作者在介绍影响金属冷脆性的因素时,采用的是什么说明舜玉?请你根据具体内容说说.
金属如何“耐寒”
李湘洲李南
①金属在低温下的性能与常温表现是不同的.在超低温状态下,敲打沉甸甸的铅条,
会发出铜铃般的响声；水银冻得坚如钢铁；低碳钢的强度成倍提高……几乎所有的金属在
超低温度下,强度都比它们在室温时要高出很多.
②但是,金属的“硬”和“脆”总是形影不离,在低温下金属的强度和硬度固然提高,可
是韧性却大大降低了,也就是说,金属变“脆”了.人们把金属随着温度的降低韧性和塑
性减小的现象称为“冷脆”.金属的冷脆断裂与常温下的脆性破坏状态基本相同,它往往
在无明显的塑性变形时突然发生,断口平滑光亮,裂纹一般起源于金属组织中的缺陷或
应力集中处,以很快的速度传播.它一旦发生,顷刻之间便会使整个结构崩溃.
③金属在低温下为什么会发生冷脆破坏?家研究发现,这同金属内部的晶体结构
有密切关系.我们知道,金属和合金是由无数小晶体组成的,晶体又由原子按一定方式
排列堆积而成.金属原子的堆积都遵循着某种特定的形式,有规律的重复排列.如果用
一些假想线把它们连接起来,就成了一个个结晶格子,简称晶格.
④金属晶格通常有下列三种类型：体心立方晶格,立方体的八个顶角和中心各有一个
原子,例如钨、钼、钠以及室温下的铁具有这种晶格；面心立方晶格,立方体的八个顶
角和六个面的中心各有一个原子,铜、银、金、铝以及高温下的铁都属于这种组织；密
排六方晶格,六棱体的十二个顶角各有一个原子,中心平面有三个原子,锌、镁、钛均
属这一类型.
⑤在低温下发生冷脆主要是体心立方晶格的金属,其次是密排六方晶格的金属.它们
随着温度的减低,强度指标（如屈服极限、强度极限）增加,塑性和韧性指标（如冲击
韧性、延伸率）下降,显现脆的性质.与此相反,面心立方晶格的金属不会发生冷脆破
坏,温度降低,强度指标有些增加,韧性和塑性指标不变或稍有提高.
⑥为什么不同晶格的金属会出现两种迥然不同的低温性能呢?这是由于不同晶格的原
子数目和分布状态不同,晶面与晶面之间所显现的滑移阻力也有很大差异.面心晶格由
于晶面原子比较多,原子滑移时遇到的阻力小,所以容易变形,因而韧性好.而体心和
六方晶格的情况正好相反,它们晶面的原子少,排列稀疏,滑移阻力比较大,金属变形
困难,因而表现脆的性质.
⑦除了微观晶体结构外,影响金属冷脆性的因素还有很多,可以分为外部因素和内部
因素.外部因素包括工作温度、应力状态、载荷速度、工作介质等；内部因素有合金种
类、成分、晶粒度和组织缺陷等等.
⑧通过对冷脆金属在不同温度下的试验,可以发现,温度越低,冷脆现象也愈严重.
但是,这种变化却要达到某一温度才会明显加剧.无疑,这一“临界脆性转变温度”就成
了研究和选择低温材料的依据.例如,为了保证冬季船舶在高纬度海洋航行安全,远洋
轮的最低工作温度必须高于材料的临界脆性转变温度,这样可以避免冷脆破坏.
⑨钛合金是较理想的深度低温材料.它有三大点：一是比强度（材料强度和比重的
比值）高,在所有金属中首屈一指；二是强度随温度的降低而提高,而且能保持足够的
韧性；三是在低温下对缺口的敏感性小,也就是说,不容易在有缺口的地方出现裂纹.
另外,钛合金的导热性能差,膨胀系数小,适用于火箭、导弹的燃料贮箱中的高压容器
和管道等低温构件.但是,钛容易被氧化,它和液态氧接触会发生反应引起燃烧、爆炸
,所以钛不宜用来制造贮存氧的容器.
（选自《百科知识》2013年第6期）
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