1. 鐵素(su)體低溫鋼


   鐵(tie)素(su)體低溫(wen)(wen)(wen)鋼一(yi)般存在(zai)(zai)著明顯(xian)的韌性(xing)-脆(cui)(cui)性(xing)轉變溫(wen)(wen)(wen)度(du)，當溫(wen)(wen)(wen)度(du)降(jiang)低至某個(ge)臨(lin)界值(zhi)(zhi)（或區間(jian)）會出現(xian)韌性(xing)的急劇下(xia)降(jiang)。含碳為(wei)0.2％鐵(tie)素(su)體鋼沖擊值(zhi)(zhi)與溫(wen)(wen)(wen)度(du)的關系，其(qi)轉變溫(wen)(wen)(wen)度(du)在(zai)(zai)-20℃左右。這樣一(yi)來，鐵(tie)素(su)體鋼不宜在(zai)(zai)其(qi)轉變溫(wen)(wen)(wen)度(du)以(yi)下(xia)使(shi)用。為(wei)此一(yi)般需在(zai)(zai)鐵(tie)素(su)體鋼中(zhong)加(jia)入Mn、Ni等合金元素(su)，以(yi)降(jiang)低間(jian)隙雜質，細化晶粒，控制鋼中(zhong)第二相(xiang)的大小、形態和(he)分(fen)布等，使(shi)得鐵(tie)素(su)體鋼的韌性(xing)-脆(cui)(cui)性(xing)轉變溫(wen)(wen)(wen)度(du)降(jiang)低。


   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(zhong)(zhong)（高）合金鐵(tie)素體低溫鋼(gang)(gang)(gang)主要有6％Ni鋼(gang)(gang)(gang)、9％Ni鋼(gang)(gang)(gang)、36％Ni鋼(gang)(gang)(gang)，其中(zhong)(zhong)9％Ni鋼(gang)(gang)(gang)是應(ying)用(yong)較廣的(de)(de)深冷用(yong)鋼(gang)(gang)(gang)。這類高鎳鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)使用(yong)溫度可低至(zhi)-196℃。


2. 奧(ao)氏體低溫鋼(gang)


   在(zai)(zai)(zai)最近十(shi)年，奧氏體(ti)不(bu)銹鋼，在(zai)(zai)(zai)-151℃和-269℃之間的(de)低溫段內的(de)表現不(bu)凡，使用在(zai)(zai)(zai)不(bu)斷增加，在(zai)(zai)(zai)液化氣（LNG）的(de)船(chuan)運(yun)、儲(chu)存(cun)、管道系(xi)統及其各種輔助裝備上獲得了大量的(de)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。


   在各種改性類型中，含氮(dan)(dan)高(gao)強(qiang)度的(de)不銹鋼，如(ru)06Cr18Nil0N（304N）和(he)022Cr17Ni12Mo2N（316LN）常(chang)常(chang)用于低溫(wen)過程裝置和(he)液氧和(he)液氮(dan)(dan)的(de)儲存和(he)輸(shu)送。添加(jia)2％的(de)氮(dan)(dan)提(ti)(ti)高(gao)強(qiang)度約40％，并且在不損(sun)失延(yan)伸性和(he)斷裂韌性的(de)前提(ti)(ti)下，適度提(ti)(ti)高(gao)了拉伸強(qiang)度。


奧氏體低(di)溫(wen)鋼(gang)具有較高的低(di)溫(wen)韌性(xing)，一般(ban)沒有韌性(xing)-脆性(xing)轉(zhuan)變溫(wen)度。按合金(jin)成分不(bu)同，可(ke)分為三個系(xi)列。


1. Cr-Ni系


  Cr-Ni系。主要為(wei)18-8型鉻鎳不銹耐酸(suan)鋼。這種鋼低溫韌(ren)性、耐腐蝕性和工藝(yi)性均較好，已不同程度(du)地(di)應用(yong)于各種深冷（-150～-269℃）技術中。


2. Cr-Ni-Mn和Cr-Ni-Mn-N系(xi)


  Cr-Ni-Mn和(he)Cr-Ni-Mn-N系。這類鋼種以錳、氮代替部(bu)(bu)分鎳來穩定奧(ao)氏體。氮還具(ju)有強化作用，使鋼具(ju)有較高的韌性、極低的磁(ci)(ci)導率和(he)穩定的奧(ao)氏體組織，適用于做(zuo)超低溫無磁(ci)(ci)鋼（即材料的磁(ci)(ci)導率很小）。如(ru) 06Cr21Ni6Mn9N 和(he)06Cr16Ni22Mn9Mo2 等在-269℃做(zuo)無磁(ci)(ci)結構部(bu)(bu)件。


3. Mn-Al系奧氏(shi)體低(di)溫無磁(ci)鋼


  Fe-Mn-Al系奧(ao)氏(shi)(shi)體低(di)溫(wen)無磁(ci)鋼(gang)。是我(wo)國研(yan)制的節約(yue)鉻(ge)、鎳(nie)的新鋼(gang)種(zhong)，如15Mn26A14等可(ke)部分代替鉻(ge)鎳(nie)奧(ao)氏(shi)(shi)體鋼(gang)，用于-196℃以下(xia)的極低(di)溫(wen)區。如能(neng)改善這種(zhong)鋼(gang)的抗化學腐蝕能(neng)力，還可(ke)擴大其(qi)應用范圍。