1. 鐵素體低溫鋼

   鐵素體低溫鋼一般存在著明顯的韌性-脆性轉變溫度，當溫度降低至某個臨界值（或區間）會出現韌性的急劇下降。含碳為0.2％鐵素體鋼沖擊值與溫度的關系，其轉變溫度在-20℃左右。這樣一來，鐵素體鋼不宜在其轉變溫度以下使用。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，細化晶粒，控制鋼中第二相的大小、形態和分布等，使得鐵素體鋼的韌性-脆性轉變溫度降低。

   鐵素體不銹鋼在低溫狀態下，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生低溫脆化，而奧氏體系不銹鋼或Ni基合金則不會顯示低溫脆性。鐵素體不銹鋼的12Cr13（410）、10Cr17（430）等在低溫狀態下，會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下使用時，要特別注意和謹慎。作為改善鐵素體型不銹鋼沖擊韌性的方法，可考慮進行高純化工藝處理。借助于控制C，N等級水平，脆化溫度可在-100～-50℃范圍內得到改善時，使之有可能用于冷凍相關的場合。近年來，已將022Cr18Ti（439）和022Cr18NbTi等應用于冷凍器具的殼體。鐵素體不銹鋼因為是體心立方（bcc）晶格結構，在加工處理時材料性能呈現出變弱，可能出現尖銳的裂紋并會迅速地擴展而造成脆性破壞。奧氏體型不銹鋼因為是面心立方（fcc）晶格結構而不會產生脆性破壞。奧氏體型不銹鋼06Cr19Ni10（304）和06Cr17Ni12Mo2（316）等顯示出在低溫狀態下仍具有優越的沖擊特性。但是，要注意加工處理時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℃之間的低溫段內的表現不凡，使用在不斷增加，在液化氣（LNG）的船運、儲存、管道系統及其各種輔助裝備上獲得了大量的應用。

   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，在設計規范中它們具有最多的現場使用經驗和覆蓋面。這類等級的不銹鋼具有中等的強度和優良的韌性，因此常常按照其成形性能、制造性能以及各種制品形式進行選擇。

   在各種改性類型中，含氮高強度的不銹鋼，如06Cr18Nil0N（304N）和022Cr17Ni12Mo2N（316LN）常常用于低溫過程裝置和液氧和液氮的儲存和輸送。添加2％的氮提高強度約40％，并且在不損失延伸性和斷裂韌性的前提下，適度提高了拉伸強度。

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

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，已不同程度地應用于各種深冷（-150～-269℃）技術中。

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、氮代替部分鎳來穩定奧氏體。氮還具有強化作用，使鋼具有較高的韌性、極低的磁導率和穩定的奧氏體組織，適用于做超低溫無磁鋼（即材料的磁導率很小）。如 06Cr21Ni6Mn9N 和06Cr16Ni22Mn9Mo2 等在-269℃做無磁結構部件。

3. Mn-Al系奧氏體低溫無磁鋼

  Fe-Mn-Al系奧氏體低溫無磁鋼。是我國研制的節約鉻、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。如能改善這種鋼的抗化學腐蝕能力，還可擴大其應用范圍。