在現(xiàn)代工業(yè)中，許多場景涉及低溫環(huán)境，如液氫、液氧的儲(chǔ)存與運(yùn)輸，低溫化工反應(yīng)等，這對管材的力學(xué)性能提出了嚴(yán)苛要求。鈦管因自身特性，在低溫領(lǐng)域逐漸嶄露頭角，對其低溫力學(xué)性能的研究意義重大。
隨著溫度降低，鈦管的強(qiáng)度指標(biāo)，如屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度通常會(huì)顯著提升。這是由于低溫使鈦管晶格中的原子熱振動(dòng)減弱，原子間結(jié)合力增強(qiáng)，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力增大 ，阻礙了材料的塑性變形，從而強(qiáng)化了鈦管。例如，在液氫儲(chǔ)存的超低溫環(huán)境（-253℃）下，部分鈦合金管的屈服強(qiáng)度可提升50%以上。
然而，鈦管在低溫下的塑性和韌性變化較為復(fù)雜。一般而言，其延伸率和斷面收縮率會(huì)有所下降，顯示塑性變差。當(dāng)溫度降至某一臨界值時(shí)，沖擊韌性也會(huì)急劇降低，材料呈脆性斷裂傾向，即出現(xiàn)低溫脆性。不過，通過優(yōu)化合金成分，降低間隙元素（如氧、氮、氫、碳）含量，可有效改善鈦管低溫韌性。像Ti-5Al-2.5Sn ELI合金，憑借極低的間隙元素含量，在超低溫下仍能保持較好的韌性。
此外，微觀組織對鈦管低溫力學(xué)性能影響顯著。等軸晶組織的鈦管，在低溫下變形協(xié)調(diào)性較好，塑性和韌性相對更優(yōu)；而粗大晶粒組織則會(huì)降低鈦管的韌性，增加低溫脆性風(fēng)險(xiǎn)。因此，通過熱加工工藝調(diào)控微觀組織，細(xì)化晶粒，是提升鈦管低溫性能的重要手段。
低溫環(huán)境下鈦管力學(xué)性能研究仍在不斷深入，未來有望開發(fā)出更多適用于極寒工況的新型鈦合金管，推動(dòng)低溫工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步與應(yīng)用拓展，為相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的材料支撐。