ISO 188192026 船舶和海洋技术 高锰奥氏体钢 低温用6.0 mm以下板、薄板和卷材规范标准立项发展报告

船舶和海洋技术高锰奥氏体钢低温用6.0mm以下板、薄板和卷材规范标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Shipsandmarinetechnology—High-manganeseausteniticsteel—Specificationforplates,sheetsandcoilsbelow6,0mmforcryogenictemperature摘要随着全球液化天然气（LNG）贸易量的持续增长和深海能源开发的不断深入，低温环境下服役的船舶与海洋工程装备对高性能结构材料提出了日益苛刻的要求。高锰奥氏体钢凭借其优异的低温韧性和良好的焊接性能，已成为LNG储罐及液货围护系统的重要候选材料。在此背景下，国际标准化组织（ISO）于2026年3月2日正式发布了ISO18819:2026《船舶和海洋技术高锰奥氏体钢低温用6.0mm以下板、薄板和卷材规范》。该标准由ISO/TC8“船舶与海洋技术”技术委员会归口管理，系统规定了厚度小于6.0mm的高锰奥氏体钢板材、薄板及卷材的化学成分、力学性能、尺寸偏差、表面质量、试验方法和检验规则等技术要求。本报告围绕该标准的立项背景、技术内容、编制过程和应用价值展开系统论述，重点分析了标准对低温材料国产化替代、船舶与海洋工程装备建造质量提升以及国际技术贸易便利化的重要推动作用，并对标准的未来发展方向和潜在修订需求进行了展望。本报告的编制旨在为标准使用者提供全面的技术解读，并为我国相关标准化工作提供参考借鉴。关键词：高锰奥氏体钢；低温材料；船舶与海洋技术；国际标准；板材规范；LNG储罐一、引言1.1立项背景与行业需求近年来，全球清洁能源需求持续攀升，液化天然气以其低碳、高效的优势逐渐成为能源结构转型中的重要过渡能源。据国际燃气联盟（IGU）统计，2025年全球LNG贸易量已突破4.2亿吨，较2010年增长超过80%。LNG的储存与运输需要在-162℃的超低温环境下运行，这对液货围护系统和相关结构材料提出了极为严苛的性能要求。传统上，LNG船舶液货舱多采用9%镍钢（如ASTMA553）、奥氏体不锈钢（如SUS304L、SUS316L）或铝合金（如5083）等材料。然而，9%镍钢存在生产成本高昂、焊接工艺复杂等问题；铝合金则面临强度偏低、疲劳性能需进一步验证等局限；奥氏体不锈钢虽然综合性能优异，但较高的镍含量使其价格随国际镍价波动剧烈，供应稳定性难以充分保障。在此背景下，高锰奥氏体钢以其独特的材料优势进入行业视野。通过在钢材中添加质量分数约22%~25%的锰元素，并合理配比碳、铝等合金元素，高锰奥氏体钢能够在极低温度下保持稳定的面心立方奥氏体结构，表现出优异的低温冲击韧性和抗裂纹扩展能力。同时，由于锰的资源丰富度和价格稳定性远优于镍，高锰奥氏体钢在原材料成本方面具有显著优势。韩国浦项制铁（POSCO）和我国多家钢铁企业已成功实现高锰奥氏体钢的工业化生产，并逐步将其应用于LNG储罐、气体运输船及浮式生产储卸装置（FPSO）等海洋工程装备中。然而，由于缺乏统一的国际标准，各生产企业采用的产品规格、验收标准和试验方法存在较大差异，这不仅影响材料的互换性和可追溯性，也在一定程度上制约了该材料在更广泛国际项目中的应用与推广。为此，制定一项涵盖高锰奥氏体钢薄规格产品技术要求的国际标准，已成为船舶与海洋工程行业的迫切需求。1.2标准编制总体情况ISO18819:2026由ISO/TC8“船舶与海洋技术”技术委员会（SC8船体结构分技术委员会）归口管理，由韩国、中国、日本等国专家联合起草。标准于2026年3月2日正式发布，现行有效。该标准是ISO18818（关于6.0mm及以上厚度高锰奥氏体钢板材规范）的系列配套标准，两者共同构成了完整的高锰奥氏体钢产品标准体系。1.3标准制定依据与原则本标准的制定依据包括ISO/IEC导则第2部分关于国际标准结构和编写规则的规定，同时参考了GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》关于我国标准编写的相关要求，并充分借鉴了ASTM、EN等区域性和国家层面相关标准的成功经验。标准制定遵循“安全性优先、协调一致性、科技进步适用性、国际贸易便利化”四项基本原则，在确保低温环境下材料服役安全性的基础上，兼顾各成员体的工业技术水平和利益诉求，力求实现技术指标的先进性与可行性的平衡。二、标准结构体系与技术框架2.1标准适用范围与产品界定ISO18819:2026适用于船舶和海洋工程结构用高锰奥氏体钢轧制板材、薄板和卷材，产品公称厚度小于6.0mm。该厚度范围的界定充分考虑了当前LNG液货围护系统薄膜型设计（如GTTMarkIII和NO96系统）中次层波纹板（corrugatedmembrane）的实际应用需求——该部位使用的材料厚度通常在0.7mm至3.0mm之间。标准同时也为更广泛的低温储运装备结构应用提供了材料选型依据。2.2关键术语与定义标准明确界定了“高锰奥氏体钢”的范畴：即以锰（Mn）为主要合金元素、锰含量不低于18%（质量分数）、在室温至-196℃温度范围内保持稳定的奥氏体组织的Fe-Mn-Al-C系或Fe-Mn-C系钢。同时，标准对板（plate）、薄板（sheet）、卷材（coil）、正火轧制（normalizingrolling）、热机械控制轧制（TMCP）等关键工艺术语给予了操作性定义，为各相关方在技术交流和信息传递中确立了统一语义基础。2.3标准体系定位在ISO标准整体体系中，本标准的定位可概括为“产品规范类标准”，位于ISO/TC8船舶与海洋技术标准框架下的材料分体系之中。它与ISO18818（厚规格材料）、ISO21028（低温容器用钢）等标准形成协同配套关系，并与ISO20421（低温容器设计）、ISO21009（低温容器安全要求）等标准共同服务于船舶与海洋工程低温装备的设计、建造和检验全流程。三、核心技术内容3.1钢的牌号与化学成分要求ISO18819:2026规定了两个牌号的高锰奥氏体钢，分别命名为HM24A和HM25A（牌号中的数字代表标称锰含量百分比）。标准对各牌号的化学成分规定了严格的界限值，主要合金元素要求如下表所示（以熔炼分析值为准，质量分数，%）：|牌号|C（≤）|Si（≤）|Mn|P（≤）|S（≤）|Al|Cr（≤）|Ni（≤）||------|---------|---------|------|---------|---------|------|----------|----------||HM24A|0.60|0.50|22.0~26.0|0.030|0.010|1.5~3.5|1.00|1.00||HM25A|0.60|0.50|24.0~27.0|0.030|0.010|1.5~3.5|1.00|1.00|3.2力学性能要求标准在力学性能方面对材料的屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、-196℃低温冲击吸收能量和弯曲性能作出了明确限定，主要技术指标如下：|牌号|规定塑性延伸强度Rp0.2（MPa，≥）|抗拉强度Rm（MPa）|断后伸长率A（%，≥）|-196℃冲击吸收能量KV2（J，≥）||------|-------------------------------|---------------------|----------------------|-------------------------------||HM24A|280|600~850|35（薄板纵向）|60（平均值）/45（单个值）||HM25A|280|600~850|35（薄板纵向）|60（平均值）/45（单个值）|在冲击试验方面，如产品厚度不足以制取标准尺寸试样时，允许采用宽度为7.5mm或5.0mm的小尺寸冲击试样，标准同时给出了相应的冲击能量降低系数和验收准则修正方法。对于厚度小于0.5mm的产品，冲击试验可不作为强制性检验项目，但需在质量证明书中注明。3.3制造工艺与交货状态标准规定，高锰奥氏体钢可采用转炉或电炉冶炼，并经炉外精炼（LF/RH）处理。连铸坯或模铸锭经开坯后，可采用热轧、冷轧或热机械控制轧制工艺生产至成品规格。薄板和卷材可以热轧状态、冷轧状态、退火状态或以酸洗表面状态交货。标准特别强调了最终冷轧变形量对材料强度和韧性的影响，要求制造商通过工艺试验确定最佳工艺窗口，以确保产品组织和性能的均匀性。3.4表面质量与尺寸偏差在表面质量方面，标准规定板、薄板和卷材表面不得存在裂纹、结疤、折叠、夹杂等对使用有害的缺陷。对于冷轧薄板和卷材，允许存在轻微的无害划伤和压痕，但缺陷深度不得超过产品厚度公差的一半。在尺寸偏差方面，标准规定的厚度允许偏差较通用钢材标准更为严格——对公称厚度不超过3.0mm的产品，厚度允许偏差为±0.05mm；对公称厚度大于3.0mm但小于6.0mm的产品，厚度允许偏差为±0.08mm。这一偏差要求为LNG薄膜型液货舱波纹板的精确成型提供了关键的尺寸保障。3.5试验方法与检验规则在试验方法方面，标准针对高锰奥氏体钢的特殊性，在化学成分分析、拉伸试验、冲击试验、弯曲试验等方面作出了技术规定。化学成分分析可参照ISO17025认可的实验室方法进行，争议仲裁推荐采用电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）或火花源原子发射光谱法。拉伸试验按照ISO6892-1执行，低温冲击试验按照ISO148-1执行，焊接接头试验如适用则参照ISO5173等相应标准。在检验规则方面，标准规定了型式检验和出厂检验的项目、取样数量、取样位置、复验规则和判定准则。每批产品由同一牌号、同一炉次、同一厚度规格和同一交货状态的钢材组成，批量上限为50吨。出厂检验项目包括化学成分、拉伸性能、弯曲性能和必要的表面质量检验；型式检验则需在此基础上增加-196℃低温冲击试验和晶粒度检验。3.6标志、质量证明书与包装标准要求产品标志应包含制造商名称或商标、牌号、炉号、批号、规格尺寸和标准编号等信息。每批产品应随附质量证明书，至少包含化学成分、力学性能（含低温冲击功）、交货状态、试验方法和检验结果等内容。在包装方面，卷材宜采用立式或卧式包装并采取防潮保护措施，薄板宜采用木质或金属托架包装，确保运输和储存过程中产品表面不受损伤。四、编制过程与主要技术争议4.1编制阶段概述ISO18819:2026的编制经历了新工作项目提案（NP）、工作组草案（WD）、委员会草案（CD）和最终国际标准草案（FDIS）各阶段。韩国技术标准院（KATS）于2020年向ISO/TC8/SC8提交NP提案，经各成员国投票获得通过后成立WG专项工作组，由韩国专家担任召集人。中国、日本、挪威、芬兰、法国、德国等国家成员体先后派员参与起草工作。4.2主要技术争议与协调在标准编制过程中，最具争议性的技术议题集中在以下三个方面：其一，关于Mn含量的下限设定。部分成员体认为将较低的Mn含量下限（如18%）纳入标准有助于扩大材料来源和适用范围；但韩国和欧洲的专家基于微观组织稳定性的研究结论指出，Mn含量过低时，高锰钢在-196℃下可能出现ε-马氏体或α'-马氏体相变，导致低温韧性急剧下降。最终经充分协商，标准将Mn含量下限设定为22%，以确保材料在目标服役温度下具有充足的奥氏体稳定性。其二，关于Al含量的控制范围。添加Al元素对钢材的密度、弹性模量和加工硬化行为均有影响。部分制造商倾向于降低Al含量以提高钢水纯净度，而薄膜型围护系统设计方则要求保证一定Al含量以获取足够的层错能和低温延展性。经多轮讨论验证，最终将Al含量范围确定为1.5%~3.5%。其三，关于冲击试样的取样方向。板材纵向与横向试样的冲击功存在一定差异，部分成员体建议允许供需双方协商选择取样方向，而另一方主张统一为横向取样以严格把关。最终标准采取折中方案：默认规定为横向取样，但允许在订货合同中约定为纵向取样。同时，标准对薄板和卷材可能无法制取横向试样的情况给出了具体处理办法。4.3共识形成机制在技术协调过程中，工作组采用了基于数据的决策模式。各参与国提交了各自的试验数据，工作组通过比对不同实验室间和不同炉批之间的数据离散性，在统计基础上确定了各项指标的安全裕度。同时，标准草案经过多轮意见征询和逐条审议，确保了技术条款的可操作性和验证的可重复性。五、主要起草单位介绍ISO18819:2026的编制汇聚了船舶与海洋技术领域的多个国际权威机构和企业。其中，韩国造船与海洋工程研究院（KRISO,KoreaResearchInstituteofShipsandOceanEngineering）作为标准编制的核心技术支持单位，在标准起草过程中发挥了主导作用。KRISO成立于1973年，是韩国科学技术信息通信部直属的政府研究机构，长期致力于船舶设计、海洋工程装备开发和新型船用材料研究。该院拥有国际先进的低温材料试验平台和一支覆盖材料科学、焊接工程、低温技术、结构完整性评估等多学科的高水平研究团队。在高锰奥氏体钢领域，KRISO与浦项制铁、现代重工、三星重工、大宇造船海洋等韩国骨干企业建立了紧密的产学研合作关系，主导了一系列高锰钢在LNG船舶领域的实船应用验证项目。KRISO率先提出了高锰奥氏体钢在薄膜型LNG液货舱波纹板制造中的焊接工艺方案，并系统积累了低温疲劳性能、裂纹扩展行为以及焊接接头可靠性等关键工程数据，为ISO18819:2026技术指标的科学制定提供了翔实的数据支撑和坚实的理论基础。中国作为重要参与方，也发挥了积极的建设性作用。中国船舶集团有限公司第七二五研究所（洛阳船舶材料研究所）作为国内领先的船舶材料研究机构，依托其在高锰奥氏体钢基础研究和产品开发方面的丰富积累，全程参与了标准技术内容的讨论和审查，为标准中有关材料组织稳定性评价和工艺适配性条款的完善作出了重要贡献。此外，中国船舶工业综合技术经济研究院作为ISO/TC8国内技术对口单位，在标准立项论证、国内利益协调和国际意见反馈等方面组织了系统的支撑工作。六、标准实施与行业影响6.1经济效益分析ISO18819:2026的发布实施将对高锰奥氏体钢产业链产生深远影响。在供给端，统一的产品规范有助于钢铁企业优化生产流程、降低质量损失和废品率，实现规模经济效应。以韩国浦项制铁为例，标准化后的高锰钢薄板生产线单吨成本较标准化前预计降低约8%~12%。在需求端，清晰的技术指标和统一的验收准则降低了用户的选材风险和验证成本，有助于缩短工程项目的采购周期和建造周期。对我国而言，该标准的发布将有效推动高锰奥氏体钢在国内LNG船舶和海洋工程装备中的工程应用。据测算，若国内新建大型L