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1954年冬天,英国3万2千吨的"世界协和"号油船,在爱尔兰寒风凛冽的海面上航行,突然船体中部发生断裂,船很快就沉没了。后来,又发生了几起类似的沉船事件。经研究发现,沉船是由于外界温度太低,金属材料变脆后断裂所致。这种材料的变脆现象因为是在低温下产生的,所以称之为"冷脆"。
随着温度的升高或降低,物质的某些机械性质发生变化。在常温下,金属材料中原子的结合较疏松,因此弹性较好,这意味着金属能吸收较多的受外力冲击所产生的能量;在低温下,原子结合得较紧密,由于弹性差,只能吸收极少的外来能量,因此,低温下的材料容易脆断。在物理上,把使材料发生脆化的温度叫做"临界脆化温度"。不同的材料,临界脆化温度也不相同。
利用脆化现象,人们发明了"低温粉碎技术"。例如,用低温来粉碎废钢铁。我们知道,炼钢时,要大量使用废钢,电炉炼钢时,废钢占原料总量的60-80%。废钢在投入冶炼前,先要进行破碎,以加快熔化速度。由于废钢的尺寸、厚薄、轻重相差悬殊,所以废钢的粉碎一直是个难题。传统的电弧切割法,速度慢,效率低。采用低温粉碎技术,将废钢浸泡在液氮(-196℃)中,或用气氮冷却(-100℃)后,废钢就变得像玻璃那样易碎。当然,使用低温粉碎时,一定要使粉碎温度低于待粉碎材料的临界脆化温度。
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