通常所說的低溫定義很廣,在冷藏和冷凍時常提到低溫。從0℃開始到-100℃左右的范圍或超低溫的范圍,其特性大不相同。在生產工業用氧或氮時,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液化天然氣運輸到儲存地,LNG低溫儲運罐車,見圖6-1。不銹鋼低溫儲罐和鋼瓶(液氮、液氬等),見圖6-2和圖6-3。

在超低溫環境中奧氏體不銹鋼是最好的使用材料。
在(zai)(zai)超導粒子加速(su)器中,為(wei)了能在(zai)(zai)絕對溫度-273℃環境(jing)溫度下使用,就需要在(zai)(zai)超低溫狀態下仍為(wei)非磁性(xing)、高強度的奧氏體不銹(xiu)鋼材料。
普通(tong)鋼雖是一(yi)種高強(qiang)度(du)(du)材料,但在低(di)(di)溫(wen)環(huan)(huan)境中(zhong)(zhong),因(yin)其強(qiang)度(du)(du)和韌(ren)性(xing)(xing)都大(da)(da)大(da)(da)降低(di)(di),而(er)(er)在使用上受到(dao)限制。為此出現了(le)添加鎳(Ni)的(de)特(te)殊鋼,低(di)(di)溫(wen)強(qiang)度(du)(du)得到(dao)了(le)改善和提高。馬氏體(ti)(ti)、鐵素體(ti)(ti)和奧氏體(ti)(ti)不(bu)銹鋼,分別在常(chang)溫(wen)以及高溫(wen)環(huan)(huan)境中(zhong)(zhong)具有各自(zi)優(you)越的(de)特(te)性(xing)(xing),但在低(di)(di)溫(wen)環(huan)(huan)境中(zhong)(zhong),馬氏體(ti)(ti)和鐵素體(ti)(ti)不(bu)銹鋼,與普通(tong)鋼一(yi)樣,低(di)(di)溫(wen)性(xing)(xing)能(neng)不(bu)佳,不(bu)能(neng)適應低(di)(di)溫(wen)環(huan)(huan)境,在使用上要(yao)特(te)別注(zhu)意。而(er)(er)奧氏體(ti)(ti)不(bu)銹鋼,因(yin)具有優(you)良的(de)低(di)(di)溫(wen)特(te)性(xing)(xing),在低(di)(di)溫(wen)環(huan)(huan)境中(zhong)(zhong)而(er)(er)被廣泛和大(da)(da)量使用。
奧氏體不銹鋼具有優越的低溫特性。如022Cr19Ni10(304L)以及022Cr17Ni12Mo2(316L)這兩種鋼的抗拉強度在低溫時,不但沒有降低,反而均有所上升。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)就成為改善特性的有效因素。低溫的延展性在30%以上,并且是充分而穩定的。奧氏體穩定程度更優越的06Cr17Ni12Mo2(316),022Cr17Ni12Mo2(316L)具有更優良的特性。如前所述,有必要注意奧氏體不銹鋼的低溫馬氏體產生的影響。
對于奧氏體穩定程度不同的12Cr17Ni7(301)、06Cr19Ni10(304)和06Cr25Ni20(310),在Ms點以下進行加工時,隨著加工溫度的降低,強度增加(被用于subzero加工,即低溫加工)。按鋼種不同排列,其強度增加的次序為12Cr17Ni7(301)>06Cr19Ni10(304)>06Cr25Ni20(310)。奧氏體穩定程度越差的材0(304)>06Cr25N料如12Cr17Ni7(301),強度增加就越明顯。
在(zai)(zai)低(di)溫(wen)狀(zhuang)態下,鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)存(cun)在(zai)(zai)像碳(tan)素(su)(su)(su)(su)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)一樣的(de)(de)(de)低(di)溫(wen)脆(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing),而(er)(er)(er)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)則不(bu)(bu)存(cun)在(zai)(zai)。因(yin)(yin)此鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)或是馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)產生低(di)溫(wen)脆(cui)(cui)(cui)化(hua)而(er)(er)(er)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)或Ni基合金不(bu)(bu)顯(xian)示低(di)溫(wen)脆(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)。鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)12Cr13(410),10Cr17(430)等(deng)在(zai)(zai)低(di)溫(wen)狀(zhuang)態下,顯(xian)示出(chu)沖擊值急劇下降(jiang)。所以(yi)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)在(zai)(zai)低(di)溫(wen)狀(zhuang)態下使用時(shi),要特(te)別加(jia)以(yi)注(zhu)意。作(zuo)為(wei)改善鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)沖擊韌性(xing)(xing)的(de)(de)(de)方(fang)(fang)法,可(ke)以(yi)考慮進行高純度化(hua)工(gong)(gong)藝(yi)。借助(zhu)于(yu)控(kong)制C、N等(deng)級水平,脆(cui)(cui)(cui)化(hua)溫(wen)度可(ke)在(zai)(zai)-100~-50℃范圍內(nei)進行改善時(shi),有可(ke)能(neng)將其用于(yu)與冷凍相(xiang)(xiang)關的(de)(de)(de)工(gong)(gong)程。近年來,已將011Cr17(430L)和(he)10Cr17MoNb(436)等(deng)應(ying)用于(yu)冷凍器具的(de)(de)(de)殼體(ti)(ti)(ti)(ti)。鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)因(yin)(yin)為(wei)是體(ti)(ti)(ti)(ti)心立(li)方(fang)(fang)結(jie)構,當材料(liao)性(xing)(xing)能(neng)呈現出(chu)變弱時(shi),尖銳的(de)(de)(de)裂紋會迅速地擴(kuo)展而(er)(er)(er)造(zao)成脆(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)破壞。而(er)(er)(er)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),因(yin)(yin)為(wei)是面(mian)心立(li)方(fang)(fang)結(jie)構,而(er)(er)(er)不(bu)(bu)會產生脆(cui)(cui)(cui)性(xing)(xing)破壞。奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)06Cr19Ni10(304)和(he)06Cr17Ni12Mo2(316)等(deng),在(zai)(zai)低(di)溫(wen)狀(zhuang)態下仍顯(xian)示出(chu)了優越的(de)(de)(de)沖擊特(te)性(xing)(xing)。但(dan)是,要注(zhu)意析(xi)出(chu)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)或因(yin)(yin)加(jia)工(gong)(gong)而(er)(er)(er)引(yin)起馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)析(xi)出(chu),還有因(yin)(yin)敏化(hua)引(yin)起碳(tan)化(hua)物(wu)或。相(xiang)(xiang)等(deng)異性(xing)(xing)相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)析(xi)出(chu)而(er)(er)(er)引(yin)起脆(cui)(cui)(cui)化(hua)的(de)(de)(de)傾向(xiang)。
06Cr19Ni10具有(you)優良的耐蝕(shi)性及冷加工沖壓性,在-180℃條件下力學性能仍佳。是奧氏體不(bu)銹鋼(gang)中(zhong)生(sheng)產(chan)和(he)用量最多的鋼(gang),用于(yu)生(sheng)產(chan)薄壁件、輸酸管道及結(jie)構(gou)件等(deng)。

