ISO 21028-1:2026
(Main)Cryogenic vessels — Toughness requirements for materials at cryogenic temperature — Part 1: Temperatures below ‒80 °C
General Information
- Abstract
This document specifies the toughness requirements of metallic materials for use at a temperature below −80 °C to ensure their suitability for cryogenic vessels. This document does not apply to unalloyed steels and cast materials.
- Status
- Published
- Publication Date
- 22-Sep-2026
- Technical Committee
- ISO/TC 220 - Cryogenic vessels
- Drafting Committee
- ISO/TC 220 - Cryogenic vessels
- Current Stage
- 6060 - International Standard published
- Start Date
- 23-Sep-2026
- Due Date
- 13-Mar-2026
- Completion Date
- 23-Sep-2026
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ISO 21028-1:2026 - Cryogenic vessels — Toughness requirements for materials at cryogenic temperature — Part 1: Temperatures below ‒80 °C
ISO 21028-1:2026 - Récipients cryogéniques — Exigences de ténacité pour les matériaux à température cryogénique — Partie 1: Températures inférieures à ‒80 °C
Overview
ISO 21028-1:2016 sets out the toughness requirements for metallic materials used in the construction of cryogenic vessels operating at temperatures below -80 °C. Ensuring material toughness at extreme subzero temperatures is vital for the structural integrity and safety of cryogenic equipment. This international standard aims to provide uniform guidelines to manufacturers and users, helping prevent brittle fractures in metallic materials exposed to cryogenic conditions. It specifically excludes unalloyed steels and cast materials, focusing instead on metallic alloys commonly used in low-temperature applications.
Key Topics
Toughness Requirements for Cryogenic Service
ISO 21028-1 details how to determine and verify the required toughness of metallic materials for use below -80 °C. It outlines specific procedures for:- The selection of steels, aluminium alloys, and copper alloys
- Impact and lateral expansion testing for steels
- Test procedures for welded joints, base materials, and heat-affected zones
Test Methods and Acceptance Criteria
The standard describes standardized test methods, including:- Charpy pendulum impact testing according to ISO 148-1
- Test piece sampling based on product thickness
- Acceptance criteria for both average and individual test results, with defined minimum requirements for impact energy and lateral expansion
Material Groups and Exclusions
- Scope is limited to metallic materials, with specific guidance for austenitic and ferritic steels as well as guidance for aluminium and copper alloys
- Materials must conform to the standard's requirements or be subject to an additional appraisal for special cases
Conformance with Pressure Equipment Directives
ISO 21028-1 is harmonized with the essential safety requirements of the European Pressure Equipment Directive (PED) 2014/68/EU, ensuring compatibility with legal and industrial safety requirements across multiple regions.
Applications
ISO 21028-1 is essential for organizations and professionals involved in the design, fabrication, inspection, and maintenance of cryogenic vessels used in industries such as:
- Liquefied Natural Gas (LNG) Storage and Transport
- Industrial Gases (e.g., Oxygen, Nitrogen, Argon)
- Medical Cryogenics
- Space and Aerospace Applications
- Scientific Research Facilities
Manufacturers, engineers, and quality assurance professionals use ISO 21028-1 to:
- Select appropriate metallic materials for cryogenic applications
- Qualify welding procedures and production welds
- Specify and verify material properties in procurement specifications
- Ensure compliance with international safety and quality standards
Meeting the requirements of this standard reduces the risk of brittle fracture in low-temperature environments, thus supporting the safe and reliable operation of cryogenic equipment.
Related Standards
Several related international and European standards support the implementation of ISO 21028-1:
- ISO 148-1: Metallic materials – Charpy pendulum impact test – Part 1: Test method
- ISO 21009-1:2022: Cryogenic vessels – Static vacuum-insulated vessels – Design, fabrication, inspection and tests
- ISO 20421-1:2019: Cryogenic vessels – Large transportable vacuum-insulated vessels – Design, fabrication, inspection and tests
- ISO 15608: Welding – Guidelines for a metallic materials grouping system
- EN 13445-2:2021: Unfired pressure vessels – Part 2: Materials
Compliance with ISO 21028-1, in combination with these standards, ensures a comprehensive approach to the safe design and operation of cryogenic systems worldwide. This harmonization also supports regulatory compliance and global trade in the cryogenic sector.
Relations
- Effective Date
- 12-Feb-2026
- Effective Date
- 18-Jun-2022
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Frequently Asked Questions
ISO 21028-1:2026 is a standard published by the International Organization for Standardization (ISO). Its full title is "Cryogenic vessels — Toughness requirements for materials at cryogenic temperature — Part 1: Temperatures below ‒80 °C". This standard covers: This document specifies the toughness requirements of metallic materials for use at a temperature below −80 °C to ensure their suitability for cryogenic vessels. This document does not apply to unalloyed steels and cast materials.
This document specifies the toughness requirements of metallic materials for use at a temperature below −80 °C to ensure their suitability for cryogenic vessels. This document does not apply to unalloyed steels and cast materials.
ISO 21028-1:2026 is classified under the following ICS (International Classification for Standards) categories: 23.020.40 - Cryogenic vessels. The ICS classification helps identify the subject area and facilitates finding related standards.
ISO 21028-1:2026 has the following relationships with other standards: It is inter standard links to FprEN ISO 21028-1, ISO 21028-1:2016. Understanding these relationships helps ensure you are using the most current and applicable version of the standard.
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Standards Content (Sample)
International
Standard
ISO 21028-1
Third edition
Cryogenic vessels — Toughness
2026-09
requirements for materials at
cryogenic temperature —
Part 1:
Temperatures below ‒80 °C
Récipients cryogéniques — Exigences de ténacité pour les
matériaux à température cryogénique —
Partie 1: Températures inférieures à ‒80 °C
Reference number
© ISO 2026
All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
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or ISO’s member body in the country of the requester.
ISO copyright office
CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: +41 22 749 01 11
Email: copyright@iso.org
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Toughness requirements . 2
4.1 General .2
4.2 Steels . . .2
4.3 Aluminium or aluminium alloys .3
4.4 Copper or copper alloys .3
4.5 Test methods .3
4.5.1 General .3
4.5.2 Test piece locations .3
4.5.3 Test piece locations for welds and heat-affected zones .3
4.6 Acceptance criteria .5
4.6.1 For impact energy.5
4.6.2 For lateral expansion .5
Bibliography . 7
iii
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through
ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee
has been established has the right to be represented on that committee. International organizations,
governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely
with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described
in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the different types
of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the
ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
ISO draws attention to the possibility that the implementation of this document may involve the use of (a)
patent(s). ISO takes no position concerning the evidence, validity or applicability of any claimed patent
rights in respect thereof. As of the date of publication of this document, ISO had not received notice of (a)
patent(s) which may be required to implement this document. However, implementers are cautioned that
this may not represent the latest information, which may be obtained from the patent database available at
www.iso.org/patents. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and expressions
related to conformity assessment, as well as information about ISO’s adherence to the World Trade
Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www.iso.org/iso/foreword.html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 220, Cryogenic vessels, in collaboration with
the European Committee for Standardization (CEN) Technical Committee CEN/TC 268, Cryogenic vessels
and specific hydrogen technologies applications, in accordance with the Agreement on technical cooperation
between ISO and CEN (Vienna Agreement).
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 21028-1:2016), which has been technically
revised.
The main changes are as follows:
— addition of normative references;
— addition of Table 1 in 4.2.
A list of all parts in the ISO 21028 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www.iso.org/members.html.
iv
Introduction
The use of materials at low temperatures entails special problems which should be addressed. Consideration
should be given, in particular, to changes in mechanical characteristics, expansion and contraction
phenomena and the thermal conduction of the various materials. Austenitic stainless steel can transform
from the austenitic to the martensitic phase when cooled down, leading to dimensional change that should
be considered during design.
However, the most important property to consider is material toughness at low temperatures.
v
International Standard ISO 21028-1:2026(en)
Cryogenic vessels — Toughness requirements for materials at
cryogenic temperature —
Part 1:
Temperatures below ‒80 °C
1 Scope
This document specifies the toughness requirements of metallic materials for use at a temperature below
−80 °C to ensure their suitability for cryogenic vessels.
This document does not
...
Norme
internationale
ISO 21028-1
Troisième édition
Récipients cryogéniques —
2026-09
Exigences de ténacité pour
les matériaux à température
cryogénique —
Partie 1:
Températures inférieures à ‒80 °C
Cryogenic vessels — Toughness requirements for materials at
cryogenic temperature —
Part 1: Temperatures below ‒80 °C
Numéro de référence
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2026
Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
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être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Exigences de ténacité . 2
4.1 Généralités .2
4.2 Aciers .2
4.3 Aluminium ou alliages d'aluminium .3
4.4 Cuivre ou alliages de cuivre .3
4.5 Méthodes d'essai .3
4.5.1 Généralités .3
4.5.2 Position des éprouvettes .4
4.5.3 Position des éprouvettes pour les soudures et les zones affectées thermiquement .4
4.6 Critères d'acceptation .6
4.6.1 Pour l'énergie de rupture en flexion par choc .6
4.6.2 Pour l'expansion latérale .6
Bibliographie . 8
iii
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux
de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général
confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire
partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier, de prendre note des différents
critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a
été rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir
www.iso.org/directives).
L’ISO attire l’attention sur le fait que la mise en application du présent document peut entraîner l’utilisation
d’un ou de plusieurs brevets. L’ISO ne prend pas position quant à la preuve, à la validité et à l’applicabilité de
tout droit de brevet revendiqué à cet égard. À la date de publication du présent document, l’ISO n’avait pas
reçu notification qu’un ou plusieurs brevets pouvaient être nécessaires à sa mise en application. Toutefois,
il y a lieu d’avertir les responsables de la mise en application du présent document que des informations
plus récentes sont susceptibles de figurer dans la base de données de brevets, disponible à l'adresse
www.iso.org/brevets. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir identifié tout ou partie de
tels droits de propriété.
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données pour
information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion de
l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles techniques au
commerce (OTC), voir www.iso.org/avant-propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 220, Récipients cryogéniques, en
collaboration avec le comité technique CEN/TC 268, Récipients cryogéniques et applications spécifiques
des technologies de l’hydrogène, du Comité européen de normalisation (CEN) conformément à l'Accord de
coopération technique entre l'ISO et le CEN (Accord de Vienne).
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 21028-1:2016), qui a fait l'objet d'une
révision technique.
Les principales modifications sont les suivantes:
— ajout de références normatives;
— ajout du Tableau 1 au 4.2.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 21028 se trouve sur le site web de l'ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes se
trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
iv
Introduction
L'utilisation de matériaux à basse température comporte des difficultés spécifiques qu'il convient de
prendre en compte, notamment en prêtant une attention particulière aux modifications des caractéristiques
mécaniques, aux phénomènes de dilatation et de contraction et à la conduction thermique des divers
matériaux. Lorsqu'il est refroidi, l'acier austénitique inoxydable peut passer de la phase austénitique à la
phase martensitique, ce qui entraîne des modifications dimensionnelles dont il convient de tenir compte au
stade de la conception.
Toutefois, la principale propriété à prendre en considération est la ténacité des matériaux à basse
température.
v
Norme internationale ISO 21028-1:2026(fr)
Récipients cryogéniques — Exigences de ténacité pour les
matériaux à température cryogénique —
Partie 1:
Températures inférieures à ‒80 °C
1 Domaine d'application
Le présent document spécifie les exigences de ténacité des matériaux métalliques utilisables à une
température inférieure à −80 °C, pour assurer leur aptitude à l'emploi pour les récipients cryogéniques.
Le présent document ne s'applique ni aux aciers non alliés ni aux matériaux moulés.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu'ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour
les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels
amendements).
ISO 148-1, Matériaux métalliques — Essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy — Partie 1: Méthode d’essai
ISO 21009-1:2022, Récipients cryogéniques — Récipients isolés sous vide statiques — Partie 1:
...