奥氏体不锈钢，是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含Cr约18%、Ni 8%~10%、C约0.1%时，具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工进行强化，如加入S，Ca，Se，Te等元素，则具有良好的易切削性。
奥氏体不锈钢是在使用条件下以奥氏体组织或以奥氏体组织为主的不锈钢。奥氏体不锈钢具有多种优越的性能, 可用于各种不同的领域中, 尤其是优异的低温韧性使之作为低温结构材料而被广泛应用在超低温工程中。目前, 超低温阀大多选用奥氏体不锈钢制造。
超低温阀门是低温工程中不可缺少的流体管路控制装置。超低温阀门的功能与普通阀门基本一致, 也是用于接通或切断管路介质、调节介质压力和流量。目前, 超低温阀门有闸阀、截止阀、止回阀、球阀、蝶阀及节流阀等类型, 主要用于气体的液化、分离、输送和贮存等设备上。使用温度可达 - 270 ℃以下。
超低温阀门的工作介质不仅温度低, 而且大部分或有毒, 或易燃易爆, 而且渗透性强, 因此决定了对阀门用材的诸多特殊要求。
(1) 良好的耐低温性超低温阀不仅要求在设定的温度下能正常工作, 同时也要保证在常温下的工作性能。因此, 所选材料既要满足常温力学性能, 又要符合使用温度下对力学性能的要求。尤其要求材料在超低温下应具有足够的韧性以防止低应力下的脆性断裂。同时要求材料组织稳定, 保证在使用过程中不会因相变而引起尺寸变化, 最终导致阀门密封失效。
(2) 与介质相容性超低温阀门用材应与工作介质相容, 即对介质具有足够的化学抵抗力, 保证阀门在使用期限内, 与介质相接触材料的化学及物理性质不会发生显著变化。同时, 阀门用材还应符合低温介质防爆性的相容条件。
(3) 低的热导率由于超低温阀的工作温度很低, 为降低传热, 控制热漏, 阀门除采用特殊结构(设置绝热装置) 外, 还应选用热导率相对低的材料, 以减少热损失。
(4) 良好的焊接性能锻焊结构的阀体材料或对焊连接的阀门主体材料, 应考虑材料的焊接性能和在使用温度下焊缝的可靠性。需熔敷特殊合金(如Co - Cr - W 硬质合金) 的密封面时, 还应考虑材料本身堆焊(喷焊) 的可行性。
经过分析, 具有面心立方晶格的铜、铝合金和奥氏体不锈钢等材料, 因没有低温脆性现象, 故可作为超低温阀门用材。虽然铜、铝合金各有一定的优点, 但因强度低, 一般只用于低压及小口径阀门。而9 %镍钢虽然可用于- 196 ℃工况中, 但由于工艺复杂, 一般很少选用。只有奥氏体不锈钢适宜作为各种规格、不同压力等级的超低温阀门用材。
