耐低温钢的分类

耐低温钢的分类文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]

铁素体低温钢铁素体低温钢一般存在明显的韧性－脆性转变温度，当温度降低至某个临界值（或区间）会出现韧性的突然下降。附图表示含碳％碳钢冲击值与温度的关系,其转变温度在-20℃左右。因此，铁素体钢不宜在其转变温度以下使用，一般需加入Mn、Ni等合金元素，降低间隙杂质，细化晶粒，控制钢中第二相的大小、形态和分布等,使铁素体钢的韧性-脆性转变温度降低（见金属的强化）。

铁素体低温钢按成分分为三类

①低碳锰钢

低碳锰钢～％,～2％)。使Mn/C≈10，降低氧、氮、硫、磷等有害杂质，有的还加入少量铝、铌、钛、钒等元素以细化晶粒。这类钢最低使用温度为－60℃左右。

②低合金钢

低合金钢。主要有低镍钢(Ni2～4％)、锰镍钼钢～％,～％，～％，

C≤％)、镍～％，～％，～％，C≤％)。这些钢种的强度高于，最低使用温度可达-110℃左右。中国研制了几种节镍的低温用低合金钢如09Mn2V等。

③中（高）合金钢

中（高）合金钢。主要有 6％Ni钢、9％Ni钢、36％Ni钢，其中9％Ni 钢是应用较广的深冷用钢。这类高镍钢的使用温度可低至-196℃。

奥氏体低温钢

奥氏体低温钢具有较高的低温韧性，一般没有韧性－脆性转变温度。按合金成分不同，可分为三个系列：

①Fe-Cr-Ni系

Fe-Cr-Ni系。主要为18-8型铬镍不锈耐酸钢。这种钢低温韧性、耐蚀性和工艺性均较好，已不同程度地应用于各种深冷(-150～269℃)技术中。

②Fe-Cr-Ni-Mn和Fe-Cr-Ni-Mn-N 系

Fe-Cr-Ni-Mn和Fe-Cr-Ni-Mn-N 系。这类钢种以锰、氮代替部分镍来稳定奥氏体。氮还有强化作用，使钢具有较高的韧性、极低的磁导率和稳定的奥氏体组织，适用于作超低温无磁钢（即材料的磁导率很小）。如

0Cr21Ni6Mn9N和0Cr16Ni22Mn9Mo2等在-269℃作无磁结构部件。

③Fe-Mn-Al系奥氏体低温无磁钢

Fe-Mn-Al系奥氏体低温无磁钢。是中国研制的节约铬、镍的新钢种，如15Mn26Al4等可部分代替铬镍奥氏体钢,用于-196℃以下的极低温区。如能改善这种钢的抗化学腐蚀能力，还可扩大其应用范围。

使用范围

低温钢在石油气深冷分离设备中，绝大部分的最低使用温度为-110℃,个别设备中达-150℃,可分别采用低合金钢、3～6％镍钢或 9％镍钢。在空气分

离设备中，最低工作温度达-196℃,一般采用9％镍钢或奥氏体低温钢。工作温度为-253℃的液氢生产、贮运设备，工作温度为-269℃的液氦设备，均应采用组织结构稳定的奥氏体低温钢。而某些特殊设备如超导磁体或超导电机，宜采用在工作温度以下除有稳定的奥氏体组织外,还要能保持极低磁导率(μ)≤或更低）的钢种。

一些具有较高低温韧性的铁镍基和镍基高温合金如A-286、Inconel718、InconelX-750 等也常用于需要高强度的低温设备上。