隨著溫度的降低，大多數(shù)鋼材的強(qiáng)度有所增加，而韌性下降。金屬材料在低溫下呈現(xiàn)的脆性稱為冷脆性。材料由延性破壞轉(zhuǎn)變到脆性破壞的上限溫度稱為韌脆轉(zhuǎn)變溫度。為防止發(fā)生低溫脆性破壞，鋼材的最低允許工作溫度就應(yīng)高于韌脆轉(zhuǎn)變溫度的上限。

值得一提的是，具有面心立方晶格結(jié)構(gòu)的奧氏體不會發(fā)生低溫脆性，因為溫度降低時奧氏體會向鐵素體轉(zhuǎn)化，進(jìn)而生成鐵素體和滲碳體分層分布而成的珠光體，而體心立方晶格的鐵素體會發(fā)生低溫脆性。

鋼材中磷含量的增加會顯著增加鋼材的冷脆性。

高錳鋼材料的冷脆性很嚴(yán)重，在冬季，特別東北地區(qū)，因為高錳鋼的 冷脆性的存在，高錳鋼系列的襯板、錘頭等零件更易斷裂。

冷脆性金屬材料在低溫下呈現(xiàn)的沖擊值明顯降低的現(xiàn)象。大多是含磷元素高引起，象當(dāng)年泰坦尼克號沉船事件，后來有人分析是制船鋼板冷脆性引起的。 另外碳也能增加鋼的冷脆性和時效敏感性，使鐵的可塑性和抗沖擊性降低。

鋼的低溫冷脆是自然規(guī)律，是無法徹底消除的，但可以降低，一般說來，降低鋼中的磷含量是降低鋼的冷脆性的有效方法。

低溫冷脆性是指鋼在低溫狀態(tài)下由韌性轉(zhuǎn)化為脆性進(jìn)而發(fā)生破壞的現(xiàn)象。影響低溫脆性的因素很多,它不僅取決于晶格類型,還受材料的成分、組織等因素的影響.分別討論材料成分、晶粒尺寸、顯微組織對低溫脆性轉(zhuǎn)變溫度的影響。可以從兩個方面來解釋：宏觀上材料的斷裂強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度與溫度有關(guān)系，對稱度低的金屬這個特點(diǎn)就更明顯，一般是材料的斷裂強(qiáng)度隨溫度的降低而減小，屈服強(qiáng)度會增加。這兩個函數(shù)在脆韌轉(zhuǎn)變溫度處相交，在這個溫度以下材料的屈服強(qiáng)度比斷裂強(qiáng)度大，因此材料在受力時還未發(fā)生屈服便斷裂了，材料顯示脆性。

從微觀機(jī)制來看低溫脆性與位錯在晶體點(diǎn)陣中運(yùn)動的阻力有關(guān)，阻力增大，則材料屈服強(qiáng)度也相應(yīng)增加，因為材料在塑性變形時主要依靠位錯運(yùn)動來完成的。對對稱性低的金屬，合金而言，溫度降低位錯運(yùn)動的點(diǎn)陣阻力增加，原子熱激活能力下降。因此材料屈服強(qiáng)度增加。

影響材料脆韌轉(zhuǎn)變的因素有：

1.晶體結(jié)構(gòu)，對稱性低的體心立方以及密排六方金屬，合金轉(zhuǎn)變溫度高，材料脆性斷裂趨勢明顯，塑性差；

2.化學(xué)成分，能夠使材料硬度，強(qiáng)度提高的雜質(zhì)或者合金元素都會引起材料塑性和韌性變差，材料脆性提高；

3.顯微組織，顯微組織包含以下幾個方面的影響：晶粒大小，細(xì)化晶粒可以同時提高材料的強(qiáng)度和塑性，韌性。細(xì)化晶粒提高材料韌性原因為,細(xì)化晶?？梢允够w變形更加均勻，晶界增多可以有效的阻止裂紋的擴(kuò)張，因塑性變形引起的位錯的塞積因晶界面積很大也不會很大，可以防止裂紋的產(chǎn)生；

4.溫度的影響：溫度影響晶體中存在的雜質(zhì)原子的熱激活擴(kuò)散過程，定扎位錯原子氣團(tuán)的形成會使得材料塑性變差。

5.加載速度的影響：提高加載速度如同降低材料的溫度，使得材料塑性變差，脆化溫度升高。

6.試樣形狀以及尺寸的影響。