15MnNiNGbDR是一种专为超低温环境设计的高强度、高韧性低合金钢,主要用于制造在-40°C至-70°C极端低温下运行的压力容器。
其牌号名称具有明确的技术含义:
“15”表示钢中平均碳含量约为0.15%(质量分数);
“Mn”和“Ni”代表主要添加的锰和镍元素,其中镍的加入显著提升钢在低温下的韧性;
“N”指添加了氮元素,通过固氮作用改善钢的纯净度和组织稳定性;
“Gb”为微合金元素铌(Nb)和硼(B)的组合缩写(“G”对应“Nb”中的“Niobium”,“b”为“Boron”),用于细化晶粒并实现沉淀强化和淬透性控制;
“D”表示质量等级为D级,需在-20°C进行冲击试验;
“R”是“容”字的汉语拼音首字母,意为“压力容器用钢”。
因此,15MnNiNGbDR整体指一种含碳约0.15%、复合添加Mn、Ni、N、Nb、B等元素的低温压力容器专用钢。
该钢板广泛应用于深冷设备、液化天然气(LNG)、液氮、液氧储罐及极地工程装备等对材料低温韧性要求极高的领域。其典型特点是:在保证屈服强度≥390 MPa、抗拉强度540–680 MPa的同时,于-70°C超低温条件下仍能保持平均冲击吸收功≥27J(KV2),展现出卓越的抗脆断能力。通过氮化物形成元素(如Nb、N)的协同作用,钢的晶粒得以显著细化,结合镍元素对低温韧性的提升,使其在极寒环境下仍具备良好的塑性和韧性。此外,该钢种碳当量较低,焊接性能优良,适用于大厚度结构的焊接制造。
目前,15MnNiNGbDR钢板的生产和检验依据中国国家标准 GB/T 3531-2014《低温压力容器用钢板》。该标准自2014年实施以来,系统规定了包括15MnNiNGbDR在内的多种低温钢的技术要求,涵盖化学成分、力学性能、冲击韧性及无损检测等内容,是我国低温压力容器材料领域的重要技术规范。作为新型低温钢的代表,15MnNiNGbDR填补了传统低温钢在-70°C级应用的空白,推动了我国高端能源装备的自主化发展。