1. 鐵素體低溫鋼


   鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)低溫(wen)(wen)鋼(gang)一般存在著明顯的韌(ren)(ren)(ren)性(xing)-脆(cui)性(xing)轉(zhuan)變(bian)溫(wen)(wen)度(du)，當溫(wen)(wen)度(du)降低至某個臨(lin)界(jie)值(zhi)（或(huo)區間）會出現韌(ren)(ren)(ren)性(xing)的急劇(ju)下(xia)降。含碳為0.2％鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)鋼(gang)沖擊(ji)值(zhi)與溫(wen)(wen)度(du)的關系(xi)，其轉(zhuan)變(bian)溫(wen)(wen)度(du)在-20℃左右。這(zhe)樣一來，鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)鋼(gang)不宜在其轉(zhuan)變(bian)溫(wen)(wen)度(du)以下(xia)使(shi)用。為此一般需在鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)鋼(gang)中加(jia)入Mn、Ni等(deng)合(he)金元素(su)(su)，以降低間隙雜質(zhi)，細化(hua)晶(jing)粒，控制鋼(gang)中第二相的大小、形態(tai)和分布等(deng)，使(shi)得(de)鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)鋼(gang)的韌(ren)(ren)(ren)性(xing)-脆(cui)性(xing)轉(zhuan)變(bian)溫(wen)(wen)度(du)降低。


   鐵素體不銹鋼在低溫狀態下，存在著像碳素鋼那樣的低溫脆性，而奧氏體鋼則不存在。因此，鐵素體或者是馬氏體不銹鋼有可能產生低溫脆化，而奧氏體系不銹鋼或Ni基合金則不會顯示低溫脆性。鐵素體不銹鋼的12Cr13（410）、10Cr17（430）等在低溫狀態下，會顯示出沖擊韌性值急劇下降。所以鐵素體不銹鋼在低溫狀態下使用時，要特別注意和謹慎。作為改善鐵素體型不銹鋼沖擊韌性的方法，可考慮進行高純化工藝處理。借助于控制C，N等級水平，脆化溫度可在-100～-50℃范圍內得到改善時，使之有可能用于冷凍相關的場合。近年來，已將022Cr18Ti（439）和022Cr18NbTi等應用于冷凍器具的殼體。鐵素體不銹鋼因為是體心立方（bcc）晶格結構，在加工處理時材料性能呈現出變弱，可能出現尖銳的裂紋并會迅速地擴展而造成脆性破壞。奧氏體型不銹鋼因為是面心立方（fcc）晶格結構而不會產生脆性破壞。奧氏體型不銹鋼06Cr19Ni10（304）和06Cr17Ni12Mo2（316）等顯示出在低溫狀態下仍具有優越的沖擊特性。但是，要注意加工處理時析出鐵素體或因加工而引起馬氏體的析出，還有因敏化引起碳化物或σ相等異相析出而引起脆化的傾向。


   中(zhong)（高）合金鐵素體低溫(wen)鋼(gang)主要有6％Ni鋼(gang)、9％Ni鋼(gang)、36％Ni鋼(gang)，其(qi)中(zhong)9％Ni鋼(gang)是(shi)應用較廣的(de)深冷用鋼(gang)。這類(lei)高鎳鋼(gang)的(de)使用溫(wen)度(du)可低至-196℃。


2. 奧(ao)氏體(ti)低(di)溫鋼(gang)


   在(zai)最近十年，奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼，在(zai)-151℃和-269℃之(zhi)間的低溫段內的表現不凡，使(shi)用(yong)在(zai)不斷(duan)增加，在(zai)液化氣(qi)（LNG）的船運(yun)、儲(chu)存、管道系統及其各種輔助裝備上獲得了大量的應用(yong)。


   AISI300 型鋼種，如 06Cr18Ni10（304）、022Cr19Ni10(304L)、06Cr25Ni20(310S)、06Cr17Ni12Mo2(316)、022Cr17Ni12Mo2(316L)、06Cr18Ni11Ti（321）和06Cr18Ni11Nb（347）在-269℃的低溫下都具有優良的可焊性和韌性。在這些不銹鋼中，如06Cr18Ni10（304）和022Cr19Nil0（304L）是最常用的不銹鋼。因此，在設計規范中它們具有最多的現場使用經驗和覆蓋面。這類等級的不銹鋼具有中等的強度和優良的韌性，因此常常按照其成形性能、制造性能以及各種制品形式進行選擇。


   在各種改(gai)性(xing)類(lei)型中，含(han)氮(dan)高(gao)(gao)強度的(de)不銹鋼，如06Cr18Nil0N（304N）和(he)(he)022Cr17Ni12Mo2N（316LN）常常用于低溫(wen)過程裝置和(he)(he)液氧和(he)(he)液氮(dan)的(de)儲存和(he)(he)輸送(song)。添(tian)加(jia)2％的(de)氮(dan)提(ti)高(gao)(gao)強度約(yue)40％，并且在不損失延伸性(xing)和(he)(he)斷裂(lie)韌性(xing)的(de)前(qian)提(ti)下，適度提(ti)高(gao)(gao)了(le)拉(la)伸強度。


奧氏體低溫(wen)鋼具有較高的低溫(wen)韌性(xing)，一般沒有韌性(xing)-脆性(xing)轉(zhuan)變溫(wen)度。按合金成分不同，可分為(wei)三個系列。


1. Cr-Ni系


  Cr-Ni系(xi)。主要為18-8型鉻鎳(nie)不銹耐酸鋼。這種(zhong)鋼低溫(wen)韌性(xing)(xing)、耐腐蝕性(xing)(xing)和工藝性(xing)(xing)均(jun)較好(hao)，已不同程度地應用(yong)于(yu)各(ge)種(zhong)深冷（-150～-269℃）技術中。


2. Cr-Ni-Mn和(he)Cr-Ni-Mn-N系(xi)


  Cr-Ni-Mn和Cr-Ni-Mn-N系。這類(lei)鋼種(zhong)以錳、氮代替部分(fen)鎳(nie)來(lai)穩定奧氏體。氮還具有(you)強化(hua)作用(yong)，使(shi)鋼具有(you)較高的韌(ren)性、極低的磁(ci)導率和穩定的奧氏體組織(zhi)，適用(yong)于做超低溫(wen)無(wu)磁(ci)鋼（即材料的磁(ci)導率很(hen)小）。如(ru) 06Cr21Ni6Mn9N 和06Cr16Ni22Mn9Mo2 等在-269℃做無(wu)磁(ci)結構部件。


3. Mn-Al系奧氏體低溫無磁鋼


  Fe-Mn-Al系奧氏體(ti)低(di)溫(wen)無磁鋼(gang)。是我國(guo)研制(zhi)的節(jie)約(yue)鉻、鎳(nie)的新鋼(gang)種，如15Mn26A14等可部分代替鉻鎳(nie)奧氏體(ti)鋼(gang)，用于-196℃以下的極(ji)低(di)溫(wen)區。如能改善這種鋼(gang)的抗化學腐蝕能力，還可擴大其應用范(fan)圍(wei)。