09MnNiDR与08Ni3DR区别 09MnNiDR是什么材质钢板 09MnNiDR现货切割 09MnNiDR

王乐13592193328

09MnNiDR详细介绍


09MnNiDR基本信息



09MnNiDR命名规则



09MnNiDR 是中国用于超低温压力容器的专用合金钢板牌号，其命名规则如下：

• “09” 表示碳元素的平均质量分数约为 0.09%（低碳设计，保障低温韧性）；
• “MnNi” 代表锰（Mn）和镍（Ni）合金元素，是改善低温性能的关键成分；
• “D” 表示 “低温”（低的拼音首字母），强调其在超低温环境下的使用特性；
• “R” 表示 “容器”（容的拼音首字母），明确应用于压力容器制造领域。
  

09MnNiDR执行标准现行执行标准为 GB/T 3531-2014《低温压力容器用钢板》。该标准对 09MnNiDR 的化学成分、力学性能（尤其是超低温冲击韧性）、冶炼工艺、交货状态及检验规则等做出严格规定，确保钢板在 - 70℃及以下工况下的安全性。

09MnNiDR化学成分（质量分数，%）

元素	含量范围	作用及说明
C	≤0.10	极低的碳含量，减少珠光体组织，避免低温下脆性相析出，是保证韧性的核心设计。
Mn	1.20~1.60	强化基体，降低冷脆转变温度，与镍协同改善低温韧性。
Ni	0.30~0.80	镍是关键合金元素，显著降低钢的冷脆转变温度，在 - 70℃下仍保持良好韧性，且不形成脆性相。
Si	0.15~0.50	脱氧元素，控制含量以避免降低低温韧性。
P	≤0.020	严格控制磷含量，防止低温下晶界脆化（磷的偏析会显著降低低温冲击功）。
S	≤0.010	硫含量控制比 16MnDR 更严格，减少硫化物夹杂对韧性的不利影响。
Alt（全铝）	≥0.020	铝作为细化晶粒元素，形成 AlN 抑制晶粒长大，进一步优化低温冲击性能。

注：冶炼时需采用真空脱气（VD）或氩气保护浇注，降低氢含量（H≤2ppm），避免低温下产生氢脆。

09MnNiDR力学性能与超低温冲击韧性09MnNiDR常温力学性能（厚度≤60mm）

• 抗拉强度（Rm）：440~570MPa；
• 屈服强度（ReL）：≥295MPa；
• 伸长率（A）：≥23%；
• 冲击吸收能量（KV2）：-70℃时≥34J，这是 09MnNiDR 的核心性能指标，表明其在超低温环境下仍能抵抗冲击载荷，避免脆性断裂。
  

09MnNiDR不同厚度的性能差异当钢板厚度＞60mm 时，需通过热处理（如正火 + 回火）优化组织，确保 - 70℃冲击吸收能量不低于 27J（具体以标准为准）。

09MnNiDR制造工艺09MnNiDR冶炼与浇注

• 采用电炉或转炉冶炼，配合炉外精炼（LF+VD）工艺：
  
  • LF 精炼脱硫（S≤0.010%），减少夹杂物；
  • VD 真空脱气（真空度≤67Pa），降低 H、N 含量，避免低温下产生气孔或氢致裂纹。
    
• 连铸过程中采用低温浇注和电磁搅拌，细化铸坯晶粒，减少中心偏析。
  

09MnNiDR轧制与热处理

• 轧制工艺：采用控轧控冷（TMCP）技术，在奥氏体未再结晶区轧制，增加位错密度，配合快速冷却形成细晶铁素体组织。
• 交货状态：正火 + 回火（N+T）或调质（淬火 + 回火，适用于厚板）：
  
  • 正火：加热至 900~930℃，保温后空冷，细化晶粒；
  • 回火：加热至 600~650℃，保温后空冷，消除应力，调整组织为 “铁素体 + 少量珠光体”，优化低温韧性。
    
  
  

09MnNiDR特殊处理焊前需控制预热温度≤100℃（避免晶粒粗大），焊后采用低温回火（如 600℃）消除应力，且严禁在 - 70℃以下环境中进行冷加工，防止塑性变形导致韧性下降。

09MnNiDR超低温性能优势与机理09MnNiDR 在 - 70℃下保持韧性的核心机理如下：

• 合金元素协同作用：
  
  • Ni 降低钢的冷脆转变温度（使韧脆转变温度低于 - 100℃），抑制位错运动导致的脆性断裂；
  • Mn 与 Ni 配合，进一步细化铁素体晶粒，增加晶界数量，阻碍裂纹扩展；
    
• 低碳与细晶组织：碳含量≤0.10%，避免形成硬脆的珠光体；全铝≥0.020%，形成 AlN 颗粒细化晶粒（晶粒度≥7 级），晶粒越细，低温韧性越好；
• 高纯净度：低 P、S 含量和极低的氢含量，减少晶界脆化和氢脆风险，确保超低温下的结构稳定性。
  

09MnNiDR应用领域






09MnNiDR 主要用于制造在 - 40℃至 - 70℃超低温环境下工作的压力容器，典型场景包括：

• 液化天然气（LNG）工程：
  
  • LNG 储罐（工作温度 - 162℃，但 09MnNiDR 常用于储罐低温区的过渡段或附属设备，需与 9Ni 钢配合）；
  • LNG 运输船的低温管道、换热器，需抵抗 - 70℃以下的介质温度。
    
• 深冷化工设备：
  
  • 空气分离装置（空分设备）中的低温精馏塔、液氮储罐，工作温度 - 196℃至 - 70℃；
  • 乙烯、丙烯等化工原料的低温储存容器。
    
• 能源与制冷领域：
  
  • 液氢、液氧储存设备的支撑结构或连接件；
  • 超低温制冷压力容器，如核磁共振设备的低温储罐。
    
  
  

09MnNiDR与其他低温钢种的对比

钢种	09MnNiDR	16MnDR	9Ni 钢
典型使用温度	-70℃	-40℃	-196℃
合金元素特点	Mn-Ni 合金化，低碳设计	Mn 为主，含 Al 细化晶粒	高镍（9% Ni），低碳
低温冲击性能	-70℃ KV2≥34J	-40℃ KV2≥34J	-196℃ KV2≥120J
应用场景	中低温过渡段（如 LNG 附属设备）	常规低温（-40℃）储罐	超低温（LNG 主储罐）
成本对比	中等成本	低成本	高成本

09MnNiDR使用注意事项

• 温度限制：设计使用温度通常为 - 70℃，短期可承受 - 100℃，但严禁在低于设计温度下长期服役（可能导致韧性骤降）；
• 焊接工艺：
  
  • 采用低氢型焊条（如 E5015-G）或气体保护焊（ER50-6 焊丝），控制焊接线能量≤20kJ/cm，避免热影响区晶粒粗大；
  • 焊前无需预热（或≤100℃），焊后需进行 600~650℃回火，消除应力的同时不降低低温韧性；
    
• 检验要求：
  
  • 钢板需逐张进行 - 70℃冲击试验和超声检测；
  • 出厂时需提供低温性能报告、氢含量检测报告（H≤2ppm），确保使用安全；
    
• 储存与运输：避免在潮湿环境中存放，防止表面生锈，影响焊接质量和低温性能。