2022年4月22日，中国船级社(CCS)采用“云发证”形式，为中船重工集团第725研究所(简称“725所”)的高锰钢焊接材料、河北钢铁集团及舞阳钢铁有限责任公司(简称“河钢舞钢”)的高锰钢钢板以及中集宏图的高锰钢储罐颁发了工厂认可证书，这一组证书均为高锰奥氏体低温钢同类产品的国内首张CCS认可证书。
标志着国产高锰奥氏体低温钢研制成功，为国内LNG动力船的材料创新提供了切实可行的解决方案，也是CCS携手业界把握新发展阶段、贯彻新发展理念、服务并融入新发展格局、推动高质量发展的成功范例。
高锰钢应用正逢其时在行业绿色发展的主旋律下，清洁能源液化天然气(LNG)成为推动绿色发展的主力队员。
数据显示，2021年全球LNG贸易量达到3.8亿吨，同比增长6%，增幅扩大超5个百分点。
未来还将继续增长,预计到2040年全球LNG需求量将超过7亿吨/年，比2021年增加90%。
LNG贸易需求的增长带动了LNG海上运输的繁荣，LNG船运价日租金一度暴涨至35万美元/日的历史高位。
同时，随着航运业减排进程的推进，改用LNG等清洁替代燃料以实现减排目标也成为业界共识。
相比其他替代燃料，LNG燃料凭借其清洁性能，以及相对完善的产业链和丰富应用经验等优势从推动航运业绿色发展的主力军队伍中脱颖而出。
克拉克森数据显示，2016年～2021年，全球LNG船舶新船订单量分别是10艘、19艘、77艘、61艘、54艘、85艘，交付量分别为33艘、33艘、56艘、43艘、39艘、66艘。
LNG通常需要储存在-161.5℃、0.1MPa左右的低温储存罐内，因此，与LNG接触的内层材质必须使用低温钢材。
而对LNG运输船而言，高昂的LNG设备成本是制约相关产品发展的巨大瓶颈，其中LNG储罐的价格就占了整套动力系统的三分之一。
船用LNG储罐材料是LNG储罐建造的核心技术之一。
传统的LNG储罐建造材料采用的是昂贵的奥氏体不锈钢、奥氏体Fe-Ni合金、9镍钢(9Ni钢)和低温铝合金材料等，这些材料需要使用大量合金，制造成本高不说，对环境影响巨大。
前几年，国外研制出使用22%～25%的锰合金来代替昂贵的镍合金等材料来制造LNG船、LNG罐用低温钢，即低温奥氏体高锰钢。
该产品因其低成本和优异的塑韧性而备受瞩目。
研究表明，与目前广泛应用的9镍钢相比，船用LNG储罐所用低温高锰钢的低温强度、韧性、耐疲劳性、耐腐蚀性等性能均相差不大，且其塑性优于9镍钢。
成本方面，22%～25%锰钢材料成本约为9镍钢的1/3，LNG储罐采用高锰钢可大幅降低制造成本。
据了解，2020年12月赫伯罗特在大宇造船订造的总价值约10亿美元的6艘LNG动力23500TEU超大型集装箱船便采用开创性设计，安装由高锰钢制造的18000立方米B型LNG燃料舱。
由于使用这种新型材料，每艘船最多可节省200万至300万美元成本。
因此，业界普遍认为其将是LNG低温传统钢的最好替代者，具有较好的应用前景。
此外，在国际公约规范方面，2021年底，IMO货物与集装箱运输分委会第7次会议上批准了高锰奥氏体钢适用于《国际散装运输液化气体船舶构造和设备规则》(《IGC规则》)和《使用气体或其它低闪点燃料船国际安全规则》(《IGF规则》)。
CCS武汉分社产品检验处处长贾思庆认为：“这意味着使用高锰钢上船应用的检验依据正式得到国际海事组织认可，使用推广不再存在障碍。
未来，谁能提前一步研制生产出高锰钢并将其应用到船舶上，谁将抢得市场先机。
”创新赋能技术研发高锰钢虽然优势明显，但由于其具有锰合金含量高、浇注温度低、易偏析、低温变形抗力大等特点，冶炼、轧制生产难度非常大，目前只有极少数国家掌握其生产技术。
为了推进高锰钢研发和应用，助推我国LNG水上应用，CCS立足行业需求和技术前沿，携手河钢舞阳钢铁、725所、中集宏图、大西洋焊材、钢铁研究总院、东北大学、哈尔滨工程大学等单位，以国家重点项目为依托，形成了产、学、研、检、用及相关配套产品的研发应用合作平台，并联合725所、河钢舞钢、中集宏图等单位成立了高锰钢联合开发项目组，对高锰钢应用产业链关键技术联合研究攻关。
项目组目标是针对LNG船舶及储罐服役环境对低温材料的应用需求，通过开展高锰奥氏体低温钢应用技术研究，突破高锰奥氏体钢冶炼与轧制工艺优化、配套成形与焊接、服役性能评价等关键技术，建立我国船用高锰奥氏体低温钢品种体系、生产体系、检测应用评价体系和标准规范体系，实现高锰奥氏体低温用钢在LNG储罐上的示范应用，钢板屈服强度不低于400MPa，-196℃冲击功不低于41J。
五年多的研发，尽管过程曲折不易，但成果喜人。
据项目组介绍，按照共同制定的高锰钢生产与应用的研发技术路线，项目组完成超纯净化冶炼及均质化铸造技术优化、轧制和冷却工艺优化研究，突破全奥氏体高锰低温钢强韧化协同稳定性控制技术，实现了6mm、8mm、20mm和40mm四种规格高锰奥氏体低温钢批量生产，钢板强度、延伸率及冲击韧性均满足项目技术指标要求。
完成高锰奥氏体低温钢配套焊接材料研制，突破焊接接头低温强韧性调控关键技术，解决焊材制备工艺技术难点，实现了手工焊条、氩弧焊丝、气保焊丝、埋弧焊材四种焊材的批量生产。
完成低温环境服役性能评价与应用技术研究，突破低温环境下服役性能评价关键技术，完成高锰钢钢板及焊接接头低温静强度、低温抗断性能、低温止裂性能、腐蚀性能及耐疲劳性能评价。
完成高锰钢典型产品样罐设计、建造及低温工况试验，5m3产品样罐成功用于双燃料LNG动力船，实现了高锰奥氏体低温用钢在LNG储罐上示范应用。
同时，制定了高锰钢材料技术标准及检验要求、LNG储罐制造工艺及检验技术要求规范，形成《高锰奥氏体低温钢应用指南》，建立我国船用高锰奥氏体低温钢品种体系、生产体系、检测应用评价体系和标准规范体系。
《高锰奥氏体低温钢应用指南》于2021年12月获批生效，已用于指导材料及产品认证工作。
此外，项目组在研发过程中还进行了诸多创新探索。
包括基于高锰钢的热变形行为研究、轧制及冷却工艺优化，解决了高锰钢低温冲击韧性稳定性差和力学性能各向异性强烈等技术难题，实现多种规格高锰钢批量生产，钢板性能达到国际先进水平，填补国内空白；基于高锰奥氏体强韧化机理的成分设计技术，确定合适的合金元素含量，，焊缝金属-196℃冲击韧性不小于27J，焊接接头强韧性匹配良好。
贾思庆介绍称：“我们不仅实现了项目研究目标，钢板及焊材实物水平达到国际先进水平，还创造了多项国内第一——高锰钢板材、焊接材料、船用LNG储罐国内首家通过CCS认证；国内首次建立-165℃低温环境应用性能评价体系；研制建造的高锰钢LNG储罐成功用于双燃料LNG动力船，实现国内高锰钢LNG船舶行业的首次应用。
”合作开启新格局随着全球经济的发展和各国对环保的日益重视，液化天然气(LNG)的需求量与日剧增。
据国际能源署(IEA)预测，到2023年，全球液化天然气贸易量可望突破5000亿方，比2017年增长30%。
我国是天然气消费大国，且是世界第一大LNG进口国。
2021年LNG进口量为1089亿立方米(7893万吨)，占我国当年天然气总进口量的65%。
因此，大力发展LNG海运，推进LNG行业使用低温高锰钢前景广阔。
贾思庆表示：“通过开展船用LNG储罐高锰奥氏体低温钢及其配套焊接材料的应用研究，将大力推动国产高锰奥氏体低温钢及其配套焊接材料在我国LNG船制造等领域的应用，大大增强我国船企在高端造船领域的竞争力，同时也为国产高端钢材和焊接材料走向国际市场打下坚实的基础。
早在2016年，CCS就启动了高锰钢的相关研究与推广工作。
”前期，CCS、725所和河钢舞钢等合作开展了高锰钢试制研究工作，初步掌握了成分设计、轧制热处理工艺等技术，试制钢板力学性能达到韩国同类产品的实物水平。
期间，CCS选派材料专家积极参与河钢舞钢的高锰钢研发工作，与钢厂技术人员交流IMO国际会议上相关议案内容，总结分析实际生产中出现的问题，协助钢厂不断改进、优化技术方案和工艺规程，进行冶炼及轧制工艺优化研究，开发出超纯净化冶炼及均质化铸造技术、组织细化与织构弥散化控轧技术等多项创新成果。
2018年底，在多轮小炉试制的基础上，河钢舞钢成功在二轧钢生产线上轧制出厚度为20mm的国内首张LNG储罐用低温奥氏体型高锰钢板。
试验钢板经武汉分社验船师现场取样，并送725所进行理化性能试验，产品性能指标达到IMO最新认可导则及ISO 21635-2018的要求，特别是材料的-196℃冲击韧性优良。
这是国内第一成功实现工业化生产的低温用高锰钢板。
河钢舞钢成功研发的高锰钢是该应用合作平台的首项成果，表明我国已完全自主掌握高锰钢生产技术，实现重大技术突破，为我国低温用高锰钢的生产起到示范和引领作用。
目前该项目已获得国拨资金1850万。
之后，CCS配合725所完成了配套焊接材料研制和相关焊接工艺的研究，帮助荆门宏图公司完成了封头压制成型，异种材料焊接等多项技术成果，并协助陆续建造生产了两台5立方米样罐，一台5立方米实船储罐和一台20英尺罐箱。
后两台试验样罐的设计符合国内船用高锰奥氏体钢应用指南规范和其它相关标准，与介质接触的储罐内容器主体采用国产高锰奥氏体低温钢。
两台样罐顺利通过了几千公里水陆路装运低温液体运行试验，同时5立方实船储罐在扬州运河一艘散货船上进行了1000公里的实船验证。
五年多来，大家同心协力，一起攻克了诸多技术难题，而这看似曲折的研发过程却充分体现了技术引领、合作共赢的精神，向世界展示出了中国工业界的实力。
中国钢铁工业钢铁产量已经雄踞世界第一多年，我们的装备水平也是世界一流，并且已经能够生产绝大多数规格、品种的钢材、船用钢材。
725所的高锰钢焊接材料、河钢舞钢的高锰钢钢板以及中集宏图的高锰钢储罐的研发、生产、试验成功，为将来高锰钢的实际应用打下了坚实的基础，也为我国参与国际标准制订，提供了实践基础。
下一步，CCS及各合作伙伴将基于已在产品研发及产品认证等业务上所建立的合作基础，充分发挥各方优势资源，深化合作，继续深入开展高锰钢应用研发工作，包括开展高锰钢B型舱适应性研究，液氢/氨储罐研究等，进一步推动高锰钢在LNG、氢、氨等全产业链的应用，为我国的绿色发展作出贡献。
同时，各方还将积极开展技术标准与规范的研究工作，力争为我国标准及国际标准的制定提供支撑，发出中国强音。