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随着人类温室气体排放增多，全球气候不断变暖，近些年南北极冰川融化导致海平面不断升高。南北极自然环境的变化会直接影响极地探索开发的目标和进程。南极地区各岛国主要面对的是冰雪消融带来的危机和挑战，例如南极大量淡水资源不断流失，海岸线被不断上涨的海水所侵蚀，各种风暴等极端气候愈发严重。与此相比，北极地区虽然也有淡水资源流失、冰雪消融等问题，但由于海拔较高，海岸回旋余地较大，且大部分发达国家都在北半球，他们技术先进、资金雄厚，因此北极面临的更多是探索与开发、竞争与机遇。
在这种情况下，极地地区以其丰富的资源，重要的国际战略、商务、军事、科研价值和对全球气候变化的独特影响，日益成为世界各国政府和学术界关注的焦点。我国在 1983 年就正式加入《南极条约》，1985 年 2 月建立了第一个南极科学考察站——长城站，迄今为止已组织实施了 38 次南极考察，并拥有自主设计的“雪龙 2”号极地科考破冰船。2018 年 1 月 27 日，中国发布首部北极政策白皮书，阐述了中国北极政策的目标、基本原则及参与北极事务的主要政策主张，强调“中国作为近北极国家，倡导构建人类命运共同体，是北极事务的积极参与者、建设者和贡献者，将努力为北极发展贡献中国智慧和中国力量”。
海上运输对于国际贸易具有举足轻重的影响，而冰川消融使北极航线权益的竞争日益白热化。原本北极航线常年覆盖冰雪，气候严寒恶劣，一直无法正常通航，但全球变暖导致冰层消退使北极航线的开通从设想变为现实。为了更大程度掌控交通要道及占用自然资源，北极航线成了各国竞争的焦点。北极航线也称作北极航道，具体是指通过北冰洋连接大西洋和太平洋的海上航道，大致分为绕过西伯利亚北部的“东北航道”，绕过加拿大北部的“西北航道”和穿越北极点的“中央航道”。目前从亚洲到欧洲的远洋航线约为 13 000 mile（约20 921 km），如果北冰洋的“黄金海道”在 2040 年完全开通并投入商业使用，则可以将行程缩减至 7 900 mile（约 12 713 km）。这条北极航道将成为连接欧亚两大洲的最短航道，比我国北方港口到欧洲西北部的传统航道缩短 25％～55％，每年可节省 533 亿至 1 274 亿美元的国际贸易海运成本。新航道的开通将为各国带来巨大的经济利益甚至重要的军事意义，因此中国一直积极参与对北极航道的开发和商业通航的探索。2013 年 8 月 15 日，中远海运特种运输股份有限公司（简称“中远海运特运”）的“永盛”轮从江苏太仓港出发经由北极航道，于 9 月 10 日抵达鹿特丹港，成为第一艘成功经过北极航道到达欧洲的中国商船。后来，中远海运特运又相继派遣“天乐”轮、“天健”轮、“天恩”轮等船舶试航北极航道。
自从北极航道登上国际舞台，越来越多的极地科考船、极地破冰船、极地运输船、极地邮轮和极地渔船被投入到北极航道的开发中来。尤其从技术上来说，北极航行需要破冰船的开道。国家“十四五”规划纲要明确提出“开展雪龙探极二期建设，重型破冰船等科技前沿领域攻关”。我国拥有“雪龙”号和“雪龙2”号极地科考破冰船。首艘极地科考破冰船“雪龙”号为常规动力破冰船，具有强大的耐寒能力，能以 1.5 kn的航速连续冲破 1.2 m厚的冰层，是一艘功能齐全的破冰船；“雪龙 2”号则是我国第一艘自主建造的常规动力极地科考破冰船，也是全球第一艘采用艏、艉双向破冰技术的极地科考破冰船，能够在 1.5 m厚的冰层中连续破冰航行，填补了我国在极地科考重大装备领域的空白。
南北极科考与北极航道的潜力极大地促进了极地船舶服役材料的需求与发展。与普通船舶用钢要求不同，极地破冰船用材料要求极为严格。由于在极地寒冷地区航行，船体结构材料不仅需要较高的强度及优良的低温冲击韧性、焊接性能，为保证在寒冷地区的安全性，还需要材料具有良好的低温强度、低温断裂和止裂性能，同时对钢材本身的耐磨、耐腐蚀性要求更加严格。为了更加科学地研究和探索极地船舶与海洋工程服役材料，首先需要对极地环境进行深入的了解。