鐵素體低溫鋼一般存在明顯的韌性－脆性轉(zhuǎn)變溫度，當溫度降低至某個臨界值（或區(qū)間）會出現(xiàn)韌性的突然下降。附圖表示含碳 0.2％碳鋼沖擊值與溫度的關(guān)系,其轉(zhuǎn)變溫度在-20℃左右。因此，鐵素體鋼不宜在其轉(zhuǎn)變溫度以下使用，一般需加入Mn、Ni等合金元素，降低間隙雜質(zhì)，細化晶粒，控制鋼中第二相的大小、形態(tài)和分布等,使鐵素體鋼的韌性-脆性轉(zhuǎn)變溫度降低（見金屬的強化）。 　　鐵素體低溫鋼按成分分為三類 

①低碳錳鋼

　　低碳錳鋼(C0.05～0.28％,Mn0.6～2％)。使Mn/C≈10，降低氧、氮、硫、磷等有害雜質(zhì)，有的還加入少量鋁、鈮、鈦、釩等元素以細化晶粒。這類鋼最低使用溫度為－60℃左右。 

②低合金鋼

　　低合金鋼。主要有低鎳鋼(Ni2～4％)、錳鎳鉬鋼(Mn0.6～1.5％,Ni0.2～1.0％，Mo0.4～0.6％，C≤0.25％)、鎳鉻鉬鋼 (Ni0.7～3.0％，Cr0.4～2.0％，Mo0.2～0.6％，C≤0.25％)。這些鋼種的強度高于低碳鋼，最低使用溫度可達-110℃左右。中國研制了幾種節(jié)鎳的低溫用低合金鋼如09Mn2V等。 

③中（高）合金鋼

　　中（高）合金鋼。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℃。 

奧氏體低溫鋼

　　奧氏體低溫鋼具有較高的低溫韌性，一般沒有韌性－脆性轉(zhuǎn)變溫度。按合金成分不同，可分為三個系列： 

①Fe-Cr-Ni系

　　Fe-Cr-Ni系。主要為18-8型鉻鎳不銹耐酸鋼。這種鋼低溫韌性、耐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。 

②Fe-Cr-Ni-Mn和Fe-Cr-Ni-Mn-N 系

　　Fe-Cr-Ni-Mn和Fe-Cr-Ni-Mn-N 系。這類鋼種以錳、氮代替部分鎳來穩(wěn)定奧氏體。氮還有強化作用，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，適用于作超低溫?zé)o磁鋼（即材料的磁導(dǎo)率很?。?。如0Cr21Ni6Mn9N和0Cr16Ni22Mn9Mo2等在-269℃作無磁結(jié)構(gòu)部件。 

③Fe-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。是中國研制的節(jié)約鉻、鎳的新鋼種，如15Mn26Al4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，還可擴大其應(yīng)用范圍。 

低溫鋼在石油氣深冷分離設(shè)備中，絕大部分的最低使用溫度為-110℃,個別設(shè)備中達-150℃,可分別采用低合金鋼、3～6％鎳鋼或 9％鎳鋼。在空氣分離設(shè)備中，最低工作溫度達-196℃,一般采用9％鎳鋼或奧氏體低溫鋼。工作溫度為-253℃的液氫生產(chǎn)、貯運設(shè)備，工作溫度為-269℃的液氦設(shè)備，均應(yīng)采用組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的奧氏體低溫鋼。而某些特殊設(shè)備如超導(dǎo)磁體或超導(dǎo)電機，宜采用在工作溫度以下除有穩(wěn)定的奧氏體組織外,還要能保持極低磁導(dǎo)率(μ)≤1.01或更低）的鋼種。 　　一些具有較高低溫韌性的鐵鎳基和鎳基高溫合金如A-286、Inconel718、InconelX-750 等也常用于需要高強度的低溫設(shè)備上。低溫鋼：20Mn6 14Ni6 24Ni8 12Ni14 10Ni14 X12Ni5 12Ni19 X8Ni9 X7Ni9 11MnNi5-3 13MnNi6-3 15NiMn6 X7NiMo6 26CrMo4 X2CrNiN18-10 X2CrNiMoN17-11-12 1.1169 1.5622 1.5633 1.5637 1.5680 1.5662 1.5663 1.6212 1.6217 1.6228 1.6349 1.7219 1.4311 1.4406
E155 E190 E195 E220 E235 E260 E275 E320 E355 E370 E275K2 E355K2 E460K2 E275M E355M E420M E60M 1.0033 1.0031 1.0034 1.0215 1.0306 1.0220 1.0225 1.0237 1.0580 1.0261 1.0456 1.0920 1.8991 1.8895 1.8896 1.8897 1.8898 41Cr4 25CrMo4 30CrMo4 34CrMo4 42CrMo4 30CrNiMo8 36CrNiMo4 41NiCrMo7-3-2 C10E 1.7035 1.7218 1.7216 1.7220 1.7225 1.6580 1.6511 1.6563 1.1121 C15E C15R 16MnCr5 16MnCrS5 20CrNiMo2-2 20NiCrMoS2-2 1.1141 1.1140 1.7131 1.7139 1.6523 1.6526 C35E C45E E215
E235 E255 E355 E410 10S10 15S10 18S10 37S10 26Mn5 26Mo2 25CrMo4 42CrMo4 E215 E235 E355 1.1181 1.1191 1.0212 1.0308 1.0408 1.0580 1.0509 1.0711 1.0710 1.0712 1.0713 1.1161 1.5417 1.7218 1.7225 1.0212 1.0308 1.0580 E155 E195 E235 E275 E355 1.0033 1.0034 1.0308 1.0580 E190 1.0031 E220 1.0215 E260 1.0220 E320 1.0237 E370 1.0261 E420 1.0575  C10 1.0301 C15 1.0401 C16 1.0407 C35 C40 C45 C50 C60 E295GC E355GC S235JRG2 S355J2G3C 1.0501 1.0511 1.0503 1.0540 1.0601 1.0533 1.0543 1.0122 1.0569
C10R C15R C16R 16MnCrB5 16MnCrS5 20MnCrS5 15NiCr13 16NiCrS4 17NiCrMoS6-4 20NiCrMoS2-2 C35E C35R C40E C40R C45E C45R C50E C50R C60R C60E 34CrS4 41CrS4 51CrV4 25CrMoS4 42CrMoS4 34CrNiMo6 1.1207 1.1140 1.1208 1.7160 1.7139 1.7149 1.5752 1.5715 1.6569 1.6526 1.1181 1.1180 1.1186 1.1189 1.1191 1.1201 1.1206 1.1241 1.1221 1.1223 1.7037 1.7039 1.8159 1.7213 1.7227 1.6582 S235JRH S275J0H S275J2H S355J0H S355J2H S355K2H 1.0039 1.0149 1.0138 1.0547 1.0576 1.0512 S275NH S275NLH S355NH S355NLH S420NH S420NLH S460NH S460NLH 1.0493 1.0497 1.0539 1.0549 1.8750 1.8751 1.8953 1.8956 S235JRH S275J0H S275J2H S355J0H S355J2H S355K2H 1.0039 1.0149 1.0138 1.0547 1.0576 1.0512 S275NH S275NLH 1.0493 1.0497 S355NH S355NLH S460NH S460NLH S275MH S275MLH S420MH S420MLH S460MH S460MLH 1.0539 1.0549 1.8953 1.8956 1.8843 1.8844 1.8845 1.8846 1.8847 1.8848 1.8849 1.8850 SL SM SH DM DH VDC VDCrV VDSiCr TDC TDCrV TDSiCr FDC FDCrV FDSiCr