一般所說的低溫，定義很廣，通常在冷藏和冷凍使用范圍的低溫是從0℃開始到-100℃左右或超低溫。低溫的范圍不同，其特性大不相同。生產工業用氮或氧時，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生產的液化天然氣（LNC）運輸到儲存基地。低溫環境和使用材料實例如圖4-11所示。奧氏體系列不(bu)銹鋼(gang)是在超低溫狀態下使用的優秀材料。
還(huan)有在超導粒子加(jia)速器中，為(wei)了能在絕對(dui)溫(wen)(wen)度（-273℃）附近的(de)環境(jing)溫(wen)(wen)度下使用，需開發和使用在超低溫(wen)(wen)狀態下仍為(wei)非磁(ci)性(xing)、高強度的(de)特殊(shu)奧氏體(ti)型不銹(xiu)鋼(gang)。
普通(tong)鋼(gang)(gang)是一(yi)(yi)種高強(qiang)度(du)(du)材料，但在低(di)溫(wen)環(huan)境(jing)(jing)中(zhong)，因其(qi)強(qiang)度(du)(du)和韌性都(dou)有(you)所減弱，在使(shi)用(yong)(yong)上受到限制。為此添(tian)加鎳(nie)（Ni）成為特(te)殊鋼(gang)(gang)，可按(an)規(gui)定的用(yong)(yong)途使(shi)用(yong)(yong)。馬(ma)氏體(ti)(ti)型(xing)(xing)(xing)、鐵素體(ti)(ti)型(xing)(xing)(xing)和奧(ao)氏體(ti)(ti)型(xing)(xing)(xing)不(bu)銹鋼(gang)(gang)，分(fen)別在常(chang)溫(wen)以(yi)及高溫(wen)環(huan)境(jing)(jing)中(zhong)具有(you)各自優(you)(you)越的特(te)性，但在低(di)溫(wen)環(huan)境(jing)(jing)中(zhong)，馬(ma)氏體(ti)(ti)型(xing)(xing)(xing)不(bu)銹鋼(gang)(gang)和鐵素體(ti)(ti)型(xing)(xing)(xing)不(bu)銹鋼(gang)(gang)，與(yu)普通(tong)鋼(gang)(gang)一(yi)(yi)樣，低(di)溫(wen)性能(neng)不(bu)佳(jia)，在使(shi)用(yong)(yong)上要(yao)謹(jin)慎和注意。而(er)奧(ao)氏體(ti)(ti)型(xing)(xing)(xing)不(bu)銹鋼(gang)(gang)，因具備(bei)優(you)(you)良的低(di)溫(wen)特(te)性而(er)被大量使(shi)用(yong)(yong)。
低溫(wen)鋼必須(xu)具有(you)的主要性能：
①.韌性(xing)-脆性(xing)轉變溫度低于使用溫度；
②. 滿(man)足設計要(yao)求的強度(du)；
③. 在使(shi)用溫度下組織結構穩定；
④. 具有良好的(de)焊接性和加工(gong)成(cheng)形性；
⑤. 某些特殊用途還(huan)要求極低的磁導率(lv)、冷收(shou)縮率(lv)等(deng)。
1. 低溫下不銹鋼的(de)物理(li)性(xing)能(neng)
不(bu)銹鋼(gang)在(zai)低(di)溫下(xia)(xia)，電阻(zu)、線(xian)膨(peng)脹系數(shu)、熱導(dao)率(lv)、質量熱容和(he)磁性(xing)都(dou)會(hui)發生很(hen)大變(bian)化。電阻(zu)，線(xian)膨(peng)脹系數(shu)在(zai)低(di)溫時變(bian)小；熱導(dao)率(lv)、質量熱容在(zai)低(di)溫時急劇(ju)減少；楊氏(shi)(shi)模量（縱彈性(xing)模量）在(zai)溫度下(xia)(xia)降的(de)(de)(de)同時增大。因為(wei)奧(ao)氏(shi)(shi)體型(xing)不(bu)銹鋼(gang)具(ju)有(you)低(di)溫的(de)(de)(de)Ms點（馬氏(shi)(shi)體變(bian)態起始溫度），所以當保持在(zai)M3點以下(xia)(xia)時，即(ji)可(ke)生成(cheng)馬氏(shi)(shi)體。低(di)溫時馬氏(shi)(shi)體的(de)(de)(de)生成(cheng)，才使(shi)奧(ao)氏(shi)(shi)體型(xing)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)代(dai)表鋼(gang)種06Cr19Ni10（304）在(zai)常溫下(xia)(xia)是(shi)非磁性(xing)的(de)(de)(de)，而在(zai)低(di)溫環境中變(bian)為(wei)有(you)磁性(xing)。
2. 不銹鋼低溫特性
低(di)(di)溫脆(cui)化-在低(di)(di)溫環境中，變(bian)形(xing)能量(liang)小。在低(di)(di)溫環境中，延(yan)伸(shen)率和斷面收(shou)縮率降低(di)(di)的現象(xiang)稱為(wei)低(di)(di)溫脆(cui)化。多在鐵素體型的體心立方(fang)（bcc）晶格組織上產生。
低(di)溫加工（低(di)溫處(chu)理）-將(jiang)馬氏體(ti)型不銹鋼從奧氏體(ti)化溫度(du)淬(cui)火后再(zai)冷卻到極低(di)的(de)溫度(du)，以促(cu)進產生(sheng)馬氏體(ti)的(de)淬(cui)火方法。適(shi)合于容易(yi)生(sheng)成殘留(liu)奧氏體(ti)的(de)不銹鋼。
奧氏體型不銹鋼具有優越的低溫特性。022Cr19Ni10（304L）和022Cr17Ni12Mo2（316L）這兩種鋼的抗拉強度在低溫時，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）成為改善特性的有效元素，含氮（N）06Cr17Ni12Mo2N（316N）低溫的延展性達到30％以上，是充分而穩定的，而且奧氏體穩定程度比 06Cr17Ni12Mo2（316），022Cr17Ni17Mo2（316L）具有更優良的低溫特性。如前所述，有必要注意奧氏體型不銹鋼的低溫馬氏體生成的影響。
奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)在(zai)低溫(wen)狀態(tai)下(xia)，因為具有Ms點，所以如果保持在(zai)Ms點以下(xia)時，則(ze)可生成馬(ma)氏體(ti)。
因為Ms點的溫度值依化學組成（Ni當量）的變化而變化，12Cr17Ni7 （301）約為-10℃，06Cr19Ni10（304）約為-50℃，06Cr25Ni20（310S）則為-150℃。Ms點對低溫裝置材料的選用是一個重要因素。雖說Ms點以下的低溫，就生成馬氏體，但在Ma（變形導致馬氏體形成的最高溫度）點以下時，發現仍可以進行加工。在Ma點和Ms點的中間溫度進行加工時，因加工感應馬氏體產生變態，顯示出在低溫下，其延展性增加。
對于奧(ao)氏(shi)(shi)體穩定(ding)程度(du)(du)不同的12Cr17Ni7（301），06Cr19Nil0（304）和20Cr25Ni20（310），在Ms點以(yi)下進行加(jia)(jia)工時，隨著(zhu)加(jia)(jia)工溫度(du)(du)的降低(di)強(qiang)度(du)(du)增(zeng)加(jia)(jia)。按(an)鋼(gang)種不同排列，其強(qiang)度(du)(du)增(zeng)加(jia)(jia)的次序為12Cr17Ni7（301）＞06Cr19Ni10（304）＞20Cr25Ni20（310），像12Cr17Ni7（301）那樣的奧(ao)氏(shi)(shi)體穩定(ding)度(du)(du)越(yue)差的材(cai)料，其強(qiang)度(du)(du)增(zeng)加(jia)(jia)就越(yue)明顯。
06Cr19Ni9（304）在(zai)超(chao)低溫(wen)下(xia)進行拉(la)伸(shen)試驗時，其應(ying)(ying)力-應(ying)(ying)變曲線圖居然出(chu)現的激烈的鋸(ju)齒形狀(zhuang)曲線（突出(chu)鋸(ju)齒狀(zhuang)曲線），這(zhe)是(shi)由于受(shou)拉(la)伸(shen)而生(sheng)成馬氏體(ti)的緣故。隨著應(ying)(ying)力的增大，其組織(zhi)引起Y相(xiang)→α相(xiang)或密(mi)排(pai)六(liu)方晶格（hcp）ε相(xiang)→α相(xiang)的變態(tai)。同時表示產(chan)生(sheng)了應(ying)(ying)力緩和(he)。
