通常所說的低溫定義很廣,在冷藏和冷凍時常提到低溫。從0℃開始到-100℃左右的范圍或超低溫的范圍,其特性大不相同。在生產工業用氧或氮時,將空氣在超低溫中進行冷卻,則可分離出液態氮液化溫度-196℃和液態氧-183℃。還有,近年來,作為對環境污染很少的能源-天然氣,在生產裝置的超低溫工況下,冷卻成為液化天然氣(LNG液化溫度-162℃)。使用LNG船就可以大規模地將液化天然氣運輸到儲存地,LNG低溫儲運罐車,見圖6-1。不銹(xiu)鋼低溫儲罐和鋼瓶(液氮、液氬等),見圖6-2和圖6-3。

在超低溫環境中奧(ao)氏(shi)體不銹鋼是最好的使用材料。
在(zai)超導(dao)粒(li)子加速器(qi)中,為了能在(zai)絕對溫度(du)-273℃環(huan)境溫度(du)下(xia)使用,就需要在(zai)超低溫狀態下(xia)仍為非(fei)磁(ci)性、高(gao)強度(du)的奧(ao)氏(shi)體不銹鋼材料。
普通鋼(gang)(gang)雖是一種高強度(du)材料,但在(zai)低(di)(di)(di)溫(wen)環境中,因其(qi)強度(du)和(he)韌性(xing)都大(da)大(da)降低(di)(di)(di),而在(zai)使用(yong)上(shang)受到(dao)限(xian)制。為此出現了添加鎳(Ni)的特(te)殊鋼(gang)(gang),低(di)(di)(di)溫(wen)強度(du)得到(dao)了改(gai)善(shan)和(he)提(ti)高。馬氏體、鐵(tie)(tie)素(su)體和(he)奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),分別在(zai)常溫(wen)以及高溫(wen)環境中具有(you)各自優越的特(te)性(xing),但在(zai)低(di)(di)(di)溫(wen)環境中,馬氏體和(he)鐵(tie)(tie)素(su)體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),與普通鋼(gang)(gang)一樣,低(di)(di)(di)溫(wen)性(xing)能不(bu)(bu)佳,不(bu)(bu)能適應低(di)(di)(di)溫(wen)環境,在(zai)使用(yong)上(shang)要(yao)特(te)別注意。而奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),因具有(you)優良的低(di)(di)(di)溫(wen)特(te)性(xing),在(zai)低(di)(di)(di)溫(wen)環境中而被廣泛(fan)和(he)大(da)量使用(yong)。
奧氏體不銹鋼具有優越的低溫特性。如022Cr19Ni10(304L)以及022Cr17Ni12Mo2(316L)這兩種鋼的抗拉強度在低溫時,不但沒有降低,反而均有所上升。近年來,又開發了借助于添加氮(N)而控制材料強度的技術。添加氮(N)也對超低溫狀態下的透磁率帶來影響,所以氮(N)就成為改善特性的有效因素。低溫的延展性在30%以上,并且是充分而穩定的。奧氏體穩定程度更優越的06Cr17Ni12Mo2(316),022Cr17Ni12Mo2(316L)具有更優良的特性。如前所述,有必要注意奧氏體不銹鋼的低溫馬氏體產生的影響。
對于奧氏體穩定程度不同的12Cr17Ni7(301)、06Cr19Ni10(304)和06Cr25Ni20(310),在Ms點以下進行加工時,隨著加工溫度的降低,強度增加(被用于subzero加工,即低溫加工)。按鋼種不同排列,其強度增加的次序為12Cr17Ni7(301)>06Cr19Ni10(304)>06Cr25Ni20(310)。奧氏體穩定程度越差的材0(304)>06Cr25N料如12Cr17Ni7(301),強度增加就越明顯。
在(zai)低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)狀態(tai)下(xia),鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)存在(zai)像碳素(su)鋼(gang)(gang)一(yi)樣的低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)脆(cui)性(xing)(xing),而(er)(er)(er)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)鋼(gang)(gang)則不(bu)(bu)(bu)存在(zai)。因(yin)(yin)此鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)或是馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)產生低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)脆(cui)化(hua)而(er)(er)(er)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)或Ni基(ji)合金不(bu)(bu)(bu)顯(xian)(xian)示低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)脆(cui)性(xing)(xing)。鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的12Cr13(410),10Cr17(430)等在(zai)低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)狀態(tai)下(xia),顯(xian)(xian)示出(chu)沖擊值急劇下(xia)降。所(suo)以鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)狀態(tai)下(xia)使用(yong)時,要特別(bie)加以注意。作為(wei)改(gai)善(shan)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)沖擊韌性(xing)(xing)的方(fang)法(fa),可以考慮進行高純度(du)化(hua)工(gong)藝。借助(zhu)于控制C、N等級水平,脆(cui)化(hua)溫(wen)(wen)(wen)度(du)可在(zai)-100~-50℃范圍內進行改(gai)善(shan)時,有(you)(you)可能(neng)將其用(yong)于與冷凍相(xiang)(xiang)關的工(gong)程。近年來,已(yi)將011Cr17(430L)和(he)10Cr17MoNb(436)等應(ying)用(yong)于冷凍器具的殼體(ti)(ti)(ti)(ti)。鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)因(yin)(yin)為(wei)是體(ti)(ti)(ti)(ti)心立方(fang)結(jie)構,當材(cai)料(liao)性(xing)(xing)能(neng)呈(cheng)現出(chu)變(bian)弱時,尖銳的裂紋會(hui)迅速地擴展而(er)(er)(er)造成脆(cui)性(xing)(xing)破壞。而(er)(er)(er)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),因(yin)(yin)為(wei)是面心立方(fang)結(jie)構,而(er)(er)(er)不(bu)(bu)(bu)會(hui)產生脆(cui)性(xing)(xing)破壞。奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)06Cr19Ni10(304)和(he)06Cr17Ni12Mo2(316)等,在(zai)低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)狀態(tai)下(xia)仍顯(xian)(xian)示出(chu)了優越的沖擊特性(xing)(xing)。但是,要注意析出(chu)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)或因(yin)(yin)加工(gong)而(er)(er)(er)引起馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)的析出(chu),還有(you)(you)因(yin)(yin)敏(min)化(hua)引起碳化(hua)物或。相(xiang)(xiang)等異(yi)性(xing)(xing)相(xiang)(xiang)的析出(chu)而(er)(er)(er)引起脆(cui)化(hua)的傾向。
06Cr19Ni10具有優良的(de)耐蝕性(xing)及冷加(jia)工沖壓性(xing),在(zai)-180℃條件(jian)(jian)(jian)下力(li)學性(xing)能仍佳。是奧(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)中(zhong)生產(chan)和用量最(zui)多(duo)的(de)鋼(gang),用于生產(chan)薄(bo)壁(bi)件(jian)(jian)(jian)、輸酸管道及結構件(jian)(jian)(jian)等。

