1. 鐵素體低溫鋼


   鐵素體低(di)溫鋼一般(ban)存(cun)在著明顯的(de)(de)韌(ren)(ren)性(xing)-脆性(xing)轉變(bian)(bian)溫度，當溫度降(jiang)(jiang)低(di)至某個臨界值(zhi)（或(huo)區間）會出現韌(ren)(ren)性(xing)的(de)(de)急(ji)劇下降(jiang)(jiang)。含碳為0.2％鐵素體鋼沖擊值(zhi)與溫度的(de)(de)關系，其(qi)轉變(bian)(bian)溫度在-20℃左右。這樣(yang)一來，鐵素體鋼不宜在其(qi)轉變(bian)(bian)溫度以(yi)(yi)下使用。為此一般(ban)需(xu)在鐵素體鋼中加入Mn、Ni等(deng)合金元素，以(yi)(yi)降(jiang)(jiang)低(di)間隙雜質，細化晶(jing)粒，控制鋼中第二相的(de)(de)大小、形態和(he)分布等(deng)，使得鐵素體鋼的(de)(de)韌(ren)(ren)性(xing)-脆性(xing)轉變(bian)(bian)溫度降(jiang)(jiang)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）合金(jin)鐵(tie)素體(ti)低溫(wen)鋼(gang)(gang)主(zhu)要有6％Ni鋼(gang)(gang)、9％Ni鋼(gang)(gang)、36％Ni鋼(gang)(gang)，其中9％Ni鋼(gang)(gang)是應用較(jiao)廣的深冷用鋼(gang)(gang)。這類高鎳鋼(gang)(gang)的使用溫(wen)度可低至-196℃。


2. 奧氏體(ti)低溫鋼


   在(zai)最近十年(nian)，奧氏(shi)體不銹鋼，在(zai)-151℃和(he)-269℃之間的低溫段內的表(biao)現不凡，使用在(zai)不斷增加，在(zai)液化(hua)氣（LNG）的船運、儲存、管道系統及其各種(zhong)輔助裝備上獲得(de)了大量的應用。


   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(ge)種改性類型中(zhong)，含氮(dan)高強(qiang)度的不(bu)銹鋼，如(ru)06Cr18Nil0N（304N）和(he)022Cr17Ni12Mo2N（316LN）常常用于低溫(wen)過程裝(zhuang)置和(he)液氧和(he)液氮(dan)的儲存和(he)輸送(song)。添(tian)加2％的氮(dan)提(ti)高強(qiang)度約40％，并且(qie)在不(bu)損失延伸性和(he)斷(duan)裂韌性的前提(ti)下，適度提(ti)高了拉伸強(qiang)度。


奧氏體(ti)低(di)溫鋼具有較高的(de)低(di)溫韌性(xing)，一般沒有韌性(xing)-脆性(xing)轉變溫度(du)。按合金成(cheng)分不同，可分為三個系列。


1. Cr-Ni系


  Cr-Ni系。主要(yao)為18-8型鉻鎳(nie)不銹耐酸鋼。這種鋼低溫(wen)韌性(xing)、耐腐蝕性(xing)和工(gong)藝性(xing)均較好，已不同(tong)程(cheng)度地應用于各種深冷(leng)（-150～-269℃）技術(shu)中。


2. Cr-Ni-Mn和(he)Cr-Ni-Mn-N系


  Cr-Ni-Mn和Cr-Ni-Mn-N系(xi)。這類鋼(gang)種以錳、氮代替部(bu)分鎳來穩(wen)定奧(ao)(ao)氏體(ti)。氮還具(ju)有(you)強(qiang)化作用(yong)，使鋼(gang)具(ju)有(you)較高的韌性、極低的磁(ci)導(dao)率(lv)(lv)和穩(wen)定的奧(ao)(ao)氏體(ti)組織，適用(yong)于做超低溫無(wu)磁(ci)鋼(gang)（即材料的磁(ci)導(dao)率(lv)(lv)很小）。如 06Cr21Ni6Mn9N 和06Cr16Ni22Mn9Mo2 等在-269℃做無(wu)磁(ci)結(jie)構部(bu)件。


3. Mn-Al系奧(ao)氏體(ti)低溫無磁鋼


  Fe-Mn-Al系奧氏體(ti)低(di)溫無磁鋼。是(shi)我國(guo)研制的(de)節約鉻、鎳的(de)新鋼種，如15Mn26A14等可(ke)(ke)部分代替鉻鎳奧氏體(ti)鋼，用(yong)于-196℃以下(xia)的(de)極(ji)低(di)溫區(qu)。如能改善這種鋼的(de)抗化(hua)學(xue)腐(fu)蝕(shi)能力，還可(ke)(ke)擴大其(qi)應用(yong)范圍。