1. 鐵素體低溫鋼


   鐵素(su)(su)體(ti)低(di)溫鋼一(yi)(yi)般(ban)存在(zai)著明(ming)顯的(de)(de)韌性-脆性轉(zhuan)變(bian)(bian)溫度(du)(du)(du)，當溫度(du)(du)(du)降(jiang)低(di)至某個(ge)臨界值（或區(qu)間）會出現韌性的(de)(de)急劇(ju)下降(jiang)。含碳為0.2％鐵素(su)(su)體(ti)鋼沖擊值與溫度(du)(du)(du)的(de)(de)關系，其轉(zhuan)變(bian)(bian)溫度(du)(du)(du)在(zai)-20℃左右。這樣(yang)一(yi)(yi)來，鐵素(su)(su)體(ti)鋼不(bu)宜在(zai)其轉(zhuan)變(bian)(bian)溫度(du)(du)(du)以(yi)下使(shi)用。為此一(yi)(yi)般(ban)需在(zai)鐵素(su)(su)體(ti)鋼中(zhong)加入Mn、Ni等合金元素(su)(su)，以(yi)降(jiang)低(di)間隙雜(za)質，細化晶粒(li)，控(kong)制鋼中(zhong)第二相的(de)(de)大(da)小、形態和分布(bu)等，使(shi)得鐵素(su)(su)體(ti)鋼的(de)(de)韌性-脆性轉(zhuan)變(bian)(bian)溫度(du)(du)(du)降(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(zhong)（高）合(he)金(jin)鐵素體低溫(wen)鋼主要有6％Ni鋼、9％Ni鋼、36％Ni鋼，其中(zhong)9％Ni鋼是應用(yong)較廣的(de)(de)深冷用(yong)鋼。這類高鎳鋼的(de)(de)使用(yong)溫(wen)度(du)可低至-196℃。


2. 奧氏體低(di)溫鋼


   在(zai)最近(jin)十年(nian)，奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)，在(zai)-151℃和(he)-269℃之間的低溫(wen)段內的表現不(bu)凡，使(shi)用在(zai)不(bu)斷增(zeng)加，在(zai)液(ye)化(hua)氣（LNG）的船(chuan)運、儲存、管道系統(tong)及(ji)其各(ge)種輔助裝備上獲得(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。


   在各種(zhong)改(gai)性(xing)(xing)(xing)類型中，含氮高(gao)強度的(de)(de)(de)不銹鋼，如06Cr18Nil0N（304N）和(he)(he)(he)022Cr17Ni12Mo2N（316LN）常常用(yong)于低溫(wen)過(guo)程裝置和(he)(he)(he)液氧和(he)(he)(he)液氮的(de)(de)(de)儲存和(he)(he)(he)輸送。添加2％的(de)(de)(de)氮提高(gao)強度約40％，并且在不損失延伸性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)(he)斷裂韌性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)前提下(xia)，適度提高(gao)了拉伸強度。


奧氏體低溫(wen)鋼具有(you)較高的低溫(wen)韌性(xing)，一般沒有(you)韌性(xing)-脆性(xing)轉變(bian)溫(wen)度。按合金成分不同，可分為三個系(xi)列。


1. Cr-Ni系


  Cr-Ni系。主要為18-8型鉻鎳不(bu)銹耐酸鋼。這種鋼低溫韌性(xing)(xing)、耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)和工藝性(xing)(xing)均較好，已(yi)不(bu)同程度地應用(yong)于各種深冷（-150～-269℃）技術中。


2. Cr-Ni-Mn和Cr-Ni-Mn-N系


  Cr-Ni-Mn和(he)(he)Cr-Ni-Mn-N系。這類鋼種以錳、氮代替部分鎳來穩定奧(ao)氏體。氮還(huan)具有強化作用，使(shi)鋼具有較高(gao)的(de)韌性、極低(di)的(de)磁導率和(he)(he)穩定的(de)奧(ao)氏體組織(zhi)，適用于做超低(di)溫無磁鋼（即材(cai)料的(de)磁導率很(hen)小）。如 06Cr21Ni6Mn9N 和(he)(he)06Cr16Ni22Mn9Mo2 等在-269℃做無磁結構部件。


3. Mn-Al系(xi)奧氏體低(di)溫(wen)無磁鋼


  Fe-Mn-Al系奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)低(di)(di)溫無磁鋼(gang)。是我(wo)國研制的節約(yue)鉻、鎳的新鋼(gang)種，如15Mn26A14等可(ke)部(bu)分代替(ti)鉻鎳奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)鋼(gang)，用(yong)于-196℃以下(xia)的極低(di)(di)溫區。如能改善這種鋼(gang)的抗化學腐蝕能力，還可(ke)擴大(da)其應用(yong)范圍(wei)。