1. 鐵素(su)體低溫鋼


   鐵(tie)(tie)素(su)體低(di)(di)溫(wen)鋼(gang)(gang)一(yi)般(ban)存在(zai)著(zhu)明顯(xian)的(de)(de)韌(ren)性(xing)-脆(cui)性(xing)轉(zhuan)變溫(wen)度(du)(du)，當溫(wen)度(du)(du)降低(di)(di)至某個(ge)臨界值（或區間）會出現韌(ren)性(xing)的(de)(de)急劇下降。含碳為(wei)0.2％鐵(tie)(tie)素(su)體鋼(gang)(gang)沖(chong)擊值與溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)關系，其轉(zhuan)變溫(wen)度(du)(du)在(zai)-20℃左右。這樣一(yi)來，鐵(tie)(tie)素(su)體鋼(gang)(gang)不(bu)宜在(zai)其轉(zhuan)變溫(wen)度(du)(du)以(yi)下使(shi)用。為(wei)此一(yi)般(ban)需在(zai)鐵(tie)(tie)素(su)體鋼(gang)(gang)中加入Mn、Ni等(deng)(deng)合金元素(su)，以(yi)降低(di)(di)間隙雜質，細化晶粒，控制鋼(gang)(gang)中第二(er)相的(de)(de)大小、形態和分布(bu)等(deng)(deng)，使(shi)得鐵(tie)(tie)素(su)體鋼(gang)(gang)的(de)(de)韌(ren)性(xing)-脆(cui)性(xing)轉(zhuan)變溫(wen)度(du)(du)降低(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（高）合金鐵素(su)體(ti)低(di)溫鋼主要(yao)有6％Ni鋼、9％Ni鋼、36％Ni鋼，其(qi)中9％Ni鋼是應(ying)用較(jiao)廣的深(shen)冷用鋼。這類高鎳鋼的使用溫度可低(di)至-196℃。


2. 奧(ao)氏(shi)體低溫鋼


   在(zai)(zai)最近(jin)十(shi)年(nian)，奧氏(shi)體不銹鋼，在(zai)(zai)-151℃和(he)-269℃之間的低溫段內的表現不凡(fan)，使用(yong)在(zai)(zai)不斷(duan)增加，在(zai)(zai)液化氣（LNG）的船運、儲存、管道(dao)系(xi)統及其各(ge)種輔助(zhu)裝(zhuang)備上獲得了大(da)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(ge)種改性(xing)類型中(zhong)，含氮高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)的不(bu)銹鋼(gang)，如06Cr18Nil0N（304N）和(he)022Cr17Ni12Mo2N（316LN）常常用(yong)于(yu)低溫(wen)過程裝置和(he)液氧(yang)和(he)液氮的儲存和(he)輸送。添加2％的氮提高(gao)強(qiang)(qiang)度(du)約40％，并(bing)且(qie)在不(bu)損失延(yan)伸性(xing)和(he)斷裂韌(ren)性(xing)的前提下(xia)，適度(du)提高(gao)了(le)拉伸強(qiang)(qiang)度(du)。


奧氏體低溫鋼具(ju)有較高的低溫韌性(xing)，一般(ban)沒有韌性(xing)-脆性(xing)轉變溫度。按合金(jin)成分不同，可分為三(san)個系列(lie)。


1. Cr-Ni系


  Cr-Ni系。主要(yao)為18-8型鉻鎳不銹耐(nai)酸鋼。這種鋼低溫(wen)韌性(xing)、耐(nai)腐蝕性(xing)和工藝(yi)性(xing)均較好，已不同程度地應(ying)用于各(ge)種深冷(leng)（-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。這類鋼種以錳、氮(dan)代替部分鎳來穩定奧氏體(ti)。氮(dan)還具有強化作用，使鋼具有較高的(de)(de)韌性(xing)、極低(di)(di)的(de)(de)磁導率(lv)和穩定的(de)(de)奧氏體(ti)組織，適用于(yu)做(zuo)超低(di)(di)溫無(wu)磁鋼（即材料的(de)(de)磁導率(lv)很小）。如 06Cr21Ni6Mn9N 和06Cr16Ni22Mn9Mo2 等在-269℃做(zuo)無(wu)磁結構部件。


3. Mn-Al系奧氏體低溫無磁鋼


  Fe-Mn-Al系奧氏體(ti)(ti)低溫(wen)無磁鋼。是我(wo)國研制(zhi)的節約(yue)鉻(ge)、鎳的新鋼種(zhong)，如15Mn26A14等(deng)可部分代替鉻(ge)鎳奧氏體(ti)(ti)鋼，用于(yu)-196℃以下的極(ji)低溫(wen)區。如能(neng)改善(shan)這(zhe)種(zhong)鋼的抗化學(xue)腐蝕能(neng)力(li)，還可擴大其應(ying)用范圍(wei)。