1. 鐵(tie)素(su)體低溫鋼


   鐵素(su)體低(di)(di)(di)溫(wen)鋼(gang)(gang)一(yi)(yi)般存在著明顯的(de)韌(ren)性(xing)-脆(cui)性(xing)轉變(bian)溫(wen)度(du)，當(dang)溫(wen)度(du)降(jiang)低(di)(di)(di)至(zhi)某個臨界值(zhi)（或區間）會出現韌(ren)性(xing)的(de)急劇(ju)下降(jiang)。含碳為0.2％鐵素(su)體鋼(gang)(gang)沖擊值(zhi)與溫(wen)度(du)的(de)關(guan)系，其轉變(bian)溫(wen)度(du)在-20℃左(zuo)右(you)。這樣(yang)一(yi)(yi)來(lai)，鐵素(su)體鋼(gang)(gang)不宜(yi)在其轉變(bian)溫(wen)度(du)以(yi)下使用。為此一(yi)(yi)般需在鐵素(su)體鋼(gang)(gang)中(zhong)加(jia)入Mn、Ni等合金元(yuan)素(su)，以(yi)降(jiang)低(di)(di)(di)間隙(xi)雜質，細化(hua)晶(jing)粒，控制鋼(gang)(gang)中(zhong)第二相的(de)大小、形態和分布等，使得(de)鐵素(su)體鋼(gang)(gang)的(de)韌(ren)性(xing)-脆(cui)性(xing)轉變(bian)溫(wen)度(du)降(jiang)低(di)(di)(di)。


   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(gao)）合金鐵(tie)素(su)體低溫鋼主(zhu)要(yao)有(you)6％Ni鋼、9％Ni鋼、36％Ni鋼，其中(zhong)9％Ni鋼是應用較廣(guang)的深冷用鋼。這類高(gao)鎳鋼的使用溫度可低至-196℃。


2. 奧氏(shi)體(ti)低溫鋼


   在最近十年，奧氏體不(bu)銹鋼(gang)，在-151℃和-269℃之(zhi)間的低(di)溫段(duan)內的表現不(bu)凡，使用(yong)在不(bu)斷增加，在液化氣（LNG）的船運、儲(chu)存、管道系統及其各種輔(fu)助裝備上獲得(de)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(zai)各種(zhong)改(gai)性類型中，含氮高(gao)(gao)(gao)強度(du)的(de)(de)不(bu)銹鋼，如06Cr18Nil0N（304N）和(he)022Cr17Ni12Mo2N（316LN）常(chang)常(chang)用(yong)于低(di)溫過程裝置和(he)液氧和(he)液氮的(de)(de)儲存和(he)輸送。添加2％的(de)(de)氮提高(gao)(gao)(gao)強度(du)約(yue)40％，并(bing)且(qie)在(zai)不(bu)損失延伸性和(he)斷(duan)裂(lie)韌性的(de)(de)前(qian)提下(xia)，適度(du)提高(gao)(gao)(gao)了拉伸強度(du)。


奧氏體低溫(wen)鋼具有較高的低溫(wen)韌性，一般沒有韌性-脆性轉變溫(wen)度。按(an)合(he)金成分(fen)不同(tong)，可分(fen)為(wei)三(san)個(ge)系列。


1. Cr-Ni系


  Cr-Ni系。主要為18-8型鉻鎳(nie)不銹耐酸鋼。這種(zhong)鋼低溫(wen)韌性、耐腐蝕性和工藝性均較好，已不同程度地(di)應用(yong)于各種(zhong)深冷（-150～-269℃）技術中。


2. Cr-Ni-Mn和Cr-Ni-Mn-N系


  Cr-Ni-Mn和Cr-Ni-Mn-N系。這(zhe)類鋼種以錳、氮(dan)代替部分鎳來(lai)穩定奧氏(shi)體(ti)。氮(dan)還具有強化作用，使鋼具有較高(gao)的韌性、極低的磁(ci)導率(lv)(lv)和穩定的奧氏(shi)體(ti)組織，適用于做(zuo)超(chao)低溫無磁(ci)鋼（即材料(liao)的磁(ci)導率(lv)(lv)很(hen)小）。如 06Cr21Ni6Mn9N 和06Cr16Ni22Mn9Mo2 等在-269℃做(zuo)無磁(ci)結構部件(jian)。


3. Mn-Al系奧氏體低溫無磁(ci)鋼


  Fe-Mn-Al系(xi)奧氏(shi)體低溫無磁鋼(gang)。是(shi)我國研制的(de)(de)節約鉻(ge)、鎳的(de)(de)新鋼(gang)種(zhong)，如15Mn26A14等可部分代替鉻(ge)鎳奧氏(shi)體鋼(gang)，用(yong)于-196℃以(yi)下的(de)(de)極低溫區。如能(neng)改善這種(zhong)鋼(gang)的(de)(de)抗(kang)化(hua)學腐(fu)蝕能(neng)力，還可擴大其(qi)應用(yong)范圍(wei)。