在選擇低溫(wen)鋼(gang)時需注意以下幾點事項：

1. 脆性(xing)-延伸性(xing)轉變溫度

  某些金屬(shu)在(zai)低(di)(di)于(yu)(yu)室(shi)溫環境(jing)下(xia)的(de)(de)(de)某個狹窄溫度(du)區間內(nei)會展(zhan)示出令人驚異的(de)(de)(de)延伸(shen)性損失的(de)(de)(de)現象(xiang)，這個溫度(du)區間被稱為脆(cui)性-延伸(shen)性轉變溫度(du)。應當避免鋼(gang)材(cai)在(zai)其(qi)零延伸(shen)性溫度(du)下(xia)使用。因為脆(cui)性裂紋(wen)擴(kuo)展(zhan)產生的(de)(de)(de)危險可能導(dao)致(zhi)構件或整(zheng)個系統(tong)的(de)(de)(de)加(jia)速破壞。由于(yu)(yu)在(zai)低(di)(di)于(yu)(yu)零延伸(shen)性溫度(du)下(xia)，導(dao)致(zhi)裂紋(wen)擴(kuo)展(zhan)所(suo)需(xu)的(de)(de)(de)能量極(ji)低(di)(di)，因此(ci)，要(yao)改善鋼(gang)材(cai)的(de)(de)(de)韌(ren)性需(xu)要(yao)考慮下(xia)列因素。

   ①. 晶(jing)(jing)粒(li)尺寸(cun)對所用(yong)(yong)鋼(gang)材(cai)的(de)零延(yan)性溫度(du)有很大的(de)影響。隨著晶(jing)(jing)粒(li)數量增(zeng)加(jia)（即晶(jing)(jing)粒(li)尺寸(cun)變小(xiao)），零延(yan)伸性溫度(du)降(jiang)低(di)。因此(ci)，細(xi)晶(jing)(jing)粒(li)鋼(gang)種通常(chang)都(dou)可(ke)以在低(di)溫下(xia)使用(yong)(yong)。

   ②. 恰(qia)當地熱處(chu)理(li)在增加(jia)鋼材(cai)的(de)斷裂韌(ren)性方面可能極為有效。例如，淬(cui)火加(jia)回火就是提高(gao)韌(ren)性的(de)一種(zhong)有效的(de)熱處(chu)理(li)措施。

   ③. 在合金元素中(zhong)，鎳(nie)、鈦、錳可以提高鋼材的斷裂韌性(xing)。

   ④. 厚(hou)度是另一個影響脆性(xing)-延伸(shen)性(xing)轉變(bian)溫度的(de)變(bian)量。

2. 金相結構決(jue)定低(di)溫性能(neng)

在環(huan)境溫度以(yi)下，某種(zhong)金(jin)屬(shu)的性質與金(jin)相結構特點有關。

   ①. 體心立方(fang)（bcc）結(jie)構的(de)(de)(de)金屬，其拉伸(shen)和(he)屈服(fu)強度(du)很大程(cheng)度(du)上(shang)取決(jue)于溫度(du)，通常在低于室溫的(de)(de)(de)某個狹(xia)窄的(de)(de)(de)溫度(du)范圍(wei)顯(xian)示出令人吃(chi)驚的(de)(de)(de)延伸(shen)性的(de)(de)(de)損(sun)失（如鐵(tie)和(he)鉬）。

  ②. 面(mian)心立方（fcc）結構(gou)的(de)金屬，如(ru)鋁、銅(tong)以(yi)及奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)，常(chang)常(chang)隨著溫(wen)度的(de)升高，延伸(shen)性(xing)也(ye)隨之增加，并(bing)且與屈服強度相比較，拉伸(shen)強度受溫(wen)度的(de)影響更(geng)大。

  ③. 密(mi)排六方（hcp）結構的金(jin)(jin)屬(shu)，其拉伸(shen)(shen)和(he)屈(qu)服強(qiang)度(du)受環境(jing)溫(wen)度(du)的影響很大，并(bing)且(qie)此類金(jin)(jin)屬(shu)通常在零(ling)度(du)以(yi)下會出現(xian)巨大的延(yan)伸(shen)(shen)性(xing)的損失（如鋅、鈦以(yi)及某些鈦合(he)金(jin)(jin)）；然而，在低溫(wen)環境(jing)下，這類金(jin)(jin)屬(shu)卻具有(you)良(liang)好(hao)的延(yan)伸(shen)(shen)性(xing)。

  ④. 塑性變形加上低溫作用可能導致通常具有延伸性和韌性的不銹鋼，部分地轉變為體心立方晶格（bcc）結構，從而致使延伸性和韌性受到損失，如12Cr17Ni7（301）、12Cr18Ni9（302）、06Cr19Ni10（304）以及06Cr18Ni11Ti（321）。

   ⑤. 在某些材料中，化學成分的微小變化也(ye)可(ke)能(neng)影響延伸性能(neng)。例如，在某種具有延伸性的鈦合(he)金中，將氧含量(liang)從0.10％增加到0.20％，在-253℃下，可(ke)能(neng)降低韌性10％～15％。

3. 缺口韌性(xing)

   缺(que)(que)口韌性被定(ding)義為在(zai)高應(ying)力(li)(li)（如(ru)(ru)可(ke)(ke)能產(chan)生(sheng)的(de)沖擊(ji)載荷）下，金屬抗脆斷的(de)能力(li)(li)。缺(que)(que)口韌性可(ke)(ke)以采用多種方法測(ce)量。常(chang)用測(ce)試(shi)(shi)方法是夏(xia)普(pu)V形缺(que)(que)口試(shi)(shi)驗(yan)。由于(yu)部件或(huo)結構(gou)通(tong)常(chang)因缺(que)(que)口，應(ying)力(li)(li)集中等(deng)缺(que)(que)陷，如(ru)(ru)褶皺、焊接裂(lie)紋、弧坑，尖(jian)銳突變等(deng)產(chan)生(sheng)破(po)壞，因此(ci)，這(zhe)種測(ce)試(shi)(shi)被視為十分必要。通(tong)過夏(xia)普(pu)V形缺(que)(que)口試(shi)(shi)驗(yan)，人(ren)們可(ke)(ke)以決(jue)定(ding)材料(liao)出(chu)現(xian)脆化(hua)時的(de)轉變溫度，而(er)這(zhe)數據(ju)和資料(liao)有(you)(you)助于(yu)設(she)計(ji)者選擇鋼材，從而(er)保證在(zai)整個使用期間承受的(de)溫度或(huo)應(ying)力(li)(li)范圍(wei)內，材料(liao)具有(you)(you)足夠的(de)韌性。

4. 低溫(wen)選材

   選(xuan)擇低(di)溫(wen)和深冷用(yong)途的(de)(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)(liao)需要透徹(che)了解使(shi)(shi)用(yong)場合(he)以(yi)及(ji)所提供金屬材(cai)(cai)料(liao)(liao)每種等級(ji)的(de)(de)(de)力學性(xing)能(neng)（機械性(xing)能(neng)）方面(mian)的(de)(de)(de)知識(shi)。由于有(you)多(duo)種低(di)溫(wen)材(cai)(cai)料(liao)(liao)可選(xuan)用(yong)，因此設計者必須根據材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)用(yong)途來考(kao)慮其價值。建議考(kao)慮的(de)(de)(de)一些(xie)因素(su)包括有(you)：強度(du)成本比、焊(han)接和制造成本以(yi)及(ji)低(di)于-59.4℃以(yi)下的(de)(de)(de)使(shi)(shi)用(yong)場合(he)選(xuan)擇合(he)金鋼(gang)時，極高強度(du)和良好的(de)(de)(de)沖擊性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)需要。

5. 低溫和深冷用途的(de)材料

   鋁、銅(tong)、鈦、鎳基合金，含9％Ni的(de)鐵(tie)素(su)體鋼以及不銹(xiu)鋼等材料(liao)為設計者提供了一個很大的(de)、并(bing)且已(yi)經成(cheng)功用(yong)于液(ye)化氣體行(xing)業中的(de)氣體液(ye)化、存(cun)儲和輸送設備的(de)材料(liao)選擇(ze)范圍(wei)。表4-7給出了一個帶有最低使(shi)用(yong)溫度的(de)常用(yong)低溫材料(liao)選力學性能表。

   用于(yu)存(cun)儲和輸送液化氣(qi)體(ti)的設備(bei)，對材料(liao)的一(yi)個(ge)主要(yao)(yao)的要(yao)(yao)求(qiu)就是(shi)在該(gai)液體(ti)的處(chu)理溫(wen)度下具有足夠的韌性。其他還要(yao)(yao)求(qiu)有諸如最小質(zhi)量；焊接工藝(yi)性好(hao)求(qiu)，如抗(kang)冷、熱(re)(re)裂紋、熱(re)(re)影響區脆斷、焊接接頭高(gao)(gao)強度高(gao)(gao)韌性要(yao)(yao)求(qiu)以(yi)及耐腐(fu)蝕要(yao)(yao)求(qiu)；盡可(ke)能低(di)的熱(re)(re)膨脹要(yao)(yao)求(qiu)，以(yi)最大限度減(jian)小因(yin)環境和操作(zuo)溫(wen)度造成的溫(wen)度差引起的尺(chi)寸變化；相對低(di)的比熱(re)(re)、低(di)的導(dao)熱(re)(re)性以(yi)降低(di)導(dao)熱(re)(re)要(yao)(yao)求(qiu)等(deng)。

   低溫材料(liao)使用溫度(du)，見表(biao)4-7。

6. 深(shen)冷容(rong)器和換熱器的制造

 大多數低溫材料具有良好的(de)(de)可成形性(xing)能和可焊性(xing)。而(er)且大多數裝置(zhi)(zhi)也都(dou)要(yao)采(cai)用焊接(jie)制造技術(shu)或(huo)成型(xing)技術(shu)。低溫裝置(zhi)(zhi)制造的(de)(de)各種影(ying)響因素，其中的(de)(de)一些(xie)要(yao)點列出如(ru)下：

   ①. 所有的原(yuan)材料和消(xiao)耗品都(dou)嚴格的質量檢(jian)驗(yan)和規范規定(ding)的試驗(yan)檢(jian)驗(yan)；

   ②. 對(dui)于(yu)各種類型(xing)的焊接操(cao)作(zuo)，焊接坡口的制備被(bei)視為具有頭等的重要性，因此(ci)，應(ying)當(dang)作(zuo)出清楚的規定，并(bing)且對(dui)所(suo)有的焊接接頭都要嚴(yan)格執行；

   ③. 焊接裝備必(bi)須經(jing)過(guo)嚴格檢查，以保證正(zheng)常使用；

   ④. 最重要的是，焊接(jie)金(jin)屬(shu)和(he)熱(re)(re)影(ying)響區的斷裂(lie)韌性必須大于或(huo)等于母材(cai)的斷裂(lie)韌性。焊接(jie)裝配應(ying)當抗冷(leng)熱(re)(re)裂(lie)紋以及熱(re)(re)影(ying)響區的脆化(hua)。