При понижении температуры эксплуатации увеличивается статическая и циклическая прочность. Снижается пластичность и вязкость, повышается склонность к хрупкому разрушению.
Важное требование к материалам, работающим в условиях низких температур – отсутствие хладноломкости. Хладноломкость характерна для металлов и сплавов с ОЦК ГП решетками. Запас вязкости имеется у материалов, у которых порог хладноломкости расположен ниже рабочей температуры.
Металлы и сплавы с ГЦК решеткой, а также титан и его сплавы с ГП решеткой не имеют порога хладноломкости. При охлаждении их ударная вязкость уменьшается монотонно. Их хладостойкость определяет температура, при которой ударная вязкость не менее 0,3 МДж/м2 .
Предел прочности (σв), предел текучести (σ0,2), вязкусть разрушения (К1с) – важные критерии хладостойкости.
Из физических свойств критериями являются тепловое расширение, теплопроводность, теплоёмкость. Чем меньше тепловое расширение, темниже термические напряжения в деталях при ермоциклировании.
Чем меньше теплоёмкость и больше теплопроводность, тем легче захолаживается криогенное оборудование и быстрее выходит на рабочий режим.
Технологические критерии – свариваемость и пластичность.
Совместимость с окружающей средой определяется взаимодействием материала с кислородом и водородом.