【化】 black brittleness; cold shortness; low temperature brittleness
低溫脆性（Low-Temperature Brittleness）是材料科學中的重要概念，指材料在低溫環境下因韌性下降而呈現脆性斷裂的現象。這種現象常見于金屬、聚合物及複合材料中，其本質是材料内部原子或分子運動受溫度抑制，導緻位錯遷移困難，從而降低能量吸收能力。
從機理角度分析，低溫脆性與材料的韌脆轉變溫度（DBTT）密切相關。當環境溫度低于DBTT時，材料斷裂模式從韌性斷裂轉變為脆性斷裂。例如體心立方結構的鐵在-50℃以下會顯著增加脆斷風險，這種特性在北極輸油管道材料選擇中具有重要工程意義。
根據ASTM E23标準，材料的低溫脆性可通過夏比沖擊試驗定量評估。實驗數據顯示，低碳鋼在-40℃時的沖擊吸收功可能比常溫下降60%以上，這種性能突變對低溫設備設計提出嚴格限制。NASA在航天器材料選型中明确規定，所有低溫部件必須通過-196℃液氮環境下的斷裂韌性測試。
在工業應用領域，改善低溫脆性的常規方法包括：1）添加鎳、錳等合金元素降低DBTT；2）采用熱機械控制工藝細化晶粒；3）使用奧氏體不鏽鋼等面心立方結構材料。英國焊接研究所（TWI）的案例研究表明，9%鎳鋼在液化天然氣儲罐中的成功應用，正是基于其優異的-165℃低溫韌性。
低溫脆性是指材料在低溫下由韌性狀态轉變為脆性狀态的現象，其核心特征為沖擊吸收功顯著下降，斷裂機制從韌性斷裂（微孔聚集型）轉變為脆性斷裂（穿晶解理型）。以下是詳細解釋：
當溫度低于某一臨界值（韌脆轉變溫度$T_k$）時，材料的沖擊韌性急劇降低，斷口從纖維狀變為結晶狀。這種現象常見于體心立方結構的金屬材料，如中低強度鋼、鋅等。
如需進一步了解測試标準或具體材料的脆性溫度範圍，可參考等來源。
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