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(bu)銹鋼低溫儲罐和鋼瓶(液氮、液氬等),見圖6-2和圖6-3。

在超低溫環境中奧氏體不(bu)銹鋼是最好的使用材料。
在(zai)超導(dao)粒子加速器(qi)中(zhong),為了(le)能在(zai)絕對溫(wen)度(du)-273℃環境溫(wen)度(du)下(xia)(xia)使(shi)用,就(jiu)需要(yao)在(zai)超低溫(wen)狀(zhuang)態下(xia)(xia)仍(reng)為非磁性(xing)、高強度(du)的奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼材料(liao)。
普通(tong)鋼(gang)雖是一(yi)種高強(qiang)(qiang)度(du)材料,但在(zai)低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)環(huan)(huan)境中(zhong),因其強(qiang)(qiang)度(du)和(he)韌性都大(da)大(da)降低(di)(di),而(er)在(zai)使用上受到限制(zhi)。為(wei)此出(chu)現了(le)(le)添加鎳(nie)(Ni)的特(te)(te)(te)殊鋼(gang),低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)強(qiang)(qiang)度(du)得到了(le)(le)改善和(he)提高。馬(ma)氏體、鐵(tie)素體和(he)奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang),分別(bie)在(zai)常溫(wen)(wen)(wen)以及高溫(wen)(wen)(wen)環(huan)(huan)境中(zhong)具有各自優越的特(te)(te)(te)性,但在(zai)低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)環(huan)(huan)境中(zhong),馬(ma)氏體和(he)鐵(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang),與普通(tong)鋼(gang)一(yi)樣(yang),低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)性能(neng)不(bu)佳,不(bu)能(neng)適應低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)環(huan)(huan)境,在(zai)使用上要特(te)(te)(te)別(bie)注意(yi)。而(er)奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang),因具有優良的低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)特(te)(te)(te)性,在(zai)低(di)(di)溫(wen)(wen)(wen)環(huan)(huan)境中(zhong)而(er)被廣泛(fan)和(he)大(da)量使用。
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)狀(zhuang)態(tai)下(xia),鐵(tie)(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)存在(zai)像碳(tan)(tan)素(su)鋼(gang)(gang)(gang)一(yi)樣的(de)(de)(de)(de)低(di)(di)溫(wen)脆(cui)性(xing),而(er)(er)(er)奧氏(shi)體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)(gang)則(ze)不(bu)(bu)存在(zai)。因(yin)此鐵(tie)(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)或(huo)是(shi)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)產生低(di)(di)溫(wen)脆(cui)化(hua)(hua)而(er)(er)(er)奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)或(huo)Ni基(ji)合金不(bu)(bu)顯(xian)(xian)示(shi)低(di)(di)溫(wen)脆(cui)性(xing)。鐵(tie)(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)12Cr13(410),10Cr17(430)等在(zai)低(di)(di)溫(wen)狀(zhuang)態(tai)下(xia),顯(xian)(xian)示(shi)出(chu)沖(chong)擊(ji)值(zhi)急劇下(xia)降(jiang)。所以(yi)(yi)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)低(di)(di)溫(wen)狀(zhuang)態(tai)下(xia)使(shi)用(yong)時,要(yao)特(te)別(bie)加以(yi)(yi)注意(yi)。作為(wei)(wei)改善鐵(tie)(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)沖(chong)擊(ji)韌(ren)性(xing)的(de)(de)(de)(de)方(fang)法,可(ke)(ke)以(yi)(yi)考慮進(jin)行高純度化(hua)(hua)工藝。借助于控制(zhi)C、N等級水平(ping),脆(cui)化(hua)(hua)溫(wen)度可(ke)(ke)在(zai)-100~-50℃范(fan)圍內(nei)進(jin)行改善時,有可(ke)(ke)能將其(qi)用(yong)于與(yu)冷(leng)凍相(xiang)關(guan)的(de)(de)(de)(de)工程。近年來,已將011Cr17(430L)和10Cr17MoNb(436)等應用(yong)于冷(leng)凍器(qi)具的(de)(de)(de)(de)殼體(ti)(ti)。鐵(tie)(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)因(yin)為(wei)(wei)是(shi)體(ti)(ti)心(xin)(xin)立方(fang)結構,當材料(liao)性(xing)能呈現(xian)出(chu)變(bian)弱時,尖銳的(de)(de)(de)(de)裂(lie)紋會迅(xun)速地擴展而(er)(er)(er)造成(cheng)脆(cui)性(xing)破壞(huai)。而(er)(er)(er)奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang),因(yin)為(wei)(wei)是(shi)面(mian)心(xin)(xin)立方(fang)結構,而(er)(er)(er)不(bu)(bu)會產生脆(cui)性(xing)破壞(huai)。奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)06Cr19Ni10(304)和06Cr17Ni12Mo2(316)等,在(zai)低(di)(di)溫(wen)狀(zhuang)態(tai)下(xia)仍顯(xian)(xian)示(shi)出(chu)了(le)優越的(de)(de)(de)(de)沖(chong)擊(ji)特(te)性(xing)。但(dan)是(shi),要(yao)注意(yi)析出(chu)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)或(huo)因(yin)加工而(er)(er)(er)引起(qi)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)析出(chu),還有因(yin)敏化(hua)(hua)引起(qi)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)物(wu)或(huo)。相(xiang)等異性(xing)相(xiang)的(de)(de)(de)(de)析出(chu)而(er)(er)(er)引起(qi)脆(cui)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)傾向(xiang)。
06Cr19Ni10具有優(you)良的(de)耐蝕性(xing)及冷加工沖壓性(xing),在-180℃條件下力(li)學(xue)性(xing)能仍佳。是(shi)奧(ao)氏體(ti)不銹鋼中(zhong)生產和用(yong)量最(zui)多的(de)鋼,用(yong)于生產薄壁件、輸酸(suan)管道及結構(gou)件等。

