低温脆性

温度低于T材料由韧性变为脆性

材料的冲击吸收功随温度降低而降低，当试验温度低于Tk(韧脆临界转变温度)时，冲击吸收功明显下降，材料由韧性状态变为脆性状态，这种现象称为低温脆性。

原理

温度是影响金属材料和工程结构断裂方式的重要因素之一。许多断裂事故发生在低温。这是由于温度对工程上广泛使用的低中强度结构钢和铸铁的性能影响很大，随着温度的降低，钢的屈服强度增加韧度降低。体心立方金属存在脆性转变温度是其脆性特点之一。随着温度降低，在某一温度范围内，缺口冲击试样的断裂形式由韧性断裂转变为脆性断裂，这种断裂形式的转变，通常用一个特定的转变温度来表示，该转变温度在一定意义上表征了材料抵抗低温脆性断裂的能力。这种随温度降低材料由韧性向脆性转变的现象称做低温脆性或冷脆，发生脆性转变的温度称为脆性转变温度。。工程构件的工作温度必须在脆性转变温度以上，以防止发生脆性断裂。

并不是所有的金属材料都具有低温脆性。只有以体心立方金属为基的冷脆金属才具有明显的低温脆性，如中低强度钢和锌等。而面心立方金属，如铝等，没有明显的低温脆性。

影响因素

材料脆性倾向的本质是其塑性变形能力对低温和高加载速率适应性的反映。在可用滑移系统足够多、阻碍滑移的因素不因条件而加剧的情况下，材料将保持足够的变形能力而不表现出脆性断裂，面心立方金属属于这种情况。但是体心立方金属，如铁、铬、钨及其合金，在温度较高时，变形能力尚好，但在低温条件下，间隙杂质原子与位错和晶界相互作用的强度增加，阻碍位错运动，封锁滑移的作用加剧，使得对变形的适应能力减弱，即表现出加载速率的敏感性。因此，低温脆性不仅取决于晶格类型,还受材料的成分、组织等因素的影响。

评定原则

低温脆性通常用脆性转变温度评定。脆性转变温度的工程意义在于高于该温度下服役，构件不会发生脆性断裂。很明显转变温度愈低，钢的韧度愈大。脆性转变温度用夏比系列冲击试验得到的转变温度曲线确定。使用转变温度曲线进行工程设计时，关键是根据该曲线确定一个合理的脆性转变温度。不同的工程领域采用不同的方法来确定韧脆转变温度。这些方法有能量准则、断口形貌准则和经验准则。

预防

我们在设计、制造及加工在寒冷地区使用的设备的时候，选择抗低温脆性较好的材料。除了化学成分检查外,还应增加对塑性、冲击韧性、金相组织、夹杂物的检查。

用热处理方法，可改善钢的金相组织、减少气体含量、消除焊接残余应力，提高塑性及冲击韧性，降低脆性转化温度。

重视焊接工艺及质量控制:由于低温脆性主要出现于焊接结构,而焊接过程会出现脆化倾向：焊接接头区冶金组织变化引起韧性降低、焊接热循环过程中塑性应变引起热应力脆化；另外，焊接缺陷是难以避免的；所以,焊接处及热影响区的综合性能往往低于母材，焊接结构脆性大部分起源于焊接熔合线、焊缝及热影响区。为此，应选择合适的焊接工艺及焊材，加强现场质量检验，减少焊接缺陷，降低焊接对低温脆性的影响。

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