含Ni在5%~9%的低碳钢是上世纪四五十年代由美国开发并推向市场的,其主要用在低温环境下,其中9Ni钢可以在液氮温度下(-196℃)下依然具有优良的韧性,而且具有高强度和容易焊接的优点,所以广泛使用在液化天然气储罐内壁上。随着世界能源的紧缺和环境压力,天然气作为一种清洁能源越来越受到世界各国的关注,所以天然气的储存和运输也受到日益重视,高Ni的低碳钢作为最具有应用前景的低温储运材料很有研究价值,以后国内有望把高Ni钢用在液化天然气运输船的制造中,使得该材料的使用更加广泛。本研究针对不同成分和热处理工艺下得到的高Ni钢,测试其力学性能和冲击性能,其中冲击性能是衡量低温钢非常关键的性能,冲击功高的材料才具有足够的安全性。在测试结果的基础上,通过金相照片和扫描照片的分析,找到影响冲击性能的组织因素和低温断裂的机理。针对4种不同成分高Ni材料,测试了其力学性能和冲击性能,然后通过组织分析得到其中合金元素的对冲击性能的影响,可以指导实际生产。然后进一步用淬火+两相区淬火+回火(QLT)工艺处理4中样品,大大提高了其冲击性能,也分析了影响低温韧性的组织因素。QLT热处理工艺中保留的逆转变奥氏体也对低温性能有利,可以在实际生产中加以应用。综合来讲,通过本研究可以对低温用高Ni钢有了全面的认识,通过改进工艺可以大大提高其低温韧性,为此材料的实际生产和应用提供指导。