🔬技术前沿🔬液氢环境下低温韧性优异的高强度奥氏体不锈钢

氢是解决化石燃料问题的关键解决方案之一，预计全球对氢的需求将会增加。因此，大量的氢气将通过海上运输并储存在各大洲之间的港口。在氢气储存和运输方面，体积密度高的液态氢比气态氢更适合运输或储存。特别是储存液态氢，罐体材料必须能够承受低温条件（-253℃）并具有良好的抗氢脆性能。众所周知，稳定奥氏体比亚稳定奥氏体具有更好的抗氢脆性能。因此，在合金设计时应考虑钢的奥氏体稳定性。

针对低温条件下的使用，韩国浦项钢铁公司设计了一种添加氮的新型合金，因为氮是可以提高奥氏体稳定性和不锈钢强度的最佳合金元素。然而，添加氮会降低低温韧性，因为氮会降低堆垛层错能（SFE）。

因此，POSCO新开发了一种经过优化成分设计的高氮奥氏体不锈钢，该不锈钢具有高强度、抗氢脆性和良好的低温韧性。此外，还应开发与液氢储罐钢种相匹配的焊接材料。

机械性能指标
拉伸强度📈 |抗氢脆性🛡️ |低温延展性❄️
400 兆帕📊 | RRA > 0.8 🌐 | -253°C 时的侧膨胀 > 1.0 📏

与304L、316L等普通奥氏体不锈钢相比，新型液氢不锈钢具有更高的强度、低温韧性和抗氢脆性能。该制造工艺针对液氢储罐的生产进行了优化，开发耗时两年。

一般液氢储罐最高工作压力为2MPa，新型不锈钢在高压气态氢状态下具有优异的抗氢脆性能。因此，未来有望用作加氢站高压设施和管道的材料。

液氢储罐壁厚大，强度高，可减薄。由于新开发的不锈钢具有较高的低温韧性和良好的抗氢脆性能，可以延长储氢罐的使用寿命。此外，还开发了适用于高氮不锈钢的焊接材料。

通过优化合金设计，控制氮、锰、镍等合金元素，新开发的不锈钢具有高强度、低温韧性、抗氢脆等优异性能，是目前最理想的材料。液氢环境。新开发的不锈钢虽然氮含量较高，但由于堆垛层错能较高，在液氢环境中仍具有足够的低温韧性。

TEM 图像比较
平面滑移模式 🔄 |波浪滑动模式🌊
低堆垛层错能量📉 |高堆垛层错能量📈
普通高氮不锈钢📌|新开发的不锈钢🚀