钢材百科-16MnDR低温压力容器钢，为何LNG、石化低温设备 的首选？？详情如下_焊接_韧性_冲击

1. 化学成分（GB/T 3531-2014 标准）

元素C（碳）Si（硅）Mn（锰）P（磷）S（硫）Ni（镍）Al（铝）含量≤0.20%0.15-0.50%1.20-1.60%≤0.020%≤0.010%≤0.30%≥0.020%

低碳（C）+ 低硫磷（S/P）：提高低温韧性，减少冷脆风险。 高锰（Mn）：增强强度，同时保持良好韧性。 铝（Al）：细化晶粒，提高冲击性能。

2. 力学性能（正火或调质态）

抗拉强度 (MPa)屈服强度 (MPa)伸长率 (%)-40℃冲击功 (KV₂, J)硬度 (HB)490-620≥315≥21≥34≤180

低温韧性突出：-40℃冲击功≥34J，部分钢厂可做到 ≥50J（如宝武、鞍钢等）。 适用温度范围：-40℃~+350℃（高温性能次于P355GH）。

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3. 热处理工艺

正火（Normalizing）： 加热至 890-930℃，保温后空冷，优化晶粒组织。 调质（Q&T，可选）： 淬火（水冷或油冷）+ 回火（600-650℃），提高综合性能。 焊后热处理（PWHT）： 推荐 580-620℃ 保温缓冷，消除焊接残余应力。

4. 材料特性

✅ 优点

优异的低温韧性：-40℃仍保持高冲击功，抗冷脆性强。 良好的焊接性：低碳低合金设计，适合 SMAW、SAW、TIG 等焊接方法。 强度与塑性平衡：屈服强度≥315MPa，延伸率≥21%。

❌ 缺点

高温性能有限：长期使用温度≤350℃，高于此温度需选Cr-Mo钢。 耐腐蚀性一般：需涂装或采用不锈钢复合板（如用于海洋环境）。

5. 典型应用

LNG设备：液化天然气储罐、低温管道（-162℃需改用9Ni钢）。 石油化工：丙烯、液氨储罐，低温分离塔。 制冷系统：大型冷冻机组、低温压力容器。

6. 对比同类低温钢

钢号标准最低使用温度特点对比16MnDRGB/T 3531-40℃国产主流，性价比高09MnNiDRGB/T 3531-70℃Ni增强低温韧性，成本更高ASTM A516 Gr.70ASTM A516-46℃美标等效，需验证-40℃冲击功

7. 加工与使用注意事项

（1）焊接工艺

焊材选择： 推荐 J557RH（E5515-G） 或 ER55-G（MIG焊丝），保证低温韧性。 预热与层温： 板厚＞20mm时，预热 100-150℃，层温≤200℃。 PWHT： 板厚＞32mm必须进行焊后热处理（580-620℃）。

（2）冷成型

冷弯半径 ≥3倍板厚，避免裂纹。 变形量较大时建议 局部加热（150-200℃）。

（3）防腐与检验

低温容器需 100%无损检测（UT/RT）。 海洋环境使用需 涂装或镀锌。

8. 总结

16MnDR 是 国产低温压力容器钢的核心材料，凭借 -40℃高韧性、良好的焊接性和适中的成本，成为 LNG、石化低温设备 的首选。其性能对标 ASTM A516 Gr.70，但更符合中国标准（GB/T 3531）。

发布于：河南省