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

王乐13592193328

08Ni3DR详细介绍

08Ni3DR基本信息

08Ni3DR命名规则







08Ni3DR 是中国用于超低温压力容器的专用合金钢板牌号。其中：

• “08” 表示碳元素的平均质量分数约为 0.08%，实际生产中碳含量需控制在≤0.10%。低碳设计是为了减少珠光体等脆性组织的形成，从而保证钢材在超低温环境下的韧性。
• “Ni3” 表明镍元素的名义含量为 3%，实际含量范围在 3.25% - 3.70%。镍是提升钢材低温性能的关键合金元素，能显著降低钢的冷脆转变温度。
• “D” 代表 “低温”，是 “低” 字汉语拼音的首字母，突出该钢材适用于低温工况。
• “R” 表示 “容器”，取自 “容” 字的汉语拼音首字母，明确其主要应用于压力容器的制造。
  

08Ni3DR执行标准

现行执行标准为 GB/T 713.4 - 2023《锅炉和压力容器用钢板 第 4 部分：超低温用钢板》。该标准对 08Ni3DR 钢板的尺寸、外形、重量及允许偏差，技术要求（涵盖冶炼方法、交货状态、化学成分、力学性能、低温冲击试验等），试验方法，检验规则以及包装、标志和质量证明书等方面都作出了详细且严格的规定，全方位保障钢板在超低温环境下的安全性与可靠性。该标准替代了旧版的 GB/T 3531 - 2014，在技术指标和质量控制上有所更新和完善，以适应行业对超低温压力容器用钢日益严苛的要求 。

08Ni3DR化学成分（质量分数，%）

元素	含量范围	作用及说明
C	≤0.10	极低的碳含量有效减少珠光体等硬脆相的生成，降低钢材在低温下发生脆性断裂的风险，对保证低温韧性至关重要。
Si	0.15 - 0.35	作为脱氧剂，适量的硅可提高钢的强度。但在低温钢中，需严格控制其含量，以免过量的硅降低钢材的低温韧性。
Mn	0.30 - 0.80	锰元素能够强化钢的基体组织，同时与镍协同作用，进一步降低钢的冷脆转变温度，改善钢材的低温韧性。此外，锰还能与硫结合形成硫化锰夹杂，减轻硫对钢材热加工性能的不利影响。
P	≤0.012	磷是钢中的有害杂质，在低温环境下，磷易在晶界偏聚，导致晶界脆化，显著降低钢材的低温冲击韧性。因此，08Ni3DR 对磷含量进行了极为严格的控制 。
S	≤0.005	硫同样是有害元素，会形成硫化物夹杂，降低钢材的韧性和焊接性能。在超低温用钢中，严格控制硫含量可有效减少因硫化物导致的裂纹萌生和扩展，提高钢材的可靠性 。
Ni	3.25 - 3.70	镍是提升 08Ni3DR 低温性能的核心元素。它不仅能显著降低钢的冷脆转变温度，使钢材在 - 100℃甚至更低温度下仍能保持良好的韧性，还能固溶于铁素体中，起到固溶强化的作用，提升钢材的强度 。
Mo	≤0.12	钼元素可以提高钢的强度和硬度，在一定程度上改善钢材的抗回火稳定性。在 08Ni3DR 中，适量的钼有助于在低温环境下维持钢材的组织结构稳定性，提升综合性能 。
V	≤0.05	钒能够细化晶粒，通过形成细小弥散的碳氮化物，阻碍晶粒长大，从而提高钢材的强度和韧性。在低温钢中，细化的晶粒结构有利于提升钢材的低温冲击性能 。
Alt（全铝）	≥0.020	铝作为强脱氧剂，在钢中形成 AlN 细小颗粒，能够有效抑制奥氏体晶粒在加热过程中的长大，细化铁素体晶粒。细晶粒组织具有更多的晶界，晶界能阻碍裂纹的扩展，对改善钢材的低温韧性效果显著 。

08Ni3DR力学性能与超低温冲击韧性

08Ni3DR常温力学性能（典型值，具体因厚度而异）

• 抗拉强度（Rm）：
  
  • 当钢板厚度在 6 - 60mm 时，抗拉强度范围为 490 - 620MPa。此强度区间保证了钢材在常温及一般工况下具备足够的承载能力，能够承受一定的拉伸载荷而不发生断裂。
  • 对于厚度＞60 - 100mm 的钢板，抗拉强度为 480 - 610MPa。随着厚度增加，强度略有下降，但仍能满足超低温压力容器在结构强度方面的基本要求 。
    
• 屈服强度（ReL）：
  
  • 以厚度＞60 - 100mm 为例，屈服强度≥300MPa。屈服强度表征了材料开始产生明显塑性变形时的应力值，08Ni3DR 的这一屈服强度指标，确保了在承受外力时，材料能在一定范围内保持弹性状态，超过屈服强度后才进入塑性变形阶段，为超低温压力容器的安全运行提供了重要保障 。不同厚度的钢板，屈服强度会根据标准要求有所调整，以适应不同工况下的强度需求 。
    
• 伸长率（A）：≥21%。伸长率反映了钢材的塑性变形能力，08Ni3DR 较高的伸长率意味着它在加工过程中能够承受较大程度的塑性变形而不破裂，便于进行各种成型加工，如冲压、弯曲等，同时在使用过程中，当结构受到一定程度的变形时，也能通过塑性变形来吸收能量，避免突然发生脆性断裂 。
  

08Ni3DR超低温冲击韧性

• 冲击温度：08Ni3DR 的冲击试验温度可达 - 100℃，部分经过特殊调质处理的钢板，其适用冲击温度可低至 - 107℃。这一特性使其能够在极寒的超低温环境下保持良好的韧性 。
• 冲击吸收能量（KV2）：在规定的 - 100℃冲击温度下，冲击吸收能量要求≥60J。冲击吸收能量是衡量材料在冲击载荷下抵抗脆性断裂能力的关键指标，08Ni3DR 在超低温下能达到如此高的冲击吸收能量值，表明其在超低温环境下具有卓越的韧性，能够有效抵抗因冲击载荷或应力集中等因素引发的脆性断裂，确保超低温压力容器在复杂工况下的安全可靠运行 。
  

08Ni3DR不同厚度的性能差异

随着钢板厚度的增加，其内部的冶金缺陷（如偏析、夹杂等）出现的概率可能增大，导致钢板的性能均匀性受到影响。一般来说，较厚的钢板（如＞60mm），其强度和韧性与较薄钢板相比会略有下降。为了保证不同厚度钢板在超低温环境下都能满足使用要求，对于厚板通常需要采用更严格的冶炼、轧制工艺以及合适的热处理方式，如正火 + 回火或淬火 + 回火处理，来优化其组织结构，提高性能的均匀性和稳定性 。例如，通过正火处理可以细化晶粒，消除轧制应力；回火处理则能消除正火或淬火过程中产生的内应力，调整组织状态，从而使厚板在超低温下也能具备良好的综合性能 。

08Ni3DR制造工艺

08Ni3DR冶炼与浇注

• 冶炼技术：采用电炉或转炉冶炼，并配合先进的炉外精炼工艺，如 LF（钢包精炼炉）+VD（真空脱气）。LF 精炼过程中，通过精确控制炉渣成分和精炼时间，能够有效脱硫，将硫含量降低至≤0.005%，减少硫化物夹杂对钢材性能的不利影响。VD 真空脱气则在高真空环境下（真空度通常≤67Pa），使钢液中的氢气、氮气等有害气体逸出，降低气体含量（如氢含量可控制在极低水平，一般要求 H≤2ppm），避免在低温下因气体析出而产生气孔、裂纹等缺陷，显著提高钢水的纯净度 。
• 浇注工艺：在连铸过程中，采用低温浇注技术，控制钢液的浇注温度在合适范围内，减少钢液的过热度，降低铸坯内部的柱状晶比例，促进等轴晶的形成，从而改善铸坯的内部组织结构，提高其致密度和均匀性。同时，应用电磁搅拌技术，通过在结晶器内施加交变磁场，使钢液产生旋转运动，均匀钢液的温度和成分，细化铸坯晶粒，减少中心偏析等缺陷 。
  

08Ni3DR轧制与热处理

• 轧制工艺：运用控轧控冷（TMCP）技术，在轧制过程中精确控制轧制温度、变形量和冷却速度。在奥氏体未再结晶区进行大变形量轧制，增加奥氏体内部的位错密度，为后续冷却过程中的相变提供更多的形核点，促进细小铁素体晶粒的形成。随后通过快速冷却工艺，控制冷却速度，抑制先共析铁素体和珠光体的生成，获得理想的细晶铁素体 + 少量贝氏体组织，显著提高钢材的强度和韧性 。
• 热处理方式：
  
  • 正火（N）：加热温度一般控制在 900 - 930℃，保温适当时间后在空气中冷却。正火处理能够消除轧制过程中产生的加工硬化和残余应力，细化晶粒，使钢材的组织结构更加均匀，为后续的性能优化奠定基础 。
  • 正火 + 回火（N + T）：正火后进行回火处理，回火温度通常在 600 - 650℃。回火可以进一步消除正火过程中产生的内应力，调整钢材的组织状态，使碳化物更加均匀地分布，提高钢材的韧性和尺寸稳定性 。
  • 淬火 + 回火（Q + T，调质处理）：对于一些对性能要求极高的厚板或特殊应用场景，采用淬火 + 回火的调质处理工艺。淬火时将钢板快速加热到临界温度以上，保温后迅速冷却，获得马氏体组织，大幅提高钢材的强度。随后进行回火处理，回火温度根据具体性能要求进行调整，一般在 550 - 650℃之间，通过回火消除马氏体的内应力，改善其韧性，使钢材获得强度和韧性的良好匹配，在超低温环境下表现出更为优异的综合性能 。
    
  
  

08Ni3DR特殊处理

• 焊接工艺：焊接是 08Ni3DR 钢板在制造超低温压力容器过程中的关键环节。由于其对低温韧性要求极高，焊接时需严格控制焊接工艺参数。通常采用低氢型焊接材料，如低氢型焊条（如 E5015 - G 等）或气体保护焊焊丝（如 ER50 - 6 等），以减少焊缝中的氢含量，防止产生氢致裂纹。焊接前一般不需要预热，或仅需进行较低温度的预热（≤100℃），避免因预热温度过高导致热影响区晶粒长大，降低低温韧性。焊接过程中，严格控制焊接线能量，一般要求焊接线能量≤20kJ/cm，以控制焊缝及热影响区的组织转变，保证焊接接头的低温性能。焊后需进行消除应力热处理，温度控制在 600 - 650℃，消除焊接残余应力，同时不降低焊接接头的低温冲击韧性 。
• 表面处理：为防止 08Ni3DR 钢板在储存和运输过程中生锈，影响其焊接性能和低温性能，通常会对钢板表面进行防护处理。例如，采用涂防锈漆、包覆防锈纸或使用气相防锈剂等方式，隔绝空气和水分，保护钢板表面不受腐蚀 。
  

08Ni3DR超低温性能优势与机理


08Ni3DR合金元素协同作用

镍元素在 08Ni3DR 中发挥着核心作用，它能够显著降低钢的冷脆转变温度。一方面，镍固溶于铁素体中，使铁素体的晶体结构更加稳定，阻碍位错的运动，从而提高钢材的韧性。另一方面，镍与锰等元素协同作用，进一步细化铁素体晶粒。锰在钢中可以增加过冷奥氏体的稳定性，抑制先共析铁素体的析出，促进在较低温度下形成细小的铁素体晶粒。细晶粒组织具有更多的晶界，晶界对裂纹的扩展具有阻碍作用，能够有效提高钢材在超低温环境下的韧性 。

08Ni3DR低碳与细晶组织

极低的碳含量从源头上减少了珠光体等硬脆相的形成。在低温环境下，珠光体中的渗碳体容易成为裂纹源，导致钢材发生脆性断裂。08Ni3DR 的低碳设计有效降低了这种风险。同时，通过铝的细化晶粒作用以及控轧控冷、热处理等工艺手段，获得了细小均匀的铁素体晶粒组织。晶粒细化不仅增加了晶界面积，使裂纹扩展路径更加曲折，消耗更多的能量，而且细化的晶粒在低温下具有更高的位错塞积阻力，提高了钢材的抗变形能力和韧性 。


08Ni3DR高纯净度


通过先进的冶炼和精炼工艺，严格控制了磷、硫等有害杂质元素的含量。磷在低温下容易在晶界偏聚，降低晶界的结合力，导致晶界脆化。而硫形成的硫化物夹杂会成为裂纹的萌生点，降低钢材的韧性。08Ni3DR 极低的磷、硫含量以及低氢含量，极大地减少了这些有害因素对钢材性能的影响，保证了钢材在超低温环境下的组织结构稳定性和韧性 。


08Ni3DR应用领域

08Ni3DR液化天然气（LNG）工程

• LNG 储罐：在 LNG 产业链中，LNG 储罐用于储存低温液态天然气，工作温度可达 - 162℃。08Ni3DR 虽然不能直接用于储罐主体与 LNG 直接接触的部分（该部分通常使用 9Ni 钢等更适合超低温的材料），但常用于储罐低温区的过渡段。例如，在储罐的底部边缘板、支撑结构以及与低温管道连接的部分，08Ni3DR 凭借其在 - 100℃左右的优异低温韧性和良好的综合性能，能够满足这些部位对材料强度和韧性的要求，同时相较于 9Ni 钢等材料，具有一定的成本优势 。
• LNG 运输船：LNG 运输船的低温管道、换热器等设备同样需要在超低温环境下工作。08Ni3DR 可用于制造这些设备的部分部件，确保在运输过程中，设备能够承受 LNG 的低温以及船舶运行过程中的各种应力，保障 LNG 运输的安全可靠 。
  

08Ni3DR深冷化工设备

• 空气分离装置：在空气分离制取氧气、氮气等工业气体的过程中，空气分离装置中的低温精馏塔、液氮储罐等设备处于 - 196℃至 - 70℃的低温环境。08Ni3DR 适用于制造这些设备中的一些非关键但对低温韧性有要求的部件，如塔体的支撑结构、管道连接件等，为设备在低温环境下的稳定运行提供材料保障 。
• 乙烯、丙烯等化工原料储存：乙烯、丙烯等化工原料通常需要在低温下储存和运输，以保持其液态状态。储存这些化工原料的低温容器，部分会采用 08Ni3DR 作为制造材料，满足容器在低温工况下对强度和韧性的需求，防止容器在长期使用过程中因低温脆断而发生泄漏等安全事故 。
  

08Ni3DR能源与制冷领域

• 液氢、液氧储存设备：在航天、新能源等领域，液氢、液氧储存设备需要在超低温环境下储存和输送高纯度的液氢、液氧。08Ni3DR 可用于制造这些设备的支撑结构、连接件等部件，在满足设备对材料低温性能要求的同时，保证设备的结构强度和稳定性 。
• 超低温制冷压力容器：如核磁共振设备中的低温储罐，用于储存液氦等超低温制冷剂。08Ni3DR 的超低温韧性和良好的加工性能，使其能够满足这类低温储罐在制造和使用过程中的严格要求，确保设备稳定运行，为高精度的科研和医疗设备提供可靠的低温环境保障 。
  

08Ni3DR与其他低温钢种的对比

钢种	08Ni3DR	16MnDR	9Ni 钢
典型使用温度	-70℃至 - 101℃（调质态可至 - 107℃）	-40℃	-196℃
合金元素特点	低碳设计，以镍（3.25% - 3.70%）、锰为主要合金元素，含少量钼、钒、铝等强化和细化晶粒元素	以锰为主要合金元素，含铝细化晶粒，碳含量相对较高（≤0.20%）	高镍含量（约 9%），低碳设计
低温冲击性能	-100℃时冲击吸收能量 KV2≥60J	-40℃时冲击吸收能量 KV2≥34J	-196℃时冲击吸收能量 KV2≥120J
应用场景	超低温环境下的压力容器过渡段、LNG 工程非主体低温部件、深冷化工设备部分部件等	常规低温（-40℃）的压力容器，如液氨储罐、普通冷库用压力容器等	LNG 主储罐主体、超低温（-196℃）的液氢、液氧储存设备主体等
成本对比	中等成本，相较于 9Ni 钢成本较低，但高于 16MnDR	低成本	高成本，由于镍含量高，冶炼和制造工艺复杂

08Ni3DR使用注意事项

08Ni3DR温度限制

08Ni3DR 设计使用温度范围一般为 - 70℃至 - 101