在選擇低溫鋼(gang)時需注意以下幾點事項：

1. 脆性-延伸性轉變溫度

  某(mou)(mou)些金屬(shu)在低(di)(di)于(yu)室溫(wen)(wen)環境下的(de)(de)某(mou)(mou)個狹窄溫(wen)(wen)度(du)(du)區間(jian)內(nei)會展示(shi)出(chu)令(ling)人驚(jing)異的(de)(de)延(yan)伸(shen)性損失的(de)(de)現象，這個溫(wen)(wen)度(du)(du)區間(jian)被稱為脆性-延(yan)伸(shen)性轉變溫(wen)(wen)度(du)(du)。應當避免(mian)鋼(gang)材在其零延(yan)伸(shen)性溫(wen)(wen)度(du)(du)下使用。因為脆性裂紋擴(kuo)(kuo)展產生的(de)(de)危險(xian)可能(neng)導致(zhi)構件或(huo)整個系統(tong)的(de)(de)加速破(po)壞。由于(yu)在低(di)(di)于(yu)零延(yan)伸(shen)性溫(wen)(wen)度(du)(du)下，導致(zhi)裂紋擴(kuo)(kuo)展所需(xu)的(de)(de)能(neng)量極(ji)低(di)(di)，因此，要改善鋼(gang)材的(de)(de)韌(ren)性需(xu)要考慮下列因素。

   ①. 晶(jing)(jing)粒尺寸對所用鋼材的零延(yan)性溫度有很大的影響。隨(sui)著晶(jing)(jing)粒數量增加（即(ji)晶(jing)(jing)粒尺寸變小），零延(yan)伸性溫度降低。因此，細晶(jing)(jing)粒鋼種通常都(dou)可以在低溫下(xia)使用。

   ②. 恰(qia)當地熱處理在增加鋼材的(de)斷(duan)裂韌(ren)性方面可能極為(wei)有效。例如，淬火加回火就是(shi)提高韌(ren)性的(de)一種有效的(de)熱處理措(cuo)施。

   ③. 在合金元素中，鎳、鈦(tai)、錳(meng)可以提高鋼(gang)材的(de)斷(duan)裂韌性。

   ④. 厚(hou)度(du)是(shi)另一個影響(xiang)脆性-延(yan)伸性轉變溫度(du)的變量。

2. 金相結構(gou)決定(ding)低溫性(xing)能

在環境(jing)溫度以下，某種(zhong)金(jin)屬的性質與金(jin)相結構特(te)點(dian)有關。

   ①. 體(ti)心立方(fang)（bcc）結(jie)構的金屬，其拉伸(shen)和屈服強度很大程度上取(qu)決于(yu)(yu)溫度，通(tong)常(chang)在低(di)于(yu)(yu)室溫的某個狹窄的溫度范圍顯示出令(ling)人(ren)吃驚的延伸(shen)性的損(sun)失(shi)（如鐵和鉬）。

  ②. 面心立方(fang)（fcc）結構的金屬，如鋁、銅以(yi)及(ji)奧氏體不銹(xiu)鋼，常(chang)常(chang)隨(sui)著溫(wen)度(du)的升高，延伸性也隨(sui)之增加(jia)，并(bing)且(qie)與(yu)屈服強度(du)相比較(jiao)，拉伸強度(du)受溫(wen)度(du)的影(ying)響更大。

  ③. 密排六(liu)方（hcp）結構的(de)金(jin)屬(shu)(shu)，其拉伸和屈服強度受環境(jing)溫度的(de)影響很大(da)，并且此類金(jin)屬(shu)(shu)通常(chang)在(zai)零度以下會出(chu)現巨大(da)的(de)延伸性(xing)的(de)損失（如鋅、鈦以及(ji)某些鈦合金(jin)）；然而，在(zai)低溫環境(jing)下，這類金(jin)屬(shu)(shu)卻具有良好的(de)延伸性(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(mou)些材料中，化(hua)學成(cheng)分的微小(xiao)變化(hua)也可能影響(xiang)延(yan)伸性(xing)能。例如，在某(mou)種具有延(yan)伸性(xing)的鈦合金(jin)中，將氧含量從0.10％增(zeng)加(jia)到0.20％，在-253℃下，可能降低韌性(xing)10％～15％。

3. 缺口韌性

   缺(que)(que)口韌(ren)性(xing)(xing)被定(ding)義為在高(gao)應力(li)（如可(ke)能產生的(de)(de)沖擊載(zai)荷(he)）下，金屬抗脆(cui)斷的(de)(de)能力(li)。缺(que)(que)口韌(ren)性(xing)(xing)可(ke)以采用(yong)多種方法測(ce)(ce)量。常用(yong)測(ce)(ce)試方法是夏(xia)普(pu)V形缺(que)(que)口試驗(yan)。由于部件或(huo)結構通(tong)常因(yin)缺(que)(que)口，應力(li)集(ji)中(zhong)等(deng)缺(que)(que)陷，如褶皺、焊(han)接裂(lie)紋、弧坑(keng)，尖銳突(tu)變等(deng)產生破壞，因(yin)此，這(zhe)(zhe)種測(ce)(ce)試被視為十分必要(yao)。通(tong)過夏(xia)普(pu)V形缺(que)(que)口試驗(yan)，人(ren)們可(ke)以決(jue)定(ding)材料出現脆(cui)化時的(de)(de)轉變溫度，而這(zhe)(zhe)數據和資(zi)料有助于設計者選擇鋼(gang)材，從而保證在整個使(shi)用(yong)期間承受的(de)(de)溫度或(huo)應力(li)范圍內，材料具有足夠的(de)(de)韌(ren)性(xing)(xing)。

4. 低溫選材

   選擇低溫和深冷用(yong)途的(de)(de)材(cai)料(liao)需要(yao)透徹了解(jie)使用(yong)場合(he)以(yi)及所(suo)提供金屬材(cai)料(liao)每種等級的(de)(de)力學性能（機械性能）方面的(de)(de)知識。由于有多種低溫材(cai)料(liao)可選用(yong)，因此設計者必須根(gen)據材(cai)料(liao)的(de)(de)用(yong)途來(lai)考慮(lv)其(qi)價值(zhi)。建(jian)議考慮(lv)的(de)(de)一些因素(su)包括(kuo)有：強度(du)成(cheng)本(ben)比、焊接和制(zhi)造成(cheng)本(ben)以(yi)及低于-59.4℃以(yi)下的(de)(de)使用(yong)場合(he)選擇合(he)金鋼(gang)時，極高強度(du)和良好的(de)(de)沖擊性能的(de)(de)需要(yao)。

5. 低溫和深冷用途的(de)材料

   鋁、銅(tong)、鈦、鎳(nie)基合金，含(han)9％Ni的(de)(de)(de)鐵素體(ti)鋼(gang)以及不銹(xiu)鋼(gang)等材(cai)料為設(she)計者(zhe)提(ti)供了一個(ge)很大的(de)(de)(de)、并且已經成功用于(yu)液(ye)化氣體(ti)行業中(zhong)的(de)(de)(de)氣體(ti)液(ye)化、存儲和輸送設(she)備的(de)(de)(de)材(cai)料選(xuan)(xuan)擇范(fan)圍。表4-7給(gei)出(chu)了一個(ge)帶有(you)最低(di)使(shi)用溫(wen)度的(de)(de)(de)常用低(di)溫(wen)材(cai)料選(xuan)(xuan)力學性能表。

   用于(yu)存儲(chu)和(he)輸(shu)送液化(hua)氣體的(de)(de)設備，對材料的(de)(de)一個(ge)主要(yao)的(de)(de)要(yao)求(qiu)就是在該液體的(de)(de)處理溫(wen)度(du)下(xia)具(ju)有足夠的(de)(de)韌性(xing)。其他(ta)還要(yao)求(qiu)有諸(zhu)如最小質(zhi)量；焊(han)接(jie)工藝性(xing)好求(qiu)，如抗(kang)冷(leng)、熱裂紋、熱影響區(qu)脆斷、焊(han)接(jie)接(jie)頭高(gao)強度(du)高(gao)韌性(xing)要(yao)求(qiu)以及耐腐蝕要(yao)求(qiu)；盡(jin)可能低的(de)(de)熱膨脹要(yao)求(qiu)，以最大限(xian)度(du)減小因(yin)環(huan)境和(he)操作(zuo)溫(wen)度(du)造成的(de)(de)溫(wen)度(du)差引起(qi)的(de)(de)尺寸(cun)變(bian)化(hua)；相對低的(de)(de)比熱、低的(de)(de)導熱性(xing)以降低導熱要(yao)求(qiu)等。

   低溫(wen)(wen)材料使用溫(wen)(wen)度，見表4-7。

6. 深冷(leng)容器和換熱(re)器的制造

 大(da)多數低(di)溫(wen)(wen)材料具有良好的(de)(de)可(ke)成(cheng)形性(xing)能(neng)和可(ke)焊性(xing)。而且大(da)多數裝(zhuang)置(zhi)也都要(yao)采(cai)用焊接制造技術或(huo)成(cheng)型(xing)技術。低(di)溫(wen)(wen)裝(zhuang)置(zhi)制造的(de)(de)各種影響因素，其中的(de)(de)一些要(yao)點列出如(ru)下：

   ①. 所有的原(yuan)材料和消耗品都(dou)嚴格(ge)的質(zhi)量檢驗和規范(fan)規定的試驗檢驗；

   ②. 對于各種類型的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)操(cao)作，焊(han)(han)接(jie)(jie)坡口的(de)制備被視為具有(you)頭等的(de)重要(yao)(yao)性，因此，應當作出清(qing)楚的(de)規定，并(bing)且對所有(you)的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭都要(yao)(yao)嚴格執行；

   ③. 焊接裝(zhuang)備(bei)必須(xu)經過嚴格檢查，以保證正常使用；

   ④. 最重要的是，焊(han)接金屬和(he)熱影響(xiang)區的斷裂韌(ren)性必須大于或(huo)等于母材的斷裂韌(ren)性。焊(han)接裝(zhuang)配應當抗冷熱裂紋以及熱影響(xiang)區的脆(cui)化。