在選擇低溫鋼時需注意以下幾點事項：

1. 脆性-延伸性轉(zhuǎn)變溫度

  某些金屬在低于室溫環(huán)境下的某個狹窄溫度區(qū)間內(nèi)會展示出令人驚異的延伸性損失的現(xiàn)象，這個溫度區(qū)間被稱為脆性-延伸性轉(zhuǎn)變溫度。應(yīng)當避免鋼材在其零延伸性溫度下使用。因為脆性裂紋擴展產(chǎn)生的危險可能導(dǎo)致構(gòu)件或整個系統(tǒng)的加速破壞。由于在低于零延伸性溫度下，導(dǎo)致裂紋擴展所需的能量極低，因此，要改善鋼材的韌性需要考慮下列因素。

   ①. 晶粒尺寸對所用鋼材的零延性溫度有很大的影響。隨著晶粒數(shù)量增加（即晶粒尺寸變?。?，零延伸性溫度降低。因此，細晶粒鋼種通常都可以在低溫下使用。

   ②. 恰當?shù)責(zé)崽幚碓谠黾愉摬牡臄嗔秧g性方面可能極為有效。例如，淬火加回火就是提高韌性的一種有效的熱處理措施。

   ③. 在合金元素中，鎳、鈦、錳可以提高鋼材的斷裂韌性。

   ④. 厚度是另一個影響脆性-延伸性轉(zhuǎn)變溫度的變量。

2. 金相結(jié)構(gòu)決定低溫性能

在環(huán)境溫度以下，某種金屬的性質(zhì)與金相結(jié)構(gòu)特點有關(guān)。

   ①. 體心立方（bcc）結(jié)構(gòu)的金屬，其拉伸和屈服強度很大程度上取決于溫度，通常在低于室溫的某個狹窄的溫度范圍顯示出令人吃驚的延伸性的損失（如鐵和鉬）。

  ②. 面心立方（fcc）結(jié)構(gòu)的金屬，如鋁、銅以及奧氏體不銹鋼，常常隨著溫度的升高，延伸性也隨之增加，并且與屈服強度相比較，拉伸強度受溫度的影響更大。

  ③. 密排六方（hcp）結(jié)構(gòu)的金屬，其拉伸和屈服強度受環(huán)境溫度的影響很大，并且此類金屬通常在零度以下會出現(xiàn)巨大的延伸性的損失（如鋅、鈦以及某些鈦合金）；然而，在低溫環(huán)境下，這類金屬卻具有良好的延伸性。

  ④. 塑性變形加上低溫作用可能導(dǎo)致通常具有延伸性和韌性的不銹鋼，部分地轉(zhuǎn)變?yōu)轶w心立方晶格（bcc）結(jié)構(gòu)，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(xué)成分的微小變化也可能影響延伸性能。例如，在某種具有延伸性的鈦合金中，將氧含量從0.10％增加到0.20％，在-253℃下，可能降低韌性10％～15％。

3. 缺口韌性

   缺口韌性被定義為在高應(yīng)力（如可能產(chǎn)生的沖擊載荷）下，金屬抗脆斷的能力。缺口韌性可以采用多種方法測量。常用測試方法是夏普V形缺口試驗。由于部件或結(jié)構(gòu)通常因缺口，應(yīng)力集中等缺陷，如褶皺、焊接裂紋、弧坑，尖銳突變等產(chǎn)生破壞，因此，這種測試被視為十分必要。通過夏普V形缺口試驗，人們可以決定材料出現(xiàn)脆化時的轉(zhuǎn)變溫度，而這數(shù)據(jù)和資料有助于設(shè)計者選擇鋼材，從而保證在整個使用期間承受的溫度或應(yīng)力范圍內(nèi)，材料具有足夠的韌性。

4. 低溫選材

   選擇低溫和深冷用途的材料需要透徹了解使用場合以及所提供金屬材料每種等級的力學(xué)性能（機械性能）方面的知識。由于有多種低溫材料可選用，因此設(shè)計者必須根據(jù)材料的用途來考慮其價值。建議考慮的一些因素包括有：強度成本比、焊接和制造成本以及低于-59.4℃以下的使用場合選擇合金鋼時，極高強度和良好的沖擊性能的需要。

5. 低溫和深冷用途的材料

   鋁、銅、鈦、鎳基合金，含9％Ni的鐵素體鋼以及不銹鋼等材料為設(shè)計者提供了一個很大的、并且已經(jīng)成功用于液化氣體行業(yè)中的氣體液化、存儲和輸送設(shè)備的材料選擇范圍。表4-7給出了一個帶有最低使用溫度的常用低溫材料選力學(xué)性能表。

   用于存儲和輸送液化氣體的設(shè)備，對材料的一個主要的要求就是在該液體的處理溫度下具有足夠的韌性。其他還要求有諸如最小質(zhì)量；焊接工藝性好求，如抗冷、熱裂紋、熱影響區(qū)脆斷、焊接接頭高強度高韌性要求以及耐腐蝕要求；盡可能低的熱膨脹要求，以最大限度減小因環(huán)境和操作溫度造成的溫度差引起的尺寸變化；相對低的比熱、低的導(dǎo)熱性以降低導(dǎo)熱要求等。

   低溫材料使用溫度，見表4-7。

6. 深冷容器和換熱器的制造

 大多數(shù)低溫材料具有良好的可成形性能和可焊性。而且大多數(shù)裝置也都要采用焊接制造技術(shù)或成型技術(shù)。低溫裝置制造的各種影響因素，其中的一些要點列出如下：

   ①. 所有的原材料和消耗品都嚴格的質(zhì)量檢驗和規(guī)范規(guī)定的試驗檢驗；

   ②. 對于各種類型的焊接操作，焊接坡口的制備被視為具有頭等的重要性，因此，應(yīng)當作出清楚的規(guī)定，并且對所有的焊接接頭都要嚴格執(zhí)行；

   ③. 焊接裝備必須經(jīng)過嚴格檢查，以保證正常使用；

   ④. 最重要的是，焊接金屬和熱影響區(qū)的斷裂韌性必須大于或等于母材的斷裂韌性。焊接裝配應(yīng)當抗冷熱裂紋以及熱影響區(qū)的脆化。