一般所說的低溫，定義很廣，通常在冷藏和冷凍使用范圍的低溫是從0℃開始到-100℃左右或超低溫。低溫的范圍不同，其特性大不相同。生產工業用氮或氧時，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生產的液化天然氣（LNC）運輸到儲存基地。低溫環境和使用材料實例如圖4-11所示。奧氏體系列不銹鋼(gang)是在超低溫狀態下使用的優秀材料。
還(huan)有在超導粒子(zi)加速器中，為了能在絕對(dui)溫(wen)(wen)度（-273℃）附近的環(huan)境溫(wen)(wen)度下(xia)使(shi)用，需開發和使(shi)用在超低(di)溫(wen)(wen)狀態下(xia)仍為非磁性、高強度的特殊奧氏體型不銹鋼。
普通(tong)鋼(gang)(gang)是一種高(gao)強(qiang)(qiang)度材料，但(dan)(dan)在(zai)(zai)(zai)低(di)(di)溫環(huan)境(jing)中(zhong)，因其強(qiang)(qiang)度和(he)(he)(he)韌(ren)性(xing)(xing)(xing)都有(you)所(suo)減(jian)弱，在(zai)(zai)(zai)使用上受(shou)到限(xian)制。為(wei)此添(tian)加鎳（Ni）成為(wei)特(te)殊鋼(gang)(gang)，可按規定的用途使用。馬(ma)氏體(ti)(ti)(ti)型、鐵素體(ti)(ti)(ti)型和(he)(he)(he)奧氏體(ti)(ti)(ti)型不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)，分別在(zai)(zai)(zai)常溫以(yi)及高(gao)溫環(huan)境(jing)中(zhong)具有(you)各自優越的特(te)性(xing)(xing)(xing)，但(dan)(dan)在(zai)(zai)(zai)低(di)(di)溫環(huan)境(jing)中(zhong)，馬(ma)氏體(ti)(ti)(ti)型不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)和(he)(he)(he)鐵素體(ti)(ti)(ti)型不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)，與(yu)普通(tong)鋼(gang)(gang)一樣(yang)，低(di)(di)溫性(xing)(xing)(xing)能不(bu)佳，在(zai)(zai)(zai)使用上要謹慎和(he)(he)(he)注意(yi)。而奧氏體(ti)(ti)(ti)型不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)，因具備優良(liang)的低(di)(di)溫特(te)性(xing)(xing)(xing)而被大量(liang)使用。
低溫鋼必須具有(you)的主要性能：
①.韌(ren)性-脆性轉變溫度低(di)于使用溫度；
②. 滿(man)足(zu)設計要求的(de)強(qiang)度；
③. 在使用溫(wen)度下組織結(jie)構(gou)穩定(ding)；
④. 具有良好的焊(han)接性和(he)加工成形(xing)性；
⑤. 某些特殊用(yong)途(tu)還(huan)要(yao)求(qiu)極低的磁(ci)導率、冷(leng)收縮率等。
1. 低溫下不銹鋼的物理(li)性能
不銹(xiu)鋼(gang)(gang)在低溫(wen)下(xia)(xia)，電(dian)阻、線(xian)膨脹(zhang)系(xi)數(shu)、熱(re)導率、質(zhi)量熱(re)容和磁性(xing)都(dou)會發生(sheng)很大變化。電(dian)阻，線(xian)膨脹(zhang)系(xi)數(shu)在低溫(wen)時(shi)變小；熱(re)導率、質(zhi)量熱(re)容在低溫(wen)時(shi)急劇減少；楊氏(shi)(shi)模(mo)量（縱彈性(xing)模(mo)量）在溫(wen)度下(xia)(xia)降的(de)同時(shi)增大。因為奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)型不銹(xiu)鋼(gang)(gang)具有(you)(you)低溫(wen)的(de)Ms點（馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)變態起始溫(wen)度），所(suo)以當保持在M3點以下(xia)(xia)時(shi)，即可生(sheng)成馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)。低溫(wen)時(shi)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)的(de)生(sheng)成，才使奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)型不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)代(dai)表(biao)鋼(gang)(gang)種06Cr19Ni10（304）在常溫(wen)下(xia)(xia)是非磁性(xing)的(de)，而(er)在低溫(wen)環境中變為有(you)(you)磁性(xing)。
2. 不(bu)銹鋼(gang)低(di)溫(wen)特性
低(di)溫(wen)脆化-在低(di)溫(wen)環(huan)境中(zhong)，變形能量小。在低(di)溫(wen)環(huan)境中(zhong)，延伸率和(he)斷(duan)面(mian)收縮率降低(di)的現(xian)象稱為低(di)溫(wen)脆化。多在鐵素體型(xing)的體心立方（bcc）晶(jing)格組織上產(chan)生。
低溫加工（低溫處理(li)）-將馬氏體(ti)型不(bu)銹鋼從奧氏體(ti)化溫度淬(cui)火(huo)后再冷(leng)卻到極低的溫度，以促進(jin)產(chan)生(sheng)馬氏體(ti)的淬(cui)火(huo)方法。適合于容易生(sheng)成(cheng)殘留奧氏體(ti)的不(bu)銹鋼。
奧氏體型不銹鋼具有優越的低溫特性。022Cr19Ni10（304L）和022Cr17Ni12Mo2（316L）這兩種鋼的抗拉強度在低溫時，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）成為改善特性的有效元素，含氮（N）06Cr17Ni12Mo2N（316N）低溫的延展性達到30％以上，是充分而穩定的，而且奧氏體穩定程度比 06Cr17Ni12Mo2（316），022Cr17Ni17Mo2（316L）具有更優良的低溫特性。如前所述，有必要注意奧氏體型不銹鋼的低溫馬氏體生成的影響。
奧氏體不(bu)銹鋼在(zai)低溫狀態下，因為(wei)具有Ms點(dian)，所以(yi)如果保持在(zai)Ms點(dian)以(yi)下時，則可生成馬氏體。
因為Ms點的溫度值依化學組成（Ni當量）的變化而變化，12Cr17Ni7 （301）約為-10℃，06Cr19Ni10（304）約為-50℃，06Cr25Ni20（310S）則為-150℃。Ms點對低溫裝置材料的選用是一個重要因素。雖說Ms點以下的低溫，就生成馬氏體，但在Ma（變形導致馬氏體形成的最高溫度）點以下時，發現仍可以進行加工。在Ma點和Ms點的中間溫度進行加工時，因加工感應馬氏體產生變態，顯示出在低溫下，其延展性增加。
對于奧(ao)氏(shi)體(ti)穩定程度(du)不同(tong)的12Cr17Ni7（301），06Cr19Nil0（304）和20Cr25Ni20（310），在(zai)Ms點以(yi)下進行加(jia)工(gong)時，隨著加(jia)工(gong)溫度(du)的降低強度(du)增(zeng)加(jia)。按鋼種不同(tong)排列，其強度(du)增(zeng)加(jia)的次序為12Cr17Ni7（301）＞06Cr19Ni10（304）＞20Cr25Ni20（310），像12Cr17Ni7（301）那樣的奧(ao)氏(shi)體(ti)穩定度(du)越差的材(cai)料，其強度(du)增(zeng)加(jia)就越明顯。
06Cr19Ni9（304）在超(chao)低(di)溫下進(jin)行(xing)拉伸(shen)試(shi)驗時(shi)，其(qi)應力-應變(bian)曲線圖居(ju)然出現的(de)(de)激烈(lie)的(de)(de)鋸(ju)齒形(xing)狀(zhuang)曲線（突出鋸(ju)齒狀(zhuang)曲線），這是由(you)于(yu)受(shou)拉伸(shen)而生成馬氏體的(de)(de)緣故。隨著(zhu)應力的(de)(de)增大，其(qi)組織引(yin)起(qi)Y相(xiang)→α相(xiang)或密排六方(fang)晶格（hcp）ε相(xiang)→α相(xiang)的(de)(de)變(bian)態(tai)。同時(shi)表示產生了應力緩和。
