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金属材料在低温环境下使用时，除了应具有令人满意的力学（机械）性能外，如屈服强度和抗拉张强度，还必须具备一些特殊的性能，如低温性能。
在低温环境下工作的金属材料主要危险是脆断性破坏，这种脆断性破坏会使复杂的工程结构和设备造成灾难性的破坏。一般来讲，金属材料在断裂前都会显示拉长、松弛、凸胀或其他塑性断裂迹象。但在某些情况下，普通延性金属会在很低的应力作用下突然断裂，而在塑性变形前没有显示任何迹象。这种脆断性破坏通常在低温下发生。
为解决低温下金属材料脆断问题，在结构和设备的设计时，要使应力集中降低到最小程度，并在试验和使用经验的基础上采用在低温环境下具有良好韧性的材料。
许多钢种都具有良好的低温特性。但适用于液化气体和天然气、氮、氧、氢和氦的处理，储存和运输的钢种却很少。这些液化气体在约-66℃的低温时发生气化。奥氏体大口径钢管镀铬具有良好的低温韧性是最适用于低温环境中的钢种。
在用于低温环境上的设备的设计中，材料的低温韧性虽然极其重要，但也应考虑到材料的其他重要性能。例如，决定设备壁厚的抗拉性能。在温度变化很剧烈（低温至室温）的环境中，材料的热胀性能就显得很重要，因为剧烈热胀将对设备部件产生很大的应力。此外，由于低温较难保持，因此，在低温下使用的设备的导热率和比热也是很重要的。
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