1. 鐵素體低溫鋼


   鐵素(su)體(ti)(ti)低(di)溫(wen)鋼一般存在(zai)著明顯的韌性(xing)(xing)-脆性(xing)(xing)轉(zhuan)變(bian)(bian)溫(wen)度(du)，當(dang)溫(wen)度(du)降低(di)至(zhi)某個臨界值(zhi)（或區(qu)間）會出現韌性(xing)(xing)的急劇下降。含碳(tan)為0.2％鐵素(su)體(ti)(ti)鋼沖擊(ji)值(zhi)與溫(wen)度(du)的關系，其轉(zhuan)變(bian)(bian)溫(wen)度(du)在(zai)-20℃左右。這(zhe)樣(yang)一來(lai)，鐵素(su)體(ti)(ti)鋼不宜在(zai)其轉(zhuan)變(bian)(bian)溫(wen)度(du)以下使(shi)用(yong)。為此一般需在(zai)鐵素(su)體(ti)(ti)鋼中(zhong)(zhong)加(jia)入Mn、Ni等合(he)金元(yuan)素(su)，以降低(di)間隙雜質，細(xi)化晶粒，控制鋼中(zhong)(zhong)第二相的大(da)小、形態和分布等，使(shi)得鐵素(su)體(ti)(ti)鋼的韌性(xing)(xing)-脆性(xing)(xing)轉(zhuan)變(bian)(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(zhong)（高）合金鐵素體低(di)溫鋼主(zhu)要有6％Ni鋼、9％Ni鋼、36％Ni鋼，其(qi)中(zhong)9％Ni鋼是應用(yong)較廣的深冷用(yong)鋼。這類高鎳鋼的使用(yong)溫度(du)可低(di)至-196℃。


2. 奧氏體低溫(wen)鋼(gang)


   在(zai)最近十年，奧氏體不銹鋼，在(zai)-151℃和(he)-269℃之(zhi)間的低溫段內(nei)的表現不凡，使(shi)用在(zai)不斷(duan)增(zeng)加，在(zai)液化(hua)氣（LNG）的船(chuan)運、儲(chu)存(cun)、管道(dao)系統及其各種輔助裝備上(shang)獲得(de)了(le)大量(liang)的應(ying)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。


   在各種改性類型(xing)中，含氮高(gao)強度(du)(du)的不銹鋼，如06Cr18Nil0N（304N）和022Cr17Ni12Mo2N（316LN）常常用(yong)于低溫過程裝(zhuang)置和液(ye)氧(yang)和液(ye)氮的儲存和輸(shu)送。添加2％的氮提(ti)(ti)高(gao)強度(du)(du)約(yue)40％，并且在不損失延(yan)伸性和斷裂(lie)韌(ren)性的前提(ti)(ti)下，適度(du)(du)提(ti)(ti)高(gao)了拉伸強度(du)(du)。


奧氏體低溫鋼具有(you)較(jiao)高的(de)低溫韌性(xing)，一(yi)般沒(mei)有(you)韌性(xing)-脆性(xing)轉變溫度。按(an)合金(jin)成分不(bu)同(tong)，可分為三(san)個系列。


1. Cr-Ni系


  Cr-Ni系。主(zhu)要為18-8型鉻鎳不銹耐酸鋼。這(zhe)種(zhong)(zhong)鋼低溫韌性(xing)、耐腐蝕(shi)性(xing)和工藝(yi)性(xing)均較(jiao)好，已不同(tong)程度地(di)應用于各種(zhong)(zhong)深冷（-150～-269℃）技術中。


2. Cr-Ni-Mn和Cr-Ni-Mn-N系(xi)


  Cr-Ni-Mn和Cr-Ni-Mn-N系。這類鋼(gang)種以錳、氮(dan)代替部(bu)分(fen)鎳(nie)來(lai)穩(wen)定奧氏體(ti)(ti)。氮(dan)還具有強化作(zuo)用，使鋼(gang)具有較高(gao)的(de)韌性、極低(di)的(de)磁(ci)導率(lv)(lv)和穩(wen)定的(de)奧氏體(ti)(ti)組織，適用于做超低(di)溫無磁(ci)鋼(gang)（即材料的(de)磁(ci)導率(lv)(lv)很小）。如 06Cr21Ni6Mn9N 和06Cr16Ni22Mn9Mo2 等在(zai)-269℃做無磁(ci)結構部(bu)件(jian)。


3. Mn-Al系(xi)奧氏體低溫無磁(ci)鋼


  Fe-Mn-Al系奧(ao)氏體低(di)溫(wen)無磁(ci)鋼(gang)。是我(wo)國研(yan)制的節約鉻、鎳的新鋼(gang)種(zhong)，如15Mn26A14等(deng)可部分代(dai)替鉻鎳奧(ao)氏體鋼(gang)，用于(yu)-196℃以(yi)下的極低(di)溫(wen)區。如能改(gai)善(shan)這(zhe)種(zhong)鋼(gang)的抗化學腐蝕能力(li)，還可擴大其應用范圍(wei)。