馬氏體低溫用鋼主要是指制造、運輸及儲存液化氣體的機械設備、超導設備、核聚變反應設備等所用的超高強度、超低溫材料。這里只涉及常壓下液化溫度在-103℃以下的常用氣體(乙烯:-103℃;天然氣:-165℃;氧:-183℃;空氣:-190℃;氮:-196℃;氫:-253℃;氯:-269℃)及一些液化溫度在-180--80℃之間的碳氫化合物(如甲烷、乙烷)等所用的高合金細晶粒鐵素體鋼。
作為低溫用鋼,應具有如下性能:低溫下組織穩(wěn)定,不產生相變,以保持力學性能及物理性較為穩(wěn)定;有良好的低溫韌性:良好的焊接性和加工性能;有時還有其他特殊要求,如無磁性等。
9%Ni鋼是低碳馬氏體型低溫用鋼,作為液化天然氣(LNG)及液氨用鋼,已被世界各國普遍采用,其使用溫度可達-196℃。
9%Ni鋼的化學成分如表1-14所示
鋼中鎳含量對韌性有很大影響,隨著鎳含量的提高,脆性轉變,溫度不斷下降,而韌性提高。鋼中碳含量增大,其韌性下降,低溫轉變溫度升高,焊接性惡化。鋼中硅是重要的脫氧劑,但又容易形成夾雜物而危害韌性。錳可以細化晶粒,又可提高Mn/C比,提高韌性,降低低溫轉變溫度。氧是降低韌性、提高低溫轉變溫度的元素,因此必須控制。磷不僅與氧有類似的作用,即降低韌性,提高脆性轉變溫度,而且還惡化焊接性,所以必須嚴格控制。