1. 鐵素體(ti)低溫鋼


   鐵(tie)素體低(di)溫(wen)(wen)鋼(gang)(gang)(gang)一(yi)(yi)般存(cun)在著(zhu)明顯(xian)的(de)(de)韌(ren)性-脆(cui)性轉(zhuan)(zhuan)變(bian)溫(wen)(wen)度，當(dang)溫(wen)(wen)度降低(di)至某個臨界值（或區間(jian)）會出現韌(ren)性的(de)(de)急(ji)劇下降。含碳為0.2％鐵(tie)素體鋼(gang)(gang)(gang)沖擊值與(yu)溫(wen)(wen)度的(de)(de)關系(xi)，其(qi)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)溫(wen)(wen)度在-20℃左右。這樣(yang)一(yi)(yi)來，鐵(tie)素體鋼(gang)(gang)(gang)不宜在其(qi)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)溫(wen)(wen)度以下使用。為此一(yi)(yi)般需在鐵(tie)素體鋼(gang)(gang)(gang)中加入Mn、Ni等(deng)合金元素，以降低(di)間(jian)隙雜(za)質，細化晶粒，控制鋼(gang)(gang)(gang)中第(di)二相的(de)(de)大(da)小、形態和分布等(deng)，使得鐵(tie)素體鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)韌(ren)性-脆(cui)性轉(zhuan)(zhuan)變(bian)溫(wen)(wen)度降低(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（高）合金鐵(tie)素體低溫鋼主要有6％Ni鋼、9％Ni鋼、36％Ni鋼，其(qi)中9％Ni鋼是應用較廣的深冷用鋼。這(zhe)類高鎳鋼的使用溫度可低至-196℃。


2. 奧氏(shi)體低溫鋼


   在最近十年，奧氏體不銹鋼(gang)，在-151℃和-269℃之(zhi)間的低溫段內的表現不凡，使用在不斷增加，在液化氣（LNG）的船運、儲(chu)存、管道系統及其各種(zhong)輔(fu)助(zhu)裝備(bei)上(shang)獲得了大(da)量的應(ying)用。


   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。


   在各種改性(xing)(xing)類型中(zhong)，含(han)氮(dan)高強度的(de)不銹鋼，如06Cr18Nil0N（304N）和(he)022Cr17Ni12Mo2N（316LN）常常用于低溫過程裝置(zhi)和(he)液氧和(he)液氮(dan)的(de)儲(chu)存和(he)輸送(song)。添加2％的(de)氮(dan)提(ti)高強度約(yue)40％，并且(qie)在不損失延伸(shen)性(xing)(xing)和(he)斷裂韌性(xing)(xing)的(de)前提(ti)下(xia)，適度提(ti)高了(le)拉伸(shen)強度。


奧氏體低溫(wen)(wen)鋼具有(you)較高的(de)低溫(wen)(wen)韌(ren)性(xing)，一般(ban)沒有(you)韌(ren)性(xing)-脆性(xing)轉變溫(wen)(wen)度。按(an)合金(jin)成分不同(tong)，可(ke)分為三個系列(lie)。


1. Cr-Ni系


  Cr-Ni系。主(zhu)要為18-8型鉻鎳不銹(xiu)耐酸(suan)鋼。這種(zhong)鋼低溫韌性、耐腐蝕性和工藝(yi)性均較(jiao)好，已不同程(cheng)度(du)地(di)應用于各種(zhong)深冷(leng)（-150～-269℃）技術中(zhong)。


2. Cr-Ni-Mn和Cr-Ni-Mn-N系(xi)


  Cr-Ni-Mn和(he)Cr-Ni-Mn-N系。這類鋼(gang)種(zhong)以錳(meng)、氮(dan)代替部分鎳(nie)來穩定奧(ao)氏體。氮(dan)還具有強化作用(yong)，使鋼(gang)具有較高的(de)(de)韌(ren)性、極低的(de)(de)磁導率(lv)和(he)穩定的(de)(de)奧(ao)氏體組織，適(shi)用(yong)于做(zuo)超低溫無(wu)磁鋼(gang)（即材料的(de)(de)磁導率(lv)很小）。如 06Cr21Ni6Mn9N 和(he)06Cr16Ni22Mn9Mo2 等在-269℃做(zuo)無(wu)磁結構部件(jian)。


3. Mn-Al系奧氏體(ti)低溫無磁鋼


  Fe-Mn-Al系奧(ao)氏體(ti)低溫(wen)無(wu)磁鋼(gang)(gang)。是我(wo)國(guo)研制的(de)(de)(de)節約鉻(ge)、鎳的(de)(de)(de)新鋼(gang)(gang)種(zhong)，如15Mn26A14等可部(bu)分代替鉻(ge)鎳奧(ao)氏體(ti)鋼(gang)(gang)，用于-196℃以(yi)下(xia)的(de)(de)(de)極低溫(wen)區。如能改善這種(zhong)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)抗化學腐蝕能力(li)，還可擴大其應用范圍。