低温几乎对所有的机体材料都有不利的影响。对暴露于低温环境的装备,由于低温会改变其组成材料的物理特性,因此可能会对其工作性能造成暂时或永久性的损害。所以,只要装备暴露于低于标准大气条件的温度下,就要考虑做低温试验。考虑以下典型低温环境效应,有助于确定低温试验是否适用于受试产品:
(1)材料的硬化和脆化;
(2)在对温度瞬变的响应中,不同材料产生不同程度的收缩,以及不同零部件的膨胀率不同,引起零部件相互咬死;
(3)由于黏度增加,润滑油的润滑作用和流动性降低;
(4)电子器件(电阻器、电容器等)性能改变;
(5)变压器和机电部件的性能改变;
(6)减震架刚性增加;
(7)固体爆炸药丸或药柱(如硝酸铵)产生裂纹;
(8)破裂与龟裂、脆裂、冲击强度改变和强度降低;
(9)受约束的玻璃产生静疲劳;
(10)水的冷凝和结冰;
(11)穿防护服的操作人员灵活性、听力和视力降低;
(12)燃烧率变化;
(13)化学反应速度降低而引起性能变化 [5] 。
金属低温冷脆,表现为屈服强度和极限拉伸强度更高,但耐冲击(或碰撞)韧性降低很多,有的甚至粉化。脆性转变温度与金属的成分、冶炼结晶和应力集中有关,奥氏体不锈钢、铝、铜、镍、铅、银、金和铂等金属无明显的脆化温度,大多数金属结构钢(含铌、钽、钒、铬)表现出明显的韧性—脆性的转变,钛、锆、锰、铋、钴、锌和镉与结构钢具有类似的特性,但高纯度的钛合金低温下强度增强,而延展性无明显的降低 [2] 。