1. 鐵素體低溫鋼


   鐵素(su)體(ti)低(di)溫(wen)鋼一般存在著明顯的(de)(de)韌性(xing)(xing)-脆性(xing)(xing)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)溫(wen)度(du)，當溫(wen)度(du)降低(di)至某個臨界(jie)值(zhi)（或區間）會(hui)出(chu)現韌性(xing)(xing)的(de)(de)急劇下降。含(han)碳為0.2％鐵素(su)體(ti)鋼沖擊(ji)值(zhi)與溫(wen)度(du)的(de)(de)關(guan)系，其(qi)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)溫(wen)度(du)在-20℃左右。這(zhe)樣(yang)一來，鐵素(su)體(ti)鋼不宜(yi)在其(qi)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)溫(wen)度(du)以(yi)下使用。為此一般需在鐵素(su)體(ti)鋼中加入Mn、Ni等合金元(yuan)素(su)，以(yi)降低(di)間隙雜質(zhi)，細(xi)化晶粒(li)，控制(zhi)鋼中第二相(xiang)的(de)(de)大小、形(xing)態和分(fen)布(bu)等，使得鐵素(su)體(ti)鋼的(de)(de)韌性(xing)(xing)-脆性(xing)(xing)轉(zhuan)(zhuan)變(bian)溫(wen)度(du)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）合(he)金鐵(tie)素體低(di)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)是應用較廣的(de)深冷用鋼(gang)(gang)。這類高鎳鋼(gang)(gang)的(de)使(shi)用溫(wen)度可低(di)至(zhi)-196℃。


2. 奧氏體低溫鋼


   在最(zui)近十年(nian)，奧氏體(ti)不銹鋼，在-151℃和-269℃之間的低(di)溫段內的表現不凡(fan)，使用在不斷增加，在液化氣(qi)（LNG）的船運、儲(chu)存、管道系(xi)統及其各種輔助裝備上獲得了大量的應用。


   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(xing)類型中，含(han)氮高強(qiang)度(du)的不銹鋼(gang)，如06Cr18Nil0N（304N）和(he)022Cr17Ni12Mo2N（316LN）常常用(yong)于低溫(wen)過程裝置和(he)液(ye)氧和(he)液(ye)氮的儲存和(he)輸送(song)。添加2％的氮提(ti)高強(qiang)度(du)約40％，并且在不損失(shi)延伸性(xing)和(he)斷(duan)裂韌性(xing)的前(qian)提(ti)下，適度(du)提(ti)高了拉(la)伸強(qiang)度(du)。


奧(ao)氏體低溫(wen)鋼具有(you)較高的低溫(wen)韌性(xing)，一(yi)般沒有(you)韌性(xing)-脆(cui)性(xing)轉變(bian)溫(wen)度。按合金成分不同，可分為三個系列(lie)。


1. Cr-Ni系


  Cr-Ni系。主要為18-8型鉻鎳不銹(xiu)耐酸鋼。這種鋼低溫韌性(xing)、耐腐蝕(shi)性(xing)和工藝性(xing)均較好，已不同程度(du)地應(ying)用于(yu)各(ge)種深冷(leng)（-150～-269℃）技術(shu)中(zhong)。


2. Cr-Ni-Mn和Cr-Ni-Mn-N系


  Cr-Ni-Mn和(he)Cr-Ni-Mn-N系。這類鋼(gang)種以(yi)錳、氮代替部分鎳(nie)來穩定奧氏體(ti)。氮還具有強化作用，使鋼(gang)具有較高的(de)(de)韌性、極低的(de)(de)磁(ci)(ci)導率和(he)穩定的(de)(de)奧氏體(ti)組織，適用于做超低溫(wen)無磁(ci)(ci)鋼(gang)（即(ji)材料的(de)(de)磁(ci)(ci)導率很小）。如 06Cr21Ni6Mn9N 和(he)06Cr16Ni22Mn9Mo2 等在-269℃做無磁(ci)(ci)結構(gou)部件。


3. Mn-Al系奧(ao)氏體(ti)低溫無磁鋼


  Fe-Mn-Al系(xi)奧(ao)氏(shi)(shi)體低(di)溫(wen)無磁鋼。是我國研制(zhi)的節約鉻(ge)、鎳的新鋼種，如15Mn26A14等可部分(fen)代替鉻(ge)鎳奧(ao)氏(shi)(shi)體鋼，用于-196℃以下的極低(di)溫(wen)區。如能改(gai)善這種鋼的抗化學腐蝕能力(li)，還(huan)可擴大(da)其應用范圍。