【化】 black brittleness; cold shortness; low temperature brittleness
低温脆性（Low-Temperature Brittleness）是材料科学中的重要概念，指材料在低温环境下因韧性下降而呈现脆性断裂的现象。这种现象常见于金属、聚合物及复合材料中，其本质是材料内部原子或分子运动受温度抑制，导致位错迁移困难，从而降低能量吸收能力。
从机理角度分析，低温脆性与材料的韧脆转变温度（DBTT）密切相关。当环境温度低于DBTT时，材料断裂模式从韧性断裂转变为脆性断裂。例如体心立方结构的铁在-50℃以下会显著增加脆断风险，这种特性在北极输油管道材料选择中具有重要工程意义。
根据ASTM E23标准，材料的低温脆性可通过夏比冲击试验定量评估。实验数据显示，低碳钢在-40℃时的冲击吸收功可能比常温下降60%以上，这种性能突变对低温设备设计提出严格限制。NASA在航天器材料选型中明确规定，所有低温部件必须通过-196℃液氮环境下的断裂韧性测试。
在工业应用领域，改善低温脆性的常规方法包括：1）添加镍、锰等合金元素降低DBTT；2）采用热机械控制工艺细化晶粒；3）使用奥氏体不锈钢等面心立方结构材料。英国焊接研究所（TWI）的案例研究表明，9%镍钢在液化天然气储罐中的成功应用，正是基于其优异的-165℃低温韧性。
低温脆性是指材料在低温下由韧性状态转变为脆性状态的现象，其核心特征为冲击吸收功显著下降，断裂机制从韧性断裂（微孔聚集型）转变为脆性断裂（穿晶解理型）。以下是详细解释：
当温度低于某一临界值（韧脆转变温度$T_k$）时，材料的冲击韧性急剧降低，断口从纤维状变为结晶状。这种现象常见于体心立方结构的金属材料，如中低强度钢、锌等。
如需进一步了解测试标准或具体材料的脆性温度范围，可参考等来源。
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