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Q345LK：低温压力容器用钢的性能标杆

在液化天然气（LNG）储运、深冷化工等低温工况领域，压力容器对材料的强度与低温韧性提出双重挑战。
Q345LK 作为专为 - 40℃低温环境设计的低合金高强度钢，凭借优异的综合性能，成为低温工业设备制造的核心材料，为低温工况下的设备安全提供坚实保障。



Q345LK牌号含义与执行标准

Q345LK牌号解析

• Q：代表屈服强度（“屈” 字首字母），是钢材力学性能的关键指标；
• 345：规定最小屈服强度为 345MPa，体现高强度特性；
• L：“低” 字首字母，特指低温用钢；
• K：“抗” 字首字母，强调抗低温脆断性能。
  

Q345LK执行标准

严格遵循 GB 3531-2014《低温压力容器用低合金钢板》，该标准对化学成分、-40℃冲击韧性、冶炼工艺及力学性能作出严格规定。特殊工况下需满足 NB/T 47013（承压设备无损检测）、TSG 21（固定式压力容器安全技术监察规程）等附加要求，确保在低温环境下的安全性与可靠性。

Q345LK化学成分：低温性能的核心支撑

Q345LK 的化学成分设计以 “高强度、低脆性、良好焊接性” 为目标，通过精确控制元素配比实现低温性能优化：

元素	含量范围	作用解析
C（碳）	≤0.20%	低碳设计，减少焊接热影响区淬硬倾向，降低低温裂纹风险
Si（硅）	0.20%~0.55%	固溶强化基体，提升强度，同时控制含量避免韧性下降
Mn（锰）	1.20%~1.60%	提高强度与淬透性，改善低温下的晶粒细化效果，增强抗脆断能力
P（磷）	≤0.020%	严格控制冷脆性，防止 - 40℃环境下晶界脆化导致的断裂
S（硫）	≤0.008%	降低热脆性，提升钢材纯净度，减少夹杂物诱发的低温裂纹
Als（酸溶铝）	≥0.030%	强力脱氧剂，形成细小 AlN 颗粒，细化晶粒，显著提升 - 40℃冲击韧性
Nb（铌）	0.015%~0.045%	微合金化元素，通过析出强化和细晶强化，提升强度与低温韧性
V（钒）	0.02%~0.10%	形成碳氮化物，细化晶粒，改善钢材的抗疲劳性能与低温冲击功

关键控制：通过 LF 精炼 + VD 真空脱气工艺，将氢含量 [H]≤2ppm、氮含量 [N]≤80ppm，减少气体导致的低温脆性。

Q345LK力学性能：低温与强度的平衡典范

Q345LK室温力学性能

厚度范围（mm）	屈服强度 ReL（MPa）	抗拉强度 Rm（MPa）	伸长率 A（%）
≤16	≥345	490~630	≥21
16~36	≥325	490~630	≥21
36~60	≥315	490~630	≥21
60~100	≥305	490~630	≥20

Q345LK低温冲击性能（核心指标）

• 在 - 40℃环境下，纵向冲击功 Akv≥34J，横向冲击功 Akv≥27J，显著优于普通低合金钢，有效防止低温环境下的脆性断裂。
  

Q345LK高温力学性能（辅助参考）

• 当温度为 200℃时，16mm 厚钢板屈服强度≥260MPa，满足低温设备偶尔涉及的升温工况需求。
  

Q345LK应用领域：低温工业的关键支撑

Q345LK液化天然气（LNG）领域

• 核心应用：LNG 储罐（工作温度 - 162℃）、LNG 运输槽车罐体、气化器设备；
• 优势：高强度可承受储罐自重与介质载荷，-40℃冲击韧性确保在温度波动（如充装过程）中抵抗应力冲击，避免罐体开裂。
  

Q345LK深冷化工与空分设备

• 典型场景：乙烯深冷分离塔（-104℃）、空分装置（空气分离，-196℃）、煤化工低温洗涤塔；
• 关键性能：在 - 40℃~-100℃区间保持结构稳定，耐受深冷介质与交变载荷的双重考验，保证设备长期安全运行。
  

Q345LK低温气体储存与运输

• 使用场景：液氧 / 液氮 / 液氩储罐、医用低温容器、工业气体运输罐车；
• 特殊需求：可定制抗 H₂S 腐蚀型号，通过添加 Ni、Cr 等元素，防止低温环境下的硫化物应力腐蚀开裂。
  

Q345LK其他低温工程

• 
  极地科考设备、航天低温推进剂储存容器（需额外认证）、深海探测设备的低温耐压部件。
  

Q345LK生产与加工要点：性能保障的全流程控制
Q345LK冶炼与轧制工艺

• 高纯净度冶炼：
  
  • 采用电炉 / 转炉 + LF 精炼 + VD 真空脱气工艺，严格控制 S、P 等杂质及气体含量，提升钢材纯净度，减少低温下的裂纹源；
  • 连铸过程中运用电磁搅拌技术，降低中心偏析，保证板材性能均匀性，避免局部性能波动导致的低温脆断。
    
• 控轧控冷（TMCP）技术：
  
  • 加热温度控制在 1150~1250℃，确保奥氏体化充分；
  • 终轧温度严格控制在 820~860℃，通过大变形量细化晶粒至 12 级以上，配合轧后加速冷却，获得细晶铁素体 + 珠光体组织，提升低温韧性。
    
  
  

Q345LK热处理工艺

• 正火处理：加热至 880~920℃后空冷，消除轧制应力与带状组织，使组织均匀化，优化低温冲击性能；
• 特殊情况：厚度≥60mm 时采用 “正火 + 回火” 工艺（回火温度 600~650℃），消除内应力，避免低温下应力集中诱发裂纹。
  

Q345LK加工使用要点1. 焊接工艺

• 焊材选择：匹配 E5015-G（J507RH）超低氢焊条或 ER50-G 焊丝（TIG 焊），控制焊缝扩散氢含量≤5mL/100g，减少氢致裂纹风险；
• 工艺参数：厚度≥25mm 时预热 80~120℃，层间温度控制在 150~250℃，焊后立即进行 250℃×1h 消氢处理，防止低温下的氢脆现象。
  

2. 切割与成型

• 切割工艺：优先采用等离子切割或激光切割，减少热影响区；厚板火焰切割后需对切口进行低温退火，消除切割应力；
• 成型限制：冷弯时弯曲直径≥3.5a（a 为板厚），避免过度变形导致晶粒畸变，降低低温韧性；热成型温度控制在 850~1050℃，成型后缓慢冷却。
  

3. 无损检测强化

• 所有焊接接头需 100% 超声波探伤（UT），表面 100% 磁粉检测（MT），重点检查应力集中部位（如接管焊缝），排除微观缺陷。
  

Q345LK生产厂家与供货情况





Q345LK知名生产企业

• 舞阳钢铁：可生产 6~150mm 厚 Q345LK 钢板，支持 - 40℃~-60℃冲击性能定制，Z 向性能达 Z35 级，适用于大型低温储罐；
• 鞍钢股份：配备低温冲击实验室，产品通过 ASME、CCS 等认证，适用于出口低温设备及海洋工程；
• 宝武特钢：采用在线热处理生产线，确保大规格板材（宽度 4000mm、长度 12000mm）性能一致性，支持期货订轧。
  

Q345LK供货状态与规格

• 交货状态：正火、正火 + 回火（按需定制）；
• 尺寸范围：厚度 6~120mm，宽度 1500~4000mm，长度 3000~12000mm；
• 特殊服务：提供 - 40℃冲击试验报告、低温疲劳测试数据，支持模拟工况下的性能验证，满足客户定制化需求。
  

Q345LK与同类钢种的对比：

Q345LK 的性能定位

钢种	屈服强度（MPa）	适用温度	主要差异点
Q345LK	345~305	-40℃	专业低温设计，冲击功比 Q345R 高 20%
16MnDR	315~295	-40℃	强度略低，但低温韧性相当，成本更低
09MnNiDR	245~225	-70℃	耐低温性能更强，含 Ni 合金元素，成本高
Q345R	345~265	常温～-20℃	侧重中高压，-40℃冲击韧性不足

总结：Q345LK 在 - 40℃低温、中高压压力容器场景中，以 “高强度 + 专业低温韧性” 成为首选，尤其适合 LNG 接收站、深冷化工设备等对强度与低温性能要求兼具的场景。

Q345LK安全使用与维护：低温设备的长寿命策略（一）环境与工况控制

• 工作温度范围：-45℃~200℃，严禁超温使用；
• 介质控制：H₂S 含量≤50ppm，Cl⁻含量≤25ppm，避免低温下的应力腐蚀开裂；
• 温度波动控制：充装过程中控制降温速率≤5℃/h，减少热应力冲击。
  

（二）定期检测项目

• 低温冲击复验：每 5 年抽取母材进行 - 40℃冲击试验，监测材料时效变化，确保低温韧性不衰减；
• 应力应变监测：对接管、人孔等应力集中部位进行低温应变测试，预防疲劳裂纹萌生；
• 无损检测：每年进行超声波测厚与表面探伤，重点检查低温介质流动冲刷部位及焊接接头。
  

Q345LK结语：低温工业的性能基石
Q345LK 以高强度与优异低温韧性的完美平衡，成为现代低温工业的核心材料。从城市 LNG 调峰站到深海油气开发，它用抗脆断的坚韧特性，为低温介质的安全存储与处理构筑起可靠屏障。随着氢能、液化天然气等清洁能源的快速发展，Q345LK 将在更多极端低温场景中发挥关键作用，推动能源产业向安全、高效的方向迈进。