1. 鐵素體低溫鋼
鐵素體低溫鋼一般存在著明顯的韌性-脆性轉(zhuǎn)變溫度，當(dāng)溫度降低至某個(gè)臨界值（或區(qū)間）會(huì)出現(xiàn)韌性的急劇下降。含碳為0.2％鐵素體鋼沖擊值與溫度的關(guān)系，其轉(zhuǎn)變溫度在-20℃左右。這樣一來(lái)，鐵素體鋼不宜在其轉(zhuǎn)變溫度以下使用。為此一般需在鐵素體鋼中加入Mn、Ni等合金元素，以降低間隙雜質(zhì)，細(xì)化晶粒，控制鋼中第二相的大小、形態(tài)和分布等，使得鐵素體鋼的韌性-脆性轉(zhuǎn)變溫度降低。
鐵素體不銹鋼在低溫狀態(tài)下，存在著像碳素鋼那樣的低溫脆性，而奧氏體鋼則不存在。因此，鐵素體或者是馬氏體不銹鋼有可能產(chǎn)生低溫脆化，而奧氏體系不銹鋼或Ni基合金則不會(huì)顯示低溫脆性。鐵素體不銹鋼的12Cr13（410）、10Cr17（430）等在低溫狀態(tài)下，會(huì)顯示出沖擊韌性值急劇下降。所以鐵素體不銹鋼在低溫狀態(tài)下使用時(shí)，要特別注意和謹(jǐn)慎。作為改善鐵素體型不銹鋼沖擊韌性的方法，可考慮進(jìn)行高純化工藝處理。借助于控制C，N等級(jí)水平，脆化溫度可在-100～-50℃范圍內(nèi)得到改善時(shí)，使之有可能用于冷凍相關(guān)的場(chǎng)合。近年來(lái)，已將022Cr18Ti（439）和022Cr18NbTi等應(yīng)用于冷凍器具的殼體。鐵素體不銹鋼因?yàn)槭求w心立方（bcc）晶格結(jié)構(gòu)，在加工處理時(shí)材料性能呈現(xiàn)出變?nèi)酰赡艹霈F(xiàn)尖銳的裂紋并會(huì)迅速地?cái)U(kuò)展而造成脆性破壞。奧氏體型不銹鋼因?yàn)槭敲嫘牧⒎剑╢cc）晶格結(jié)構(gòu)而不會(huì)產(chǎn)生脆性破壞。奧氏體型不銹鋼06Cr19Ni10（304）和06Cr17Ni12Mo2（316）等顯示出在低溫狀態(tài)下仍具有優(yōu)越的沖擊特性。但是，要注意加工處理時(shí)析出鐵素體或因加工而引起馬氏體的析出，還有因敏化引起碳化物或σ相等異相析出而引起脆化的傾向。
中（高）合金鐵素體低溫鋼主要有6％Ni鋼、9％Ni鋼、36％Ni鋼，其中9％Ni鋼是應(yīng)用較廣的深冷用鋼。這類高鎳鋼的使用溫度可低至-196℃。
2. 奧氏體低溫鋼
在最近十年，奧氏體不銹鋼，在-151℃和-269℃之間的低溫段內(nèi)的表現(xiàn)不凡，使用在不斷增加，在液化氣（LNG）的船運(yùn)、儲(chǔ)存、管道系統(tǒng)及其各種輔助裝備上獲得了大量的應(yīng)用。
AISI300 型鋼種，如 06Cr18Ni10（304）、022Cr19Ni10(304L)、06Cr25Ni20(310S)、06Cr17Ni12Mo2(316)、022Cr17Ni12Mo2(316L)、06Cr18Ni11Ti（321）和06Cr18Ni11Nb（347）在-269℃的低溫下都具有優(yōu)良的可焊性和韌性。在這些不銹鋼中，如06Cr18Ni10（304）和022Cr19Nil0（304L）是最常用的不銹鋼。因此，在設(shè)計(jì)規(guī)范中它們具有最多的現(xiàn)場(chǎng)使用經(jīng)驗(yàn)和覆蓋面。這類等級(jí)的不銹鋼具有中等的強(qiáng)度和優(yōu)良的韌性，因此常常按照其成形性能、制造性能以及各種制品形式進(jìn)行選擇。
在各種改性類型中，含氮高強(qiáng)度的不銹鋼，如06Cr18Nil0N（304N）和022Cr17Ni12Mo2N（316LN）常常用于低溫過(guò)程裝置和液氧和液氮的儲(chǔ)存和輸送。添加2％的氮提高強(qiáng)度約40％，并且在不損失延伸性和斷裂韌性的前提下，適度提高了拉伸強(qiáng)度。
奧氏體低溫鋼具有較高的低溫韌性，一般沒(méi)有韌性-脆性轉(zhuǎn)變溫度。按合金成分不同，可分為三個(gè)系列。
1. Cr-Ni系
Cr-Ni系。主要為18-8型鉻鎳不銹耐酸鋼。這種鋼低溫韌性、耐腐蝕性和工藝性均較好，已不同程度地應(yīng)用于各種深冷（-150～-269℃）技術(shù)中。
2. Cr-Ni-Mn和Cr-Ni-Mn-N系
Cr-Ni-Mn和Cr-Ni-Mn-N系。這類鋼種以錳、氮代替部分鎳來(lái)穩(wěn)定奧氏體。氮還具有強(qiáng)化作用，使鋼具有較高的韌性、極低的磁導(dǎo)率和穩(wěn)定的奧氏體組織，適用于做超低溫?zé)o磁鋼（即材料的磁導(dǎo)率很小）。如 06Cr21Ni6Mn9N 和06Cr16Ni22Mn9Mo2 等在-269℃做無(wú)磁結(jié)構(gòu)部件。
3. Mn-Al系奧氏體低溫?zé)o磁鋼
Fe-Mn-Al系奧氏體低溫?zé)o磁鋼。是我國(guó)研制的節(jié)約鉻、鎳的新鋼種，如15Mn26A14等可部分代替鉻鎳奧氏體鋼，用于-196℃以下的極低溫區(qū)。如能改善這種鋼的抗化學(xué)腐蝕能力，還可擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。
