09MnNiDR與08Ni3DR區(qū)別 09MnNiDR是什么材質(zhì)鋼板 09MnNiDR現(xiàn)貨切割 09MnNiDR

王樂13592193328

09MnNiDR詳細(xì)介紹


09MnNiDR基本信息



09MnNiDR命名規(guī)則



09MnNiDR 是中國用于超低溫壓力容器的專用合金鋼板牌號(hào)，其命名規(guī)則如下：

• “09” 表示碳元素的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為 0.09%（低碳設(shè)計(jì)，保障低溫韌性）；
• “MnNi” 代表錳（Mn）和鎳（Ni）合金元素，是改善低溫性能的關(guān)鍵成分；
• “D” 表示 “低溫”（低的拼音首字母），強(qiáng)調(diào)其在超低溫環(huán)境下的使用特性；
• “R” 表示 “容器”（容的拼音首字母），明確應(yīng)用于壓力容器制造領(lǐng)域。
  

09MnNiDR執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)行執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為 GB/T 3531-2014《低溫壓力容器用鋼板》。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì) 09MnNiDR 的化學(xué)成分、力學(xué)性能（尤其是超低溫沖擊韌性）、冶煉工藝、交貨狀態(tài)及檢驗(yàn)規(guī)則等做出嚴(yán)格規(guī)定，確保鋼板在 - 70℃及以下工況下的安全性。

09MnNiDR化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%）

元素	含量范圍	作用及說明
C	≤0.10	極低的碳含量，減少珠光體組織，避免低溫下脆性相析出，是保證韌性的核心設(shè)計(jì)。
Mn	1.20~1.60	強(qiáng)化基體，降低冷脆轉(zhuǎn)變溫度，與鎳協(xié)同改善低溫韌性。
Ni	0.30~0.80	鎳是關(guān)鍵合金元素，顯著降低鋼的冷脆轉(zhuǎn)變溫度，在 - 70℃下仍保持良好韌性，且不形成脆性相。
Si	0.15~0.50	脫氧元素，控制含量以避免降低低溫韌性。
P	≤0.020	嚴(yán)格控制磷含量，防止低溫下晶界脆化（磷的偏析會(huì)顯著降低低溫沖擊功）。
S	≤0.010	硫含量控制比 16MnDR 更嚴(yán)格，減少硫化物夾雜對(duì)韌性的不利影響。
Alt（全鋁）	≥0.020	鋁作為細(xì)化晶粒元素，形成 AlN 抑制晶粒長大，進(jìn)一步優(yōu)化低溫沖擊性能。

注：冶煉時(shí)需采用真空脫氣（VD）或氬氣保護(hù)澆注，降低氫含量（H≤2ppm），避免低溫下產(chǎn)生氫脆。

09MnNiDR力學(xué)性能與超低溫沖擊韌性09MnNiDR常溫力學(xué)性能（厚度≤60mm）

• 抗拉強(qiáng)度（Rm）：440~570MPa；
• 屈服強(qiáng)度（ReL）：≥295MPa；
• 伸長率（A）：≥23%；
• 沖擊吸收能量（KV2）：-70℃時(shí)≥34J，這是 09MnNiDR 的核心性能指標(biāo)，表明其在超低溫環(huán)境下仍能抵抗沖擊載荷，避免脆性斷裂。
  

09MnNiDR不同厚度的性能差異當(dāng)鋼板厚度＞60mm 時(shí)，需通過熱處理（如正火 + 回火）優(yōu)化組織，確保 - 70℃沖擊吸收能量不低于 27J（具體以標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)）。

09MnNiDR制造工藝09MnNiDR冶煉與澆注

• 采用電爐或轉(zhuǎn)爐冶煉，配合爐外精煉（LF+VD）工藝：
  
  • LF 精煉脫硫（S≤0.010%），減少夾雜物；
  • VD 真空脫氣（真空度≤67Pa），降低 H、N 含量，避免低溫下產(chǎn)生氣孔或氫致裂紋。
    
• 連鑄過程中采用低溫澆注和電磁攪拌，細(xì)化鑄坯晶粒，減少中心偏析。
  

09MnNiDR軋制與熱處理

• 軋制工藝：采用控軋控冷（TMCP）技術(shù)，在奧氏體未再結(jié)晶區(qū)軋制，增加位錯(cuò)密度，配合快速冷卻形成細(xì)晶鐵素體組織。
• 交貨狀態(tài)：正火 + 回火（N+T）或調(diào)質(zhì)（淬火 + 回火，適用于厚板）：
  
  • 正火：加熱至 900~930℃，保溫后空冷，細(xì)化晶粒；
  • 回火：加熱至 600~650℃，保溫后空冷，消除應(yīng)力，調(diào)整組織為 “鐵素體 + 少量珠光體”，優(yōu)化低溫韌性。
    
  
  

09MnNiDR特殊處理焊前需控制預(yù)熱溫度≤100℃（避免晶粒粗大），焊后采用低溫回火（如 600℃）消除應(yīng)力，且嚴(yán)禁在 - 70℃以下環(huán)境中進(jìn)行冷加工，防止塑性變形導(dǎo)致韌性下降。

09MnNiDR超低溫性能優(yōu)勢與機(jī)理09MnNiDR 在 - 70℃下保持韌性的核心機(jī)理如下：

• 合金元素協(xié)同作用：
  
  • Ni 降低鋼的冷脆轉(zhuǎn)變溫度（使韌脆轉(zhuǎn)變溫度低于 - 100℃），抑制位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的脆性斷裂；
  • Mn 與 Ni 配合，進(jìn)一步細(xì)化鐵素體晶粒，增加晶界數(shù)量，阻礙裂紋擴(kuò)展；
    
• 低碳與細(xì)晶組織：碳含量≤0.10%，避免形成硬脆的珠光體；全鋁≥0.020%，形成 AlN 顆粒細(xì)化晶粒（晶粒度≥7 級(jí)），晶粒越細(xì)，低溫韌性越好；
• 高純凈度：低 P、S 含量和極低的氫含量，減少晶界脆化和氫脆風(fēng)險(xiǎn)，確保超低溫下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
  

09MnNiDR應(yīng)用領(lǐng)域






09MnNiDR 主要用于制造在 - 40℃至 - 70℃超低溫環(huán)境下工作的壓力容器，典型場景包括：

• 液化天然氣（LNG）工程：
  
  • LNG 儲(chǔ)罐（工作溫度 - 162℃，但 09MnNiDR 常用于儲(chǔ)罐低溫區(qū)的過渡段或附屬設(shè)備，需與 9Ni 鋼配合）；
  • LNG 運(yùn)輸船的低溫管道、換熱器，需抵抗 - 70℃以下的介質(zhì)溫度。
    
• 深冷化工設(shè)備：
  
  • 空氣分離裝置（空分設(shè)備）中的低溫精餾塔、液氮儲(chǔ)罐，工作溫度 - 196℃至 - 70℃；
  • 乙烯、丙烯等化工原料的低溫儲(chǔ)存容器。
    
• 能源與制冷領(lǐng)域：
  
  • 液氫、液氧儲(chǔ)存設(shè)備的支撐結(jié)構(gòu)或連接件；
  • 超低溫制冷壓力容器，如核磁共振設(shè)備的低溫儲(chǔ)罐。
    
  
  

09MnNiDR與其他低溫鋼種的對(duì)比

鋼種	09MnNiDR	16MnDR	9Ni 鋼
典型使用溫度	-70℃	-40℃	-196℃
合金元素特點(diǎn)	Mn-Ni 合金化，低碳設(shè)計(jì)	Mn 為主，含 Al 細(xì)化晶粒	高鎳（9% Ni），低碳
低溫沖擊性能	-70℃ KV2≥34J	-40℃ KV2≥34J	-196℃ KV2≥120J
應(yīng)用場景	中低溫過渡段（如 LNG 附屬設(shè)備）	常規(guī)低溫（-40℃）儲(chǔ)罐	超低溫（LNG 主儲(chǔ)罐）
成本對(duì)比	中等成本	低成本	高成本

09MnNiDR使用注意事項(xiàng)

• 溫度限制：設(shè)計(jì)使用溫度通常為 - 70℃，短期可承受 - 100℃，但嚴(yán)禁在低于設(shè)計(jì)溫度下長期服役（可能導(dǎo)致韌性驟降）；
• 焊接工藝：
  
  • 采用低氫型焊條（如 E5015-G）或氣體保護(hù)焊（ER50-6 焊絲），控制焊接線能量≤20kJ/cm，避免熱影響區(qū)晶粒粗大；
  • 焊前無需預(yù)熱（或≤100℃），焊后需進(jìn)行 600~650℃回火，消除應(yīng)力的同時(shí)不降低低溫韌性；
    
• 檢驗(yàn)要求：
  
  • 鋼板需逐張進(jìn)行 - 70℃沖擊試驗(yàn)和超聲檢測；
  • 出廠時(shí)需提供低溫性能報(bào)告、氫含量檢測報(bào)告（H≤2ppm），確保使用安全；
    
• 儲(chǔ)存與運(yùn)輸：避免在潮濕環(huán)境中存放，防止表面生銹，影響焊接質(zhì)量和低溫性能。