形变法，预形变的钢放置一段时间后冲压时也会产生吕德斯带，因此预形变的钢在冲压之前放置时间不宜过长。

另一种是钢中加入铝或钛，使其与氮形成稳定的化合物，防止形成柯氏气团引起的形变时效力学性能：低碳钢为塑性材料。

3.5Ni镍系低温钢板各标准对应牌号的化学成分和力学性能分析1、3.5Ni钢材质分析3.5Ni低温压力容器用镍合金钢板、3.5Ni船舶及海洋工程用低温韧性钢、08Ni3DR低温压力容器用钢板、SA203GrD，SA203GrE，SA203GrF美标压力容器用镍合金钢板这六种材质都是3.5Ni钢，3.5Ni钢是含镍量为3.5%左右的低温环境用钢。

2、3.5Ni钢执行标准：3.5Ni低温压力容器用镍合金钢板执行标准：GB/T 24510（本标准适用于液化气体储运装置用厚度不大于150mm的镍合金钢板）3.5Ni船舶及海洋工程用低温韧性钢执行标准：GB/T37602-2019（本标准适用于液化气体运输船、极地船及低温海洋工程用碳锰低温钢和镍系低温钢，适用于厚度不大于60mm的钢板）08Ni3DR低温压力容器用钢板执行标准：GB 3531-2014（本标准适用于制造-196℃~-20℃低温压力容器用厚度为5mm~120mm的钢板）SA203GrD，SA203GrE，SA203GrF美标压力容器用镍合金钢板执行标准：ASME SA203/SA203M（本标准中的镍合金钢板主要适用于焊接压力容器，这级别的钢板上限厚度为100mm）3、3.5Ni钢交货状态:1> 3.5Ni低温压力容器用镍合金钢板应以调质状态交货，经需方同意，厚度不大于12mm的钢板也可以采用正火、正火+回火状态交货2> 3.5Ni船舶及海洋工程用低温韧性钢可以以热机械轧制（TMCP）、正火、正火+回火或淬火+回火状态交货3> 08Ni3DR低温压力容器用钢板以正火或正火+回火状态，或淬火+回火状态交货，回火应温度不低于600℃4> SA203GrD美标压力容器用镍合金钢板应以正火状态交货，经需方同意，为了改善钢的韧性，也可以淬火+回火状态交货，回火温度应不低于595℃4、3.5Ni各牌号化学成分附：表中SA203GrD、E、F表中所列成分都是钢板厚度在50mm 及以下的成分，50mm以上时，SA203GrD中C≤0.20，Mn≤0.80，SA203GrE、F中C≤0.23，Mn≤0.805、3.5Ni各牌号力学性能3.5Ni低温压力容器用镍合金钢板力学性能08Ni3DR低温压力容器用钢板力学性能SA203GrD，SA203GrE，SA203GrF美标压力容器用镍合金钢板力学性能。

低温阀门用LCB和LCC钢热处理方法浅析1 概述LCB和LCC是低温阀门较常使用的铁素体类低温钢，按ASTM A352/A352M的规范要求，它们适用于-46~0℃的环境中，因此对其低温性能有着较高的要求。

因为通常C-Mn类钢在低温工况中机械性能都会明显的下降，因而要使LCB和LCC达到ASTM标准的要求，其热处理方法有着一定的特殊性和难度。

2 分析从化学成分上比较，LCB和LCC与WCB和WCC都属于低碳C-Mn钢系列（表1），但ASTM 标准对4种钢的机械性能要求却不同（表2），主要表现在低温冲击韧性这一指标上。

WCB和WCC 对此不作要求，而LCB和LCC则要求在-46℃分别达到18J和20J。

经过分析和试验证明，虽然LCB、LCC、WCB和WCC钢的化学成分相同或相近，但表现出不同机械性能，这是LCB和LCC中微量合金的Mn、Ni和Cr元素的作用。

表1 LCB、LCC、WCB和WCC化学成分%表2 LCB、LCC、WCB和WCC机械性能在碳钢中加入Mn、Ni和Cr元素将对钢的组织、晶粒结构和热处理的温度曲线产生较大的影响。

Mn元素可增加钢组织中奥氏体的稳定性，降低热处理的冷却速度，提高淬透性，降低钢在淬火后的变形和增加钢的强度。

Ni不易与碳形成碳化物，用于低合金钢时，能增进低温韧性及硬化能，可减少热处理变化的敏感性及减少淬火的扭曲及龟裂，并能强化钢组织中的铁素体相，增加淬火后组织中的残余奥氏体。

Cr元素同样有稳定钢组织中奥氏体和增加淬火后组织中的残余奥氏体的作用。

奥氏体是钢组织中比容最小的相组织，其冲击韧性、耐磨性和塑性都极好。

但是奥氏体通常存在于高温区（锻造就是利用奥氏体这一性质，把钢材加热到一定高温区再施锻），常温下奥氏体保存下来较少，只有在Mn、Ni和Cr等元素的作用下，才能使钢组织在常温中存在部分残余奥氏体。

奥氏体的存在将大大改善钢的冲击韧性、耐磨性和塑性。

LCB和LCC正是利用它们所含有的微量合金Mn、Ni和Cr元素的作用，使热处理后的钢组织中增加奥氏体的含量来改善其低温冲击韧性。

06Ni9DR低温容器用钢板 06Ni9DR，一般叫其9Ni或9镍钢，对应国外牌号是SA553、SA353、9Ni ，国内舞阳钢厂与太钢生产。

9Ni钢在LNG储罐中的应用分析:随着全球能源资源的多样化，未来国内对LNG终端结构材料的需求量将会非常大，开发相应结构的材料将成为能源战略调整的重要环节之一。

LNG的温度为-162℃，要求其结构材料在极低温度下具有一定强度和韧性。

目前超低温度用材料主要有以下几种：奥氏体不锈钢、镍基合金、铝合金和9Ni钢。

相对与奥氏体不锈钢和奥氏体铁-镍合金，9Ni钢成本更低，相对于铝合金，9Ni钢具有更好的力学性能，因此LNG储存和运输设备的结构材料国际上普遍使用9Ni钢。

其中, 9Ni钢是惟一可以在- 196 ℃使用的铁素体低温用钢,其-196 ℃的夏比冲击功达到200～230J ,是深冷环境下使用的韧度最好的材料。

1 9Ni钢材料LNG储罐的设计温度为-165℃,由于设计时必须考虑到用氮气冷凝时可能出现的温度,故设计温度范围在-165～-196℃。

9Ni钢自20世纪40年代开发以来,由于其强度高、低温韧性好,且成本比Ni2Cr不锈钢低而逐渐被广泛采用。

1956年9Ni钢被列入ASTM标准。

1982年以后, 9Ni钢成为低温储罐的主材,逐渐取代了Ni-Cr不锈钢,被世界各国普遍作为常压液态LNG 和常压液氮的设备用钢。

9Ni钢属于铁素体型低温用钢,具有较高的强度和较好的韧性。

依据合金成分, 9Ni钢属于中合金钢,但由于用其制造设备的设计温度定位在- 165～-196 ℃范围,故其原材料本身和制造中涉及到影响脆性转变温度的因素显得十分关键。

影响9Ni钢脆性转变温度的主要因素为晶粒度、组织结构、合金元素和杂质。

2 9Ni化学成分在影响9Ni钢脆性转变温度的主要因素中,合金元素和杂质含量都与化学成分密切相关。

9Ni钢化学成分设计标准见表1：表19Ni钢的化学成分各合金元素的影响：C ——碳化物析出会造成孔蚀，一般控制在＜0.08%；Mn——奥氏体相稳定化元素，提高耐磨性及氮的固容量；Si——有助于高温耐高温氧化及耐酸蚀性能；Ni——稳定化元素，减轻脆性并改善机械性能，增强耐酸能力。

ASME规范低温用钢材料指南ASME规范是美国机械工程师学会（American Society of Mechanical Engineers）制定的一系列标准，用于规范和指导各种机械设备、零部件和材料的设计、制造和检验等工作。

ASME规范针对不同的应用领域和环境条件，制定了许多具体的分册和指南，其中包括了针对低温用钢材料的指南。

本文将对ASME规范低温用钢材料指南进行详细介绍。

低温用钢材料在极端低温环境下使用，需要具备良好的低温韧性和抗冲击能力，以确保设备的安全可靠运行。

ASME规范低温用钢材料指南针对这一需求，提供了一系列的材料选用和使用准则。

首先，ASME规范低温用钢材料指南对低温钢材料的分类进行了详细描述。

根据材料的成分和热处理工艺，低温用钢材料可以分为多种不同的等级和类型。

指南列举了常见的低温用钢材料，并对其机械性能、化学成分要求和热处理要求等进行了说明，以指导用户在选择材料时做出合理的判断。

其次，ASME规范低温用钢材料指南对低温钢材料的加工和焊接进行了详细规定。

低温钢材料在加工和焊接过程中，容易产生冷裂纹和脆性断裂等问题，因此需要采取一系列的预防和控制措施。

指南对低温钢材料的加工工艺、热处理条件和焊接方法等进行了规定，以帮助用户正确选择和使用合适的加工和焊接工艺。

此外，ASME规范低温用钢材料指南还对低温钢材料的检验和评定进行了详细介绍。

指南列举了一系列的检验方法和标准，用于评估低温钢材料的质量和性能。

包括金相组织观察、力学性能测试、冲击试验和硬度测试等，以确保低温钢材料符合设计和使用要求。

最后，ASME规范低温用钢材料指南还对低温环境下的材料失效和腐蚀进行了介绍和防范措施。

低温环境下，钢材料容易发生氢脆和应力腐蚀等问题，因此需要采取一系列的措施进行预防和防止。

指南对材料失效机理、腐蚀形式和预防措施等进行了详细介绍，为用户在低温环境下材料的选择和使用提供了指导。

总之，ASME规范低温用钢材料指南是一份权威的技术手册，对低温环境下钢材料的选用和使用提供了全面的指导和规范。

X7Ni9（06Ni9DR)（Sa553)简介X7Ni9随回火温度升高，钢中逆转变奥氏体含量增多，低温冲击韧性增加，同时基体组织得到净化，强度先升后降。

580℃回火时，随保温时间的减少，钢的强度升高，塑性、韧性降低，塑性低于标准值；QLT热处理的最佳回火工艺为580℃×60min。

本次修订拟增加15MnNiNbDR、08Ni3DR和06Ni9DR三个牌号，15MnNiNbDR钢具有优异的强韧性；08Ni3DR钢板与国内多年使用的进口SA203E钢板及ASME标准相比，-101℃钢板及焊接接头关键技术指标，以及实物水平均达到国内领先、国际先进水平，填补了中国-100℃级低温压力装置生产技术的空白；06Ni9DR钢板冶金质量和力学性能优良，可用于建造大型深冷储罐和压力容器，该产品关键技术指标，如磷、硫含量，断后伸长率，-196℃低温冲击功等优于美国ASMESA553标准中I型钢板的相应指标，甚至优于国外先进标准EN10028:4中技术要求最高的X7Ni9钢板的相应指标。

1. X7Ni9机械性能:欧标的牌号，含9%NI的钢板，主要用于低温LNG储罐的建设，属于低温钢。

9Ni低温钢板含镍8.5％～9.5％最低使用温度-196度。

3. X7Ni9焊条选用什么焊条选用Ni60Gr15Mo，Ni55Gr22Mo9，Ni36Gr10Mn5Mo3，25Gr16Ni13Mn8w3，gr15ni70Mn4Mo4Nb，ok69.45焊条。

该钢焊接性能良好，但过大的热输入会导致接头粗晶区的逆转，奥氏体量减少，并出现粗大的贝氏体组织，以小热输入多道焊时，后续焊道的回火作用能使逆转奥氏体量有所增加，另外还得注意防止弧坑裂纹和氢的影响。

4. X7Ni9焊接注意事项：1)，冷裂纹的防控：a，选用含C量不高于母材的焊条b，保持坡口清洁并选用低氢焊条，焊条应注意烘干保管c，控制层间温度，选择小线量2)，热裂纹的控制，关键还是在于焊条的选择，选择融化温度区间范围小，或者偏析杂质在焊缝分布为不连续。

低温压力容器制造用钢及其焊接特点和检测要求摘要：低温压力容器的制造用钢主要是低温用钢，而该类钢主要就是用于制造低温条件下工作的容器、管道以及钢结构等。

所谓的低温压力容器主要是指设计温度低于或是等于-20℃的压力容器。

随着化工工业的快速发展，其所需的设备也在逐渐地增加，而这些设备中很多都需要采用低温用钢，而且对低温用钢的要求也越来越高。

因此，文章将对低温压力容器的制造用钢（即低温用钢）以及焊接的特点和检测进行分析与探讨，并重点介绍了焊接的特点及检测要求。

关键词：低温压力容器；低温钢；焊接要点；焊接检测中图分类号：tq053 2 文献标识码：a 文章编号：1671-3362（2013）01-0040-02随着炼油、化工工业的快速发展，这些工业中所需的设备在制造过程中均需要大量的低温用钢，而且因为工业生产对设备的要求越来越高，设备对低温用钢的要求也越来越高。

低温用钢主要是用于低温条件下工作的一些工业设备、管道以及钢结构的制造。

在压力容器的生产中，低温压力容器主要是指设计温度低于或是等于-20℃的压力容器，而低温用钢则是指用于制造低温设备的钢，简称低温钢。

1 用于制造压力容器的低温钢低温钢主要是指镍铬合金与碳锰合金。

在低温钢的分类中，其分类依据主要是环境的温度、合金的含量与组织、合金中镍、铬元素的含量等。

将低温钢按温度等级一般可以分为以下四类：①-40℃～-20℃；②-80℃～-50℃；③-100℃～110℃；④-296℃～-196℃。

根据合金元素与组织的不同可以将低温钢分为低合金铁素体钢、中合金低碳马氏体钢与高合金奥氏体钢。

根据合金中镍、铬元素的含量可以将低温钢分为无镍、铬低温钢与含镍、铬低温钢。

钢中的合金元素主要是起到固溶强化、细晶强化的作用，而且其在经过正火、回火之后，钢组织中的晶粒将会更加的细化，从而提高钢材的低温韧性，延长钢材的使用寿命。

目前，使用最多的低温钢中均含有镍元素，相同规格的钢材料中所含的镍元素越高，在相同的韧性条件下所能适应的温度就越低。