1. 鐵素體低溫鋼


   鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)低(di)溫(wen)(wen)鋼一(yi)(yi)般存在(zai)(zai)著(zhu)明顯(xian)的韌(ren)性(xing)-脆(cui)性(xing)轉(zhuan)變溫(wen)(wen)度，當溫(wen)(wen)度降低(di)至(zhi)某個臨界值（或區間(jian)）會出現韌(ren)性(xing)的急劇下(xia)降。含碳為0.2％鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)鋼沖擊(ji)值與(yu)溫(wen)(wen)度的關系，其(qi)轉(zhuan)變溫(wen)(wen)度在(zai)(zai)-20℃左右。這樣一(yi)(yi)來，鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)鋼不宜在(zai)(zai)其(qi)轉(zhuan)變溫(wen)(wen)度以下(xia)使用。為此一(yi)(yi)般需在(zai)(zai)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)鋼中加入Mn、Ni等合金元(yuan)素(su)，以降低(di)間(jian)隙雜質，細化(hua)晶粒，控制(zhi)鋼中第(di)二相的大小(xiao)、形態和分布等，使得鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)鋼的韌(ren)性(xing)-脆(cui)性(xing)轉(zhuan)變溫(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(gao)）合金(jin)鐵素體低溫鋼(gang)(gang)主要有(you)6％Ni鋼(gang)(gang)、9％Ni鋼(gang)(gang)、36％Ni鋼(gang)(gang)，其(qi)中9％Ni鋼(gang)(gang)是(shi)應(ying)用較(jiao)廣的深冷用鋼(gang)(gang)。這(zhe)類高(gao)鎳鋼(gang)(gang)的使(shi)用溫度可低至-196℃。


2. 奧氏(shi)體低溫鋼


   在最(zui)近十年，奧氏體不(bu)銹鋼，在-151℃和(he)-269℃之(zhi)間的(de)低溫段內(nei)的(de)表現不(bu)凡，使(shi)用在不(bu)斷增加，在液化氣（LNG）的(de)船(chuan)運、儲存、管(guan)道(dao)系統及其各種(zhong)輔(fu)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(xing)類型中，含氮高(gao)強(qiang)度的(de)不(bu)銹鋼(gang)，如06Cr18Nil0N（304N）和(he)022Cr17Ni12Mo2N（316LN）常(chang)常(chang)用于(yu)低溫過程裝置(zhi)和(he)液氧和(he)液氮的(de)儲存和(he)輸送。添加2％的(de)氮提高(gao)強(qiang)度約40％，并且在不(bu)損失延(yan)伸性(xing)和(he)斷裂(lie)韌性(xing)的(de)前(qian)提下，適度提高(gao)了(le)拉伸強(qiang)度。


奧氏(shi)體低(di)溫(wen)鋼具有較(jiao)高的低(di)溫(wen)韌性，一般(ban)沒有韌性-脆性轉(zhuan)變溫(wen)度(du)。按合金成分不同，可分為三個(ge)系列。


1. Cr-Ni系(xi)


  Cr-Ni系。主要為(wei)18-8型鉻鎳不(bu)銹(xiu)耐酸鋼。這種鋼低(di)溫韌性(xing)(xing)、耐腐(fu)蝕性(xing)(xing)和工藝性(xing)(xing)均較好，已不(bu)同程度(du)地應用于各種深冷（-150～-269℃）技術(shu)中。


2. Cr-Ni-Mn和Cr-Ni-Mn-N系


  Cr-Ni-Mn和Cr-Ni-Mn-N系。這類鋼種以(yi)錳(meng)、氮代替部分鎳來穩(wen)(wen)定奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)。氮還(huan)具有(you)強化作用，使(shi)鋼具有(you)較高的(de)韌性、極低的(de)磁導(dao)率(lv)和穩(wen)(wen)定的(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)組織，適(shi)用于(yu)做超低溫無(wu)磁鋼（即材料的(de)磁導(dao)率(lv)很小）。如 06Cr21Ni6Mn9N 和06Cr16Ni22Mn9Mo2 等在-269℃做無(wu)磁結(jie)構(gou)部件。


3. Mn-Al系(xi)奧氏(shi)體低溫無磁(ci)鋼


  Fe-Mn-Al系(xi)奧(ao)氏體低溫(wen)無磁(ci)鋼(gang)。是我國研制的(de)(de)(de)節約鉻、鎳的(de)(de)(de)新鋼(gang)種(zhong)，如15Mn26A14等可部分代替鉻鎳奧(ao)氏體鋼(gang)，用于-196℃以下的(de)(de)(de)極低溫(wen)區。如能(neng)改善這種(zhong)鋼(gang)的(de)(de)(de)抗(kang)化學(xue)腐蝕能(neng)力，還(huan)可擴大其應用范圍。