液氢专用奥氏体不锈钢，特殊在哪？

团体标准T/CATSI 05006-2021《固定式真空绝热液氢压力容器专项技术要求》、锅容标委官网正在征求意见的NB能源行业标准《移动式真空绝热液氢压力容器》均出现了“液氢容器专用奥氏体型不锈钢”，目前只有一个牌号S31608-LH，后缀LH即指液氢专用钢。

那这种“液氢专用奥氏体不锈钢”（包括钢板、锻件、钢管）有何特殊之处？

由于需要维持容器内的高压，因此超低温压力容器用奥氏体不锈钢需要有良好的韧性与强度，更重要的是在超低温下的韧性。

上述两个标准对“液氢专用奥氏体不锈钢”的化学成分、力学性能指标（强度指标、断后伸长率、冲击功、侧膨胀值）、奥氏体稳定性系数、低温下马氏体自发转变温度、铁素体含量等方面都作了要求，我们分别来看一下。

1、化学成分方面

GB/T713.7与《移动式真空绝热液氢压力容器》（征求意见稿）中的S31608成分要求（质量分数）对照如下。

2、力学性能指标

3、奥氏体稳定系数

奥氏体稳定性系数（△）按《移动式真空绝热液氢压力容器》（征求意见稿）附录A计算，其值应不小于0。

当奥氏体稳定系数△＜0，说明材料在载荷作用下随着内应力的加大有从奥氏体向马氏体转变的趋势；当奥氏体稳定系数△≥0时，说明材料的奥氏体组织稳定性较好。

4、低温下马氏体自发转变温度

随着温度的降低，奥氏体不锈钢在不产生相变的情况下，韧性也会逐渐降低。而当产生马氏体相变时，低温韧性将会变得更低。

但奥氏体不锈钢中析出的马氏体相的脆性并不是很高，马氏体相也是逐渐增加的过程，并没有韧性突然大幅度降低的现象。因此，并不是绝对不允许存在马氏体相。而是以在超低的设计温度时仍能保持足够的低温韧性为准。

低温下马氏体自发转变温度按《移动式真空绝热液氢压力容器》（征求意见稿）附录A计算，其值应不高于内容器最低设计金属温度。

当Ms＞‑254℃时，说明材料在≤‑254℃的低温下有从奥氏体相自发向马氏体相转变的趋势，表明材料不适用于液氢的压力容器；当Ms≤‑254℃，说明材料的奥氏体组织的低温稳定性较好，在‑254℃的低温下，材料组织不会自发的从奥氏体相向马氏体相转变。

5、铁素体含量要求

《移动式真空绝热液氢压力容器》（征求意见稿）中对材料、焊缝等铁素体含量的要求如下：

液氢容器专用奥氏体型不锈钢钢板、钢锻件、钢管按GB/T 13305进行铁素体含量测定，铁素体含量应不大于3%。

与氢接触的受压元件用管件，采用冷成型加工时，其成型后使用铁素体测量仪测得的铁素体测量值应不大于5%，当超过5%时应进行固溶处理。

内容器及与氢接触的管路进行焊接工艺评定时，还应对不同焊接方法所用焊接材料的熔敷金属进行拉伸、冲击试验和铁素体测量值检测，铁素体含量要求不大于8%。

内容器封头成型后应进行固溶化处理，使用铁素体测量仪测得的铁素体测量值应不大于5%。

内容器纵、环焊接接头和管路环向焊接接头、管座与内容器之间的焊接接头在焊接完成后，使用铁素体测量仪测得的铁素体测量值应不大于8%。

6、腐蚀裕量

超低温压力容器用奥氏体不锈钢一般都不需要考虑耐腐蚀性能的问题，因为所盛液体一般为液氮、液氧、液氢或液化天然气等液化气体，这些液化气的腐蚀性都很低。