中合金低温钢主要用于工作温度在－100～－196℃的各种液化气储罐和压力容器。目前最常用的中合金低温钢只有两种，即w（Ni）＝5％和w（Ni）＝9％钢。大量的试验结果证明，钢材的低温韧性主要取决于钢中的镍含量。5％Ni钢在－180℃温度下的冲击吸收能量高于标准最低规定值27J。9％Ni钢在深低温下可以达到更高的冲击吸收能量。

中合金镍钢的低温冲击韧度在很大程度上还取决于它的热处理状态。在常规的正火处理状态下，5％Ni钢的冲击吸收能量27J的脆性转变温度只能达到－50℃；在空气调质状态下（正火＋回火），脆性转变温度可降低到接近于－120℃；而在水调质（水淬＋回火）状态和特种调质（二次水淬＋700℃回火）状态下，脆性转变温度可降低到－160℃以下。

9％Ni钢也必须在特殊的热处理状态下，才具有足够的低温冲击韧度。按相应的钢材标准规定，9％Ni钢需经二次正火＋回火或淬火＋回火。二次正火温度分别为900℃和800℃，以形成均一的组织。经800℃水淬或空冷后，可形成低碳马氏体＋贝氏体组织，硬度一般不超过400HV。经570℃回火后，最终形成高镍铁素体、碳化物和稳定的奥氏体。这种组织具有较高的强度和优良的冲击韧度。其奥氏体在－196℃以下温度仍能保持稳定，保证了足够高的低温冲击韧度。

5％Ni钢和9％Ni钢的标准化学成分和力学性能分别列于表7-4和表7-5。因这两种中合金低温镍钢至今未被纳入我国钢材标准，故只能引用目前国际通用的相应德国工业标准和美国ASTM标准。表7-6列出大型液化天然气储罐（LNG）制造技术条件对9％Ni钢力学性能的最低要求。值得注意的是，该技术条件对9％Ni钢－196℃低温冲击吸收能量的要求，大大高于母材标准的最低要求。

表7-4 5％Ni钢和9％Ni钢的标准化学成分

(www.daowen.com)

表7-5 5％Ni钢和9％Ni钢的标准力学性能

表7-6 LNG储罐对9％Ni钢及其焊接接头力学性能的要求