在選擇低溫鋼(gang)時需注意以下幾點事項：


1. 脆性(xing)-延(yan)伸性(xing)轉變(bian)溫度


  某些金屬(shu)在低于(yu)室溫(wen)(wen)環境下(xia)(xia)的(de)(de)某個狹窄溫(wen)(wen)度(du)區間(jian)(jian)內(nei)會展示出令人驚異的(de)(de)延(yan)(yan)伸(shen)性(xing)(xing)損失的(de)(de)現象(xiang)，這個溫(wen)(wen)度(du)區間(jian)(jian)被(bei)稱為(wei)脆(cui)性(xing)(xing)-延(yan)(yan)伸(shen)性(xing)(xing)轉變溫(wen)(wen)度(du)。應當避(bi)免鋼(gang)材(cai)在其零延(yan)(yan)伸(shen)性(xing)(xing)溫(wen)(wen)度(du)下(xia)(xia)使用(yong)。因(yin)為(wei)脆(cui)性(xing)(xing)裂紋擴(kuo)展產(chan)生的(de)(de)危險可能導(dao)致構件或(huo)整(zheng)個系統的(de)(de)加速(su)破壞。由(you)于(yu)在低于(yu)零延(yan)(yan)伸(shen)性(xing)(xing)溫(wen)(wen)度(du)下(xia)(xia)，導(dao)致裂紋擴(kuo)展所需的(de)(de)能量極(ji)低，因(yin)此(ci)，要改善鋼(gang)材(cai)的(de)(de)韌性(xing)(xing)需要考慮(lv)下(xia)(xia)列因(yin)素。


   ①. 晶粒尺寸(cun)對(dui)所(suo)用鋼材的零延(yan)性(xing)溫度有很大的影響。隨著晶粒數量增加(jia)（即晶粒尺寸(cun)變(bian)小），零延(yan)伸(shen)性(xing)溫度降低(di)。因(yin)此，細晶粒鋼種通常(chang)都可以(yi)在低(di)溫下使(shi)用。


   ②. 恰當(dang)地熱處理(li)在增加鋼材的(de)(de)斷裂韌性方面可(ke)能極為有(you)效。例如，淬火加回火就是(shi)提高韌性的(de)(de)一種(zhong)有(you)效的(de)(de)熱處理(li)措施。


   ③. 在合金(jin)元素中，鎳、鈦、錳(meng)可以提高鋼材(cai)的斷(duan)裂(lie)韌(ren)性。


   ④. 厚度是另一個(ge)影響(xiang)脆性-延伸性轉變(bian)溫度的變(bian)量。


2. 金相結構決定低溫性能(neng)


在(zai)環境(jing)溫度(du)以下，某種金(jin)屬(shu)的性質與金(jin)相結構特點有關。


   ①. 體心立(li)方（bcc）結構的(de)(de)金屬(shu)，其拉伸和屈服(fu)強度(du)(du)(du)很大程(cheng)度(du)(du)(du)上取(qu)決于溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)，通常在(zai)低于室溫(wen)(wen)的(de)(de)某個(ge)狹(xia)窄的(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)范圍(wei)顯示出令人吃(chi)驚的(de)(de)延伸性(xing)的(de)(de)損失（如鐵和鉬）。


  ②. 面心(xin)立方(fang)（fcc）結(jie)構的金屬，如鋁、銅以及(ji)奧氏體不(bu)銹鋼(gang)，常常隨著(zhu)溫度的升(sheng)高(gao)，延伸性也(ye)隨之增加，并且與屈服(fu)強度相比較，拉(la)伸強度受溫度的影響更大(da)。


  ③. 密(mi)排六方(fang)（hcp）結構的(de)金(jin)屬，其拉伸(shen)和屈服(fu)強度受環境溫度的(de)影響很大，并且此類(lei)金(jin)屬通常在零度以(yi)下會出現巨大的(de)延伸(shen)性(xing)的(de)損失(shi)（如鋅、鈦以(yi)及某些鈦合金(jin)）；然而(er)，在低溫環境下，這類(lei)金(jin)屬卻具有良好(hao)的(de)延伸(shen)性(xing)。


  ④. 塑性變形加上低溫作用可能導致通常具有延伸性和韌性的不銹鋼，部分地轉變為體心立方晶格（bcc）結構，從而致使延伸性和韌性受到損失，如12Cr17Ni7（301）、12Cr18Ni9（302）、06Cr19Ni10（304）以及06Cr18Ni11Ti（321）。


   ⑤. 在某些材料中，化學成分(fen)的微小變化也可能影(ying)響延伸性能。例(li)如(ru)，在某種具有延伸性的鈦合金(jin)中，將氧含量從(cong)0.10％增加到0.20％，在-253℃下，可能降低韌性10％～15％。


3. 缺口韌性


   缺口(kou)(kou)韌(ren)性被(bei)定義(yi)為(wei)在高應力(li)（如可(ke)能產(chan)生的(de)沖擊載荷(he)）下，金屬抗脆斷(duan)的(de)能力(li)。缺口(kou)(kou)韌(ren)性可(ke)以采(cai)用多種方(fang)法測(ce)量。常用測(ce)試方(fang)法是夏普V形缺口(kou)(kou)試驗。由于部件或結構通常因缺口(kou)(kou)，應力(li)集(ji)中(zhong)等缺陷，如褶皺、焊(han)接(jie)裂紋、弧坑，尖銳(rui)突(tu)變(bian)等產(chan)生破壞，因此(ci)，這(zhe)種測(ce)試被(bei)視(shi)為(wei)十分必要。通過夏普V形缺口(kou)(kou)試驗，人們可(ke)以決定材(cai)料出(chu)現脆化時的(de)轉變(bian)溫度，而(er)這(zhe)數據和資料有助于設計者選擇鋼材(cai)，從而(er)保(bao)證在整個使(shi)用期間承受(shou)的(de)溫度或應力(li)范圍內(nei)，材(cai)料具有足夠的(de)韌(ren)性。


4. 低(di)溫(wen)選材(cai)


   選擇低(di)溫和深冷用(yong)(yong)途(tu)的材(cai)料需要透(tou)徹了(le)解使用(yong)(yong)場合(he)以及所(suo)提供金(jin)屬材(cai)料每種等(deng)級的力學性能(neng)（機械性能(neng)）方面的知識。由于有(you)多種低(di)溫材(cai)料可選用(yong)(yong)，因(yin)此設計者必須根(gen)據材(cai)料的用(yong)(yong)途(tu)來考(kao)慮(lv)其價值。建議考(kao)慮(lv)的一些因(yin)素包(bao)括有(you)：強(qiang)度成本(ben)比、焊接和制造成本(ben)以及低(di)于-59.4℃以下的使用(yong)(yong)場合(he)選擇合(he)金(jin)鋼時，極高強(qiang)度和良好的沖(chong)擊性能(neng)的需要。


5. 低溫(wen)和深冷用途的(de)材料


   鋁、銅、鈦、鎳基合金，含9％Ni的鐵素(su)體鋼以及不銹鋼等(deng)材(cai)料為設計者提供了一個很大的、并且已經成功用(yong)于液化(hua)氣體行業中(zhong)的氣體液化(hua)、存儲(chu)和輸送設備的材(cai)料選(xuan)擇(ze)范圍。表(biao)4-7給出了一個帶有(you)最低(di)使(shi)用(yong)溫度的常用(yong)低(di)溫材(cai)料選(xuan)力學性能表(biao)。


   用于存儲和輸送液(ye)(ye)化(hua)氣體的(de)設(she)備，對材(cai)料的(de)一個主要的(de)要求就是在該液(ye)(ye)體的(de)處理溫(wen)(wen)度(du)下具(ju)有足夠(gou)的(de)韌性(xing)。其他(ta)還要求有諸(zhu)如(ru)最小(xiao)質量；焊(han)(han)接(jie)工(gong)藝性(xing)好求，如(ru)抗冷、熱(re)(re)(re)裂紋、熱(re)(re)(re)影響(xiang)區(qu)脆斷、焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)高(gao)強(qiang)度(du)高(gao)韌性(xing)要求以及耐(nai)腐蝕(shi)要求；盡可能(neng)低(di)的(de)熱(re)(re)(re)膨脹要求，以最大(da)限度(du)減小(xiao)因環(huan)境和操作(zuo)溫(wen)(wen)度(du)造成的(de)溫(wen)(wen)度(du)差引起的(de)尺寸變化(hua)；相對低(di)的(de)比熱(re)(re)(re)、低(di)的(de)導(dao)熱(re)(re)(re)性(xing)以降低(di)導(dao)熱(re)(re)(re)要求等。


   低溫(wen)材料使用溫(wen)度，見表4-7。


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6. 深冷容(rong)器和(he)換熱(re)器的(de)制造


 大多(duo)數(shu)(shu)低溫(wen)材料具有良好的(de)可成形(xing)性(xing)能和可焊性(xing)。而且大多(duo)數(shu)(shu)裝(zhuang)置也(ye)都要采(cai)用(yong)焊接制(zhi)造技(ji)術(shu)或(huo)成型(xing)技(ji)術(shu)。低溫(wen)裝(zhuang)置制(zhi)造的(de)各種(zhong)影響(xiang)因素，其中(zhong)的(de)一(yi)些要點列出如下：


   ①. 所有(you)的原(yuan)材料和(he)消耗品都嚴(yan)格的質量檢(jian)(jian)驗和(he)規范規定的試(shi)驗檢(jian)(jian)驗；


   ②. 對于各種(zhong)類型的(de)焊接操作，焊接坡口的(de)制(zhi)備(bei)被(bei)視為具有頭(tou)等的(de)重要(yao)性，因(yin)此(ci)，應當作出清楚(chu)的(de)規定，并且對所有的(de)焊接接頭(tou)都要(yao)嚴格執行；


   ③. 焊接裝備(bei)必須經過嚴格檢查，以(yi)保證正常使用；


   ④. 最重要的是，焊(han)接金屬和熱(re)影響(xiang)區(qu)的斷裂韌性(xing)必須(xu)大于(yu)或等于(yu)母(mu)材的斷裂韌性(xing)。焊(han)接裝配應當抗(kang)冷熱(re)裂紋以及熱(re)影響(xiang)區(qu)的脆化。