液化天然气（LNG）储罐是液化天然气产业链中重要的组成部分,液化天然气储罐的国产化具有重要意义。9%Ni钢（9Ni钢）是制造大型LNG储罐的最主要材料之一。尽管我国国产9Ni钢材的研制已较成熟,但与其配套的镍基焊材仍大量依赖进口,其中一个问题是国产9Ni钢镍基焊材熔敷金属强度和塑性不能同时达标。针对该问题,论文首先采用机器学习方法分析了部分合金元素对镍基焊条熔敷金属力学性能的影响程度;随后,根据机器学习分析结果,重点研究了Nb和Cr两种元素对镍基焊材熔敷金属力学性能的影响机理。论文研究成果为LNG储罐用镍基焊材的开发和工程应用提供了一定的理论依据和实验支撑。论文首先计算了Nb、Cr、Fe、Mn、Mo、Ti等合金元素与镍基焊材熔敷金属塑性和强度的相关性;又采用了决策树模型研究了合金元素的浓度对镍基焊材熔敷金属塑性和强度的影响程度。研究发现Nb元素在一定含量内既可以提高熔敷金属的强度,也可以提高其塑性;Cr元素对熔敷金属的塑性有明显的提高作用。因此,论文重点对Nb和Cr两种元素对熔敷金属力学性能的影响开展进一步研究。论文选取了Nb含量分别为1.02%、1.14%和1.60%的三种焊条（分别计作A1、A2和A3）进行焊接实验,并对熔敷金属性能进行分析。研究发现熔敷金属显微组织为树枝晶γ相,枝晶间存在大量析出相,主要包括:Nb C、Mo6C、Cr23C6等碳化物和共晶组织。随着Nb含量的增加,枝晶间析出的Nb C含量增加,树枝晶间距和树枝晶宽度变小,抗拉强度、硬度和塑性也呈增大趋势。A3焊条得到的熔敷金属相比于A1,其枝晶宽度减少三分之一,抗拉强度提升17%,硬度提升5%,塑性提升2倍,低温冲击功提升10%。A1、A2和A3均具有良好的低温冲击韧性,其冲击断口均为韧窝形貌。论文研究了Cr含量分别为11.84%、12.05%、27.28%和27.61%的四种焊条的熔敷金属进行分析（分别计作A4、A5、B1、B2）,发现Cr能够促使熔敷金属形变诱导相变,使fcc的γ相转变为bcc组织。B1、B2与A1、A2相比,Cr含量提高2倍的条件下,形变诱导相变产生的bcc含量大约提升1.8倍,进而B1和B2塑性大约提升70%左右。B1和B2低温冲击韧性下降30%左右,主要是因为Ni含量的下降,其低温冲击断口为准解理形貌。