低温压力容器用不锈钢_一_黄嘉琥
不锈钢在压力容器中的应用及焊接技术(二)
技 术 综 述 不锈钢在压力容器中的应用及焊接技术(二)李平瑾1,王观东2,胡积胜1,崔 军1(11合肥通用机械研究所,安徽合肥 230031;21巴陵石化有限责任公司环氧树脂厂,湖南岳阳 414014)摘 要:通过对我国20世纪尿素不锈钢的焊接、腐蚀性能的研究及大型尿素设备、双相钢设备和高级不锈钢设备及管道的制造与焊接技术的回顾,介绍不锈钢在一些典型压力容器中的应用并展望其扩大应用的前景。
关键词:尿素级不锈钢;双相不锈钢;高级不锈钢;应用与焊接中图分类号:TG142171;TH49 文献标识码:A 文章编号:1001-4837(2003)08-0026-04Application of Stainless Steels in Pressure V esselsand Its Welding Technique(2)LI Ping-jin1,WANG G uan-dong2,HU Ji-sheng1,CUI Jun1(11Hefei G eneral Machinery Research Institute,Hefei230031,China;21E poxy Resin Factory of Baling Pertochemical C o1,Ltd1,Y ueyang414014,China)Abstract:Through looking back on the welding of stainless steels applied in urea equipment,the research on corrosion resistance,the fabrication and welding technology for urea equipment,duplex stainless steel equip2 ment,high-class stainless steel equipment,and stainless steel pipes last century,this article refered to the applica tion of stainless steel in s ome typical pressure vessels and had a vista of its prospect for extensive appli2 cation1K ey w ords:urea stainless steels;duplex stainless steel;high-class stainless steel;application and welding 212 双相不锈钢设备的制造和焊接技术双相不锈钢焊接时一般不需预热、后热及焊后热处理。
关于奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性试验的各种标准中一些问题的探讨
关于奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性试验的各种标准中一些问题的探讨黄嘉琥【摘要】对各种标准中奥氏体不锈钢的晶间腐蚀敏感性检验的一些问题,如试样状态、敏化处理、弯曲试验、加铜、试验时间等进行了讨论.%Some problems about detecting susceptibity to intergranular corrosion of austenitic stainless steel in every standards are discussed. For example: specimen state, sensitizing treatment, bend test, copper addition, test time and so on.【期刊名称】《压力容器》【年(卷),期】2013(030)001【总页数】6页(P54-59)【关键词】奥氏体不锈钢;晶间腐蚀敏感性;敏化处理;试验方法【作者】黄嘉琥【作者单位】合肥通用机械研究院,安徽合肥230031;全国锅炉压力容器标准化技术委员会,北京100013【正文语种】中文【中图分类】TG142.25;T-650 引言2011年中国不锈钢产量达1259万吨，约为世界的40%。
中国不锈钢的年表观消费量为973.6万吨。
为防止不锈钢的晶间腐蚀，已采用了许多有效的控制方法，如低碳、稳定化、双相、固溶处理、晶间腐蚀敏感性检验等措施。
在这样的情况下，据统计，在过程设备用不锈钢的各种腐蚀失效事故中，晶间腐蚀失效事故仍然占9%。
因而，对不锈钢材与设备的晶间腐蚀敏感性的检验控制依然十分必要，检验量也很大。
一般国产不锈钢多按中国标准检验，进口不锈钢和出口不锈钢常按国外标准检验。
2011年，我国进出口不锈钢材约占年产量的25%，因此常常采用国外标准检验。
有时国内外标准要同时检验。
由于不同标准中的一些规定存在差异，给检验带来许多问题，值得研究。
压力容器中采用不锈钢是解决腐蚀问题用量最多的材料。
压力容器用双相不锈钢_一_
第三代 0． 25% ～ 0． 35%
≥40 超级
第四代
≥0． 10%
0． 30% ～ 0． 60%
21 ～ 30
≥45
经济型
特超级
瑞典 SAF 2205 （022Cr23Ni5Mo3N）
美 UNS S32750 （022Cr25Ni7Mo4N）
美 UNS S32003
美 UNS S32707
第 32 卷第 2 期
压力容器
总第 267 期
海水中耐蚀性最优的钛材相当，成为超级（ Super） 双 相 不 锈 钢。 典 型 牌 号 如 UNS S32750，UNS S32760，UNS S32520 等。进一步提高了双相不锈 钢的耐蚀性，形成第三代双相不锈钢。
2000 年以后的牌号称为第四代不锈钢，有两 个发展方向，一方面将氮含量提高到 0． 30% ～ 0． 60% ，并提高铬、钼含量，使 PＲE≥45，成为特超 级（ Hyper） 双相不锈钢，提高了双相不锈钢的耐 蚀性［3］，典型牌号如 UNS S33207，UNS S32707；另 一方面发展了合金含量较低（ 即 PＲE 值不太高） 的经济型双相不锈钢，多为中氮型牌号，保持较高 的铬 含 量 （ 20． 5% ～ 27． 5% ） ，钼 含 量 降 低 至 0． 05% ～ 2% ，镍 含 量 多 为 1% ～ 2% （ 个 别 ≤5． 5% ） ，硫含量多降至≤0． 01% ～ ≤0． 001% 的 水平，主要通过降低镍含量以大大降低成本，并同 时保持较高的耐蚀性。避开高钼含量所引起的对 析出金属间化合物的敏感性。保持少量钼以保持 必要的耐蚀性。保持（ Cr + Mo） ≥21% 可防止冷 成形过程中奥氏体相变为马氏体的过程。个别牌 号的锰含量可达 2% ～ 6% ，可提高氮在钢中的溶 解度。经济型双相不锈钢牌号主要目的是代用常 用的 304，304L，316，316L，可以获得更好的耐蚀 性、强度和经济效益。经济型双相不锈钢的典型 牌号 有 UNS S32001，UNS S32002，UNS S32003， UNS S32011，UNS S32101，UNS S32201，UNS S32202 等，有时也将 UNS S32304 及 UNS S32205 视为经济型双相不锈钢，经济型不锈钢应用前景 广阔，市场潜力很大。
低温压力容器用奥氏体不锈钢的材料进展
低温压力容器用奥氏体不锈钢的材料进展作者：李兴军来源：《中国新技术新产品》2016年第05期摘要：奥氏体不锈钢压力容器大多用于耐腐蚀，主要要求耐蚀性，低温应用时基本上不能进行腐蚀的化学反应和电化学反应，因而低温应用时不必考虑耐蚀性。
关键词：低温压力容器；奥氏体不锈钢；进展中图分类号：TH49 文献标识码：A压力容器用不锈钢中90%以上为铬镍奥氏体不锈钢，双相不锈钢只占百分之几，很少用铁素体不锈钢，马氏体不锈钢只用作螺栓等非焊件。
奥氏体不锈钢具有优良的低温韧性，常用于超低温压力容器，最低可在-273℃时应用。
1 低温压力容器用奥氏体不锈钢ASME-2011aUHA-51中规定，304、304L、316、316L、321、347以及C≤0.10%的奥氏体不锈钢及其焊接热影响区当用于≥-196℃时可免检冲击试验。
GB150焊接中也规定≥-196℃应用的奥氏体不锈钢可免做冲击试验，没有规定具体牌号，当然所用牌号就在GB150-2011所采用的奥氏体不锈钢牌号范围之内。
实际上GB150-2011中将设计温度低于-196℃的奥氏体不锈钢制容器才称为低温容器，而设计温度低于-20℃的碳素钢、低合金钢、双相不锈钢和铁素体不锈钢制容器即称为低温容器。
明确规定奥氏体不锈钢用于≥-196℃的牌号的压力容器标准有欧盟EN 13445：2009、德国AD-2000、日本JISB8270-1993等。
2 奥氏体不锈钢的低温性能压力容器作为承压设备要求适当的强度，奥氏体不锈钢的强度随温度的降低会有所提高，低温容器的强度设计计算一般是按照室温强度为依据的，因此对低温强度也并没有高的要求。
奥氏体不锈钢的室温断后伸长率的标准保证值基本上均为30%、35%或40%。
常用的18-8和18-12-Mo奥氏体不锈钢在-196℃时也能保证在30%以上，低温压力容器的制造成型一般在室温以上进行，因而对低温塑性也不必过多担心，即低温压力容器的主要失效形式为脆性断裂，一般都对其用材的低温冲击韧性进行控制和检验。
一种高炉炉料颗粒形状系数的测定方法
宝 钢 技 术２０２１年第１期固溶处理，快速冷却至室温。
改进后的钢板在液氦（４．２Ｋ）环境下进行冲击试验，超低温冲击功达到了２７０Ｊ，满足超低温环境下冲击韧性要求。
试样金相组织如图６所示，钢板厚度１／４层和中心层的截面组织均为等轴的奥氏体孪晶组织，没有出现条带状铁素体及σ相。
图６ 工艺调整后的截面金相组织Ｆｉｇ．６ Ｍｅｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃｐｈｏｔｏｓａｆｔｅｒｐｒｏｃｅｓｓａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ５ 结论（１）试验用钢３１６ＬＮ厚度中心层析出的块状σ脆性相是低温冲击功偏低的主要原因。
（２）试验用钢３１６ＬＮ的凝固模式为ＡＦ模式，铸坯中心层残留有δ铁素体，后续热加工在７００～９５０℃停留时间较长，析出了σ脆性相。
（３）提升试验钢的低温冲击韧性的方法是：锻坯在１２００～１３００℃充分加热保温，使高温δ铁素体转变为奥氏体相，并且在后续的热轧及固溶处理中，应减少钢板在７００～９５０℃区间停留时间，从而避免σ脆性相的析出。
参考文献［１］ 黄嘉琥．压力容器用含氮不锈钢［Ｊ］．压力容器，２０１３，３０（１０）：４３－４６．［２］ 黄嘉琥．低温压力容器用不锈钢（１）［Ｊ］．压力容器，２０１３，３１（５）：１－９．［３］ 黄嘉琥．超低温压力容器用奥氏体不锈钢（１）［Ｊ］．压力容器，２０１２，５５（２）：３－６．［４］ 陆世英，张廷凯，杨长强，等．不锈钢［Ｍ］．北京：原子能出版社，１９９５：１７９－１８３．［５］ 陆世英．不锈钢概论［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２０１３：１２４－１２８．［６］ 吴从风．ＡＰ１０００主管道３１６ＬＮ不锈钢的组织演变行为［Ｄ］．北京：北京科技大学，２０１６．［７］ 陈嘉砚，杨卓越，杨武，等．双相不锈钢中σ相的形成特点及其对性能的影响［Ｊ］．钢铁研究学报，２００６，１８（８）：１－４．［８］ 陈剑虹，译．不锈钢焊接冶金学及焊接性［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２０１６：１４０－１４８．［９］ ＫＯＴＥＣＫＩＤＪ，ＳＩＥＷＥＲＴＴＡ．ＷＲＣ－１９９２ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎｄｉａｇｒａｍｆｏｒｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌｗｅｌｄｍｅｔａｌｓ：ａｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＷＲＣ－１９８８ｄｉａｇｒａｍ［Ｊ］．ＷｅｌｄｉｎｇＪｏｕｒｎａｌ，１９９２，７１（５）：１７１－１７８．［１０］ ＨＡＭＭＡＲＯ，ＳＶＥＮＳＳＯＮＵ．Ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｃａｓｔｉｎｇｏｆｍｅｔａｌｓ［Ｍ］．Ｌｏｎｄｏｎ：ＴｈｅＭｅｔａｌｓＳｏｃｉｅｔｙ，１９７９：４０１－４１０．［１１］ 范芳雄，王灵水，王新鹏，等．高氮奥氏体不锈钢的δ相转变研究［Ｊ］．热加工工艺，２０１６，４５（１０）：１２４－１２６．［１２］ 黄福祥，王新华，王万军．奥氏体不锈钢凝固组织中残留铁素体特征研究［Ｊ］．钢铁，２０１２，４７（４）：６９－７３．［１３］ 王士付，曹逻玮，张峥．σ相对３１６ｌ不锈钢焊接接头冲击性能影响［Ｊ］．金属热处理，２０１９，４４（９）：５５６－５５９．［１４］ 雷锐戈．加热制度对３１６Ｌ铸坯微观组织和力学性能的影响［Ｊ］．宝钢技术，２００９（５）：４２－４５．（收稿日期：２０２０－０８－１３檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧檧櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴櫴毷毷毷毷）专利信息一种高炉炉料颗粒形状系数的测定方法 专利号：ＺＬ２０１１１０１０８２６３．０专利权人：宝山钢铁股份有限公司设计人：陈永明 姜伟忠 朱锦明陶卫忠 冯新华 付长亮周 宇 杜开平本发明涉及一种高炉炉料颗粒形状系数的测定方法，该方法包括以下步骤：①对高炉炉料颗粒样品进行封蜡处理；②对进行封蜡处理后的高炉炉料颗粒，进行吸油处理；③对进行吸油处理后的高炉炉料颗粒进行体积和表面积的计算。
不锈钢316LN中厚板超低温冲击功偏低原因分析及优化建议
不锈钢３１６ＬＮ中厚板超低温冲击功偏低原因分析及优化建议陈 旭，宋红梅（宝山钢铁股份有限公司中央研究院，上海 ２０１９９９） 摘要：利用金相、扫描电镜能谱分析和电子背散射衍射（ＥＢＳＤ）等分析手段对试验用钢３１６ＬＮ超低温冲击功偏低的原因进行了分析。
结果表明，试验用钢３１６ＬＮ中心层析出的块状σ脆性相是低温冲击功偏低的主要原因。
通过Ｔｈｅｒｍｏ ｃａｌｃ相图理论分析计算，钢板中心层的σ脆性相是铸坯心部高温δ铁素体在后续的变形，及热处理过程中７００～９５０℃停留较长时间析出的。
采用合适的热加工工艺可避免高温δ铁素体及σ相的析出，从而提高材料超低温冲击韧性。
关键词：３１６ＬＮ不锈钢；冲击韧性；σ相；δ铁素体中图分类号：ＴＧ１４２．７１ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００８－０７１６（２０２１）０１－００６０－０５ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－０７１６．２０２１．０１．０１２Ｃａｕｓｅａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｏｎｌｏｗｉｍｐａｃｔｅｎｅｒｇｙｆｏｒｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌ３１６ＬＮａｔｕｌｔｒａ ｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣＨＥＮＸｕａｎｄＳＯＮＧＨｏｎｇｍｅｉ（ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＢａｏｓｈａｎＩｒｏｎ＆ＳｔｅｅｌＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１９９９，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｄｅｔａｉｌｅｄｒｅａｓｏｎｓｆｏｒｌｏｗｉｍｐａｃｔｅｎｅｒｇｙｏｆｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌ３１６ＬＮｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇｏｐｔｉｃａｌｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，ＥＤＳａｎｄＥＢＳＤｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ．Ｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｍａｓｓｉｖｅσｐｈａｓｅｗｉｔｈｂｒｉｔｔｌｅｐｒｏｐｅｒｔｙｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅｃｅｎｔｅｒｌａｙｅｒｏｆ３１６ＬＮｗａｓｔｈｅｍａｉｎｒｅａｓｏｎｆｏｒｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｌｏｗｉｍｐａｃｔｅｎｅｒｇｙｉｎｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．ＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｆｒｏｍＴｈｅｒｍｏ ｃａｌｃｓｏｆｔｗａｒｅ，ｔｈｅσｐｈａｓｅｗｉｔｈｉｎｔｈｅｃｅｎｔｅｒｌａｙｅｒｗａｓｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅδｆｅｒｒｉｔｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇｈｏｔｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄａｎｎｅａｌｉｎｇａｔ７００－９５０℃ｆｏｒａｌｏｎｇｔｉｍｅ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅδｆｅｒｒｉｔｅａｎｄσｐｈａｓｅｃａｎｂｅｅｌｉｍｉｎａｔｅｄｗｉｔｈｐｒｏｐｅｒＴｈｅｒｍｏ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ，ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｉｍｐａｃｔｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｕｎｄｅｒｕｌｔｒａ ｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌ３１６ＬＮ；ｉｍｐａｃｔｔｏｕｇｈｎｅｓｓ；σｐｈａｓｅ；δ ｆｅｒｒｉｔｅ陈 旭 工程师 １９８１年生 ２００４年毕业于武汉科技大学现从事材料测试研究 电话 ２６６４１０５１Ｅ ｍａｉｌ ｃｈｅｎ＿ｘｕ＠ｂａｏｓｔｅｅｌ．ｃｏｍ 奥氏体不锈钢３１６ＬＮ因其低Ｃ高Ｎ的特性，具有较高的强度、优良的耐晶间腐蚀特性，广泛应用于石油、化工、核电等工业领域。
低温压力容器用钢板09MnNiDR冲击温度
不小于
b=2a
09MnNiDR
正火或正火加回火
6～16
440～570
300
23
-70
34
d=2a
>16～36
430～560
280
>36～60
430～560
270
>60～120
420～550
26
5、河南百城钢现货
材质
规格
宽
长
数量（吨）
存货地
备注
09MnNiDR
12
2400
12000
515.687
舞钢
正火一探
09MnNiDR
14
2400
12000
623.536
舞钢
正火一探
09MnNiDR
16
2200
12000
457.689
舞钢
正火一探
09MnNiDR
18
2200
12000
869.678
舞钢
正火一探
09MnNiDR
20
2300
12000
764.364
舞钢
正火一探
09MnNiDR
30
2200
10000
低温压力容器用钢板09MnNiDR
1、简介
09MnNiDR：是低温压力容器用钢板。
“D”是低拼音的第一个字母
“R”是容拼音的第一个字母
09MnNiDR，交货状态：正火或正火+回火淬火+回火
－70度低温冲击。
产地：舞钢、湘钢、新钢、武钢、重钢、南钢、济钢
2、用途
09MnNiDR主要应用于石油、化工设备脱乙烷塔、CO2吸收塔、中压闪蒸塔、冷却器、脱乙烷塔、再吸收塔、压缩机机壳、丙烷低温储罐制造等。
压力容器用双相不锈钢（二）
压力容器用双相不锈钢（二）
黄嘉琥
【期刊名称】《压力容器》
【年(卷),期】2015(000)003
【摘要】讨论了压力容器用双相不锈钢的类型、牌号、化学成分、状态、组织、力学性能、耐蚀性能、焊接性能、检验、应用及近代的发展。
评述与研究了双相不锈钢这些特性的机制与形成。
【总页数】14页(P1-14)
【作者】黄嘉琥
【作者单位】合肥通用机械研究院，安徽合肥 230031
【正文语种】中文
【中图分类】TH49;TG142.71
【相关文献】
1.压力容器用双相不锈钢（一） [J], 黄嘉琥
2.超级双相不锈钢药芯焊丝堆焊技术在压力容器制造中的应用 [J], 李义民;张凯;任世宏;胥文魁;陈宏伟;张建晓
3.S32205＋Q345R双相不锈钢复合板压力容器设计及制造要点 [J], 张瑞鹏
4.S22053双相不锈钢压力容器的制造工艺 [J], 康聪聪;王秋利
5.双相不锈钢压力容器的制造工艺研究 [J], 何小燕
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表 1 标准中规定的各类不锈钢的最低应用温度
标准类
铁素体钢
最低应用温度 /℃
马氏体钢
双相钢
压力容器
0
—
－ 20
压力容器
－ 29
－ 29
－ 29
无缝与焊接管
—
—
—
螺栓用钢
—
—
—
压力容器
—
—
～ － 50
承压板
室温
－ 20
－ 40
HUANG Jia － hu，LU Dai － ding （ Hefei General Machinery Ｒesearch Institute，Hefei 230031，China）
Abstract： Types，grades，properties and their inspections of austenitic stainless steel used for different pressure vessel structures in every low temperatures are discussed． Mechanism and important effective of matensite phase transformed from austenitic phase in austenitic stainless steels are reviewed． Ｒesearch works into some technique problems should be engaged． Key words： low temperature pressure vessel； austenitic stainless steel； matensite transformation； impact absorbed energy KV2 at low temperatures
EN 标准中将奥氏体不锈钢牌号按三类应用 类型分类的牌号数列于表 3。
表 3 EN 标准中奥氏体不锈钢三类应用类型的牌号数
EN 10088 － 1： 2005 不锈钢牌号标准
EN 13445： 2009 压力容器标准
EN 13458 － 2： 2002， 附件 C
三类应用 数字牌号的
类型
范围
奥氏体 不锈钢 牌号数
·2·
般低温级别； 另一个级别档次按最低许用温度为 － 250，－ 253，－ 255，－ 268，－ 269，－ 270 及 － 273 ℃ 等，主要用于液氦、液氢等介质，可归纳 为 － 273 ℃ 的超低温级别。EN 13445： 2009 压力 容器标准中即将奥氏体不锈钢按最低许用温度分 为 － 196 ℃ 和 － 273 ℃ 两个级别。一般可采用此
对于低温奥氏体不锈钢压力容器而言，由于 固溶状态的奥氏体不锈钢在室温时的屈强比比低 于屈服强度的安全系数与抗拉强度的安全系数的 比值要低，许用应力由屈服强度决定，没有充分发 挥材料的强度水平。因而除一般容器外，又发展 了应变强化型低温压力容器。即将已成形的容器
壳体在常温时通过容器中的液压（ 水压） 使容器 材料产生不超过 10% 的塑性变形，提高材料的屈 服强度，即可按照较高的许用设计应力进行强度 计算，以减薄容器壁厚，节省材料。美、欧、澳已将 应变强化容器形成标准，应用温度 50 ～ － 196 ℃ 。 由于要求在长期工作温度下运行，应变强化作用 也不会减弱（ 回复） ，因而应用温度不能超过 50 ℃ ，更适用于低温容器。为使材料具有良好的塑 性变形性能，EN 标准中要求 A5 ≥35% 。为保证 应变强化后在低温下仍能保持足够的韧性，现有 标准只用至 － 196 ℃ ，没有用到更低温度。既要 求应变强化，又要求低温韧性，对材料的要求与一 般低温用钢应有所差别。 1． 5 低温钢牌号从耐蚀钢与抗蠕变钢中选用
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低温压力容器用不锈钢（ 一）
Vol31. No5 2014
标准号
GB 150—2011 ASME—2013 ASTM A312—2001 ASTM A320—2007 EN 13445： 2009 ISO 9328 － 7： 2004 EN 10028 － 7： 2007 JIS B 8243—1986 JIS B 8270—1993
专题报告
低温压力容器用不锈钢（ 一）
黄嘉琥，陆戴丁 （ 合肥通用机械研究院，安徽 合肥 230031）
摘 要： 讨论了各种低温下不同类型的压力容器构件所用奥氏体不锈钢的类型、牌号、性能及其检 验。评述了奥氏体不锈钢中的奥氏体相转变为马氏体相的机制和主要影响因素，应对某些技术问 题进行研究。 关键词： 低温压力容器; 奥氏体不锈钢; 马氏体相变; 低温冲击吸收能量 KV2
5
1
6
耐热钢 1． 47 ××～ 1． 48 ×× 14
0
0
0
0
0
0ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
抗蠕变钢
1． 49 ××
21
17
0
0
4
1
0
牌号数合计
85
49
15
10
9
2
6
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低温压力容器用不锈钢（ 一）
Vol31. No5 2014
具有以下特点： （ 1） 所列总共 85 个奥氏体不锈钢牌号中，耐 腐蚀钢 50 个，抗蠕变钢 21 个，耐热钢 14 个。但 EN 13445： 2009 压力容器标准所采用的 49 个牌 号中，有耐腐蚀钢 32 个，抗蠕变钢 17 个，没有采 用耐热钢。 （ 2） 压力容器非螺栓一般构件用的 25 个低 温用牌号全部采用了耐腐蚀钢，非螺栓应变强化 用的 6 个低温钢牌号也全部采用了耐腐蚀钢。只 有螺栓用的 11 个低温钢牌号中，6 个牌号属耐腐 蚀钢，5 个牌号属抗蠕变钢。因此可以认为，压力 容器用低温奥氏体不锈钢中，绝大部分都选用了 耐腐蚀钢牌号，只有少数低温螺栓用钢采用了抗 蠕变钢。 其他国家压力容器用低温奥氏体不锈钢的牌 号实际也基本上属于与 EN 耐腐蚀钢相对应的牌 号。耐腐蚀钢主要要求优良的耐蚀性，而低温钢 则主要要求良好的低温韧性。两类钢在性能要求 上有很大差别，但在合金化及影响因素方面则有 很好的一致性。如果 EN 标准中将低温钢也列为 单独的应用类型，必然使耐腐蚀钢和低温钢的大 部分牌号相互重复，造成分类的混乱。不锈钢百 余年的发展历史主要是耐蚀钢的发展历史。在较 后年代的工程应用与研究中，发现大部分成熟的 耐腐蚀奥氏体不锈钢牌号同时具有优良的低温韧 性，在 大 量 低 温 压 力 容 器 中 得 到 了 成 功 的 应 用。 因此形成了在耐腐蚀奥氏体不锈钢牌号中选用低 温用奥氏体不锈钢牌号的局面。
相同容积的容器在相同常压下所能盛装的物 质的质量，液相可比气相多得多。如 － 253 ℃ 的 液相氢的质量可为气相氢的 54 倍； － 183 ℃ 的液 相氧的质量可为气相氧的 255 倍； － 196 ℃ 的液 相氮的质量可为气相氮的 175 倍［1 － 2］。为使这些 物质的温度低于沸点呈液相，应同时使温度低于 临界温度，压力高于临界压力。因此奥氏体不锈 钢低温压力容器主要用于 － 75 ～ － 273 ℃ 的深冷 低温。这些低沸点物质的常压沸点、临界温度和 临界压力列于表 2［3］。
1 类型特点
1． 1 基本只用奥氏体不锈钢 各国不锈钢标准中基本上都将不锈钢按组织
分为 5 类： 奥氏体钢、铁素体钢、奥氏体 － 铁素体 双相钢、马氏体钢及沉淀硬化钢。压力容器焊接 件不用沉淀硬化钢。其他 4 类不锈钢在压力容器 中的最低许用温度列于表 1。可见，能用于较低 温度压力容器的不锈钢仅为奥氏体不锈钢。 1． 2 主要用于深冷温度
EN 10028 － 7： 2007 承压不锈钢板标准中注 明： 奥氏体不锈钢即使在低于深冷温度（ Cryogenic
temperature） 时 也 能 具 有 优 良 的 冲 击 吸 收 能 量 （ KV2 ） ，因而可用于深冷温度的容器。“深冷 温 度”指常压沸点低于 － 75 ℃ 的液相物质的温度。
中图分类号： TH49； TG142． 71 文献标志码： B 文章编号： 1001 － 4837（ 2014） 05 － 0001 － 12 doi： 10． 3969 / j． issn． 1001 － 4837． 2014． 05． 001
Stainless Steel for Low Temperature Pressure Vessel（ 1）
非螺栓一般构件用
压力容器用 低温奥氏体不锈钢
奥氏体不锈
牌号数
螺栓用低温奥氏体 不锈钢牌号数
钢牌号数
－ 196 ℃ 级 － 273 ℃ 级 － 196 ℃ 级 － 273 ℃ 级
应变强化低温压 力容器用奥氏体
不锈钢牌号数
－ 196 ℃ 级
耐腐蚀钢 1． 40 ××～ 1． 46 ×× 50
32
15
10
临界压力（ 绝压） / MPa 0． 227 1． 29 2． 76 3． 39 3． 77 3． 50 — 4． 87 5． 04 4． 60 5． 47 — — 8． 27 7． 38
1． 3 按最低许用温度可分两级 各国的压力容器标准及不锈钢材标准中推荐
采用了一些奥氏体不锈钢的牌号及对其低温冲击 吸收能的要求，基本上按两个温度级别档次： 一个 级别档次按最低许用温度为 － 196，－ 200 ℃ 等， 主要用于液氧、液氮等介质，可称为 － 196 ℃ 的一
－ 183 － 161． 3 － 151． 8 － 151． 0 － 112． 0 － 85． 0 － 75． 5
－ 267． 8 － 240． 0 － 228． 7 － 146． 9 － 140． 5 － 140． 2
— － 22． 4 － 118． 4 － 82． 6 － 63