在選擇低溫鋼時(shí)需注意以下幾點(diǎn)事項(xiàng)：

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(gè)狹窄溫度區(qū)間內(nèi)會(huì)展示出令人驚異的延伸性損失的現(xiàn)象，這個(gè)溫度區(qū)間被稱為脆性-延伸性轉(zhuǎn)變溫度。應(yīng)當(dāng)避免鋼材在其零延伸性溫度下使用。因?yàn)榇嘈粤鸭y擴(kuò)展產(chǎn)生的危險(xiǎn)可能導(dǎo)致構(gòu)件或整個(gè)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(kuò)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(duì)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（即晶粒尺寸變小），零延伸性溫度降低。因此，細(xì)晶粒鋼種通常都可以在低溫下使用。

   ②. 恰當(dāng)?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(gè)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(diǎn)有關(guān)。

   ①. 體心立方（bcc）結(jié)構(gòu)的金屬，其拉伸和屈服強(qiáng)度很大程度上取決于溫度，通常在低于室溫的某個(gè)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(qiáng)度相比較，拉伸強(qiáng)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(qiáng)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(huì)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(cè)量。常用測(cè)試方法是夏普V形缺口試驗(yàn)。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(cè)試被視為十分必要。通過夏普V形缺口試驗(yàn)，人們可以決定材料出現(xiàn)脆化時(shí)的轉(zhuǎn)變溫度，而這數(shù)據(jù)和資料有助于設(shè)計(jì)者選擇鋼材，從而保證在整個(gè)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(chǎng)合以及所提供金屬材料每種等級(jí)的力學(xué)性能（機(jī)械性能）方面的知識(shí)。由于有多種低溫材料可選用，因此設(shè)計(jì)者必須根據(jù)材料的用途來考慮其價(jià)值。建議考慮的一些因素包括有：強(qiáng)度成本比、焊接和制造成本以及低于-59.4℃以下的使用場(chǎng)合選擇合金鋼時(shí)，極高強(qiáng)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(jì)者提供了一個(gè)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(chǔ)和輸送設(shè)備的材料選擇范圍。表4-7給出了一個(gè)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(chǔ)和輸送液化氣體的設(shè)備，對(duì)材料的一個(gè)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(qiáng)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(duì)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(diǎn)列出如下：

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

   ②. 對(duì)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(dāng)作出清楚的規(guī)定，并且對(duì)所有的焊接接頭都要嚴(yán)格執(zhí)行；

   ③. 焊接裝備必須經(jīng)過嚴(yán)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(dāng)抗冷熱裂紋以及熱影響區(qū)的脆化。