Az alacsony hőmérsékletű acél általában {{0}} fok alatti acél. A kristályszerkezet alapján az alacsony hőmérsékletű acélok általában ferrites alacsony hőmérsékletű acélokra és ausztenites alacsony hőmérsékletű acélokra oszthatók. A ferrites alacsony hőmérsékletű acélok általában jelentős szívóssággal, azaz rideg átmeneti hőmérséklettel rendelkeznek. Amikor a hőmérséklet egy bizonyos kritikus értékre (vagy tartományra) csökken, a szívósság hirtelen csökken. A 0,2%-os szénacél ütési érték konverziós hőmérséklete körülbelül -20 fok. Ezért a ferrites acélokat nem szabad átmeneti hőmérsékletük alatt használni. Az ötvözőelemek, például a Mn és a Ni hozzáadása csökkentheti az intersticiális szennyeződéseket, finomíthatja a szemcséket, szabályozhatja a második fázis méretét, alakját és eloszlását, ezáltal csökkentve a ferrites acél szívósság-ridegesség átmeneti hőmérsékletét. Az alacsony hőmérsékletű acél ötvözőelemei főként az acél alacsony hőmérsékletű szívósságát befolyásolják. Ma egy részletes bemutatkozást adunk:
C
Az acél rideg átmeneti hőmérséklete a széntartalom növekedésével gyorsan növekszik, de a hegesztési teljesítmény csökken. Ezért az alacsony hőmérsékletű acél széntartalmát körülbelül 0,2%-ra kell korlátozni.
mangán
A mangán jelentősen javíthatja az alacsony hőmérsékletű acélok szívósságát. A mangán főként szilárd oldat formájában létezik, és szilárd oldatot erősítő funkciója van. Ezenkívül a mangán olyan elem, amely kiterjeszti az ausztenit zónát, és csökkenti a fázisátalakítási hőmérsékletet (A1 és A3), hogy finom és képlékeny ferrit- és perlitszemcséket hozzon létre, ezáltal növelve a maximális ütközési energiát és csökkentve a rideg átmeneti hőmérsékletet. Ezért a mangán-szén aránynak legalább 3-nak kell lennie, ami nemcsak az acél rideg átmeneti hőmérsékletét csökkenti, hanem kompenzálja a megnövekedett mangántartalom miatti csökkent széntartalom okozta mechanikai tulajdonságokat is.
Ni
A nikkel csökkentheti az acél rideg átalakulási hajlamát és hőmérsékletét. Az acél alacsony hőmérsékletű szívóssága a nikkel-mangán szívóssága ötszörösére nő, míg a rideg átmeneti hőmérséklet körülbelül 10 fokkal csökken minden 1%-os nikkeltartalom-növekedés esetén. Ennek főként az az oka, hogy a nikkel nem lép reakcióba a szénnel, szilárd oldatba oldódik, hogy megerősítse.
A nikkel hatására az acél eutektikus pontja a bal alsó sarokba kerül, csökkentve az eutektikus pont széntartalmát és fázisátalakulási hőmérsékletét (A1 és A2). Az azonos széntartalmú szénacélokhoz képest a ferrit mennyisége csökken és finomodik, a perlit pedig megnő (a legkorábbi szénacél alacsonyabb széntartalmú, mint a szénacél). A kísérleti eredmények azt mutatják, hogy a nikkel szívóssága alacsony hőmérsékleten javulásának fő oka az, hogy a nikkelacélban alacsony hőmérsékleten sok mozgatható diszlokáció van, és hajlamosak a keresztcsúszásra.
P,S,Ti,AS,SB,PB
Az olyan elemek, mint a foszfor, kén, arzén, ón, ólom és antimon, káros hatással vannak az alacsony hőmérsékletű acélok szívósságára. Szegregációt okoznak az acélban, és csökkentik a szemcseközi ellenállást, aminek következtében a szemcsehatárokon keletkező rideg repedések keletkeznek, amelyek mentén teljes törésig terjednek. A foszfor növelheti az acél szilárdságát, de növeli a ridegséget is, különösen az alacsony hőmérsékletű ridegséget, és jelentősen megnöveli a rideg átmeneti hőmérsékletet. Tehát tartalmukat szigorúan korlátozni kell.
H,O,N
Ezek az elemek növelik az acél rideg átmeneti hőmérsékletét. Az acél alacsony hőmérsékletű szívóssága javítható szilícium és alumínium felhasználásával az acél deoxidálására és megölésére, de a szilícium növeli az acél rideg átmeneti hőmérsékletét, így az alumíniummal oltott acél alacsonyabb rideg átmeneti hőmérsékletet érhet el, mint a szilíciummal oltott acél.
