承压设备用钢锻件、轧制或锻制钢棒 第3部分-低温韧性镍钢-编制说明

一、任务简况

1、任务来源

本项目是依据国标委发[2021]28号文“国家标准化管理委员会关于下达2021年第三批推荐性国家

标准计划及相关标准外文版计划的通知”下达的项目计划，项目编号为20214300-T-605,项目计划名称

《承压设备用钢锻件、轧制或锻制钢棒第3部分：低温韧性镍钢》,本项目是制定项目。主要起草单位:

江阴兴澄特种钢铁有限公司、冶金工业信息标准研究院等，项目周期18个月，计划完成时间为2023年。

2、标准化对象简要情况

随着石化工业的发展，新工艺、新设备不断出现，气体的液化、分离、贮运及应用在各国已很普遍，

这些低温技术和设备的开发促进了低温压力容器用钢的发展。目前在石油化工、制冷、低温工程等行业

使用的压力容器中，低温压力容器占有一定的比重。因该类压力容器工作温度较低，容器材料的脆性相

应增大，其受压元件(平盖、端部法兰、接管法兰、人孔盖)在拉应力的作用下，应力水平在低于材料的

屈服强度，或低于许用应力的情况下突然发生脆性断裂。这种断裂发生的前后，均没有或只有局部极小

的塑性变形，而没有整体屈服，在日常生产中不易觉察，对石油化工生产的安全威胁更大。因此对于低

温压力容器的主要部件要求其有较高的强度，良好的塑性、韧性、冷弯性能和焊接性能。

目前，国外已有ISO9327-3:1999《承压用钢锻件和轧制或锻造的棒材交货技术条件第3部分:低

温特性镍钢》标准，国内也有低温压力容器用钢板标准，相应的国家标准为GB/T37602-2019《船舶及

海洋工程用低温韧性钢》、GB/T3531-2014《低温压力容器用钢板》及GB/T24510-2017《低温压力容器

用镍合金钢板》，而承压设备用钢锻件、轧制或锻制钢棒尚未有此类国家标准，因此急需制定此类标准。

3、主要工作过程

起草(草案、调研)阶段:计划下达后，2021年11月全国钢标委特殊钢分技术委员会组织各起草单位成

立了起草工作组，由江阴兴澄特种钢铁有限公司为组长单位，负责主要起草工作。工作组对国内外低温

韧性镍钢钢棒的技术现状与发展情况进行全面调研，同时广泛搜集相关标准和国内外技术资料，并进行

了大量的研究分析、资料查证工作，结合实际应用经验，进行全面总结和归纳，在此基础上编制出《承

压设备用钢锻件、轧制或锻制钢棒第3部分：低温韧性镍钢》标准草案初稿。经工作组及有关专家研讨

后，对标准草案初稿进行了认真的修改，于2022年3月形成了标准征求意见稿及其编制说明等相关附件，

报全国钢标委特殊钢分技术委员会秘书处。

4、主要参加单位和工作组成员及其所做的工作

本标准由江阴兴澄特种钢铁有限公司、冶金工业信息标准研究院等共同起草。

本标准主要起草人所做的工作:

（1）收集、对比相关国内外标准，确认为现行有效版本；(2)对产品实物质量（尺寸、外形、重量、

化学成分、力学性能、低倍组织、非金属夹杂物等）进行测量、统计、对比和分析；（3）收集下游行业

对于低温韧性镍钢关注的质量指标要求；（4）编写本标准各稿和标准编制说明、标准水平对比分析、意

见汇总及处理、实物质量数据的统计及分析；（5）完成标准的报批稿；（6）策划标准宣贯工作，落实标

准宣贯方式及人员，组织编写宣贯材料。

二、标准编制原则

本标准在制定过程中，遵循“面向市场、服务产业、自主制定、适时推出、及时修订、不断完善”

的原则，注重标准制定与技术创新、试验验证、产业推进、应用推广相结合，本着先进性、科学性、合

理性和可操作性以及标准的目标性、统一性、协调性、适用性、一致性和规范性的原则来进行本标准的

制定工作。

本标准在起草过程中主要按GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草

规则》的要求编写。在确定本标准主要技术指标时，综合考虑生产企业的能力和用户的利益，寻求最大

的经济、社会效益，充分体现了标准在技术上的先进性和合理性。

三、主要内容说明

1、范围

根据产品的应用范围及目前国内的实物质量水平，标准的范围规定为“本文件适用于公称直径不大

于50mm的热轧和热锻的棒材（以下简称钢棒）”。

2、尺寸、外形、重量

根据客户对于产品的尺寸、外形、重量的要求，以及冶金行业的实物质量水平制定。

3、钢牌号成分及成分偏差

3.1本标准牌号来源于ISO9327-3：1999《承压用钢锻件和轧制或锻造的棒材交货技术条件第3部分:

低温特性镍钢》，并根据国家标准GB/T221《钢铁产品牌号表示方法》命名，参照GB/T37602-2019《船

舶及海洋工程用低温韧性钢》、船级社规范进行转化。充分考虑通用低温韧性镍钢的相关牌号在引进和消

化中已被相关行业接受，进行本标准牌号的设置。牌号由镍元素的平均含量和化学元素符号(Ni)2个部

分组成，0.5Ni根据强度不同分为两个牌号，分别为0.5NiA和0.5NiB。

3.2本标准牌号与国际标准、国外先进标准、船级社标准对比见表1。

表1标准牌号对比表

RINA

GB/TISOENCCSABSLRDNV.GLBVKRNK

本标准意大

376029327-310028-4中国美国英国挪威、德国法国韩国日本

利

0.5NiA0.5NiA11MnNi5-311MnNi5-3———VL0.5Ni/a————

0.5NiB0.5NiB13MnNi6-313MnNi6-3———VL0.5Ni/b————

VL1.5Ni/a

1Ni

1.5Ni1.5Ni15NiMn615NiMn61.5Ni—11.5Ni—1.5Ni—

2VL1.5Ni/b

A203,2%Ni

2.25Ni2.25Ni——2.25Ni1—VL2.25Ni—RL2N255—KL2N30

4

RL3N255

12Ni14G1

A203,3%Ni3Ni

3.5Ni3.5Ni12Ni143.5Ni11VL3.5Ni3.5NiRL3N2753.5NiKL3N32

12Ni14G222

RL3N440

5Ni5Ni—X12Ni55NiA645,5%Ni5NiVL5Ni5NiRL5N5905.0NiKL5N43

X8Ni9A353,9%NiRL9N520KL9N53

9Ni9NiX8Ni99Ni9NiVL9Ni9Ni9.0Ni

X7Ni9A553,9%NiRL9N590KL9N60

3.3化学成分

化学成分（熔炼分析）修改采用ISO9327-3：1999及GB/T37602-2019牌号的化学成分，以供工程设

计及业主选用。因ISO9327-3：1999及GB/T37602-2019标准化学成分都是按熔炼分析，本标准也对熔炼

分析成分进行了规定。钢中主要元素成分按照表2进行控制，如有意加入其它元素，添加的元素及其含量

应由供需双方协商确定，并在合同中注明。

本标准的化学成分与国内外标准牌号及化学成分的对比见表2。

表2本标准的化学成分与国内外标准牌号及化学成分对比

化学成分a,b,c,d（质量分数）/%

牌号标准号

CMnSiPSNiCuCrMoAlsNNbV

本标准0.100.15≥≤≤0.05≤0.05

0.5NiA≤0.010≤0.35≤0.25≤0.08

GB/T37602≤0.700.5~0≤0.80~0.0150.012--

0.141.50~0.0250.30Alt≥

11MnNi5-3ISO9327-3≤0.50≤0.020----≤0.05≤0.05

0.80~0.020

本标准0.850.100.15≥≤≤0.05≤0.05

0.5NiB≤0.010≤0.35≤0.25≤0.08

GB/T37602≤1.70~0.50~≤0.85~0.0150.012--

0.160.850.0250.30Alt≥

13MnNi6-3ISO9327-3≤0.50≤0.020----≤0.05≤0.05

1.65~0.85~0.020

本标准≤0.300.10≥≤-≤0.05

1.5Ni≤0.35≤0.25≤0.08

GB/T376020.141.50~0.35~≤1.300.0150.012--

≤0.020

≤0.800.0251.70~

15NiMn6ISO9327-3≤0.35------≤0.05

0.181.50~

本标准≤0.300.10≤2.00≥≤-≤0.05

2.25Ni≤0.020≤0.35≤0.25≤0.08

GB/T376020.131.50~0.35~0.0252.50~0.0150.012--

-ISO9327-3-

本标准≤0.103.20≥≤-≤0.05

3.5Ni≤0.35≤0.25≤0.08

GB/T376020.120.300.35~≤3.80~0.0150.012--

≤0.020

12Ni14G1≤0.80~0.0253.25

ISO9327-3≤0.35------≤0.05

12Ni14G20.153.75~

本标准≤0.300.104.70≥≤-≤0.05

5Ni≤0.35≤0.25≤0.08

0.120.900.35≤5.300.0150.012

GB/T37602~~~--

≤0.020

0.025

≤0.304.50

12Ni19ISO9327-3≤0.35------≤0.05

0.150.80~5.30~

本标准0.300.108.50≥≤-≤0.05

9Ni≤0.35≤0.25≤0.08

≤0.900.35≤10.00.0150.012

GB/T37602~~~--

≤0.020

0.100.025

0.308.00

X8Ni9ISO9327-3≤0.35--≤0.10---≤0.05

0.80~10.0~

化学成分备注对比内容如下：

序号标准号备注内容

化学成分a,b,c,d（质量分数）/%

牌号标准号

CMnSiPSNiCuCrMoAlsNNbV

本标准

a对于0.5NiA0.5NiB，Cr+Mo+Cu≤0.50%,对于1.5Ni9Ni，Cr+Mo+Cu≤0.60%。

1GB/T37602

~~

ISO9327-3无规定

本标准无规定

2GB/T37602b对于厚度不小于40mm的0.5NiA和0.5NiB，Ni≥0.30%。

ISO9327-3无规定

本标准

C可用全铝代替酸溶铝的测定，但Alt≥0.020%。

3GB/T37602

ISO9327-3采用全铝测定，Alt≥0.020%

本标准d如有意加入其它元素，添加的元素及其含量应由供需双方协商确定，并在合同中注明。

4GB/T37602

无规定

ISO9327-3

4、力学性能

4.1热处理制度

本标准推荐的热处理制度修改采用ISO9327-3:1999相关牌号的规定值，并根据实际生产经验，进行

适当修改。因GB/T37602-2019不涉及热处理制度推荐，故本编制说明仅列出本标准热处理制度与ISO

9327-3的对比，具体见表4。

表4热处理制度对比

推荐的热处理制度

序号牌号标准号热处理奥氏体化或温度

冷却方式2冷却方式2

方式1固溶温度℃℃

0.5NiA本标准

1N(+T)880～940a580～640a

11MnNi5-3ISO9327-3

0.5NiB本标准

2N(+T)880～940a580～640a

13MnNi6.3ISO9327-3

N———

1.5Ni本标准N+T850～900a600～660a，w

Q+Tw，o600～660a，w

3

N———

15NiMn6ISO9327-3N+T850～900a600～660a，w

Q+Tw，o600～660a，w

Na——

830～900

2.25Ni本标准N+Ta580～660a，w

4

Q+T830～900w，o580～660a，w

-ISO9327-3无规定

N830～880a——

3.5Ni本标准N+Ta580～640a，w

820～870

Q+Tw，o580～640a，w

N830～880a——

512Ni14G1N+Ta580～640a，w

830～870

Q+Tw，o580～640a，w

ISO9327-3

N830～880a——

12Ni14G2N+Ta580～640a，w

820～870

Q+Tw，o580～640a，w

65Ni本标准N800～850a——

推荐的热处理制度

序号牌号标准号热处理奥氏体化或温度

冷却方式2冷却方式2

方式1固溶温度℃℃

N+Ta550～660a，w

820～900

Q+Tw，o550～660a，w

N800～850a——

12Ni19ISO9327-3N+Ta580～660a，w

820～900

Q+Tw，o580～660a，w

880～930

N+N+Ta540～660a，w

+770～820

9Ni本标准740～820

Q+Q+Tw，o540～620a，w

+630～670

7

Q+T740～820w，o540～620a，w

880～930

N+N+Ta540～660a，w

X8Ni9ISO9327-3+770～820

Q+T740～820w，o540～600a，w

1N=正火（奥氏体化，随后在空气中冷却）,T=回火,Q=淬火。

2a=空冷,o=油冷，w=水冷。

4.2力学性能

本标准的力学性能主要为修改采用ISO9327-3:1999及GB/T37602-2019相关牌号的规定值，本标准

规定了夏比（V型缺口）冲击试样的尺寸规格试验结果判定合格与否的取值。本标准的力学性能指标与ISO

9327-3:1999及GB/T37602-2019的对比见表3。

表3力学性能对比

拉伸试验夏比（V型缺口）冲击试验b

公称直径/断后伸公称直径/纵向冲击吸收能量

序号牌号标准号上屈服强度a抗拉强度（最低）试验温度

板厚长率板厚KV2/J

mmReH（MPa）不小于Rm（MPa）A%mmT/℃不小于

≤30285

0.5NiA本标准-6040

30＜d≤50275

420～53024≤50

ISO≤30285-60

11MnNi5-340

9327-330＜d≤50275最低试验温度

1≤25-60

＞25~30-65

GB/T

0.5NiA≤60285420～53024＞30~35-7041（横向27）

37602

＞35~40-75

＞40~60-80

≤30355

0.5NiB本标准-6040

30＜d≤50345

2490～61022≤50

ISO≤30355-60

13MnNi6-340

9327-330＜d≤50345最低试验温度

拉伸试验夏比（V型缺口）冲击试验b

公称直径/断后伸公称直径/纵向冲击吸收能量

序号牌号标准号上屈服强度a抗拉强度（最低）试验温度

板厚长率板厚KV2/J

mmReH（MPa）不小于Rm（MPa）A%mmT/℃不小于

≤25-60

＞25~30-65

GB/T

0.5NiB≤60355490～61022＞30~35-7041（横向27）

37602

＞35~40-75

＞40~60-80

≤30355

1.5Ni本标准470～640-8040

30＜d≤50345

22≤50

ISO≤30355-80

15NiMn6490～64040

9327-330＜d≤50345最低试验温度

3≤25-65

＞25~30-70

GB/T

1.5Ni≤60275470～64022＞30~35-7541（横向27）

37602

＞35~40-80

＞40~60-85

≤30305

2.25Ni本标准500～66022≤50-9040

30＜d≤50295

ISO

-无规定

9327-3

4

≤25-70

＞25~30-75

GB/T

2.25Ni≤60305500～66022＞30~35-8041（横向27）

37602

＞35~40-85

＞40~60-90

≤30355

3.5Ni本标准440～69021-10040

30＜d≤50345

≤30285

12Ni14G1450～60023≤50

ISO30＜d≤50275-100

40

9327-3≤30355最低试验温度

12Ni14G2470～62022

530＜d≤50345

≤25-95

＞25~30-100

GB/T

3.5Ni≤60345440～69021＞30~35-10541（横向27）

37602

＞35~40-110

＞40~60-115

≤30390

5Ni本标准520～71021-11040

30＜d≤50380

6≤50

ISO≤30